Ôn thi Đại học môn Hóa học - Bài 5: Kim loại phản ứng muối

GV. NGUYEÃN TAÁN TRUNG (Trung Taâm Luyeän Thi Chaát Löôïng Cao VÓNH VIEÃN) Coù 3 coâng thöùc vieát phaûn öùng ™ Coâng thöùc 1: Kim loai tan trong H2O KL + H2O → Bazô + H2 (1) Bazô + Muoái → Bazô môùi+ Muoái môùi (2) 9Muoái pöù: Tan hoaëc ít tan 9Saûn phaåm cuûa (2) phaûi coù: ‰ Chaát keát tuûa ‰ Chaát bay hôi ‰ Chaát khoù ñieän ly hôn ™ Coâng thöùc 1: Kim loai tan trong H2O KL + H2O → Bazô + H2 (1) Bazô + Muoái → Bazô môùi+ Muoái môùi (2) ‰ Ví duï 1: Cho Na phaûn öùng vôùi dung dòch CuSO4. Vieát phöông trình phaûn öùng. 22Na + H2O →2NaOH + H2↑ 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 2Na + 2 H2O + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 + H2↑ ‰ Ví duï 2: (ÑH Noâng Nghieäp 1 – 1997) Cho 21,84g kali kim loaïi vaøo 200g moät dung dòch chöùa Fe2(SO4)3 5% , FeSO4 3,04% vaø Al2(SO4)3 8,55% veà khoái löôïng.Sau phaûn öùng, loïc taùch, thu ñöôïc keát tuûa A vaø dung dòch B. Nung keát tuûa A trong khoâng khí ñeán khoái löôïng khoâng ñoåi. 1. Vieát phöông trình caùc phaûn öùng hoaù hoïc ñaõ xaûy ra. 2. Tính khoái löôïng chaát raén thu ñöôïc sau khi nung keát tuûa A. 3. Tính noàng ñoä phaàn traêm khoái löôïng caùc chaát taïo thaønh trong dung dòch B. Fe=56, K=39, S=32, Al=27, O=16, H=1. Giaûi: 1. Caùc phaûn öùng K + H2O = KOH + H2↑ Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2 Fe(OH)3↓ + 3 K2SO4 FeSO4 + 2KOH = Fe(OH)2↓ + K2SO4 Al2(SO4)3 + 6 KOH = 2Al(OH)3↓ + 3K2SO4 Coù theå coù theâm : Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2 H2O ™ Caùc phaûn öùng treân ñöôïc xaùc ñònh chính xaùc nhôø ñònh löôïng sau: 21,84 Soá mol K= =0,56 mol 39 5x200 Soá mol Fe2(SO4)3= = 0,025 mol 100x400 3,04x200 Soá mol FeSO4= = 0,04 mol 100x152 8,55x200 Soá mol Al (SO ) = = 0,05 mol 2 4 3 100x342 Theo ñeà ta co ù Caùc phaûn öùng: K + H2O = KOH + ½ H2↑ (1) 0,56 0,56 0,28 molmol Fe2(SO4)3+6 KOH = 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (2) 0,025 0,15 0,05 0,075 molmol FeSO4 + 2 KOH = Fe(OH)2↓ + K2SO4 (3) 0,04 0,08 0,04 0,04 molmol Al2(SO4)3 + 6 KOH = 2Al(OH)3↓ +3 K2SO4 (4) 0,05 0,3 0,1 0,15 molmol (2), (3), (4) ⇒ Soá Σmol KOH pöù = 0,53 mol ⇒ Soá mol KOH dö =0,56 – 0,53 = 0,03 mol Vì sau (4) coøn KOH, neân coù theâm pöù: Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2 H2O (5) 0,03 0,03 0,03 mol Theo (4), (5) ⇒ Soá mol Al(OH)3 dö = 0,1 – 0,03 = 0,07 mol (*) 2. KhinungkeáttuûaA: (2), (3), (4),(*) ⇒Caùc pöù nung keât tuûa taïo raén ½ to 2Fe(OH)2 + O2 = Fe2O3 + 2 H2O (6) 0,04 0,02 mol to 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O (7) 0,05 0,025 mol to 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O (8) 0,07 0,035 mol TheoTheo (6),(6), (7),(7), (8)(8) tata cocoùù KhoKhoáiái llööôôïngïng chachaátát raraénén sausau khikhi nungnung:: Fe2O3 = 160 x 0,045 = 7,2 gam. Al2O3 = 102 x 0,035 = 3,57 gam. 10,77 gam. 3.T3.Tíínhnh nonoàngàng ññooää phaphaànàn traêmtraêm khokhoáiái llööôôïngïng cacaùcùc chachaátát tataïoïo thathaønhønh trongtrong dungdung dòchdòch B.B. mddB = 200+ mK –m ↑ -m↓ = 206,87 gam H2 174x0,256 x100 =22,29% Dung dòch B coù: K2SO4 = 206,87 98 x 0,03 KAlO2 = x100 =1,42% 206,87 ‰ Ví duï 3:: ((ÑÑHH ThuyThuyûû LôLôïiïi –– 1997)1997) Cho 9,2 gam Na vaøo 160 ml dung dòch coù khoái löôïng rieâng laø 1,25 g/ml chöùa Fe2(SO4)3 vôùi noàng ñoä töông öùng laø 0,125M vaø 0,25M. Sau phaûn öùng ngöôøi ta taùch keát tuûa ra vaø ñem nung ñeán khoái löôïng khoâng ñoåi. 1. Tính khoái löôïng caùc chaát raén thu ñöôïc sau khi nung. 2. Tính noàng ñoä phaàn traêm cuûa caùc muoái taïo thaønh trong dung dòch. Giaûi: Soá mol Na = 9,2 =0,4 mol 23 Soá mol Fe2(SO4)3 = 0,16x0,125 = 0,02 mol Soá mol Al2(SO4)3 = 0,16x0,25 = 0,04 mol Khoái löôïng 160 ml dd = 160x1,25g/ml = 200 g ™ Caùc phaûn öùng: Na + H2O → NaOH + 1/2 H2↑ (1) 0,4 0,4 0,4 0,2 mol Fe2(SO4)3+ 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ + 3 Na2SO4 (2) 0,02 0,12 0,04 0,06 mol Al2(SO4)3+6NaOH→ 2 Al(OH)3↓ + 3 Na2SO4 (3) 0,04 0,24 0,08 0,12 mol Soá mol NaOH coøn dö = 0,4 – (0,12+0,24)=0,04 mol VVìì cocoønøn ddöö NaOHNaOH ,, neânneân Al(OH)Al(OH)33 bòbò tantan theotheo:: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2 H2O (4) 0,04 0,04 0,04 mol TheoTheo (2),(2), (3),(3), (4)(4) KeKeáátt tutuûûaa thuthu ñöñöôôïcïc gogoààmm:: Fe(OH)3: 0,04 mol Al(OH)3:0,08 - 0,04 = 0,04 mol CaCaùùcc phaphaûûnn öùöùngng nungnung kekeáátt tutuûûaa to 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O (5) 0,04 o 0,02 mol t (6) 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3 H2O 0,04 0,02 mol 1.1. KhoKhoááii llööôôïïngng chachaáátt raraéénn sausau khikhi nungnung:: TheoTheo (5),(5), (6)(6) tata suysuy rara ñöñöôôïïcc: KhoKhoáiái llööôôïngïng FeFe22OO33 == 160x0,02=3,2160x0,02=3,2 gamgam. KhoKhoáiái llööôôïngïng AlAl22OO33 == 102x0,02=2,04102x0,02=2,04 gamgam.. 5,24 gam. 2.2. NoNoàngàng ññooää %% cacaùcùc muomuoáiái trongtrong dungdung dòchdòch:: TheoTheo (2),(2), (3),(3), (4)(4) tata suysuy rara ñöñöôôïïcc khokhoááii llööôôïïngng cacaùùcc muomuoááii: Khoái löôïng Na2SO4 = 142x0,18=25,56 gam. Khoái löôïng NaAlO2 = 82x0,04=3,28 gam. ƒTính khoái löôïng dung dòch: TheoTheo (1),(1), (2),(2), (3),(3), tata ttíínhnh ñöñöôôïïcc khokhoááii llööôôïngïng cacaùcùc chachaátát:: Khoái löôïng H2↑ = 2x0,2 =0,4 gam. Khoái löôïng Fe(OH)3 ↓ = 107x0,04=4,28 gam. Khoái löôïng Al(OH)3 ↓ = 78x0,04=3,12 gam. VaVaääyy khokhoááii llööôôïngïng dungdung dòchdòch luluùcùc sausau:: (9,2 + 200) –(0,4 + 4,28 + 3,12) = 201,4 gam. 25,56 C% Na2SO4= 100 =12,71% 201,4 3,28 C% NaAlO2= 100 =1,63% 201,4 CoângCoâng ththöùöùcc 22: Kim loaïi khoâng tan trong nöôùc. KLA + Muoái KLB → KLB + Muoái KLA (cô cheá kim loaïi ñaåy kim loaïi ra khoûi muoái ) ÑÑieieàuàu kiekieänän:: 9 KLA khoâng tan trong nöôùc 9 KL A ñöùng tröôùc KL B ( trong daõy hoaït ñoäng hoaù hoïc Beâkeâoâp) 9 Muoái :Tan Ví duï: Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4 ‰ Ví duï 4:(:(ÑÑHQGTP.HCMHQGTP.HCM –– 1998)1998) 3,78 gam boät Al phaûn öùng vöøa ñuû vôùi dung dòch muoái XCl3 taïo thaønh dung dòch Y. Khoái löôïng chaát tan trong dung dòch Y giaûm 4,06 gam so vôùi dung dòch XCl3 . XaÙc ñònh coâng thöùc cuûa muoái XCL3. Giaûi: Phaûn öùng: Al + XCl3 → AlCl3 + X (1) 27 X+3.35,5 27 +3.35,5 mC.tan giaûm: X-27 g 3,78 mC.tan giaûm: 4,06 g Theo (1) coù: 27 X-27 = 3,78 4,06 ⇒ X = 56 ⇒ X : Fe ⇒ XCl3 : Fe Cl3 ‰Coâng thöùc 3: khi gaëp saét Pöù xaûy ra theo qui taéc α a. Cu+ Fe(NO ) Oh1 Oh2 3 3 TQ: b. Fe + Fe(NO3)3 Kh1 Kh2 Oh2 + Kh1→ Oh1 + Kh2 Daõy ñieän hoaù: 2+ 2+ 3+ + Fe Cu I2 Fe Ag Fe Cu 2I- Fe2+ Ag ‰ Ví duï 5: Vieát caùc phaûn öùng a. Cu+ Fe(NO3)3 a. Cu+ Fe(NO3)3 2 Cu Fe3+ b. Fe + Fe(NO3)3 TQ: + 2+ Cu Fe Cu +2Fe3+ → 2Fe2+ + Cu2+ Daõy ñieän hoaù: 2+ 2+ 3+ + Fe Cu I2 Fe Ag Fe Cu 2I- Fe2+ Ag ‰ Ví duï 5: Vieát caùc phaûn öùng b. Fe + Fe(NO3)3 a. Cu+ Fe(NO3)3 2+ Fe Fe3+ b. Fe + Fe(NO3)3 TQ: 2+ Fe Fe Cu +2Fe3+ → 3Fe2+ Daõy ñieän hoaù: 2+ 2+ 3+ + Fe Cu I2 Fe Ag Fe Cu 2I- Fe2+ Ag ‰ Aùp duïng 6: Cho 6,4 gam Cu phaûn öùng ôùi 300 gam dd Fe(NO3)3 24,2% thu ñöôïc dd A coù khoái löôïng rieâng baèng 1,446 g/ml. Tính noàng ñoä mol/l cuûa dd A. Soá mol Cu == 0,10,1 (mol)(mol) Soá mol Fe(NOFe(NO33))33 == 0,30,3 (mol)(mol) - Theo ñeà ta coù pöù: 2Fe(NO3)3 + Cu → 2Fe(NO3)2 +Cu(NO3)2 (1) Bñ: 0,3 0,1 00(mol) Pöù: 0,2 0,1 0,2 0,1 (mol) Sau: 0,1 0 0,2 0,1 (mol) Theo (1) ta coù: mdd= 6,4 + 300 =306,4g ⇒V = 306,4 = 200 (ml) = 0,2 (lít) dd 1,532 Vaäy:[Fe(NO3)2]= 1(M) [Cu(NO3)2]= 0,5(M)