A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Con đường tư duy:
Để giải nhanh bài toán này các bạn cần phải nhớ các phương trình cơ bản sau :
2H2SO4 + 2e → SO42- + SO2 + H2O
2H2SO4 + 6e → 3SO42- + S + 4H2O
5H2SO4 + 8e → 4SO42- + H2SO + 4H2O
Trong quá trình giải toán cần dùng thêm các định luật bảo toàn .
Chú ý: Các bán phản ứng trên chỉ dùng khi kim loại tác dụng với axit khi có hợp chất của kim loại tác dụng với axit thì tuyệt đối không dùng.
B. BÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1. Cho Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) và 8,28 gam muối. Biết số mol Fe bằng 37,5% số mol H2SO4 phản ứng. Khối lượng Fe đã tham gia phản ứng là:
A. 1,68 gam. B. 1,12 gam. C. 1,08 gam. D. 2,52 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có: \(\left\{ \begin{gathered}
2{H_2}S{O_4}\; + {\text{ }}2e\; \to {\text{ }}S{O_4}^{2 - }\; + {\text{ }}S{O_2}\; + {\text{ }}{H_2}O \hfill \\
FeS{O_4}:amol \hfill \\
F{e_2}{(S{O_4})_3}:bmol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ {\sum \begin{gathered}
nFe = a + 2b \hfill \\
nS{O_4}^{2 - } = a + 3b \hfill \\
\end{gathered} } \right.\)
\(\begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
\frac{{a + 2b}}{{2(a + 3b)}} = 0,375 \hfill \\
152a + 400b = 8,28 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
a = 0,015mol \hfill \\
b = 0,015mol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to nFe = 0,045mol \hfill \\
\hfill \\
\hfill \\
\end{gathered} \)
→ Chọn D
Câu 2. Hòa tan hoàn toàn 16,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al và Fe trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 0,55 mol SO2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được muối khan có khối lượng là:
A. 82,9 gam B. 69,1 gam C. 55,2 gam D. 51,8 gam
Hướng dẫn giải
Ta có: nSO2 = 0,55 → nSO42- = 0,55 mol → m = 16,3 + 0,55.96 = 69,1g
Câu 3. Hòa tan hoàn toàn 11,9 g hỗn hợp gồm Al và Zn bằng H2SO4 đặc nóng thu được7,616 lít SO2 (đktc), 0,64 g S và dung dịch X. Khối lượng muối trong dung dịch X là:
A. 50,3 g B. 30,5 g C. 35,0 g D. 30,05 g.
Hướng dẫn giải
Ta có: nSO2 = 0,34 mol và nS = 0,02 mol → nSO42- = 0,34 = 0,2.3 = 0,4 mol
Câu 4. Hòa tan 0,1 mol Al và 0,2 mol Cu trong dung dịch H2SO4 đặc dư thu được V lít SO2 (ở 00C, 1 atm). Giá trị của V là:
A. 3,36 B. 4,48 C. 7,84 D. 5,6
Hướng dẫn giải
Ta có: nAl = 0,1 và nCu = 0,2 → nSO2 = (0,1.3 + 0,2.2) : 2 = 0,35 mol → V = 7,84 lít
Câu 5. Cho 5,94g Al tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 1,848 lít sản phẩm ( X ) có lưu huỳnh ( đktc), muối sunfat và nước. Cho biết ( X ) là khí gì trong hai khí SO2, H2S ?
A. H2S B. SO2 C. Cả hai khí D. S
Hướng dẫn giải
Ta có: nAl = 0,22 mol và nX = 0,0825 mol → 0,22.3 = 0,0825.8 → X : H2S
Câu 6. Hỗn hợp X gồm Fe và C có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2. Cho 8 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thì thu được V lít khí ở đktc. Giá trị của V là:
A. 16,8 lít. B. 17,92 lít. C. 6,72 lít. D. 20,16 lít
Hướng dẫn giải
Ta có: nFe = 0,1 mol và nC = 0,2 mol
nSO2 = (0,1.3 + 0,2.4) : 2 = 0,55 mol và nCO2 = 0,2 mol
→ V = 0,75.22,4 = 16,8
Câu 7. Hòa tan hoàn toàn 0,15 mol Fe vào dung dịch chứa 0,4 mol H2SO4 đặc, nóng chỉ thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất của S+6) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:
A. 35,2. B. 27,6. C. 53,3. D. 22,8.
Hướng dẫn giải
Ta sử dụng phương trình: 2H2SO4 + 2e → SO42- + SO2 + H2O do đó thấy ngay axit thiếu
Ta có ngay: \( \to m = 27,6\left\{ \begin{gathered}
Fe:0,15mol \hfill \\
S{O_4}^{2 - }:\frac{{0,4}}{2} = 0,2mol \hfill \\
\end{gathered} \right.\)
Câu 8. Hòa tan m gam Al bằng H2SO4 đặc nóng thoát ra 4,8 gam SO2 duy nhất. Giá trị của m là:
A. 1,35. B. 2,04. C.1,65. D. 2,7.
Hướng dẫn giải
Ta có: nSO2 = 0,075 mol → \(\frac{m}{{27}}.3 = 0,075.2 \to m = 1,35g\)
Câu 9. Hoà tan hết a(g) oxit MO (M có hoá trị 2 không đổi) bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 17,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 20%. Cho khí CO dư đi qua ống sứ đựng 12 gam oxit MO thu được m(g) chất rắn. Giá trị của m là:
A. 9,6 gam. B. 12 gam. C. 5,4 gam. D. 7,2 gam.
Hướng dẫn giải
Giả sử số mol axit là 1.
Ta có: naxit = 98 → m = 98 : 0,175 = 560 → nMO = 1
Khi đó: (M + 96) : (560 + M + 16) = 0,2 → M = 24 (Mg)
Câu 10. Cho 7,5 gam Al; Mg tác dụng hết với 80 gam dd H2SO4 98%, thu được 4,48 lít hỗn hợp SO2; H2S (đktc) và dd A. Cho dd NaOH 1M vào A đến khi lượng kết tủa không đổi nữa thì thể tích dd NaOH cần dùng là 1,3 lít. Khối lượng Al và tỉ khối hỗn hợp khí so với H2 là:
A. 2,7 gam và 20,75 B. 4,05 gam và 24,5
C. 2,7 gam và 28,25 D. 5,4 gam và 28,75
Hướng dẫn giải
Ta có: \(\left\{ \begin{gathered}
nAl = amol \hfill \\
nMg = bmol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to 27a + 24b = 7,5\)
Câu hỏi đặt ra ở đây là : Na sau cùng đã biến vào đâu? Ta có ngay :
\(\begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
nNaAl{O_2} = amol \hfill \\
nN{a_2}S{O_4} = \frac{{1,3 - a}}{2} \hfill \\
\end{gathered} \right. \to 0,8 = \frac{{1,3 - a}}{2} + 0,2 \to a = 0,1mol \to b = 0,2mol \hfill \\
0,2\left\{ \begin{gathered}
nS{O_2} = xmol \hfill \\
n{H_2}S = ymol \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x + y = 0,2 \hfill \\
2x + 8y = 0,1.3 + 0,2.2 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = 0,15mol \hfill \\
y = 0,05mol \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\to \frac{{{M_{hh}}}}{{{H_2}}} = \frac{{0,15.64 + 0,05.34}}{{0,2.2}} = 28,25 \hfill \\
\end{gathered} \)
C. LUYỆN TẬP
Câu 1. Hòa tan 2,4g hỗn hợp Cu và Fe có tỷ lệ số mol 1:1 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng. Kết thúc phản ứng thu được 0,05 mol một sản phẩm khử duy nhất có chứa lưu huỳnh. Xác định sản phẩm đó:
A. SO2 B. H2S C. S D. H2
Câu 2. Thổi một luồng CO qua hỗn hợp Fe và Fe2O3 nung nóng được chất khí B và hỗn hợp D gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho B lội qua dung dịch nước vôi trong dư thấy tạo 6 gam kết tủa. Hòa tan D bằng H2SO4 đặc, nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO2 còn dung dịch E. Cô cạn E thu được 24g muối khan. Xác định thành phần % của Fe:
A. 58,33% B. 41,67% C. 50% D. 40%
Câu 3. Cho 8,3 gam hỗn hợp hai kim loại Al và Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc dư thu được 6,72 lit khí SO2 (đktc). Khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu:
A. 2,7g; 5,6g B. 5,4g; 4,8g C. 9,8g; 3,6g D. 1,35g; 2,4g
Câu 4. Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng thu được 6,72 lit khí SO2 (đktc). Khối lượng m gam là:
A. 56g B. 11,2g C. 22,4g D. 25,3g
Câu 5. Khi cho 9,6gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc thấy có 49gam H2SO4 tham gia phản ứng tạo muối MgSO4, H2O và sản phẩm khử X. X là:
A. SO2 B. S C. H2S D. SO2,H2S
Câu 6. Hòa tan hết 16,3 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al và Fe trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 0,55 mol SO2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu được là:
A. 51,8g B. 55,2g C. 69,1g D. 82,9g
Câu 7. Hòa tan hoàn toàn 4,0 gam hỗn hợp Mg, Fe, Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được 2,24 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:
A. 23,2. B. 13,6. C. 12,8. D. 14,4.
Câu 8. Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thoát ra 0,112 lít khí (đktc) khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất). Công thức của hợp chất đó là:
A. FeCO3. B. FeS2. C. FeS. D. FeO.
Câu 9. Hòa tan 23,4 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu bằng một lượng vàu đủ dung dịch H2SO4, thu được 15,12 lít khí SO2 (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:
A. 153,0. B. 95,8. C. 88,2. D. 75,8.
Câu 10. Cho 1,44g hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó MO, có số mol bằng nhau, tác dụng hết với H2SO4 đặc, đun nóng. Thể tích khí SO2 (đktc) thu được là 0,224 lít. Cho biết rằng hoá trị lớn nhất của M là II. Kim loại M là:
A. Cu B. Fe C. Al D. Zn
Câu 11. Hòa tan hoàn toàn 9,6 gam một kim loại M trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thoát ra 3,36 lít khí SO2 (đktc). Kim loại M là:
A. Mg. B. Al. C. Fe. D. Cu.
Câu 12. Cho 13,6 gam hỗn hợp Mg, Fe phản ứng hoàn toàn với H2SO4 đặc nóng dư thu được 8,96 lít SO2 sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu là?
A. 2,4 gam Mg, 11,2 gam Fe
B. 4,4 gam Mg, 9,2 gam Fe
C. 4,8 gam Mg, 8,8 gam Fe
D. 5,8 gam Mg, 7,8 gam Fe
Câu 13. Cho 5,6 gam kim loại R tan hoàn toàn trong H2SO4 đặc nóng dư thu được 3,36 lít SO2 . Kim loại R là:
A. Al B. Cu C. Fe D. Zn
Câu 14. Hòa tan m gam Al vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 4,48 lít (đktc) hỗn hợp hai khí SO2 và H2S có tỉ lệ thể tích 1 : 1. Giá trị của m là:
A. 9 gam B. 27 gam C.12 gam D. 6 gam
Câu 15. Cho m gam Zn vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 6,72 lít hỗn hợp hai khí SO2 và H2S (đktc) có tỉ khối so với H2 là 24,5. Tổng giá trị của m và lượng muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng là:
A. 196,5 gam B. 169,5 gam C. 128,5 gam D. 116,12 gam
Câu 16. Cho 7,7 gam hỗn hợp Mg, Zn tan hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được dung dịch X và 0,1 mol SO2, 0,01 mol S và 0,005 mol H2S. Tính khối lượng kim loại Mg trong hỗn hợp.
A. 0,96 g B. 1,44g C. 1,2g D. 1,68g
Câu 17. Hòa tan 30 gam hỗn hợp một số kim loại vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được dung dịch X và 0,15 mol SO2, 0,1mol S và 0,005 mol H2S. Khối lượng muối tạo thành sau phản ứng là:
A. 78 g B. 120,24g C. 44,4g D. 75,12g
Câu 18. Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Cu, Fe tan hoàn toàn trong H2SO4 đặc, nóng, dư thu được 5,6 lít SO2 sản phẩm khử duy nhất ở. Tính % theo khối lượng của Cu trong hỗn hợp là:
A. 53,33% B. 33,33% C. 43,33% D. 50,00%
Câu 19. Cho 4,5 gam một kim loại R tan hoàn toàn trong H2SO4 đặc nóng dư thu được 2,24 lít hỗn hợp hai khí SO2 và H2S (đktc) có tỉ khối so với H2 là 24,5 và dung dịch X. Tìm kim loại R và khối lượng muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng.
A. Al, 28,5 gam. B. Al, 34,2 gam.
C. Fe, 28,5 gam. D. Cu, 32,0 gam.
Câu 20. Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam Mg vào 49 gam dung dịch H2SO4 80% chỉ thu được dung dịch X và khí. Cho X tác dụng hoàn toàn với 700 ml dung dịch KOH 1M, sau đó lọc bỏ kết tủa được dung dịch Y. Cô cạn Y được chất rắn Z nặng 58,575 gam . Tính C% của MgSO4 trong X.
A. 48,66 B. 44,61 C. 49,79 D. 46,24
Trên đây là phần trích dẫn nội dung Phương pháp giải bài toán kim loại tác dụng với H2SO4 (đặc, nóng) môn Hóa học 12 năm 2021, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy.
Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!
Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tài liệu cùng chuyên mục tại đây:
