PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI MÔN HÓA HỌC 12 NĂM 2020
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1. Dạng 1: Lý thuyết về tính chất của KL
a. Tính chất vật lý chung
+ Tính dẻo
→ Kim loại có tính dẻo nhất là Au
+ Tính dẫn điện
→ Khả năng dẫn điện của một số kim loại Ag > Cu > Au > Al > Fe
+ Tính dẫn nhiệt
+ Tính ánh kim
→ Tính chất vật lí chung của kim loại như nói ở trên gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại.
b. Tính chất vật lý riêng
Một số tính chất vật lý riêng của kim loại:
+ Tính cứng
→ Kim loại mềm nhất là Cs, kim loại cứng nhất là Cr
+ Nhiệt độ nóng chảy
→ Kim loại dễ nóng chảy nhất là Hg (-39 độ C), khó nóng chảy nhất là W
+ Khối lượng riêng:
Kim loại có khối lượng riêng D < 5 gam/cm3 là kim loại nhẹ (Na, Li, Mg, Al,…)
Kim loại có khối lượng riêng D > 5 gam/cm3 là kim loại nặng.( Cr, Fe, Zn, Pb, Ag, Hg,…)
….
2. Dạng 2: Lý thuyết về dãy điện hóa KL và pin điện hóa
- Dãy điện hóa của kim loại là một dãy các cặp OXH – Khử sắp xếp theo chiều tăng dần tính OXH của ion kim loại và giảm dần tính khử của nguyên tử kim loại.
Ví dụ:
2Ag+ + Cu → Cu2+ + 2Ag
Chất oxi hoá mạnh + Chất khử mạnh → Chất oxi hoá yếu + Chất khử yếu
- Cấu tạo pin điện hóa:
VD: Xét pin điện hóa Zn|Cu gồm có:
Cực anot (cực âm) xảy ra quá trình OXH:
Zn → Zn+2 +2e
Cực catot (cực dương) xảy ra quá trình khử:
Cu+2 + 2e → Cu
→ Ta có phương trình hóa học điễn ra trong pin điện hóa:
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
* Lưu ý: Trong pin điện hóa, kim loại mạnh hơn sẽ là cực âm, kim loại còn lại sẽ là cực dương.
3. Dạng 3: Kim loại tác dụng với phi kim
Hầu hết các kim loại khử được phi kim điển hình thành ion âm
Ví dụ
4Al + 3O2 → 2Al2O3
2Fe + 3Cl2 → 2FeC3
Hg + S → HgS
4. Dạng 4: Kim loại tác dụng với axit
- Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng
Kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn âm (tức kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học của kim loại) khử được ion hidro H+ của axit thành H2
- Với H2SO4 đặc nóng, HNO3: Hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) khử được S6+ và N5+ trong các axit này xuống số oxi hóa thấp hơn.
Chú ý: Nếu hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp nhiều axit, nên viết phương trình phản ứng dạng chung (phương pháp chuyển bài toán hỗn hợp về chất tương đương) hay viết phản ứng dạng ion; viết các quá trình oxi hóa, quá trình khử, rồi vận dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron để giải.
5. Dạng 5: Kim loại tác dụng với dung dịch muối
- Kim loại của cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn khử được cation kim loại của cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn ra khỏi dung dịch muối (hay nói các khác: kim loại có tính khử mạnh và không tan trong nước đẩy được kim loại có tính khử yếu hơn ra khỏi muối).
- Trường hợp hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp nhiều muối, thì phản ứng xảy ra ưu tiên theo thứ tự: chất oxi hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh để tạo ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn.
Một số lưu ý
- Đối với bài tập một kim loại tác dụng với dung dịch gồm nhiều muối thì kim loại sẽ tác dụng với muối có chứa ion kim loại có tính oxi hóa mạnh hơn trước. nếu sau phản ứng này, kim loại còn dư mới tiếp tục xảy ra phản ứng với muối còn lại.
Chẳng hạn: cho Fe vào dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3 )2, thì Fe sẽ tác dụng với dung dịch AgNO3 trước, sau đó nếu Fe dư thì mới xảy ra tiếp phản ứng Fe tác dụng với dung dịch muối Cu(NO3)2.
- Đối với bài tập hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch gồm nhiều muối nếu làm thông thường sẽ phải xét nhiều trường hợp.
Chẳng hạn: Cho Fe, Al tác dụng với dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2. Đầu tiên kim loại mạnh hơn sẽ tác dụng với muối có chứa ion kim loại có tính oxi hóa mạnh hơn.
Al + 3Ag+ → Al3+ + 3Ag (1)
Sau phản ứng (1) nếu Ag dư:
2Al + 3Cu2+ → 2Al3+ + 3Cu (2)
Sau phản ứng (2) nếu Cu2+ dư:
Fe + Cu2+ → Cu + Fe2+ (3)
Cách làm nhanh: dùng bảo toàn electron sẽ tránh được việc phải xét nhiều trường hợp.
6. Dạng 6: Kim loại tác dụng với dung dịch kiềm
Các kim loại mà hiđroxit của chúng có tính lưỡng tính như Al, Zn, Be, Sn, Pb... tác dụng được với dung dịch kiềm (đặc).
2Al + 6H2O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
B. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Kim loại có tính chất vật lí chung là dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim. Nguyên nhân của những tính chất vật lí chung của kim loại là do trong tinh thể kim loại có
A. nhiều electron độc thân.
B. các ion dương chuyển động tự do.
C. các electron chuyển động tự do.
D. nhiều ion dương kim loại.
Hướng dẫn giải
Nguyên nhân gây nên tính chất vật lý chung của kim loại là do các electron chuyển động tự do
Đáp án C.
Ví dụ 2: Hơi thuỷ ngân rất độc, bởi vậy khi làm vỡ nhiệt kế thuỷ ngân thì chất bột được dùng để rắc lên thuỷ ngân rồi gom lại là :
A. vôi sống.
B. cát.
C. muối ăn.
D. lưu huỳnh.
Hướng dẫn giải
Do lưu huỳnh có khả năng tác dụng với thủy ngân ngay ở nhiệt độ thường nên người ta hay sử dụng chất này để thu hồi thủy ngân:
Hg + S → HgS
Đáp án D
Ví dụ 3 : Trong pin điện hoá Zn – Cu, phản ứng hoá học nào xảy ra ở điện cực âm ?
A. Cu → Cu2+ + 2e.
B. Cu2+ + 2e → Cu.
C. Zn2+ + 2e → Zn.
D. Zn → Zn2+ + 2e.
Hướng dẫn giải
Cực âm (anot) là nơi diễn ra quá trình OXH của kim loại có tính khử mạnh
→ phản ứng hóa học diễn ra ở cực âm trong pin là: Zn ® Zn2+ + 2e.
Đáp án D.
Ví dụ 4: Pin điện hoá được tạo thành từ các cặp oxi hoá khử sau đây : Fe2+/Fe và Pb2+/Pb ; Fe2+/Fe và Zn2+/Zn ; Fe2+/Fe và Sn2+/Sn ; Fe2+/Fe và Ni2+/Ni. Số trường hợp sắt đóng vai trò cực âm là:
A. 4.
B. 3.
C. 2.
D. 1.
Hướng dẫn giải
Cặp OXH/Khử mà Fe đóng vai trò cực âm là cặp mà Fe có tính khử mạnh hơn kim loại còn lại.
→ Các cặp phù hợp là: Fe2+/Fe và Pb2+/Pb; Fe2+/Fe và Sn2+/Sn ; Fe2+/Fe và Ni2+/Ni.
Đáp án B.
Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hỗn hợp T gồm Al và Cu cần vừa đủ 1,456 lít hỗn hợp khí gồm O2 và Cl2 thu được 6,64 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng của Al trong T là?
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng
→ m O2 + m Cl2 = m Chất rắn – m KL = 6,64 – 3 = 3,64 gam
n O2 + n Cl2 = 1,456 : 22,4 = 0,065 (mol)
Gọi số mol O2, Cl2 lần lượt là a, b
→ Ta có hệ phương trình:
a + b = 0,065
32a + 71b = 3,64
→ a = 0,025 ; b = 0,04
Gọi số mol Al, Cu lần lượt là x, y
Áp dụng định luật bảo toàn electron:
→ Tổng lượng e nhường của KL bằng tổng lượng e nhận của phi kim (O2, Cl2)
→ 3x + 2y = 4. n O2 + 2. n Cl2
→ 3x + 2y = 4 . 0,025 + 2 . 0,04 = 0,18 (I)
Khối lượng của 2 kim loại bằng 3 gam
→ 27x + 64y = 3 (II)
Từ (I) và (II) → x = 0,04 ; y = 0,03
% Al = (0,04 . 27) : 3 . 100% = 36%
Ví dụ 6: Chia hỗn hợp Al, Cu thành 2 phần bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần 1 cần vừa đủ 1,344 lít O2. Cho phần 2 tác dụng với tối đa V lít khí Cl2 (dktc) thì giá trị cuả V là?
Hướng dẫn giải
n O2 = 1,344 : 22,4 = 0,06 (mol)
Phần 1 phản ứng vừa đủ với 0,06 mol O2
→ Ta có quá trình nhận e của oxi như sau:
O2 + 4e → 2O2-
0,06 → 0,24
→ Tổng số e nhận trong phản ứng này là 0,24 mol
Cl2 + 2e → Cl-
0,12 0,24
→ V Cl2 = 0,12 . 22,4 = 2,688 (lít)
Ví dụ 7: Cho 2,91 gam hỗn hợp X gồm Mg, Cu, Al tan hết trong dung dịch HNO3 loãng, dư thu dược 1,12 lít khí NO ở đktc ( không còn sản phẩm khử khác) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thì thu được lượng kết tủa lớn nhất là m gam. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
Bảo toàn e có 2nMg + 3nAl + 2nCu = 3nNO = 0,15 mol
Khối lượng kết tủa thu được lớn nhất khi kết tủa hoàn toàn Mg(OH)2, Al(OH)3 và Cu(OH)2
→ nOH- = 2nMg + 3nAl + 2nCu = 0,15 mol
→ mkết tủa = mKL + mOH = 2,91 + 0,15.17 = 5,46 gam
Ví dụ 8: Cho 6,72 gam Fe phản ứng với 125 ml dung dịch HNO3 3,2M thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng muối trong dung dịch X là
Hướng dẫn giải
nFe = 0,12 mol; nHNO3 = 0,125.3,2 = 0,4 mol
Giả sử tạo thành 2 muối Fe(NO3)2 x mol và Fe(NO3)3 y mol
Bảo toàn nguyên tố Fe:
nFe = nFe(NO3)2 + nFe(NO3)3 → x + y = 0,12 (1)
Ta có: nHNO3 = 4nNO → nNO = 0,4 / 4 = 0,1 mol
Bảo toàn e: 2nFe(NO3)2 + 3nFe(NO3)3 = 3nNO
→ 2x + 3y = 0,1.3 (2)
Từ (1) và (2) → x = 0,06 và y = 0,06 mol
→ mmuối = mFe(NO3)2 + mFe(NO3)3 = 25,32 gam
Ví dụ 9: Cho thanh sắt Fe vào dung dịch X chứa 0,1 mol AgNO3 và 0,2 mol Cu(NO3)2. Khi thấy thanh kim loại tăng lên 8,8 gam thì dừng lại. Tính khối lượng kim loại bám vào thanh sắt
Hướng dẫn giải
nAg+ = 0,1 mol; nCu2+ = 0,2 mol
Nếu Ag+ phản ứng hết :
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag
0,05 ← 0,1 → 0,1
→ mtăng = 0,1.108 – 0,05.56 = 8 < 8,8
→ Ag+ phản ứng hết; Cu2+ phản ứng 1 phần
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
x → x → x
→ mtăng = 64x – 56x = 8x
→ tổng khối lượng tăng ở 2 phản ứng là:
mtăng = 8 + 8x = 8,8 → x = 0,1 mol
→ mkim loại bám vào = mAg + mCu = 17,2 gam
C. LUYỆN TẬP
Câu 1: Kết luận nào sau đây là sai ?
A Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Hg.
B Kim loại dẻo nhất là natri.
C. Kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc
D Kim loại nhẹ nhất là liti.
Câu 2: Phát biểu nào sau đây không đúng ?
A. Kim loại cesi được dùng để làm tế bào quang điện
B. Kim loại crom được dùng để làm dao cát kính.
C. Kim loai bạc dược dùng để làm dây dẫn điện trong gia đình
D. Kim loại chì được dùng để chế tạo điện cực trong acquy.
Câu 3: Cho các kim loại sau : Li, Mg, Al, Zn, Fe, Ni. Có bao nhiêu kim loại tác dụng với HCl và Cl2 thu được cùng một muối ?
A. 6
B. 3
C. 4
D. 5
Câu 4: Một học sinh tiến hành thí nghiệm : Nhúng một thanh đồng vào dung dịch AgNO3, sau một lúc nhúng tiếp một thanh sắt vào dung dịch này đến phản ứng hoàn toàn. Sau khi thí nghiệm kết thúc, học sinh đó rút ra các kết luận sau :
(I) Dung dịch thu được sau phản ứng có màu xanh nhạt.
(II) Khối lượng thanh đồng bị giảm sau phản ứng.
(III) Khối lượng thanh sắt tăng lên sau phản ứng.
Kết luận không đúng là
A. (I).
B. (II).
C. (III).
D. (I) (II) và (III)
Câu 5: Hoà tan hoàn toàn a gam hỗn hờp gồm FeO và Fe2O3 (tỉ lệ mol 1:1) vào dung dịch HCl. Thêm tiếp b gam Cu vào dung dịch thu được ở trên thấy Cu tan hoàn toàn. Mối quan hệ giữa a và b là
A. 64a >232b.
B. 64a < 232b.
C. 64a > 116b.
D. 64a < 116b.
---(Nội dung đầy đủ, chi tiết vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
ĐÁP ÁN
| 1B | 2C | 3D | 4A | 5A |
| 6C | 7D | 8B | 9B | 10B |
| 11D | 12B | 13D | 14A | 15A |
...
Trên đây là trích đoạn nội dung Phương pháp giải một số dạng bài tập về kim loại môn Hóa 12 năm 2020 có đáp án. Để xem toàn nhiều tài liệu hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập. Chúc các em học tập tốt !
Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tư liệu cùng chuyên mục:
