Dạng toán hỗn hợp kim loại tác dụng với nước và bazơ
Kim loại tác dụng với nước và bazơ là một trong những dạng bài hay về kim loại.
Mời các bạn học sinh tham khảo thêm:
Cùng bắt tay vào giải quyết bài toán dạng này để thấy được điều thú vị về tính chất của các kim loại trong dãy hoạt động hóa học
– Dãy được sắp xếp theo chiều giảm dần tính hoạt động hoá học (từ trái sang phải)
– Một số kim loại vừa tác dụng được với axit và với nước: K, Na, Ba, Ca
– Kim loại + H2O —-> Dung dịch bazơ + H2
– Kim loại vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ: (Be), Al, Zn, Cr
2A + 2(4 – n)NaOH + 2(n – 2)H2O —> 2Na4 – nAO2 + nH2
Ví dụ:
2Al + 2NaOH + 2H2O —-> 2NaAlO2+ 3H2
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O —-> Ba(AlO2)2 + 3H2
Zn + 2NaOH —> Na2ZnO2 + H2
Zn + Ba(OH)2 —> BaZnO2 + H2
– Kim loại đứng trước H tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng tạo muối và giải phóng H2.
Kim loại + Axit —-> Muối + H2
Lưu ý: Kim loại trong muối có hoá trị thấp (đối với kim loại đa hoá trị)
– Kể từ Mg trở đi kim loại đứng trước đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi muối của chúng. theo quy tắc:
Chất khử mạnh + chất oxi hóa mạnh chất oxi hoá yếu + chất khử yếu.
Lưu ý: những kim loại đầu dãy (kim loại tác dụng được với nước) thì không tuân theo quy tắc trên mà nó xảy ra theo các bước sau:
Kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ) + H2O Dung dịch bazơ + H2
Sau đó:
Dung dịch bazơ + dung dịch muối Muối mới + Bazơ mới (*)
Điều kiện(*): Chất tạo thành phải có ít nhất 1 chất kết tủa (không tan).
Dạng toán hỗn hợp kim loại tác dụng với nước và bazơ
VD: cho Ba vào dung dịch CuSO4.
Trước tiên: Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2
Sau đó:
Ba(OH)2 + CuSO4 Cu(OH)2 + BaSO4
Đặc biệt: Cu + 2FeCl3 —> CuCl2 + 2FeCl2
Cu + Fe2(SO4)3 —> CuSO4 + 2FeSO4
II. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 17,2g hỗn hợp gồm kim loại kiềm A và oxit của nó vào 1600g nước được dung dịch B. Cô cạn dung dịch B được 22,4g hiđroxit kim loại khan.
a/ Tìm kim loại và thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp.
b/ Tính thể tích dung dịch H2SO4 0,5M cần dùng để trung hoà dung dịc B.
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,1g hỗn hợp 2 kim loại kiềm trong nước thu được dung dịch A. Để trung hoà dung dịch A phải dùng 50ml dung dịch HCl 2M, sau phản ứng thu được dung dịch B.
a/ Nếu cô cạn dung dịch B thì sẽ thu được bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan?
b/ Xác định 2 kim loại kiềm trên, biết rằng tỉ lệ số mol của chúng trong hỗn hợp là 1 : 1.
Bài 3: Cho 6,2g hỗn hợp 2 kim loại kiềm thuộc 2 chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn phản ứng với H2O dư, thu được 2,24 lit khí (đktc) và dung dịch A.
a/ Tính thành phần % về khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
b/ Sục CO2 vào dung dịch A thu được dung dịch B. Cho B phản ứng với BaCl2 dư thu được 19,7g kết tủa. Tính thể tích khí CO2 đã bị hấp thụ.
Bài 4: Hai kim loại kiềm A và B có khối lượng bằng nhau. Cho 17,94g hỗn hợp A và B tan hoàn toàn trong 500g H2O thu được 500ml dung dịch C(d = 1,03464g/ml). Tìm A và B.
Bài 5: Một hỗn hợp X gồm 2 kim loại A, B thuộc 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn, có khối lượng là 8,5g. Cho X phản ứng hết với nước cho ra 3,36 lit khí H2(đktc)
a/ Xác định 2 kim loại và tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
b/ Thêm vào 8,5g hỗn hợp X trên, 1 kim loại kiềm thổ D được hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với nước thu được dung dịch E và 4,48 lit khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch E ta được chất rắn Z có khối lượng là 22,15g. Xác định D và khối lượng của D.
Bài 6: Hoà tan 23g một hỗn hợp gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn vào nước thu được dung dịch D và 5,6 lit H2 (đktc).
Nếu thêm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì chưa kết tủa hết được Ba(OH)2. Nếu thêm 210ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na2SO4. Xác định 2 kim loại kiềm ở trên.
III. ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI
Bài 1.
Hướng dẫn:
Gọi công thức của 2 chất đã cho là A và A2O.
a, b lần lượt là số mol của A và A2O
Viết PTHH:
Theo phương trình phản ứng ta có:
a.MA + b(2MA + 16) = 17,2 (I)
(a + 2b)(MA + 17) = 22,4 (II)
Lấy (II) – (I): 17a + 18b = 5,2 (*)
Khối lượng trung bình của hỗn hợp:
MTB = 17,2 : (a + b)
Tương đương: MTB = 18.17,2 : 18(a + b).
Nhận thấy: 18.17,2 : 18(a + b) < 18.17,2 : 17a + 18b = 18.17,2 : 5,2
—> MTB < 59,5
Ta có: MA < 59,5 < 2MA + 16 —> 21,75 < MA < 59,5.
Vậy A có thể là: Na(23) hoặc K(39).
Giải hệ PT toán học và tính toán theo yêu cầu của đề bài.
Đáp số:
a/
Với A là Na thì %Na = 2,67% và %Na2O = 97,33%
Với A là K thì %K = 45,3% và %K2O = 54,7%
b/
TH: A là Na —-> Vdd axit = 0,56 lit
TH: A là K —–> Vdd axit = 0,4 lit.
Bài 2.
Đáp số:
a/ mMuối = 6,65g
b/ 2 kim loại đó là: Na và K.
Bài 3.
Hướng dẫn:
a/ Đặt R là KHHH chung cho 2 kim loại kiềm đã cho
MR là khối lượng trung bình của 2 kim loại kiềm A và B, giả sử MA < MB
—.> MA < MR < MB .
Viết PTHH xảy ra:
Theo phương trình phản ứng:
nR = 2nH= 0,2 mol. —-> MR = 6,2 : 0,2 = 31
Theo đề ra: 2 kim loại này thuộc 2 chu kì liên tiếp, nên 2 kim loại đó là:
A là Na(23) và B là K(39)
b/ Ta có: nROH = nR = 0,2 mol
PTHH xảy ra:
CO2 + 2ROH —-> R2CO3 + H2O
CO2 + ROH —> RHCO3
Theo bài ra khi cho BaCl2 vào dung dịch B thì có kết tủa. Như vậy trong B phải có R2CO3 vì trong 2 loại muối trên thì BaCl2 chỉ phản ứng với R2CO3 mà không phản ứng với RHCO3.
BaCl2 + R2CO3 —-> BaCO3 + RCl
—> nCO = nRCO= nBaCO= 19,7 : 197 = 0,1 mol —-> VCO= 2,24 lít.
Bài 4. Học sinh tự giải
Bài 5.
Đáp số:
a/ mNa = 4,6g và mK = 3,9g.
b/ kim loại D là Ba. –> mBa = 6,85g.
Bài 6.
Đáp số: 2 kim loại kiềm là Na và K.