20 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo
CHUYÊN ĐỀ 10:
HAI DUNG DỊCH MUỐI TÁC DỤNG VỚI NHAU.
Công thức 1:
Muối + Muối ---> 2 Muối mới
Điều kiện:
Muối phản ứng: tan hoặc tan ít trong nƣớc.
Sản phẩm phải có chất:
+ Kết tủa.
+ Hoặc bay hơi
+ Hoặc chất điện li yếu. H2O
Ví dụ: BaCl2 + Na2SO4 ---> BaSO4 + 2NaCl
Công thức 2:
Các muối của kim loại nhôm, kẽm, sắt(III) ---> Gọi chung là muối A
Phản ứng với các muối có chứa các gốc axit: CO3, HCO3, SO3, HSO3, S, HS, AlO2 -
--> Gọi chung là muối B.
Phản ứng xảy ra theo quy luật:
Muối A + H2O ----> Hiđroxit (r) + Axit
Axit + Muối B ----> Muối mới + Axit mới.
Ví dụ: FeCl3 phản ứng với dung dịch Na2CO3
g đổi) vào 150ml dung dịch HCl 3M thì thu đƣợc 4,48 lit khí (đktc). Mặt khác muốn hoà tan hết 4,875g kim loại M thì cần phải dùng 100ml dung dịch H2SO4 0,75M, dung dịch thu đƣợc không làm đổi màu giấy quỳ. Bài 10: Hỗn hợp A gồm Mg và kim loại M hoá trị III, đứng trƣớc hiđrô trong dãy hoạt động hoá học. Hoà tan hoàn toàn 1,275 g A vào 125ml dd B chứa đồng thời HCl nồng độ C1(M) và H2SO4 nồng độ C2(M). Thấy thoát ra 1400 ml khí H2 (ở đktc) và dd D. Để trung hoà hoàn toàn lƣợng a xít dƣ trong D cần dùng 50ml dd Ba(OH)2 1M. Sau khi trung hoà dd D còn thu đƣợc 0,0375mol một chất rắn không hoà tan trong HCl. a/ Viết các PTPƢ xảy ra. b/ Tính C1 và C2 của dd B. c/ Tìm NTK của kim loại M (AM) và khối lƣợng mỗi kim loại trong hỗn hợp A đem thí nghiệm. Biết rằng để hoà tan 1,35g M cần dùng không quá 200ml dd HCl 1M. Hƣớng dẫn giải: a/ các PTHH xảy ra. Mg + 2H + Mg 2+ + H2 (1) 2M + 6H + 2M 3+ + 3H2 (2) Trong dd D có các Ion: H +dƣ , Cl- , SO4 2- , Mg 2+ , M 3+ . Trung hoà dd D bằng Ba(OH)2. H + + OH - H2O (3) Ba 2+ + SO4 2- BaSO4 (4) Theo bài ra ta có: Số mol OH- = 2 số mol Ba(OH)2 = 0,05 . 1 . 2 = 0,1 mol Số mol Ba2+ = số mol Ba(OH)2 = 0,05 mol. b/ Số mol H+ trong dd B = 0,125C1 + 2 . 0,125C2 số mol H+ tham gia các phản ứng (1,2,3) là: 0,0625 . 2 + 0,1 = 0,225 mol ( Vì số mol của H2 thoát ra = 0,0625 mol ) Ta có: 0,125C1 + 2 . 0,125C2 = 0,225 (*) Mặt khác , số mol Ba2+ = 0,05 mol > số mol của BaSO4 = 0,0375 mol. Nhƣ vậy chứng tỏ SO4 2- đã phản ứng hết và Ba2+ còn dƣ. Do đó số mol của SO4 2- = số mol của BaSO4 = 0,0375 mol. Nên ta có nồng độ mol/ lit của dd H2SO4 là: C2 = 0,0375 : 0,125 = 0,3M Vì số mol của H2SO4 = số mol của SO4 2- = 0,0375 (mol) Thay và ( * ) ta đƣợc: C1 = 1,2 M c/ PTPƢ hoà tan M trong HCl. 2M + 6HCl 2MCl3 + 3H2 (5) Số mol HCl = 0,2 x 1 = 0,2 mol 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 64 Theo (5): Số mol của kim loại M 0,2 : 3 (Vì theo bài ra M bị hoà tan hết) Do đó NTK của M là: AM 1,35 : ( 0,2 : 3 ) = 20,25 Vì M là kim loại hoá trị III nên M phải là: Al (nhôm) Gọi x, y lần lƣợt là số mol của Mg và Al trong 1,275 g hỗn hợp A Ta có: 24x + 27y = 1,275 (I) Theo PT (1, 2): x + 1,5 y = 0,0625 (II) Giải hệ pt (I) và (II) ta đƣợc: x = y = 0,025. Vậy khối lƣợng của các chất trong hỗn hơp là: mMg = 0,6 g và mAl = 0,675 g. Bài 11: Cho 9,86g hỗn hợp gồm Mg và Zn vào 1 cốc chứa 430ml dung dịch H2SO4 1M loãng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thêm tiếp vào cốc 1,2 lit dung dịch hỗn hợp gồm Ba(OH)2 0,05M và NaOH 0,7M, khuấy đều cho phản ứng hoàn toàn, rồi lọc lấy kết tủa và nung nóng đến khối lƣợng không đổi thì thu đƣợc 26,08g chất rắn. Tính khối lƣợng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. Hƣớng dẫn; Đặt số mol Mg và Zn là x và y. Ta có: 24x + 65y = 9,86 (I) Số mol H2SO4 = 043.1= 0,43 mol Đặt HX là công thức tƣơng đƣơng của H2SO4 ---> nHX = 2nH 2 SO 4 = 0,43.2 = 0,86 mol Số mol Ba(OH)2 = 1,2 . 0,05 = 0,06 mol Số mol NaOH = 0,7 . 1,2 = 0,84 mol Đặt ROH là công thức tƣng đƣơng cho 2 bazơ đã cho. Ta có: nROH = 2nBa(OH) 2 + nNaOH = 0,06.2 + 0,84 = 0,96 mol PTHH xảy ra Giả sử hỗn hợp chỉ chứa mình Zn ---> x = 0. Vậy y = 9,86 : 65 = 0,1517 mol Giả sử hỗn hợp chỉ Mg ---> y = 0 Vậy x = 9,86 : 24 = 0,4108 mol 0,1517 < nhh kim loại < 0,4108 Vì x > 0 và y > 0 nên số mol axit tham gia phản ứng với kim loại là: 0,3034 < 2x + 2y < 0,8216 nhận thấy lƣợng axit đã dùng < 0,86 mol. Vậy axit dƣ --> Do đó Zn và Mg đã phản ứng hết. Sau khi hoà tan hết trong dung dịch có. x mol MgX2 ; y mol ZnX2 ; 0,86 – 2(x + y) mol HX và 0,43 mol SO4. Cho dung dịch tác dụng với dung dịch bazơ. HX + ROH ---> RX + H2O. 0,86 – 2(x + y) 0,86 – 2(x + y) mol MgX2 + 2ROH ----> Mg(OH)2 + 2RX x 2x x mol 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 65 ZnX2 + 2ROH ----> Zn(OH)2 + 2RX y 2y y mol Ta có nROH đã phản ứng = 0,86 – 2(x + y) + 2x + 2y = 0,86 mol Vậy nROH dƣ = 0,96 – 0,86 = 0,1mol Tiếp tục có phản ứng xảy ra: Zn(OH)2 + 2ROH ----> R2ZnO2 + 2H2O bđ: y 0,1 mol Pứ: y1 2y1 mol còn: y – y1 0,1 – 2y1 mol ( Điều kiện: y y1) Phản ứng tạo kết tủa. Ba(OH)2 + H2SO4 ---> BaSO4 + 2H2O bđ: 0,06 0,43 0 mol pứ: 0,06 0,06 0,06 mol còn: 0 0,43 – 0,06 0,06 mol Nung kết tủa. Mg(OH)2 -----> MgO + H2O x x mol Zn(OH)2 -------> ZnO + H2O y – y1 y – y1 mol BaSO4 ----> không bị nhiệt phân huỷ. 0,06 mol Ta có: 40x + 81(y – y1) + 233.0,06 = 26,08 ---> 40x + 81(y – y1) = 12,1 (II) Khi y – y1 = 0 ---> y = y1 ta thấy 0,1 – 2y1 0 ---> y1 0,05 Vậy 40x = 12,1 ---> x = 12,1 : 40 = 0,3025 mol Thay vào (I) ta đƣợc y = 0,04 ( y = y1 0,05) phù hợp Vậy mMg = 24 . 0,3025 = 7,26g và mZn = 65 . 0,04 = 2,6g Khi y – y1 > 0 --> y > y1 ta có 0,1 – 2y1 = 0 (vì nROH phản ứng hết) ----> y1 = 0,05 mol, thay vào (II) ta đƣợc: 40x + 81y = 16,15. Giải hệ phƣơng trình (I, II) ---> x = 0,38275 và y = 0,01036 Kết quả y loại. HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI NƢỚC VÀ BAZƠ Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 17,2g hỗn hợp gồm kim loại kiềm A và oxit của nó vào 1600g nƣớc đƣợc dung dịch B. Cô cạn dung dịch B đƣợc 22,4g hiđroxit kim loại khan. a/ Tìm kim loại và thành phần % theo khối lƣợng mỗi chất trong hỗn hợp. b/ Tính thể tích dung dịch H2SO4 0,5M cần dùng để trung hoà dung dịc B. 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 66 Hƣớng dẫn: Gọi công thức của 2 chất đã cho là A và A2O. a, b lần lƣợt là số mol của A và A2O Viết PTHH: Theo phƣơng 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 lƣợng trung bình của hỗn hợp: MTB = 17,2 : (a + b) Tƣơng đƣơng: 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 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: Hoà tan hoàn toàn 3,1g hỗn hợp 2 kim loại kiềm trong nƣớc thu đƣợc dung dịch A. Để trung hoà dung dịch A phải dùng 50ml dung dịch HCl 2M, sau phản ứng thu đƣợc dung dịch B. a/ Nếu cô cạn dung dịch B thì sẽ thu đƣợc 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. Đáp số: a/ mMuối = 6,65g b/ 2 kim loại đó là: Na và K. 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 dƣ, thu đƣợc 2,24 lit khí (đktc) và dung dịch A. a/ Tính thành phần % về khối lƣợng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu. b/ Sục CO2 vào dung dịch A thu đƣợc dung dịch B. Cho B phản ứng với BaCl2 dƣ thu đƣợc 19,7g kết tủa. Tính thể tích khí CO2 đã bị hấp thụ. Hƣớng dẫn: a/ Đặt R là KHHH chung cho 2 kim loại kiềm đã cho 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 67 MR là khối lƣợng trung bình của 2 kim loại kiềm A và B, giả sử MA < MB ---.> MA < MR < MB . Viết PTHH xảy ra: Theo phƣơng trình phản ứng: nR = 2nH 2 = 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. Nhƣ 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 2 = nR 2 CO 3 = nBaCO 3 = 19,7 : 197 = 0,1 mol ----> VCO 2 = 2,24 lít. Bài 4: Hai kim loại kiềm A và B có khối lƣợng bằng nhau. Cho 17,94g hỗn hợp A và B tan hoàn toàn trong 500g H2O thu đƣợc 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 lƣợng là 8,5g. Cho X phản ứng hết với nƣớc cho ra 3,36 lit khí H2(đktc) a/ Xác định 2 kim loại và tính khối lƣợng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. b/ Thêm vào 8,5g hỗn hợp X trên, 1 kim loại kiềm thổ D đƣợc hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với nƣớc thu đƣợc dung dịch E và 4,48 lit khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch E ta đƣợc chất rắn Z có khối lƣợng là 22,15g. Xác định D và khối lƣợng của D. Đáp số: a/ mNa = 4,6g và mK = 3,9g. b/ kim loại D là Ba. --> mBa = 6,85g. 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 nƣớc thu đƣợc dung dịch D và 5,6 lit H2 (đktc). Nếu thêm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì chƣa kết tủa hết đƣợc Ba(OH)2. Nếu thêm 210ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dƣ Na2SO4. Xác định 2 kim loại kiềm ở trên. Đáp số: 2 kim loại kiềm là Na và K. HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI. Thí dụ 1: Ngâm thanh sắt vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 Phản ứng xảy ra theo thứ tự nhƣ sau: 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 68 * Muối của kim loại có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ ( Ag > Cu) tham gia phản ứng trƣớc với kim loại ( hoặc nói cách khác là muối của kim loại hoạt động hoá học yếu hơn sẽ tham gia phản ứng trƣớc ). Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu Bài tập áp dung: 1/ Có 200ml hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M. Thêm 2,24g bột Fe kim loại vào dung dịch đó khuấy đều tới phản ứng hoàn toàn thu đƣợc chất rắn A và dung dịch B. a/ Tính số gam chất rắn A. b/Tính nồng độ mol/lit của các muối trong dung dịch B, biết rằng thể tích dung dịch không đổi. Hƣớng dẫn giải Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag ( 1 ) Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu ( 2 ) Số mol của các chất là: nFe = 0,04 mol ; nAgNO3 = 0,02 mol ; n Cu(NO3)2 = 0,1 mol Vì Ag hoạt động hoá học yếu hơn Cu nên muối của kim loại Ag sẽ tham gia phản ứng với Fe trƣớc. Theo pứ ( 1 ): nFe ( pứ ) = 0,01 mol ; Vậy sau phản ứng ( 1 ) thì nFe còn lại = 0,03 mol. Theo (pứ ( 2 ): ta có nCu(NO3)2 pứ = nFe còn dƣ = 0,03 mol. Vậy sau pứ ( 2 ): nCu(NO3)2 còn dƣ là = 0,1 – 0,03 = 0,07 mol Chất rắn A gồm Ag và Cu mA = 0,02 x 108 + 0,03 x 64 = 4,08g dung dịch B gồm: 0,04 mol Fe(NO3)2 và 0,07 mol Cu(NO3)2 còn dƣ. Thể tích dung dịch không thay đổi V = 0,2 lit Vậy nồng độ mol/lit của dung dịch sau cùng là: CM [ Cu(NO 3 ) 2 ] dƣ = 0,35M ; CM [ Fe (NO 3 ) 2 ] = 0,2M 2/ Cho 1,68 g Fe vào 200ml hỗn hợp dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,15M và AgNO3 0,1M. Sau khi phản ứng kết thúc thu đƣợc chất rắn A và dung dịch B. a/ Tính khối lƣợng chất rắn A. b/ Tính nồng độ mol/lit của dung dịch B. Giả sử thể tích dung dịch không thay đổi. Đ/S: a/ mA = 3,44g b/ CM [ Cu(NO 3 ) 2 ] dƣ = 0,05M và CM [ Fe (NO 3 ) 2 ] = 0,15M Thí dụ 2: Cho hỗn hợp gồm bột sắt và kẽm vào trong cùng 1 ống nghiệm ( 1 lọ ) chứa dung dịch AgNO3. Phản ứng xảy ra theo thứ tự nhƣ sau: Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ tham gia phản ứng trƣớc với muối. Zn + 2AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag Fe + 2AgNO3 dƣ Fe(NO3)2 + 2Ag Bài tập áp dụng: 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 69 Nhúng 2 miếng kim loại Zn và Fe cùng vào một ống nghiệm đựng dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy 2 miếng kim loại ra thì trong dung dịch nhận đƣợc biết nồng độ của muối Zn gấp 2,5 lần muối Fe. Đồng thời khối lƣợng dung dịch sau phản ứng giảm so với trƣớc phản ứng 0,11g. Giả thiết Cu giải phóng đều bám hết vào các thanh kim loại. Hãy tính khối lƣợng Cu bám trên mỗi thanh. Hƣớng dẫn giải: - Nếu khối lƣợng thanh kim loại tăng = mkim lo ại giai phong - mkim lo ai tan - Nếu khối lƣợng thanh kim loại tăng = mkim lo ại tan - mkim lo ai giai phong Vì Zn hoạt động hoá học mạnh hơn Fe. Nên Zn tham gia phản ứng với muối trƣớc. Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1) x x x x (mol) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) y y y y (mol) Vì khối lƣợng dung dịch giảm 0,11 g. Tức là khối lƣợng 2 thanh kim loại tăng 0,11 g Theo định luật bảo toàn khối lƣợng ta có: (160y – 152y) + (160x – 161x) = 0,11 Hay 8y – x = 0,11 (I) Mặt khác: nồng độ muối Zn = 2,5 lần nồng độ muối Fe * Nếu là nồng độ mol/lit thì ta có x : y = 2,5 (II) (Vì thể tích dung dịch không đổi) * Nếu là nồng độ % thì ta có 161x : 152y = 2,5 (II)/ (Khối lƣợng dd chung) Giải hệ (I) và (II) ta đƣợc: x = 0,02 mol và y = 0,05 mol . mCu = 3,2 g và mZn = 1,3 g Giải hệ (I) và (II)/ ta đƣợc: x = 0,046 mol và y = 0,0195 mol mCu = 2,944 g và mZn = 1,267 g PHƢƠNG PHÁP DÙNG MỐC SO SÁNH Bài toán 1: Nhúng 2 kim loại vào cùng 1 dung dịch muối của kim loại hoạt động hoá học yếu hơn (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi). Trƣờng hợp 1: Nếu cho 2 kim loại trên vào 2 ống nghiệm đựng cùng 1 dung dịch muối thì lúc này cả 2 kim loại đồng thời cùng xảy ra phản ứng. Ví dụ: Cho 2 kim loại là Mg và Fe vào 2 ống nghiệm chứa dung dịch CuSO4 Xảy ra đồng thời các phản ứng: Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Trƣờng hợp 2: - Nếu cho hỗn hợp gồm 2 kim loại là: Mg và Fe vào cùng một ống nghiệm thì lúc này xảy ra phản ứng theo thứ tự lần lƣợt nhƣ sau: Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu ( 1 ) 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 70 - Phản ứng (1) sẽ dừng lại khi CuSO4 tham gia phản ứng hết và Mg dùng với lƣợng vừa đủ hoặc còn dƣ. Lúc này dung dịch thu đƣợc là MgSO4; chất rắn thu đƣợc là Fe chƣa tham gia phản ứng Cu vừa đƣợc sinh ra, có thể có Mg cò dƣ. - Có phản ứng (2) xảy ra khi CuSO4 sau khi tham gia phản ứng (1) còn dƣ (tức là Mg đã hết) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( 2 ) Sau phản ứng (2) có thể xảy ra các trƣờng hợp đó là: + Cả Fe và CuSO4 đều hết: dung dịch thu đƣợc sau 2 phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu đƣợc là Cu. + Fe còn dƣ và CuSO4 hết: dung dịch thu đƣợc sau 2 phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu đƣợc là Cu và có thể có Fe dƣ. + CuSO4 còn dƣ và Fe hết: dung dịch thu đƣợc sau 2 phản ứng là : MgSO4 , FeSO4 và có thể có CuSO4 còn dƣ ; chất rắn thu đƣợc là Cu. Giải thích: Khi cho 2 kim loại trên vào cùng 1 ống nghiệm chứa muối của kim loại hoạt động hoá học yếu hơn thì kim loại nào hoạt động hoá học mạnh hơn sẽ tham gia phản ứng trƣớc với muối theo quy ƣớc sau: Kim loại mạnh + Muối của kim loại yếu hơn Muối của kim loại mạnh hơn + Kim loại yếu Trƣờng hợp ngoại lệ: Fe ( r ) + 2FeCl3 ( dd ) 3FeCl2 ( dd ) Cu ( r ) + 2FeCl3 ( dd ) 2FeCl2 ( dd ) + CuCl2 ( dd ) Bài toán 2: Cho hỗn hợp (hoặc hợp kim) gồm Mg và Fe vào hỗn hợp dung dịch muối của 2 kim loại yếu hơn. (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi) Bài 1: Cho hợp kim gồm Fe và Mg vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 thu đƣợc dung dịch A và chất rắn B. a/ Có thể xảy ra những phản ứng nào? b/ Dung dịch A có thể có những muối nào và chất rắn B có những kim loại nào? Hãy biện luận và viết các phản ứng xảy ra. Hƣớng dẫn câu a. Do Mg hoạt động hoá học mạnh hơn Fe nên Mg sẽ tham gia phản ứng trƣớc. Vì Ion Ag + có tính oxi hoá mạnh hơn ion Cu 2+ nên muối AgNO3 sẽ tham gia phản ứng trƣớc. Tuân theo quy luật: Chất khử mạnh + chất Oxi hoá mạnh Chất Oxi hoá yếu + chất khử yếu. Nên có các phản ứng. Mg + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2Ag (1) Mg + Cu(NO3)2 Cu(NO3)2 + Cu (2) Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (3) Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (4) Câu b Có các trƣờng hợp có thể xảy ra nhƣ sau. 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 71 Trƣờng hợp 1: Kim loại dƣ, muối hết * Điều kiện chung - dung dịch A không có: AgNO3 và Cu(NO3)2 - chất rắn B có Ag và Cu. Nếu Mg dƣ thì Fe chƣa tham gia phản ứng nên dung dịch A chỉ có Mg(NO3)2 và chất rắn B chứa Mg dƣ, Fe, Ag, Cu. Nếu Mg phản ứng vừa hết với hỗn hợp dung dịch trên và Fe chƣa phản ứng thì dung dịch A chỉ có Mg(NO3)2 và chất rắn B chứa Fe, Ag, Cu. Mg hết, Fe phản ứng một phần vẫn còn dƣ (tức là hỗn hợp dung dịch hết) thì dung dịch A chứa Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chứa Fe dƣ, Ag, Cu. Trƣờng hợp 2: Kim loại và muối phản ứng vừa hết. Dung dịch A: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 Chất rắn B: Ag, Cu. Trƣờng hợp 3: Muối dƣ, 2 kim loại phản ứng hết. * Điều kiện chung Dung dịch A chắc chắn có: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 Kết tủa B không có: Mg, Fe. Nếu AgNO3 dƣ và Cu(NO3)2 chƣa phản ứng: thì dung dịch A chứa AgNO3, Cu(NO3)2, Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag.(duy nhất) Nếu AgNO3 phản ứng vừa hết và Cu(NO3)2 chƣa phản ứng: thì dung dịch A chứa Cu(NO3)2, Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag.(duy nhất) AgNO3 hết và Cu(NO3)2 phản ứng một phần vẫn còn dƣ: thì dung dịch A chứa Cu(NO3)2 dƣ Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag, Cu. Bài tập: Một thanh kim loại M hoá trị II đƣợc nhúng vào trong 1 lit dung dịch CuSO4 0,5M. Sau một thời gian lấy thanh M ra và cân lại, thấy khối lƣợng của thanh tăng 1,6g, nồng độ CuSO4 giảm còn bằng 0,3M. a/ Xác định kim loại M b/ Lấy thanh M có khối lƣợng ban đầu bằng 8,4g nhúng vào hh dung dịch chứa AgNO3 0,2M và CuSO4 0,1M. Thanh M có tan hết không? Tính khối lƣợng chất rắn A thu đƣợc sau phản ứng và nồng độ mol/lit các chất có trong dung dịch B (giả sử thể tích dung dịch không thay đổi) Hƣớng dẫn giải: a/ M là Fe. b/ số mol Fe = 0,15 mol; số mol AgNO3 = 0,2 mol; số mol CuSO4 = 0,1 mol. (chất khử Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mạnh) 0,15 0,1 0,2 ( mol ) Ag + Có Tính o xi hoá mạnh hơn Cu2+ nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trƣớc. PTHH : 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 72 Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) Theo bài ra ta thấy, sau phản ứng (1) thì Ag NO3 phản ứng hết và Fe còn dƣ: 0,05 mol Sau phản ứng (2) Fe tan hết và còn dƣ CuSO4 là: 0,05 mol Dung dịch thu đƣợc sau cùng là: có 0,1 mol Fe(NO3)2; 0,05 mol FeSO4 và 0,05 mol CuSO4 dƣ Chất rắn A là: có 0,2 mol Ag và 0,05 mol Cu mA = 24,8 g Vì thể tích dung dịch không thay đổi nên V = 1 lit Vậy nồng độ của các chất sau phản ứng là : CM [ Fe (NO 3 ) 2 ] = 0,1M ; CM [ CuSO 4 ] dƣ = 0,05M ; CM [ Fe SO 4 ] = 0,05M Bài tập áp dụng: Bài 1: Nhúng một thanh kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M. Sau một thời gian phản ứng, khối lƣợng thanh M tăng lên 0,40 g trong khi nồng độ CuSO4 còn lại là 0,1M. a/ Xác định kim loại M. b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào 1 lit dd chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 , nồng độ mỗi muối là 0,1M. Sau phản ứng ta thu đƣợc chất rắn A khối lƣợng 15,28g và dd B. Tính m(g)? Hƣớng dẫn giải: a/ theo bài ra ta có PTHH . Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (1) Số mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng (1) là: 0,5 (0,2 – 0,1) = 0,05 mol Độ tăng khối lƣợng của M là: mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40 giải ra: M = 56, vậy M là Fe b/ ta chỉ biết số mol của AgNO3 và số mol của Cu(NO3)2. Nhƣng không biết số mol của Fe (chất khử Fe Cu Ag (chất oxh mạnh) 0,1 0,1 ( mol ) Ag + Có Tính oxi hoá mạnh hơn Cu2+ nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trƣớc. PTHH: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) Ta có 2 mốc để so sánh: - Nếu vừa xong phản ứng (1): Ag kết tủa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 chƣa phản ứng. Chất rắn A là Ag thì ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g 20 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 – Trương Thế Thảo sưu tầm và giới thiệu 73 - Nếu vừa xong cả phản ứng (1) và (2) thì khi đó chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag và 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2 vậy AgNO3 phản ứng hết, Cu(NO3)2 phản ứng một p
File đính kèm:
- 20_chuyen_de_boi_duong_HSG_Hoa_9.pdf