Ôn thi đại học môn Hóa - Phần kim loại

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 Bazô + H2 (1)KL + H2O → Bazô + Muoái → Bazô môùi+ Muoái môùi (2) 9Saûn phaåm cuûa (2) phaûi coù: ‰ Chaát keát tuûa ‰ Chaát bay hôi ‰ Chaát khoù ñieän ly hôn 9Muoái pöù: Tan hoaëc ít tan NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 2Na + 2 H2O + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 + H2↑ ‰ Ví duï 1: Cho Na phaûn öùng vôùi dung dòch CuSO4. Vieát phöông trình phaûn öùng. Na + H2O → NaOH + H2↑2 2 2 2 ™ Coâng thöùc 1: Kim loai tan trong H2O Bazô + H2 (1)KL + H2O → Bazô + Muoái → Bazô môùi+ Muoái môùi (2) ‰ 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: Soá mol K= 21,84 39 =0,56 mol Soá mol Fe2(SO4)3= 5x200 100x400 = 0,025 mol Soá mol FeSO4= 3,04x200 100x152 Soá mol Al2(SO4)3= 100x342 8,55x200 = 0,04 mol = 0,05 mol 1. Caùc phaûn öùng ™ Caùc phaûn öùng treân ñöôïc xaùc ñònh chính xaùc nhôø ñònh löôïng sau: Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2 H2O Coù theå coù theâm : 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 Theo ñeà ta co ù Caùc phaûn öùng: Fe2(SO4)3+6 KOH = 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (2) 0,04 0,04 0,040,08 0,025 0,15 0,05 0,075 FeSO4 + 2 KOH = Fe(OH)2↓ + K2SO4 (3) Al2(SO4)3 + 6 KOH = 2Al(OH)3↓ +3 K2SO4 (4) 0,05 0,3 0,1 0,15 K + H2O = KOH + H2↑ (1)½ 0,56 0,56 0,28 mol mol mol mol (2), (3), (4) ⇒ Soá Σmol KOH pöù = 0,53 mol ⇒ Soá mol KOH dö =0,56 – 0,53 = 0,03 mol 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. Khi nung keát tuûa A: 0,04 0,02 mol 0,05 0,025 mol 0,07 0,035 mol 2Fe(OH)2 + O2 = Fe2O3 + 2 H2O (6)t o½ 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O (7) to 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O (8)t o (2), (3), (4),(*) ⇒Caùc pöù nung keât tuûa taïo raén Vì sau (4) coøn KOH, neân coù theâm pöù: Theo (6), (7), (8) ta coùù Khoáái löôïïng chaáát raéén sau khi nung: Dung dòch B coù: K2SO4 = 206,87 174x0,256 =22,29%x100 KAlO2 = 206,87 98 x 0,03 x100 =1,42% mddB = 200+ mK – m ↑ - m↓ = 206,87 gamH2 10,77 gam. Fe2O3 = 160 x 0,045 = 7,2 gam. Al2O3 = 102 x 0,035 = 3,57 gam. 3.Tính noààng ñoää phaààn traêmê khoáái löôïïng caùùc chaáát taïïo thaøønh trong dung dòch B. ‰ Ví duï 3: (ÑH Thuyûû Lôïïi – 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. 9,2Soá mol Na = 23 =0,4 mol 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 0,4 0,4 0,4 0,2 mol 0,040,02 0,12 0,06 mol Giaûi: Na + H2O → NaOH + 1/2 H2↑ (1) Fe2(SO4)3+ 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ + 3 Na2SO4 (2) ™ Caùc phaûn öùng: 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 Vì coøøn dö NaOH , neânâ Al(OH)3 bò tan theo: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2 H2O (4) 0,04 0,04 0,04 mol Theo (2), (3), (4) Keáát tuûûa thu ñöôïïc goààm: Fe(OH)3: 0,04 mol Al(OH)3:0,08 - 0,04 = 0,04 mol Caùùc phaûûn öùùng nung keáát tuûûa 0,04 0,02 mol 0,04 0,02 mol 1. Khoáái löôïïng chaáát raéén sau khi nung: Khoáái löôïïng Fe2O3 = 160x0,02=3,2 gam. Khoáái löôïïng Al2O3 = 102x0,02=2,04 gam. 5,24 gam. 2. Noààng ñoää % caùùc muoáái trong dung dòch: Khoái löôïng Na2SO4 = 142x0,18=25,56 gam. Khoái löôïng NaAlO2 = 82x0,04=3,28 gam. 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O to 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3 H2O to (5) (6) Theo (5), (6) ta suy ra ñöôïïc: Theo (2), (3), (4) ta suy ra ñöôïïc khoáái löôïïng caùùc muoáái: Vaääy khoáái löôïïng dung dòch luùùc sau: (9,2 + 200) –(0,4 + 4,28 + 3,12) = 201,4 gam. 201,4 C% Na2SO4= 25,56 100 =12,71% 201,4 C% NaAlO2= 3,28 100 =1,63% ƒTính khoái löôïng dung dòch: Theo (1), (2), (3), ta tính ñöôïïc khoáái löôïïng caùùc chaáát: 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. Coângâ thöùùc 2: Kim loaïi khoâng tan trong nöôùc. (cô cheá kim loaïi ñaåy kim loaïi ra khoûi muoái ) KLA + Muoái KLB → KLB + Muoái KLA Ñieààu kieään: 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 Giaûi: 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. Phaûn öùng: Al + XCl3 → AlCl3 + X (1) ‰ Ví duï 4:(ÑHQGTP.HCM – 1998) 3,78 27 X+3.35,5 27 +3.35,5 mC.tan giaûm: 4,06 g mC.tan giaûm: X-27 g Theo (1) coù: 3,78 27 4,06 X-27 = ⇒ X = 56 ⇒ X : Fe ⇒ XCl3 : Fe Cl3 ‰Coâng thöùc 3: khi gaëp saét Pöù xaûy ra theo qui taéc α Oh2 + Kh1 Kh2Oh1+→ TQ: Fe2+ Fe Cu2+ Cu Ag+ Ag Fe3+ Fe2+ I2 2I- Daõy ñieän hoaù: a. Cu+ Fe(NO3)3 b. Fe + Fe(NO3)3 Oh1 Kh2Kh1 Oh2 ‰ Ví duï 5: Vieát caùc phaûn öùng a. Cu+ Fe(NO3)3 Cu +2Fe3+ Cu2+2Fe2+ +→ TQ: Fe2+ Fe Cu2+ Cu Ag+ Ag Fe3+ Fe2+ I2 2I- Daõy ñieän hoaù: Cu2 + Fe2+Cu Fe3+ a. Cu+ Fe(NO3)3 b. Fe + Fe(NO3)3 ‰ Ví duï 5: Vieát caùc phaûn öùng b. Fe + Fe(NO3)3 Cu +2Fe3+ 3Fe2+→ TQ: Fe2+ Fe Cu2+ Cu Ag+ Ag Fe3+ Fe2+ I2 2I- Daõy ñieän hoaù: Fe2+ Fe2+Fe Fe3+ a. Cu+ Fe(NO3)3 b. Fe + Fe(NO3)3 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. ‰ Aùp duïng 6: Soá mol Cu = 0,1 (mol) Soá mol Fe(NO3)3 = 0,3 (mol) Bñ: Pöù: Sau: 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2 0,1 0,1 0 2Fe(NO3)3 + Cu → 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2 (1) 0,3 0,1 0 0 (mol) (mol) (mol) - Theo ñeà ta coù pöù: Theo (1) ta coù: mdd= 6,4 + 300 =306,4g ⇒Vdd= 306,41,532 Vaäy = 200 (ml) = 0,2 (lít) :[Fe(NO3)2]= 1(M) [Cu(NO3)2]= 0,5(M)