Bài tập kim loại kiềm và kiềm thổ tác dụng với nước

PTHH: M + H₂O → M(OH)₂ + H­₂↑

            0,01                         ← 0,01 (mol)

=> M_M = 1,37 : 0,01 = 137

=> M là nguyên tố Bari (Ba)

*Quy đổi hỗn hợp thành: Na (x mol); Ba (y mol) và O (z mol)

+ m_X = 23x + 137y + 16z = 20,7 (1)

+ Dung dịch thu được gồm: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y mol) và OH^-

pH = 13 => pOH = 14 - 13 = 1 => [OH^-] = 10-1 = 0,1M => n_OH- = 0,1.4 = 0,4 mol

BTĐT => n_OH- = n_Na+ + 2n_Ba2+ => x + 2y = 0,4 (mol) (2)

+ BTe: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 => x + 2y = 2z + 2.0,05 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) thu được x = 0,2; y = 0,1; z = 0,15

*Cho Y {Na⁺ (0,2); Ba²⁺ (0,1); OH^- (0,4)} tác dụng với hỗn hợp H₂SO₄ (0,03 mol) và Al₂(SO₄)₃ (0,05 mol):

n_H+ = 2n_H2SO4 = 0,06 mol;

n_Al3+ = 2n_Al2(SO4)3 = 0,1 mol;

n_SO42- = n_H2SO4 + 3n_Al2(SO4)3 = 0,18 mol

PTHH:

H⁺   +     OH^- → H₂O

0,06 → 0,06 _{dư 0,34}

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃

0,1 → 0,3 _{dư 0,04} → 0,1

Al(OH)₃   +     OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

0,04 _{còn 0,06} ← 0,04

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

0,1 →  0,1 →       0,1

Vậy kết tủa gồm Al(OH)₃ (0,06 mol) và BaSO₄ (0,1 mol)

=> m _{kết tủa} = 0,06.78 + 0,1.233 = 27,98 gam gần nhất với 30 gam

n_Ba = 0,05 mol

Ta có: n_Ba(OH)2 = n_Ba = 0,05 mol;  n_H2 = n_Ba = 0,05 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :

Khối lượng dung dịch sau phản ứng m =\({m_{Ba}} + {m_{{H_2}O}} - {m_{{H_2}}} = 106,75\,\,gam.\)

\( = > \,\,C{\% _{Ba{{(OH)}_2}}} = {{0,05.171} \over {106,75}}.100\% \approx 8\% .\)

n_H2 = 0,075 mol

Bảo toàn e: n_M = 2n_H2  => n_M = 0,075.2=0,15 mol

=> M= 5,85 / 0,15 = 39 => M là K

Gọi n_K = x mol;  n_Ca = y mol  => m_{hỗn hợp} = 39x + 40y = 5,9   (1)

Bảo toàn electron: n_K + 2n_Ca  = 2n_H2 => x + 2y = 0,1.2   (2)

Từ (1), (2) =>  x = 0,1;  y = 0,05

=> m_ca = 2 gam

n_H2 = 0,2 mol

Ta có: n_OH-= 2n_H2 = 2.0,2 = 0,4 mol

=> n_HCl = n_OH^- = 0,4

=> V_HCl =\({{0,4} \over 1} = 0,4\,l\)  = 400 ml

Gọi kim loại kiềm là A thì PTHH :  A + H₂O → AOH + ½ H₂

Ta có n_H2 = 0,2 mol nên n_A = 0,4 mol → M_A = 9,2 : 0,4 = 23 ( g) nên A là Na

Ta có: n_H+ = n_OH- = 2n_H2

mà n_H+  = n_HCl  =>  2n_H2  =  n_HCl = 0,2 mol

=> n_H2 = 0,1 mol

=> V_H2 = 0,1.22,4 = 2,24 lít

n_H2 = 0,05 mol

A gồm 2 kim loại kiềm => n_KL = 2n_H2 = 0,3 mol =>\({\bar M_{KL}} = {9 \over {0,3}} = 30\)

=> 2 kim loại là Na và K

n_H2 = 0,075 mol

Ta có :  n_HCl = 2n_H2 = 0,15 mol => V = 0,15 / 2 = 0,075 lít

m_{muối kham} = m_{kim loại} + m_{gốc Cl} = 3,45 + 0,15.35,5 = 8,775 gam

n_H2 = 0,2 mol => n_OH^- = 2n_H2 = 0,4 mol

n_{H+ cần trung hòa} = n_OH^- = 0,4 mol

Gọi n_HCl = 2a mol  => n_H2SO4 = a mol

=> n_H+ = 2a + 2a = 0,4  => a = 0,1

=> n_Cl = n_HCl = 2.0,1 = 0,2 mol;  n_SO4 = n_H2SO4 = 0,1 mol

Ta có m_muối = m_{Kim loại} + m_Cl + m_SO4 = 13,15 + 0,2.35,5 + 0,1.96 = 29,85 gam

Ta có: m_muối = m_{kim loại} + m_Cl  =>  m_Cl = 6,55 – 3 = 3,55 gam

=> n_HCl = n_Cl = 0,1 mol

=> n_H2 = n_HCl / 2 = 0,05 mol => V = 1,12 lít

n_H2 = 0,015 mol  => n_OH- = 2n_H2 = 0,03 mol

=> [OH^-] = 0,03 / 3 = 0,01 M => pOH = 2

=> pH = 12

Gọi n_K= x mol => n_KOH= x mol

= x + 0,006 mol

pH =13 => pOH = 1 =>[OH^-] = 10^-1 =0,1M

=> (x + 0,006) / 0,1 = 0,1 => x = 0,004

=> m_K = 0,156 gam

Gọi n_Ca = n_Na = x mol => 40x + 23x = 12,6 => x = 0,2 mol

=> Trong 100 ml dung dịch Y chứa 0,1 mol Ca(OH)₂ và 0,1 mol NaOH

=> n_OH- = 0,1.2 + 0,1 = 0,3 mol

n_H+ = 0,1.2 + 0,12 = 0,32 mol

Phản ứng trung hòa : H⁺ + OH^- → H₂O

=> n_{H+ dư} = 0,32 – 0,3 = 0,02 mol

=> [H⁺] = 0,02 / 0,2 = 0,1M => pH = 1

n_H2 = 0,48 mol

Ta có: n_OH- = 2n_H2 = 0,96 mol

X tác dụng với Fe₂(SO₄)₃  thu được kết tủa là Fe(OH)₃

Bảo toàn nhóm OH:\({n_{Fe{{(OH)}_3}}} = {1 \over 3}{n_{O{H^ - }}} = 0,32\,\,mol\)

=> m = 107.0,32 = 34,24gam

Đặt a và b là số mol của K, Ba

=> a + 2b = 0,2.2   (1)

m_{dung dịch giảm} = 39a + 137b – 18,64 – 0,2.2 = 2,46   (2)

Từ (1) và (2) => a = 0,2;  b = 0,1

n_BaSO4 = 0,08 mol => Ba²⁺ còn dư 0,1 – 0,08 = 0,02 mol

=> n_H2SO4 = 0,08 mol  => n_HCl = 0,08.2= 0,16

Dung dịch X chứa Ba²⁺ (0,02), K⁺ (0,2 mol); Cl^- (0,16 mol) và OH^-

Bảo toàn điện tích  => n_OH- = 0,08 mol

=> m_rắn  = 17,58 gam

Đặt công thức chung của hai kim loại kiềm là R, khối lượng mol trung bình là

Giả sử n_R = 1 mol

n_RCl = n_R = 1 mol => m_RCl = \(\bar R\) +35,5 = a       (1) 

n_R2SO4 = 0,5.n_R = 0,5 mol =>0,5.(2.\(\bar R\)+96) =1,2271a             (2)

Từ (1) và (2) =>R=19,541

=> X và Y là Na và Li

n_H2 = 0,075 mol

Gọi n_NaCl = x mol;  n_NaOH = y mol

Bảo toàn nguyên tử Na: n_{Na ban đầu} = x + y mol

Bảo toàn e: n_Na = 2n_H2 => x + y = 2.0,075   (1)

n_{HCl phản ứng} = n_NaCl = x mol => m_{dung dịch HCl}  = 36,5x.100 / 3,65 = 1000x  gam

=> m_{dd sau phản ứng} = m_Na + m_{dd HCl} – m_H2 = 23.(x + y) +1000x – 2.0,075 = 103,3  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,1;  y = 0,05 mol

\( = > \,\,C{\% _{NaCl}} = {{0,1.58,5} \over {103,3}}.100\% \approx 5,66\% \)

n_H2SO4 = 0,1 mol;  n_HCl = 0,3 mol;  n_H2 = 0,3 mol

Ta thấy: n_H+ = 0,1.2 + 0,3 = 0,5 mol < 2.n_H2

=> Na tan trong H⁺ và trong H₂O tạo muối và bazơ

Ta có: n_OH- = 2n_H2 – n_H+ = 2.0,3 – 0,5 = 0,1 mol

=> chất rắn thu được gồm Na₂SO₄ (0,1 mol);  NaCl (0,3 mol); NaOH (0,1 mol)

=> m_{chất rắn} = 35,75 gam