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

n_HCl = 0,1.1,5 = 0,15 mol;  n_CuCl2 = 0,1.1 = 0,1 mol

n_H2 = 0,125 mol

Na + H₂O → NaOH + ½ H₂

K + H₂O → KOH + ½ H₂

n_OH- = 2n_H2 = 0,125.2 = 0,25 mol

H⁺   + OH^-  → H₂O

0,15 → 0,15

Cu²⁺ + 2OH^- → Cu(OH)₂

            0,1     → 0,05   (mol)

=> m_{kết tủa} = 0,05.98 = 4,9 gam

n_HCl = 3 mol;  n_CuSO4 = 2 mol

2K + 2HCl → 2KCl + H₂

Ba  +  2HCl → BaCl₂ + H₂

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

Bảo toàn e: 2n_Ba + n_K = 2n_H2  => n_H2 = (2.2,5 + 3) / 2 = 4 mol

=> V = 89,6 lít

Kết tủa thu được gồm BaSO₄ và Cu(OH)₂

Ta thấy: n_Ba > n_CuSO4 

n_BaSO4  = n_CuSO4 = 2 mol

Bảo toàn Ba: n_Ba(OH)2 = 2,5

Vì n_Ba(OH)2 = 2,5 mol > n_CuSO4 = 2 mol => số mol Cu(OH)₂ tính theo Cu(OH)₂ là 2 mol

=> m_{kết tủa} = m_BaSO4 + m_Cu(OH)2 = 662 gam

Đặt kim loại kiềm là X thì 2X + 2H₂O → 2XOH + H₂

Bảo toàn khối lượng có m_H2 = 4,6 + 200 - 4.4 =0,2 g → n_H2 = 0,1 mol →n_X =0,2

                            →  M = 46 / 0,2 =23  (Na)

Ta có K + H₂O   →  KOH + ½ H₂

          Na + H₂O  →  NaOH + ½ H₂

          OH^-  + H⁺ →  H₂O

n_H2SO4 = 0,02 mol nên n_H+ = 0,04 mol →  n_OH- = 0,04 mol

theo PTHH thì n_OH = 2n_H2 => n_H2 = 0,02 mol => V = 0,02.22,4 =0,448 lít 

n_H2(đktc) = 1,12 :22,4 = 0,05 (mol)

Đặt kim loại kiềm là M

2M + 2H₂O → 2MOH + H₂↑

                           0,1 ← 0,05 (mol)

→ n_MOH = 2n_H2 = 2.0,05 = 0,1 (mol) → C_M MOH = n:V = 0,1 : 0,5 = 0,2 (M)

Chất rắn không tan Y là Al dư

Đặt công thức chung của 3 kim loại Na, K, Ba là M, hóa trị chung là x, có số mol là a (mol)

PTHH: 2M + xH₂O → 2M(OH)_x + xH₂↑  (1)

              a                → a          → 0,5ax (mol)

2Al + 2M(OH)_x + xH₂O → 2M(AlO₂)_x + 3H₂↑  (2)

                        a                → a              → 1,5ax (mol)

Vì Al dư sau phản ứng nên phản ứng (2) M(OH)_x phản ứng hết.

Vậy dd X thu được là M(AlO­₂)_x: a(mol). Cho CO₂ vào dd X thu được n_Al(OH)3 = 12,48:78 = 0,16 (mol)

xCO₂ + 2xH₂O + M(AlO₂)_x → xAl(OH)₃↓ + M(HCO₃)_x

                                 a          →  ax (mol)

Ta có: n_Al(OH)3 = ax = 0,16 (mol)

Mà: ∑ n_H2 = 0,5ax + 1,5ax = 2ax => n_H2 = 2.0,16 = 0,32 (mol)

→ V_H2(đktc) = 0,32.22,4 = 7,168 lít.

Quy đổi X thành Na: x mol; Ba : y mol và O : z mol

%O_X =  \(\dfrac{{16z}}{{23x + 137y + 16z}}.100\%  = 10,435\% \)(1)

n_H2 = 0,01 mol

X + NaOH : Na → Na⁺ +  1e                      Ba → Ba⁺² + 2e                           

                     O + 2e → O^-2                          2H⁺¹ + 2e → H₂

Bảo toàn e có x + 2y = 2z + 0,01.2 (2)

BTĐT: n_OH- = n_Na+ + 2n_Ba2+ = x + 2y (mol)

Vì pH + pOH = 14 → pOH = 1 → [OH^-] = 10^-1 = 0,1 = \(\dfrac{{2x + y}}{{0,5}}\)→ x + 2y = 0,05 (3)

Giải (1) (2) và (3) có x = 0,03 mol; y = 0,01 mol và z = 0,015 mol

→ Y có Na⁺ : 0,03 mol; Ba⁺² : 0,01 mol; OH^- : 0,05 mol

Y + 0,045 mol CO₂ : vì \(\dfrac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{C{O_2}}}}} = 1,11\)  → phản ứng tạo ra cả HCO₃^­- và CO₃^2-

                            2OH^-  + CO₂ → CO₃^2- + H₂O

                              2a          a           a

                              OH^- + CO₂ → HCO₃^-

                                                b         b 

Ta có n_OH- = 2a + b = 0,05 mol và n_CO2 = a + b = 0,045 mol nên a = 0,005 mol và b =0,04 mol

                                   Ba²⁺  + CO₃^2-  → BaCO₃

→ Phản ứng hết CO₃^2- → n_BaCO3 = 0,005 mol → m_{kết tủa} = 0,985 gam

N_FeSO4 = 0,15 mol;  n_Ba(OH)2 = 0,15 mol

=> n_Fe(OH)2 = n_Fe = 0,15 mol;  n_BaSO4 = n_Ba(OH)2 = n_FeSO4 = 0,15 mol

=> m_{kết tủa} = m_Fe(OH)2 + m_BaSO4 = 0,15.90 + 0,15.233 = 48,45 gam

Đặt hóa trị của M là n

2M + 2nH₂O → 2M(OH)_n + nH₂↑

\(\dfrac{{0,138}}{n}\)          ← \(\dfrac{{0,138}}{n}\)                      (mol)

3M(OH)_n + nFeCl₃ → nFe(OH)₃ + 3MCl_n

\(\dfrac{{0,138}}{n}\)                    ← 0,046                 (mol)

\( \to \)  Kết tủa là Fe(OH)₃

\( \to \)  \({n_{Fe{{(OH)}_3}}} = \dfrac{{4,922}}{{107}} = 0,046\,\,mol\)

Theo phương trình, ta có:

\({n_M} = \dfrac{{0,138}}{n}\,\,mol \to {M_M} = \dfrac{{5,382}}{{\dfrac{{0,138}}{n}}} = 39n\)

Với n = 1, M_M = 39 \( \to \) M là Kali (K)

Với n = 2, M_M = 78 \( \to \) không thỏa mãn

Với n = 3, M_M = 117 \( \to \) không thỏa mãn

Vậy M là Kali (K)

n_K = 0,1 mol

Ta có: n_KOH = n_K = 0,1 mol;  n_H2 = 0,5.n_K = 0,05 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :

${m_{dd\,\,sau\,\,phản \,\,ứng}} = {m_K} + {m_{{H_2}O}} - {m_{{H_2}}} = 105,6\,\,gam.$

$ = > \,\,C{\% _{KOH}} = \dfrac{{0,1.56}}{{105,6}}.100\% = 5,3\% .$

Bước 1: Tính số mol các chất trong hỗn hợp

Quy đổi hỗn hợp thành Na (a), K (b), O (c).

- BTe: n_Na + n_K = 2n_O + 2n_H2 → a + b = 2c + 2.0,02 (1)

- n_OH^- = n_NaOH + n_KOH = a + b (mol)

⟹ n_H⁺_dư = n_{H+ (bđ)} - n_OH^- ⟹ 0,1.10^-1 = 0,05.3 - (a + b) (2)

- Chất rắn sau cô cạn gồm: NaCl (a) và KCl (b)

⟹ 58,5a + 74,5b = 9,15 (3)

Giải (1), (2), (3) được a = 0,08; b = 0,06; c = 0,05.

Bước 2: Tính giá trị của m hỗn hợp ban đầu

- m_hh = 0,08.23 + 0,06.39 + 0,05.16 = 4,98 gam gần nhất với 5 gam.

Ta có K + H₂O   →  KOH + \(\dfrac{1}{2}\)H₂

          Na + H₂O  →  NaOH + \(\dfrac{1}{2}\) H₂

          OH^-  + H⁺ →  H₂O

\(n_{H_2SO_4}=0,02\) mol nên \(n_{H^+}=0,04\) mol → \(n_{OH^-} = 0,04 \) mol

theo PTHH thì \(n_{OH^-}=2n_{H_2}\)=> \(n_{H_2}=0.02\) mol

=>\(V= 0,02.22,4=0,448\; lít\)

n_H2 = 0,25 mol

Bảo toàn e: 2n_M = 2n_H2  => n_M = 0,25 mol

=> M = 10 / 0,25 = 40 => M là Ca

Gọi n_Na = x mol;  n_Ba = y mol  => m_{hỗn hợp} = 23x + 137y = 32   (1)

Bảo toàn electron: n_Na + 2n_Ba  = 2n_H2 => x + 2y = 0,3.2   (2)

Từ (1), (2) =>  x = 0,2;  y = 0,2

=> m_Na = 4,6 gam

n_H2 = 0,15 mol

Ta có: n_OH- = 2n_H2 = 2.0,15 = 0,3 mol

=> n_H2SO4 =$\dfrac{1}{2}{n_{{H^ + }}} = \dfrac{1}{2}{n_{O{H^ - }}} = 0,15\,\,mol$  => V = 75 ml

Ta có: n_H+ = n_OH- = 2n_H2

mà n_H+  = 2n_H2SO4  =>  n_H2  =  n_H2SO4 = 0,6 mol

=> V = 0,06.22,4 = 13,44 lít

n_H2 = 0,05 mol

Dựa vào các đáp án ta thấy hỗn hợp A gồm 2 kim loại kiềm

=> n_KL = 2n_H2 = 0,1 mol => ${\bar M_{KL}} = \dfrac{{3,1}}{{0,1}} = 31$

=> 2 kim loại là Na và K

\({n_{{H_2}}} = 0,25\,\,mol\)

Ta có: \({n_{{H_2}S{O_4}}} = {n_{{H_2}}} = 0,25\,\,mol\)

\( \to V = \dfrac{{0,25}}{{0,5}} = 0,5\) lít

m_{muối khan} = m_{kim loại} + \({m_{SO_4^{2 - }}} = 11,5 + 0,25.96 = 35,5g\)

n_H2 = 1 mol => n_{H+ cần trung hòa} = 2n_H2 = 2 mol

Gọi n_HCl = 3a mol  => n_H2SO4 = a mol

=> n_H+ = 3a + 2a = 2  => a = 0,4

=> n_Cl = n_HCl = 3.0,4 = 1,2 mol;  n_SO4 = n_H2SO4 = 0,4 mol

Ta có m_muối = m_{Kim loại} + m_Cl + m_SO4 = 35 + 1,2.35,5 + 0,4.96 = 116 gam

Ta có: m_muối = m_{kim loại} + m_Cl  =>  m_Cl = 30,85 – 13,1 = 17,75 gam

=> n_HCl = n_Cl = 0,5 mol

=> n_H2 = n_HCl / 2 = 0,25 mol => V = 5,6 lít