Kim loại tác dụng với axit không có tính oxi hóa

Gọi A và B là kí hiệu của 2 kim loại

X là kí hiệu chung của 2 kim loại

Do dung dịch sau phản ứng có nồng độ mol bằng nhau nên : n_ACl2 = n_BCl2 = a

TH1: Nếu dung dịch chỉ chứa 2 muối

A + 2HCl → ACl₂ + H₂

a  →  2a   →   a

B + 2HCl →  BCl₂ + H₂

 a  →  2a   →  a

n_HCl = 0,1.5 = 0,5 mol

=> 4a = 0,5 => a = 0,125 mol

\({\bar M_{(A,B)}} = \frac{{3,3}}{{2a}} = 13,2\) => M_Be = 9 < 13,2 < M_Mg

=> m _{kim loại} = 0,125. 9 + 0,125. 24 = 4,125 > 3,3 loại

TH2: Dung dịch sau phản ứng chứa HCl dư

n_HCl = n_ACl2 = n_BCl2 = a

=> n_{HCl (ban đầu)}  = 0,5 = 4a + a = 5a  => a = 0,1

\({\bar M_{(A,B)}} = \frac{{3,3}}{{2a}} = 16,5\,\,\,\)

=>  A hoặc B là Be => M_A = 9

Ta có: \(16,5 = \frac{{9a + a.{M_B}}}{{2a}}\,\, \to \,\,{M_B} = 24\,\,(Mg)\)

Vậy 2 kim loại là Be và Mg

Sơ đồ: KL + H₂SO₄ → Muối + H₂

Bảo toàn H → n_H2SO4 = n_H2 = 1,344/22,4 = 0,06 mol

Bảo toàn khối lượng → m_muối = m_KL + m_H2SO4 - m_H2 = 1,9 + 0,06.98 - 0,06.2 = 7,66 gam

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Đặt số mol H₂ là x mol

Theo PTHH ta có: n_HCl = 2.n_H2 = 2x (mol)

Theo định luật bảo toàn khối lượng: m_{kim loại} + m_HCl = m_{muối clorua} + m_H2

→ 8,9 + 2x.36,5 = 23,1 + 2x → x = 0,2

Vậy:

n_HCl = 2x = 0,4 (mol) ⟹ V₁ = n_HCl/C_M = 0,4/2 = 0,2 (lít)

n_H2 = x = 0,2 mol ⟹ V₂ = 0,2.22,4 = 4,48 (lít)

\({n_{{H_2}}} = \frac{{2,352}}{{22,4}} = 0,105(mol)\)

Tổng quát: Kim loại + HCl → Muối + H₂

Bảo toàn nguyên tố H → \({n_{HCl}} = 2{n_{{H_2}}} = 2.0,105 = 0,21(mol)\)

Bảo toàn khối lượng → \({m_{muoi}} = {m_X} + {m_{HCl}} - {m_{{H_2}}} = 3,53 + 0,21.36,5 - 0,105.2 = 10,985(g)\)

Nếu hỗn hợp chỉ có M₂O: n _hh = 12,5/(2M+16) (mol) => n_MCl = 2n_M2O = 25/(2M+16) (mol)

Nếu hỗn hợp chỉ có M: n _hh = 12,5/M (mol) => n_MCl = n_M = 12,5/M (mol)

Mặt khác theo đề bài: n_MCl = 22,35/(M+35,5) (mol)

=> \(\dfrac{25}{2M+16}<\dfrac{22,35}{M+35,5}<\dfrac{12,5}{M}\to 26,9<M<45,05\)

Vậy chỉ có K có M = 39 thỏa mãn

n_Al = 0,2 mol

Bảo toàn nguyên tố :\({n_{A{l_2}{{(S{O_4})}_3}}} = {1 \over 2}{n_{Al}}\) = 0,1 mol

=>  \({m_{A{l_2}{{(S{O_4})}_3}}}\)= 0,1.342 = 34,2 gam

n_H2 = 0,22 mol

Bảo toàn nguyên tố: n_Cl =n_HCl = 2n_H2 = 2.0,22 = 0,44 mol

Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc Cl} = 8,48 + 0,44.35,5 = 24,1 gam

n_H2 = 0,25 mol

Bảo toàn nguyên tố: n_SO4 = n_H2SO4 = n_H2 =  0,25 mol

Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc SO4} = 11,5 + 0,25.96 = 35,5 gam

m_{dung dịch tăng}= m_{kim loại} – m_H2 = 10,2

=> m_H2 = m_{kim loại} – 15,2 = 10,8 – 10,2 = 0,6 gam

=> n_H2 = 0,3 mol => n_SO4 = n_H2SO4 = n_H2 = 0,3 mol

Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_{kim loại} + m_SO4 = 10,8 + 0,3.96 = 39,6 gam

m_{dung dịch tăng} = m_{kim loại} – m_H2 = m – 0,8

→ m_H2 = 0,8 gam → n_H2 = 0,4 mol

Bảo toàn nguyên tố: n_Cl = n_HCl = 2n_H2 = 0,8 mol

=> khối lượng muối thu được là: m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc Cl} = m + 0,8.35,5 = m + 28,4 gam

Chất rắn tách ra gồm Cu và Ag không phản ứng

=> m_{kim loại phản ứng} = 28,4 – 17,2 = 11,2 gam

n_H2 = 0,2 mol

=> độ tăng khối lượng dung dịch là:  m_{dung dịch tăng} = m_{kim loại} – m_H2 = 11,2 – 0,2.2 = 10,8 gam

n_H2  = 0,4 mol

Bảo toàn nguyên tố H: n_H2 = n_H2SO4 = 0,4 mol

→ m_H2SO4  = 0,4.98 = 39,2 gam → m_{dung dịch H2SO4} = 39,2 / 50% =  78,4 gam

=> m_{dung dịch sau phản ứng}  = m_{kim loại} + m_{dung dịch H2SO4} – m_H2 = 11,9 + 78,4 – 0,4.2 = 89,5 gam

n_H2 = 0,3 mol; n_HCl = 0,3 mol; n_H2SO4 = 0,15 mol

=>\({n_{{H^ + }}}\)= 0,3 + 0,15.2 = 0,6 = 2n_H2  => axit phản ứng vừa đủ

Bảo toàn khối lượng: m_{kim loại}  + m_HCl + m_H2SO4 = m_{muối khan} + m_H2

=> m_{muối khan} = 17,7 + 0,3.36,5 + 0,15.98 – 0,3.2 = 42,75 gam

n_H2 = 0,15 mol;  n_HCl = 0,2 mol;  n_H2SO4 = 0,1 mol

=>\({n_{{H^ + }}}\)= 0,2 + 0,1.2 = 0,4 > 2n_H2 = 0,3 => axit dư, dung dịch Y chứa H⁺

\({n_{{H^ + }}}\)_dư = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol

=> [H⁺_dư] = 0,1 / 0,1 = 1 M => pH = 0

n_H2 = 0,15 mol;  n_HCl = 0,2 mol;  n_H2SO4 = 0,1 mol

=>\({n_{{H^ + }}}\)= 0,2 + 0,1.2 = 0,4 > 2n_H2 = 0,3 => axit dư, dung dịch Y chứa H⁺

_{\({n_{{H^ + }}}\)dư} = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol

=> [H⁺_dư] = 0,1 / 0,1 = 1 M => pH = 0

Giả sử n_Al = a mol và n_Fe = 1 mol

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

1   →   2      →   1   →   1

Al + 3HCl → AlCl₃ + 3/2 H₂

a   → 3a      →1a   →  1,5a

=>m_HCl = (3a+ 2).36,5  => m_{dung dịch HCl} = (3a + 2).36,5 / 36,5% = 300a + 200

=> m_{dung dịch Y} = m_X + m_{dung dịch HCl} – m_H2 = 56 + 27a + 300a + 200 – (1 + 1,5a).2 = 254+324a

\(\eqalign{
& \to \,\,C{\% _{FeC{l_2}}} = {{127} \over {254 + 324a}}.100\% = 14,08\% \,\,\, \to \,\,a\, = 2 \cr
& \to \,\,C{\% _{AlC{l_3}}} = {{133,5 . 2} \over {254 + 324 . 2}}.100\% = 29,6\% \cr} \)

Giả sử n_Mg = a mol và n_Fe = 1 mol

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

1   →   2      →   1   →   1

Al + 3HCl → AlCl₃ + 3/2 H₂

a   → 3a      →1a   →  1,5a

=>m_HCl = (3a+ 2).36,5  => m_{dung dịch HCl} = (3a + 2).36,5 / 36,5% = 300a + 200

=> m_{dung dịch Y} = m_X + m_{dung dịch HCl} – m_H2 = 56 + 27a + 300a + 200 – (1 + 1,5a).2 = 254+324a

\(\eqalign{
& \to \,\,C{\% _{FeC{l_2}}} = {{127} \over {254 + 324a}}.100\% = 14,08\% \,\,\, \to \,\,a\, = 2 \cr
& \to \,\,C{\% _{AlC{l_3}}} = {{133,5.2} \over {254 + 324a}}.100\% = 29,6\% \cr} \)

n_H2SO4 = 0,1 mol;  n_HCl = 0,2 mol=> n_H⁺ = 0,1.2 + 0,2 = 0,4

n_H2 = 0,25 mol >\({1 \over 2}{n_{{H^ + }}}\)=>sau khi phản ứng với axit, K phản ứng với nước sinh ra H₂

2K+ 2H⁺ → 2K⁺ + H₂

0,4  ← 0,4  → 0,4 → 0,2

2K+ H₂O → 2KOH + H₂

0,1             ←0,1  ←  0,05

=> m_{crắn khan} =  \({m_{{K^ + }}}\)_{trong muối} +\({m_{C{l^ - }}} + {m_{SO_4^{2 - }}} + {m_{KOH}}\)= 0,4.39 + 0,1.96 + 0,2.35,5 + 0,1.56 = 37,9 gam

Y có H₂SO₄ : 0,05 mol ; HCl : 0,1 mol

n_H2 = 0,3 mol

Ta có Na → Na⁺¹ + 1e                      và   2H⁺ + 2e → H₂

          0,6            ← 0,6                                       0,6 ← 0,3

BT e: n_{e(Na nhường)} = n_{e (H2 nhận)} = 0,3.2 = 0,6 (mol)

→n_Na =0,6 mol

Bảo toàn điện tích có n_Na+ = 0,6 > 2n_SO42- + n_Cl- = 2.0,05 + 0,1 = 0,2 → dd còn OH^- : 0,4 mol

Khối lượng chất rắn trong dd là m = m_Na+ + m_SO42- + m_Cl- + m_OH- = 0,6.23 + 0,05.96 +0,1.35,5 + 0,4.17  = 28,95

Kim loại nhóm IIA có mức oxi hóa +2 trong hợp chất

n_H2 = 0,35 mol

gọi X là kim loại chung cho 2 kim loại trên

X + 2HCl → XCl₂ + H₂

0,35           ←       0,35

\( \to \bar M = {{7,8} \over {0,35}} = 22,29\)

Ta thấy M_Be = 9 < 22,29 < M_Mg = 24