Kim loại tác dụng với axit không có tính oxi hóa

BTKL ta có: m_X + m_O2 = m_OXIT

→ 2,13 + m_O2 = 3,33 → m_O2 = 1,2 (g) → n_O = 1,2 : 16 = 0,075 (mol)

Cho Y phản ứng với HCl bản chất xảy ra phản ứng:

O^2-   +    2H⁺ → H₂O

0,075 →0,15           (mol)

→ n_HCl = n_H+ = 0,15 (mol) → V_HCl  = n : V = 0,15 : 1 = 0,15 (lít) = 150 (ml)

Gọi M là kí hiệu chung của 2 kim loại X và Fe

a là số mol của M

M + 2HCl → MCl₂ + H₂

=> n_H2 = 0,2 mol = a

\( \to {\bar M_M} = {8 \over {0,2}} = 40\)

Vì M_Fe = 56 > 40 =>  M_X< 40

X + H₂SO₄ → XSO₄ + H₂

_{\( \to {n_X} = {{4,8} \over {{M_X}}} = {n_{{H_2}}}\;\, \to \,\,{{4,8} \over {{M_X}}} < 0,25\)}

=> M_X> 19,2

Ta có: 19,2 < M_X < 40 => kim loại X là Mg

Sơ đồ: \(KL\xrightarrow[{\left( 1 \right)}]{{ + {O_2}}}\underbrace {Oxit\left\{ {KL;O} \right\}}_{37,4\left( g \right)}\xrightarrow[{\left( 2 \right)}]{{ + HCl}}\underbrace {Muoi\,clorua\left\{ {KL;Cl} \right\}}_{81,4\left( g \right)} + {H_2}O\)

Đặt n_HCl = x mol

Bảo toàn H → n_H2O = ½.n_HCl = 0,5x mol

BTKL cho quá trình (2) → m_oxit + m_HCl = m_muối + m_H2O

⇔ 37,4 + 36,5x = 81,4 + 18.0,5x

⇔ x = 1,6 mol

Bảo toàn Cl → n_Cl = n_HCl = 1,6 mol

Vậy m_KL = m_muối - m_Cl = 81,4 - 1,6.35,5 = 24,6 gam

Oxit kim loại R là RO

n_HCl = 0,5 mol

R + 2HCl → RCl₂ + H₂

RO + 2HCl → RCl₂ + H₂

=> n_R + n_RO = n_HCl / 2 = 0,5 / 2 = 0,25 mol

\( \to \,\,{\bar M_{R,RO}} = {{8,4} \over {0,25}} = 33,6\)

=> R < 33,6 < R + 16  => 17,6 < R < 33,6

=> R là kim loại Mg

n_H2 = 0,15 mol

Đặt kim loại chung là R, hóa trị trung bình là x

2R + 2xHCl → 2RCl_x + xH₂

=> n_R = 0,3 / x

=> R = 3.x / 0,3 = 10x

Do 1 < x < 2 nêm 10 < R < 20

Vì M_X< M_Y nên M_X< 20 => X là Li

n_Zn­  = m_Zn : M_Zn = 6,5 : 65 = 0,1 (mol)

PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

(mol)   0,1                      → 0,1

Theo PTHH: n_H2 = n_Zn = 0,1 (mol)

→ V_H2(đktc) = n_H2×22,4 = 0,1×22,4 = 2,24 (lít)

Ta có n_H2 = 0,1 (mol) 

=> n_Mg = n_H2 = 0,1 (mol) => m_Mg = 2,4 (g)

Đặt số mol H₂ là x mol; 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

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

Chất rắn không tan là Cu → \(m _{Fe+Zn}=6-1,86=4,14g\)

Gọi số mol Fe, Al là x, y

\(Fe+2HCl \to FeCl_2+H_2\)

 x     →                                 x  

\(2Al+6HCl \to 2AlCl_3+3H_2\)

y    →                                3/2 y

Ta có hệ x + 3/2 y = 0,135 (1); 56x + 27y = 4,14

→ x = 0,045; y = 0,06

→ \(m_{Fe}=2,52g; \; m_{Al}=1,62g\)

\(\% {m_{Fe}} = \frac{{2,52}}{6} \times 100\%  = 42\% \)

\(\% {m_{Al}} = \frac{{1,62}}{6} \times 100\%  = 27\% \)

\(\% {m_{Cu}} = 100\%  - 42\%  - 27\%  = 31\% \)

- X + NaOH chỉ có Al phản ứng:

Bảo toàn e: n_Al = 2/3n_H2 = 2/3.(6,72/22,4) = 0,2 mol

- X + HCl thì 2 kim loại đều phản ứng:

Bảo toàn e: 2n_Mg + 3n_Al = 2n_H2 = 2.(8,96/22,4) = 0,8 mol → n_Mg = 0,1 mol

m = m_Mg + m_Al = 24.0,1 + 27.0,2 = 7,8 gam

2 kim loại đều hóa trị 2 nên có thể viết PTHH tổng quát như sau:

M + H₂SO₄ → MSO₄ + H₂

→ n_SO4 = n_H2 = 1,344 : 22,4 = 0,06 mol

m_muối = m_KL + m_SO4 = 2,4 + 0,06.96 = 8,16 gam

Ta có M → M⁺ⁿ + n e

      2H⁺¹ + 2e → H₂

Bảo toàn e có   

Chọn n= 3 và M= 27(Al)

Sơ đồ tổng quát: (Cu,Mg,Al) + HCl → (MgCl₂,AlCl₃) + H₂ + Cu

n_H2 = 7,84: 22,4 = 0,35 mol ; Chất rắn Y chính là Cu không phản ứng với HCl

Bảo toàn nguyên tố: n_HCl = 2n_H2 = 2.0,35 = 0,7 mol = n_Cl

m_{muối Z} = m_Mg,Al + m_Cl = (m_{hh đầu} - m_Cu) + m_Cl = (9,14 – 2,54) + 35,5.0,7 = 31,45g

Ta có kim loại + H₂SO₄ → muối + H₂

\(n_{H_2}\) = 0,4 mol

Bảo toàn nguyên tố H có  \(n_{H_2}\)= \(n_{H_2SO_4}\) = 0,4 mol

Bảo toàn khối lượng có \(m_{KL}+m_{H_2SO_4}=m_{H_2}+ m_{muối}\)

 → 11,9 + 0,4.98 = 0,4.2 + m → m = 50,3 g

n_Fe = 0,16 mol

Bảo toàn nguyên tố : n_FeSO4 = n_Fe = 0,16 mol

=> m_FeSO4 = 0,16.152 = 24,32 gam

\(\left\{ \begin{gathered}
Mg \hfill \\
Zn \hfill \\
\end{gathered} \right. + HCl \to \left\{ \begin{gathered}
X:M{g^{2 + }};Z{n^{2 + }};C{l^ - } \hfill \\
{H_2} \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

- n_H2 = 0,3 mol

=> n_HCl = 2n_H2 = 2.0,3 = 0,6 mol

Bảo toàn nguyên tố: n_Cl- =  0,6 mol

Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_{kim loại} + m_Cl- = 15,4 + 0,6.35,5 = 36,7 gam

n_H2 = 0,35 mol

Bảo toàn nguyên tố: n_SO4 = n_H2SO4 = n_H2 = 0,35 = 0,35 mol

Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc SO4} = 13,5 + 0,35.96 = 47,1 gam

Bước 1: Tính số mol H₂

­m_{dung dịch tăng} = m_{kim loại} – m_H2 = 15,2

=> m_H2 = m_{kim loại} – 15,2 = 16 – 15,2 = 0,8 gam

=> n_H2 = 0,4 mol 

Bước 2: Tính khối lượng muối tạo thành

- n_SO4 = n_H2SO4 = n_H2 = 0,4 mol

- Tính m_muối:

m_muối = m_{kim loại} + m_SO4 = 16 + 0,4.96 = 54,4 gam

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

→ m_H2 = 2 gam → n_H2 = 1 mol

Bảo toàn nguyên tố: n_Cl = n_HCl = 2n_H2 = 2 mol

=> khối lượng muối thu được là: m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc Cl} = m + 2,35,5 = m + 71 gam