Kim loại tác dụng với axit không có tính oxi hóa

Bước 1: Tính khối lượng chất rắn phản ứng

Chất rắn tách ra gồm Cu và Ag không phản ứng

=> m_{kim loại phản ứng} = 33,4 – 17,2 = 16,2 gam

Bước 2: Tính số mol khí

n_H2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol

Bước 3: Tính khối lượng dung dịch tăng

=> độ tăng khối lượng dung dịch là:  m_{dung dịch tăng} = m_{kim loại} – m_H2 = 16,2 – 0,5.2 = 15,2 gam

n_H2  = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố H: n_H2 = n_H2SO4 = 0,1 mol

→ m_H2SO4  = 0,1.98 = 9,8 gam → m_{dung dịch H2SO4} = 9,8 / 10% =  98 gam

=> m_{dung dịch sau phản ứng}  = m_{kim loại} + m_{dung dịch H2SO4} – m_H2 = 3,68 + 98 – 0,1.2 = 101,48 gam

n_H2 = 0,39 mol; n_HCl = 0,5 mol; n_H2SO4 = 0,14 mol

+) ${{n}_{{{H}^{+}}}}$= 0,5 + 0,14.2 = 0,78 = $2{{n}_{{{H}_{2}}}}$  => axit phản ứng vừa đủ

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

=> m_{muối khan} = 7,74 + 0,5.36,5 + 0,14.98 – 0,39.2 = 38,93 gam

n_H2 = 0,2375 mol;  n_HCl = 0,25 mol;  n_H2SO4 = 0,125 mol

=> ${{n}_{{{H}^{+}}}}$= 0,25 + 0,125.2 = 0,5 > 2n_H2 = 0,475 => axit dư, dung dịch Y chứa H⁺

${{n}_{{{H}^{+}}}}$_dư = 0,5 – 0,475 = 0,025 mol

=> [H⁺_dư] = 0,025 / 0,25 = 0,1 M => pH = 1

Giả sử n_Mg = a mol và n_Fe = 1 mol

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

a   →   2a      →   a   →   a

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

1   → 2      →    1   →  1

=> m_HCl = (2a + 2).36,5  => m_{dung dịch HCl} = (2a + 2).36,5 / 20% = 365a + 365

=> m_{dung dịch Y} = m_X + m_{dung dịch HCl} – m_H2 = 24a + 56 + 365a + 365 – (a + 1).2 = 387a + 419

$ \to \,\,C{\% _{FeC{l_2}}} = \dfrac{{127}}{{387a + 419}}.100\%  = 15,76\% \,\,\, \to \,\,a\, = 1$

$ \to \,\,C{\% _{MgC{l_2}}} = \dfrac{{95}}{{387 + 419}}.100\%  = 11,79\% $

n_H2SO4 = 0,05 mol;  n_HCl = 0,1 mol => = 0,05.2 + 0,1 = 0,2

n_H2 = 0,2 mol > $\frac{1}{2}{n_{{H^ + }}}$=> sau khi phản ứng với axit, Na phản ứng với nước sinh ra H₂

2Na + 2H⁺ → 2Na⁺ + H₂

0,2  ← 0,2  → 0,2 → 0,1

2Na + H₂O → 2NaOH + H₂

0,2             ←     0,2  ←  0,1

+) m_{crắn khan} = ${{m}_{N{{a}^{+}}}}$_{trong muối} + ${{m}_{C{{l}^{-}}}}+{{m}_{SO_{4}^{2-}}}+{{m}_{NaOH}}$ = 0,2.23 + 0,05.96 + 0,1.35,5 + 0,2.40 = 20,95 gam

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

n_H2 = 0,03 mol

Gọi X là kim loại chung cho 2 kim loại trên

X + 2HCl → XCl₂ + H₂

0,03           ←            0,03

$ \to \bar M = \frac{{1,67}}{{0,03}} = 55,67$

Ta thấy M_Ca = 40 < 55,67 < M_Sr = 88

=> 2 kim loại là Ca và Sr

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

a là số mol của M

M + 2HCl → MCl₂ + H₂

=> n_H2 = 0,03 mol = a

$ \to {\bar M_M} = \frac{{1,7}}{{0,03}} = 56,67$

Vì M_Zn = 65 > 56,67 =>  M_X < 56,67

X + H₂SO₄ → XSO₄ + H₂

$\to {{n}_{X}}=\frac{1,9}{{{M}_{X}}}={{n}_{{{H}_{2}}}}\ \,\to \,\,\frac{1,9}{{{M}_{X}}}<0,05$

=> M_X > 38

Ta có: 38 < M_X < 56,67 => kim loại X là Ca

Oxit kim loại R là RO

n_HCl = 0,4 mol

R + 2HCl → RCl₂ + H₂

RO + 2HCl → RCl₂ + H₂O

=> n_R + n_RO = n_HCl / 2 = 0,4 / 2 = 0,2 mol

$\to \,\,{{\bar{M}}_{R,RO}}=\frac{6,4}{0,2}=32$

=> R < 32 < R + 16  => 16 < R < 32

=> R là kim loại Mg

n_H2 = 0,05 mol

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

2R + 2xHCl → 2RCl_x + xH₂   

=> n_R = 0,1 / x

=> R = 1,1.x / 0,1 = 11x

Do 1 < x < 2 nêm 11 < R < 22

Vì M_X < M_Y nên M_X < 22 => X là Li

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 = 0,2.1,25 = 0,25 mol

=> 4a = 0,25 => a = 0,0625 mol

${{\bar{M}}_{(A,B)}}=\frac{2,45}{2a}=19,6$ => M_Be = 9 < 19,6 < M_B

$19,6=\frac{9a+a.{{M}_{B}}}{2a}\,\,\to \,\,{{M}_{B}}=30,2$ (loại)

TH2: Dung dịch sau phản ứng chứa HCl dư

n_HCl = n_ACl2 = n_BCl2 = a

=> n_{HCl (ban đầu)}  = 0,25 = 4a + a = 5a  => a = 0,05

${{\bar{M}}_{(A,B)}}=\frac{2,45}{2a}=24,5$

Nếu A là Be => M_A = 9

Ta có: $24,5=\frac{9a+a.{{M}_{B}}}{2a}\,\,\to \,\,{{M}_{B}}=40\,\,(Ca)$

Vậy 2 kim loại là Be và Ca

Ta có M → M⁺ⁿ + n e

      2H⁺¹ + 2e → H₂

Bảo toàn e có   

Chọn n= 3 và M= 27(Al)

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với NaOH dư thì chỉ có Al phản ứng:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

Ta có: \({n_{{H_2}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\left( {mol} \right)\)

→ n_Al = 0,2 mol => mAl = 0,2 * 27 = 5,4 (gam)

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với HCl thì có Al và Mg đều phản ứng:

Ta có: \({n_{{H_2}}} = \frac{{12,32}}{{22,4}} = 0,55\left( {mol} \right)\)

PTHH: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

           0,25         ←              0,55 - 0,3 = 0,25 (mol)

    → m_Mg = 0,25. 24 = 6 (g)

Vậy m = m_Al + m_Mg = 5,4 + 6 = 11,4 (g)

Khối lượng dung dịch tăng là m_{dd tăng} = m_{kim loại} - m_H2 → m_H2 =5,95 - 5,55 = 0,4 (g) → n_H2 = 0,2 mol

Đặt số mol Al là x mol; số mol Zn là y mol. Ta có: m_hh = 27x + 65y = 5,95 (g) (1)

Ta có: 2n_H2 = 3n_Al + 2n_Zn = 1,5x + y = 0,2 (mol) (2)

Giải hệ (1) và (2) ta có: x = 0,1 và y = 0,05

Vậy m_Al = 0,1.27 = 2,7 gam và m_Zn = 0,05.65 = 3,25 (g)

\({n_{{H_2}}} = \frac{{3,36}}{{22,4}} = 0,15(mol)\)

Khi cho hỗn hợp Ag và Al vào HCl dư thì chỉ có Al phản ứng:

nAl = 2/3 nH₂ = 0,1 mol

→ m_Al = 0,1.27 = 2,7 gam

→ m_Ag = 5 - 2,7 = 2,3 gam

\( \to \% {m_{Ag}} = \frac{{2,3}}{5}.100\%  = 46\% \)

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

Khối lượng kim loại giảm bằng khối lượng kim loại đã phản ứng bằng:

50.0,0168 = 0,84 (gam)

Đặt kim loại là M (hoá trị n), ta có PTHH:

2M + 2nH⁺  →  2Mⁿ⁺ +  nH₂

\(\dfrac{{0,03}}{n}\)                   ←   0,015 (mol)

\(\to {M_M} = \dfrac{{0,84}}{ {0,03}}n = 28n\)

Lập bảng biện luận:

Sau phản ứng thu được chất rắn → axit phản ứng hết

BTNT "H" \(n_{H^+}=n_{HCl}+2n_{H_2SO_4}=2n_{H_2}=0,01+2\times0,05=0.11mol\)

→ \(n_{H_2}=0,055mol\)

\( CuO +H_2 \to Cu + H_2O\)

\(n_{Cu}=n_{H_2}=0,055mol\)

→ \(m_{Cu}=3,52g\)

\({n_{Cu}} = {n_{CuO}} = \frac{4}{{80}} = 0,05(mol) \to {m_{Cu}} = 0,05.64 = 3,2(g)\)

Đặt n_Mg = x và n_Zn = y mol

Ta có hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}{m_{hh}} = 24x + 65y + 3,2 = 8,85\\{n_{{H_2}}} = x + y = 0,15\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}x = 0,1\\y = 0,05\end{array} \right.\)

Vậy:

\(\% {m_{Mg}} = \frac{{0,1.24}}{{8,85}}.100\%  = 27,12\% \)

\(\% {m_{Cu}} = \frac{{3,2}}{{8,85}}.100\%  = 36,16\% \)

\(\% {m_{Zn}} = 100\%  - 27,12\%  - 36,16\%  = 36,72\% \)

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)