Bài giảng chương 2: Kim loại (tiết 15)

khi hoà tan Al2O3.
Giải
- Số mol Al2O3: 
	 = = 0,05 mol
- Phương trình phản ứng:
Al2O3 	+	3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O 	(1)
 - Số mol H2SO4 đã lấy: 	= 0,2.1,0l = 0,20 mol
 - Số mol H2SO4 đã phản ứng: 	= 3 = 3.0,05= 0,15 mol
 - Số mol H2SO4 dư: 	= 0,20 - 0,15 = 0,05 mol
- Nồng độ H2SO4 trong dung dịch thu được:	= = 0,25 M
- Nồng độ Al2(SO4)3 trong dung dịch thu được:	= = 0,25 M
2.26 Nhúng một thanh Al có khối lượng 5,00 gam vào 100,0 ml dung dịch CuSO4 đến phản ứng hoàn toàn, dung dịch không còn màu xanh của CuSO4. Lấy cẩn thận thanh kim loại ra rửa sạch, sấy khô cân được 6,38 gam. (Giả sử Cu thoát ra bám hết vào thanh kim loại). Tính thể tích nồng độ dung dịch CuSO4 đã lấy và khối lượng Cu bám vào thanh kim loại.
Giải
- Phương trình phản ứng:
2Al 	+	3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu 	
- Gọi số mol Al đã phản ứng là 2x mol thì số mol CuSO4 phản ứng và số mol Cu sinh ra là 3x mol. 
- Theo định luật bảo toàn khối lương:
	mthanh kim loại = mAl + mCu - mAl pu = 5 + 64.3x - 27.2x = 6,38 gam
	=>	x = 0,01 mol
- Nồng độ CuSO4 trong dung dịch ban đầu:	= = 0,30 M
- Khối lượng Cu bám vào thanh kim loại:	mCu = 64.3x = 1,92 gam
2.27 Nguyên tố R phản ứng với lưu huỳnh tạo thành hợp chất RaSb. Trong một phân tử RaSb có 5 nguyên tử, và có khối lượng phân tử là 150. Xác định nguyên tố R. 
Giải
- Phương trình phản ứng:
aR 	+	bS RaSb
- Ta có:	a + b = 5 	(I)
	 và 	Ra + 32b = 150 	(II)
=> R = trong đó 1 < b < 5
Cặp nghiệm phù hợp là b = 3 và R = 27	=> R là Al và muối là Al2S3.
2.28 Hoà tan a gam một kim loại vào 500,00 ml dung dịch HCl thu được dung dịch A và 11,2 lít khí H2 (đktc). Trung hoà lượng HCl dư trong dung dịch A cần 100,0 ml dung dịch Ca(OH)2 1M. Cô cạn dung dịch sau khi trung hoà thu được 55,6 gam muối khan. Tính nồng độ dung dịch axit HCl đã dùng, xác định kim loại đem hoà 
tan và tính a. 
Gọi kim loại đem hoà tan là M có hoá trị n và có x mol trong a gam.
- Số mol Ca(OH)2 là y = 0,1.1 = 0,1 mol.
- Số mol H2 sinh ra: 
Các phương trình phản ứng:
	2M 	+	2nHCl 2MCln + nH2	(1)
	2HCl +	Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O	(2)
- Số mol HCl có trong dung dịch ban đầu:
Nồng độ dung dịch HCl ban đầu:	
Khi cô cạn dung dịch sau khi trung hoà:
ị 
áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phương trình phản ứng (1):
Theo phương trình phản ứng (1): x = 
Mặt khác a = Mx = 9gam ị M = 9n
Cặp nghiệm phù hợp là: n = 3 và M = 27 vậy M là Al. 
2.29 Tính khối lượng nhôm sản xuất được từ 1,0 tấn quặng boxit chứa 61,2% Al2O3 bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Biết hiệu suất của quá trình đạt 80%.
Giải
- Khối lượng Al2O3 có trong 1,0 tấn quặng: 	 = = 612 kg
- Phương trình phản ứng:
Điện phân nóng chảy
2Al2O3 	 4Al + 3O2
- Theo phương trình phản ứng cứ 102 gam điện phân được 54 gam Al
	=> mAl = = 259,2 kg
2.30 Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
 AlCl3 Al(NO3)3 Al(OH)3 Al2O3
 (1)
Al (9) (10)	 (11)
 (5) 
 Al2O3 Al Al2(SO4)3 AlCl3
Giải
 	2Al + 3Cl2 2AlCl3 	(1)
 	AlCl3 + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3AgCl¯	(2)
 	Al(NO3)3 + 3NaOH Al(OH)3¯ + 3NaNO3	(3)
	2Al(OH)3¯ Al2O3 + 3H2O	(4)
 	4Al + 3O2 2Al2O3 	(5)
Điện phân nóng chảy
	2Al2O3 4Al + 3O2	(6) 
 	2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2	(7)
 	Al2(SO4)3 + 3BaCl2 2AlCl3 + 3BaSO4	(8)
	2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu	(9)
	2Al(OH)3¯ + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O	(10)
	Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O	(11)
2.31 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:
	Al + HCl A + ....
	A + NaOH B¯ + ....
	B¯ + NaOHdư C + ....
	C + HCl B¯ + ....
Điện phân nóng chảy
	B¯ D + ....
	D Al + ...
Giải
 	2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2	(1)
 	AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3¯ + 3NaCl	(2)
	Al(OH)3¯ NaOH NaAlO2 + 2H2O	(3)
NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3¯ + NaCl	(4)
	2Al(OH)3¯ Al2O3 + 3H2O	(5
Điện phân nóng chảy
	2Al2O3 4Al + 3O2	(6) 
2.32 Cho sơ đồ phản ứng sau:
	R + HCl 	A + .
	A + Cl2 	B 
	B + NaOH D¯đỏ nâu + .
	D 	 E + .
	E + CO R + .
1. R là kim loại nào trong số các kim loại cho dưới đây:
 A. Cr	B. Mg	C. Al	D. Fe
2. Viết các phương trình phản ứng cho sơ đồ biến hoá trên.
Đáp án:
1. D đúng
2. 	Fe + 2HCl 	FeCl2 + H2
	2FeCl2 + Cl2 	2FeCl3
	FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3¯đỏ nâu + 3NaCl
	2Fe(OH)3¯ 	 Fe2O3 + 3H2O
	Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO
2.33 Gang là:
A. Gang là hợp chất của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2 - 5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Mn, Si, S 
B. Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2 - 5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Mn, Si, S 
C. Gang là hợp kim của sắt với cacbon, oxi trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2 - 5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Mn, Si, S 
D. Cả A và C đều đúng
Đáp án: B đúng
2.34 Thép là:
A. Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%.
B. Thép là hợp chất của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%.
C. Thép là hợp chất của sắt với lưu huỳnh, photpho, cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%.
D. Cả B và C đúng
Đáp án: A đúng
2.35 Trong công nghiệp sắt thường được sản suất bằng phương pháp:
A. Điện phân nóng chảy các oxit sắt.
B. Điện phân dung dịch các muối sắt.
C. Khử các oxit sắt ở nhiệt độ cao.
D. Khử các muối sắt ở nhiệt độ cao.
Đáp án: C đúng
2.36 Kết luận nào sau đây là đúng:
A. Sự phá huỷ kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên do tác dụng hoá học được gọi là ăn mòn kim loại. Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp xúc bị ăn mòn nhanh hay chậm, nhiệt độ càng cao kim loại bị ăn mòn càng nhanh.
B. Sự phá huỷ kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên do tác dụng hoá học được gọi là ăn mòn kim loại. Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp xúc bị ăn mòn nhanh hay chậm, nhiệt độ càng cao kim loại càng ít bị ăn mòn.
C. Sự phá huỷ kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên do tác dụng vật lí gọi là ăn mòn kim loại. Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp xúc bị ăn mòn nhanh hay chậm, nhiệt độ càng cao kim loại càng bị ăn mòn càng nhanh.
D. Cả B và C đúng
Đáp án: A đúng
2.37 Khi cho a gam một kim loại R tác dụng hoàn toàn với khí clo thu được 2,9018a gam muối clorua. Xác định kim loại R.
Giải
- Gọi số mol kim loại R hoá trị n trong a gam là x mol 
- Phương trình phản ứng:
	2R + nCl2 	2RCln 
- Theo phương trình phản ứng ta có:
 + Khối lượng kim loại:	mR = Rx = a gam	(I)
 + Khối lượng muối:	 = (R+35,5n)x = 2,9018a gam	(II)
- Chia (II) cho (I):
ị R = 18,67n
Chỉ có cặp nghiệm n = 3 và R = 56 phù hợp. Vậy kim loại R là Fe.
2.38 Đun nóng 16,8 gam bột sắt với 6,4 gam bột lưu huỳnh (trong điều kiện không có không khí) đến phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A. Hoà tan A bằng dung dịch HCl dư thu được hỗn hợp khí B. Chia hỗn hợp khí B làm 2 phần bằng nhau, phần 1 cho lội từ từ qua dung dịch CuCl2 thấy có m gam kết tủa CuS đen. Phần 2 đem đốt cháy trong oxi cần V lít (đo ở đktc).
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b. Tính m, V.
Giải
- Số mol Fe:	nFe = = 0,3 mol;	 Số mol S:	nS = = 0,2 mol
a. Các phương trình phản ứng:
	Fe + S	FeS	 	(1)
nFe > nS => Fe dư, hỗn hợp rắn A gồm FeS và Fe
	FeS + 2HCl 	FeCl2 	+	 H2S 	(2)
	Fe + 2HCl 	FeCl2 	+	 H2 	(3)
- Hỗn hợp khí B gồm H2S và H2 cho một nửa hỗn hợp khí B qua dung dịch CuCl2:
	H2S + CuCl2 	CuS 	+	 2HCl 	(4)
- Đốt cháy một nửa hỗn hợp khí B:
	2H2S + 3O2 	2SO2 	+	 2H2O 	(5)
	2H2 + O2 	2H2O 	(6)
b. Tính m, V.
- Theo phương trình phản ứng (1) trong hỗn hợp A gồm FeS 0,2 mol, Fe 0,1 mol.
- Theo phương trình phản ứng (1) và (2) trong hỗn hợp B gồm H2S 0,2 mol, H2 0,1 mol.
- Theo phương trình phản ứng (4) số mol CuS 0,1 mol 
ị khối lượng CuS: mCuS = 96.0,1 = 9,6 gam
- Theo phương trình phản ứng (5) và (6) số mol O2 cần:
= 0,175 mol.
= 3,92 lít
2.39 Cho một lượng bột sắt dư vào 100,0 ml dung dịch H2SO4 loãng thu được 6,72 lít khí (đkc).
- Viết phương trình phản ứng.
- Tính khối lượng bột sắt đã tham gia phản ứng.
- Tính nồng độ mol/L của dung dịch H2SO4 đã dùng.
Giải
Gọi số mol Fe đã tham gia phản ứng là x mol, vì bột sắt dư nên H2SO4 phản ứng hết. 
	Fe 	+	 H2SO4 	FeSO4 	+	 H2 	(1)
Theo phương trình phản ứng (1):
mol ị	x = 0,1 mol
	mol
Khối lượng bột sắt đã tham gia phản ứng:	mFe = 56x = 56.0,3 = 16,8 gam 
Nồng độ dung dịch H2SO4 đã dùng:	= 3,0 M
2.40 Hoà tan oxit MxOy bằng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 24,5 % thu được dung dịch chứa một muối duy nhất có nồng độ 32,20%. Tìm công thức của ôxit trên.
Giải
Gọi số mol MxOy đã hoà tan là a mol.
Ta có phương trình phản ứng:
	MxOy	+	yH2SO4 	Mx(SO4)y 	+ yH2O 	(1)
Theo phương trình phản ứng (1) số mol dung dịch H2SO4 đã dùng là ya mol, số mol muối Mx(SO4)y tạo thành là a mol.
Khối lượng dung dịch H2SO4 đã dùng: 
m1 = = 400ya gam
Khối lượng MxOy đã hoà tan: 	m2 = (Mx+16y)a gam
Khối lượng muối Mx(SO4)y tạo thành: 	m3 = (Mx+96y)a gam
Khối lượng dung dịch thu được: 
	m = m1 + m2 = (Mx + 416y)a gam
Nồng độ % dung dịch sau phản ứng:
Cặp nghiệm phù hợp là x = y =1 và M = 56. Vậy M là Fe và công thức của oxit là: FeO.
2.41 Hoà tan hoàn toàn 7,2 gam FeO bằng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 24,5% (loãng) thu được dung dịch A. Làm lạnh dung dịch A xuống 5oC thấy tách ra m gam muối ngậm nước FeSO4.7H2O và dung dịch còn lại có nồng độ 12,18%
 a. Tính khối lượng m gam muối ngậm nước FeSO4.7H2O tách ra.
 b. Tính độ tan của FeSO4 ở 5oC.
Giải
a. Số mol FeO đã hoà tan:
	nFeO = = 0,1 mol
Phương trình phản ứng:
	FeO	+	H2SO4 	FeSO4 	+ H2O 	(1)
Theo phương trình phản ứng (1) số mol dung dịch H2SO4 đã dùng là 0,1 mol, số mol muối FeSO4 tạo thành là 0,1 mol.
Khối lượng dung dịch H2SO4 đã dùng: 
m1 = = 40 gam
Khối lượng muối FeSO4 tạo thành: 	m2 = (56+96).0,1 =15,2 gam
Khối lượng dung dịch thu được: 
	m3 = m1 + mFeO = 40 + 7,2 = 47,2 gam
Gọi số mol FeSO4.7H2O tách ra khi làm lạnh dung dịch là a mol.
Nồng độ % dung dịch sau phản ứng:
ị a = 0,08 mol
Khối lượng muối FeSO4.7H2O tách ra khi làm lạnh dung dịch:
b. Tính độ tan của FeSO4 ở 5oC
Số mol FeSO4 còn lại trong dung dịch; 0,1 - a = 0,02 mol
Khối lượng dung dịch còn lại: mdd = 47,2 - 22,24 = 24,96 gam
Độ tan của muối FeSO4 trong nước ở 5oC: