Tải bản đầy đủ

PP giải BT xác định kim loại

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

MỤC LỤC
Nội dung
Dạng 1: Tìm khối lượng mol của kim loại.
Dạng 2: Biện luận khối lượng mol của kim loại theo hóa trị
Dạng 3: Tìm khối lượng mol trung bình của kim loại.
Dạng 4: Xác định khoảng giới hạn về khối lượng mol của
kim loại.
1) Bản chất của dạng bài tập là :
Tìm ra được khối lượng mol của kim loại hoặc khoảng giới hạn cho khối lượng mol từ đó
sẽ xác định được tên của kim loại.
2) Cơ sở phân loại các dạng bài tập xác định kim loại :
Giáo viên phải biết sáng tạo trong cách phân dạng bài tập, nhằm giúp học sinh có định
hướng rõ ràng về phương pháp giải. Đây là yêu cầu rất quan trọng vì nó có thể biến cái phức
tạp trở thành những điều đơn giản.
* Dạng 1:

Tìm khối lượng mol của kim loại.

* Dạng 2: Biện luận khối lượng mol của kim loại theo hóa trị.

* Dạng 3: Tìm khối lượng mol trung bình của kim loại.
* Dạng 4: Xác định khoảng giới hạn về khối lượng mol của kim loại.
Hướng giải cụ thể như sau:
1) Dạng 1: Tìm khối lượng mol của kim loại.
( Dạng này đề bài đã cho biết hóa trị của kim loại )
a) Phương pháp chung:
- Bước 1: Viết phương trình hóa học.
- Bước 2: Tìm ra được khối lượng (m) của kim loại, có thể đề bài đã cho sẵn hoặc phải
tính toán (thường áp dụng theo ĐLBTKL).
- Bước 3: Tìm ra được số mol (n) của kim loại (có thể đề bài đã cho sẵn hoặc phải tìm số
mol của chất nào đó trong phương trình hóa học. rồi tìm số mol kim loại dựa theo phương
trình hóa học.).
1


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

- Bước 4: Tìm khối lượng mol của kim loại theo công thức: M R =

m
n

Hoặc có thể tìm khối lượng mol của kim loại trong hợp chất.
*Chú ý: Có những bài phải dùng phương pháp tăng giải khối lượng (như ví dụ 4).
b)Ví dụ:
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 10,8 gam một kim loại hóa trị III trong khí clo dư. Sau khi
phản ứng kết thúc thu được 53,4 gam muối. Xác định kim loại đó.
Hướng dẫn: :
- Gọi kim loại hóa trị III là R
t
- PTHH: 2R + 3Cl2 
→ 2RCl3
0

- Áp dụng ĐLBTKL ta có:
mCl2 = mRCl3 − mR = 53, 4 − 10,8 = 42, 6( gam)
- Số mol của clo pư là:
42, 6
nCl2 =
= 0, 6(mol )
71
- Số mol của R pư là:
2.0, 6
nR =
= 0, 4(mol )
3
- Khối lượng mol của kim loại R là:
10,8
MR =
= 27( gam) Vậy kim loại đó là nhôm (Al).
0, 4
Ví dụ 2: Cho một kim loại hóa trị I phản ứng vửa đủ với 0,8 gam oxi. Sau khi phản ứng kết
thúc thu được 3,1 gam oxit. Xác định kim loại đó.
Hướng dẫn:
- Gọi kim loại hóa trị I là R
t
- PTHH: 4R + O2 
→ 2R2O
0

- Áp dụng ĐLBTKL ta có:
mR = mR2O − mO2 = 3,1 − 0,8 = 2,3( gam)
- Số mol của oxi pư là:
0,8
nO2 =
= 0, 025(mol )
32
- Số mol của R pư là:
nR = 0, 025.4 = 0,1( mol )
- Khối lượng mol của kim loại R là:
2,3
MR =
= 23( gam) Vậy kim loại đó là natri (Na).
0,1
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam một kim loại hóa trị II trong dung dịch HCl dư. Sau khi
phản ứng kết thúc thu được 4,48 lít khí ở đktc. Xác định kim loại đó.
2


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

Hướng dẫn:
- Gọi kim loại hóa trị II là R
- PTHH: R + 2HCl 
→ RCl2 + H2

- Số mol của H2 sinh ra là:
4, 48
nH 2 =
= 0, 2(mol )
22, 4
- Số mol của R pư là:

nR = nH 2 = 0, 2(mol )

- Khối lượng mol của kim loại R là:
4,8
MR =
= 24( gam) Vậy kim loại đó là magie (Mg).
0, 2
Ví dụ 4: Nhúng một thanh kim loại R hóa trị II nặng m gam vào dung dịch Fe(NO3)2 thì khối
lượng thanh kim loại giảm 6 % so với ban đầu. Nếu nhúng thanh kim loại trên vào dung
dịch AgNO3 thì khối lượng thanh kim loại tăng 25 % so với ban đầu. Biết độ giảm số mol
của Fe(NO3)2 gấp đôi độ giảm số mol của AgNO3 và kim loại kết tủa bám hết lên thanh kim
loại R. Xác định kim loại đó.
Hướng dẫn:
Cách 1:
- Gọi kim loại hóa trị II là R

- Gỉa sử
R

nFe( NO3 )   = 2(mol ) => nAgNO3 = 1(mol )

+

2

2 mol
R +

Fe(NO3)2
2mol
2AgNO3

0,5mol

1 mol

->

R(NO3)2

->

R(NO3)2

+

Fe
2 mol
+ 2Ag

1 mol

- Cho m gam R vào dung dịch Fe(NO3)2 thì khối lượng thanh kim loại giảm 6 % so với ban
đầu => 2 M R - 2.56 = 0,06m  2 M R - 0,06m = 112 *
- Nếu cho R vào dung dịch AgNO3 thì khối lượng thanh kim loại tăng 25 % so với ban đầu
=> 108 – 0,5 M R = 0,25m  0,5 M R + 0,25m =108 **
2M R − 0, 06m = 112
giải hệ pt ta được M R = 65.
0,5
M
+
0,
25m
=
108

R

Kết hợp * và ** ta có hệ pt: 
Vậy R là kẽm (Zn).

Cách 2:
Gọi nFe2+pư = 2x mol → nAg+pư = x mol
R+

Fe2+ → R2+ + Fe

2x ← 2x →

2x

→ ∆m↓ = 2x.(R – 56) → %mKl giảm =

2 x( M R − 56)
.100 = 6 (1)
m
3


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

R + 2Ag+ → R2+ + 2Ag
0,5x ← x →

x

→ ∆m↑ = 0,5x.(216 – M R ) → %mKl tăng =

- Từ (1) ; (2) →

0,5 x(216 − M R )
.100 = 25 (2)
m

4( M R − 56) 6
=
→ M R = 65 => R là kẽm (Zn).
216 − m
25

2) Dạng 2: Biện luận khối lượng mol của kim loại theo hóa trị.

(Dạng này đề bài chưa cho biết hóa trị của kim loại )
a) Phương pháp chung:
- Bước 1: Viết phương trình hóa học., hóa trị của kim loại dưới dạng ẩn như x, y…
- Bước 2: Tìm ra được khối lượng (m) của kim loại (có thể đề bài đã cho sẵn) hoặc phải
tính toán (thường áp dụng theo ĐLBTKL).
- Bước 3: Tìm ra được số mol (n) của kim loại dưới dạng ẩn.
- Bước 4: Tìm khối lượng mol của kim loại dưới dạng:

M R = a.x (a là hằng số, x là

hóa trị của kim loại)
- Bước 5: Lập bảng biện luận khối lượng mol theo hóa trị ( hóa trị có thể là I, II hoặc
III ) .
- Bước 6: Chọn cặp nghiệm phù hợp.
*Chú ý: Nếu trong oxit kim loại có hóa trị nguyên thì có thể đặt n=2y/x. (n: là hóa trị của
kim loại)
b)Ví dụ:
Ví dụ 1: Cho 1,12 gam một kim loại R tác dụng đủ với 2,13 gam khí clo. Xác định kim

loại đó.
Hướng dẫn:
- Gọi kim loại hóa trị III là R
t
- PTHH: 2R + xCl2 
→ 2RClx
0

- Số mol của clo pư là:

nCl2 =

2,13
= 0, 03(mol )
71

- Số mol của R pư là:
4


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

2.0, 03
(mol )
x
- Khối lượng mol của kim loại R là:
m 1,12 x
MR = =
( gam)
n 0, 06
- Lập bảng biện luận ta có:
x
I
II
MR
18,67 37,33
nR =

III
56

Vậy x=III, M R =56 phù hợp => R là sắt (Fe).
Ví dụ 2: Cho 1,3 gam một kim loại vào dung dịch HCl dư. Sau khi phản ứng đã xảy ra

hoàn toàn thu được 0,448 lít khí ở đktc. Xác định kim loại đó.
Hướng dẫn:
- Gọi kim đó là R
t
- PTHH: 2R + 2xHCl 
→ 2RClx + xH2
0

- Số mol của H2 sinh ra là:
0, 448
nH 2 =
= 0, 02(mol )
22, 4
- Số mol của R pư là:
0, 04
nR =
(mol )
x
- Khối lượng mol của kim loại R là:
m 1,3 x
MR = =
( gam)
n 0, 04
- Lập bảng biện luận ta có:
x
I
II
III
MR
32,5
65
97,5
Vậy x = II, M R = 65 phù hợp => R là kẽm (Zn).
Ví dụ 3: Cho một kim loại R (có hóa trị nguyên) tác dụng đủ với 2,016 lít khí oxi ở
đktc. Sau khi phản ứng kết thúc thu được 6,12 gam oxit. Xác định kim loại đó.
Hướng dẫn:
- Gọi kim loại đó là R
t
PTHH: 2xR + yO2 
→ 2RxOy
0

- Số mol của oxi pư là:

nO2 =

2, 016
= 0, 09(mol )
22, 4

5


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

- Số mol của R pư là:

nR =

0,18 x
(mol )
y

- Khối lượng của oxi pư là:
mO2 = 32.0, 09 = 2,88( gam)
- Áp dụng ĐLBTKL ta có:
mR = mRxOy − mO2 = 6,12 − 2,88 = 3, 24( gam)
- Khối lượng mol của kim loại R là:

MR =

3, 24 y
2y
=9
( gam) *
0,18 x
x

- Vì R có hóa trị nguyên nên gọi n là hóa trị của R. n= 2y/x
- Thay vào * ta có: M R = 9n( gam)
- Lập bảng biện luận ta có:
n
I
II
III
MR
9
18
27
Vậy n=III, M R =27 phù hợp => R là nhôm (Al).
3) Dạng3: Tìm khối lượng mol trung bình của kim loại .
Dạng này chủ yếu là hai kim loại cùng phân nhóm chính hoặc thuộc hai chu kì liên tiếp
(kim loại kiềm hoặc kiềm thổ) căn cứ vào chu kì hoặc nhóm mà đề bài cho để biết hóa trị
của kim loại :
- Kim loại kiềm hóa trị I.
- Kim loại kiềm thổ hóa trị II.
- Phân nhóm chính nhóm I hóa trị I.
- Phân nhóm chính nhóm II hóa trị II.
a) Phương pháp chung:
- Bước 1: Viết phương trình hóa học. của kim loại dưới dạng tổng quát (công thức
chung).
- Bước 2: Tìm ra được tổng khối lượng (m) của hai kim loại, có thể đề bài đã cho sẵn
hoặc phải tính toán (thường áp dụng theo ĐLBTKL).
- Bước 3: Tìm ra được tổng số mol (n) của kim loại.
- Bước 4: Tìm khối lượng mol trung bình của kim loại dưới dạng:

MR =

m
n
6


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

- Bước 5: Tra bảng tuần hoàn chọn các kim loại phù hợp.
*Chú ý: Nếu là ba kim loại thì từ R xác định được kim loại có M nhỏ nhất và hai kim

loại còn lại.
b)Ví dụ:
Ví dụ 1: Cho 6,2 gam hai kim loại kiềm kế tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm I

vào nước dư. Sau khi phản ứng kết thúc sinh ra 2,24 lít khí ở đktc. Xác định hai kim
loại đó.
Hướng dẫn:
Đặt công thức chung của hai kim loại đó là

R . Phương trình phản ứng:

PTHH: 2 R +2 H2O ->2 R OH + H2

- Số mol của H2 sinh ra là:

nH 2 =

2, 24
= 0,1(mol )
22, 4

- Số mol của kim loại phản ứng là:

nR = 2.nH 2 = 2.0,1 = 0, 2(mol )

- Khối lượng mol trung bình của hai kim loại đó là:

MR =

m 6, 2
=
= 31( gam)
n 0, 2

- Vậy hai kim loại đó là Na và K.
Ví dụ 2: Cho 4,25 gam hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp nhau trong bảng hệ
thống tuần hoàn vào cốc thủy tinh đựng 100 gam nước (dư). Sau khi phản ứng kết
thúc thu được dung dịch có khối lượng là 104,1 gam. Xác định hai kim loại đó.
Hướng dẫn:
Đặt công thức chung của hai kim loại đó là R . Phương trình phản ứng:
2 R +2 H2O ->2 R OH + H2

- Theo ĐLBTKL thì:
mR + mH 2O = 104,1 + mH 2 => mH 2 = (4, 25 + 100) − 104,1 = 0,15( gam)
- Số mol của H2 sinh ra là:

nH 2 =

0,15
= 0, 075(mol )
2

- Số mol của kim loại phản ứng là:

nR = 2.nH 2 = 2.0, 075 = 0,15(mol )

- Khối lượng mol trung bình của hai kim loại đó là:

MR =

m 4, 25
=
= 28( gam)
n 0,15

- Vậy hai kim loại đó là Na và K.
7


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của 2 kim loại kiềm thổ ở hai chu kì liên tiếp.
Cho 7,65 gam X vào dung dịch HCl dư. Kết thúc phản ứng, cô cạn dung dịch thì thu được
8,75 gam muối khan. Hai kim loại đó là:
Hướng dẫn:
- Đặt công thức chung của hai muối là R CO3.
- Phương trình phản ứng:
R CO3 + 2HCl → R Cl2 + CO2 + H2O
- Từ phương trình thấy: 1 mol R CO3 phản ứng thì khối lượng muối tăng: 71 – 60 = 11
gam
- Theo đề bài khối lượng muối tăng: 8,75 – 7,65 = 1,1 gam → có 0,1 mol R CO3 tham
gia phản ứng
→ M R + 60 = 76,5 → M R = 16,5 → 2 kim loại là Be và Mg.
Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn 2,9 gam hỗn hợp ba kim loại liên tiếp nhau trong phân nhóm
chính nhóm II vào dung dịch HCl dư. Sau khi phản ứng kết thúc thì thể tích khí H2 sinh ra là
3,808 lít ở đktc. Xác định ba kim loại đó.
Hướng dẫn:
- Đặt công thức chung của ba kim loại là R .
PTHH: R + 2HCl → R Cl2 + H2

- Số mol của H2 sinh ra là:

nH 2 =

3,808
= 0,17(mol )
22, 4

- Số mol của kim loại phản ứng là:

nR = nH 2 = 0,17(mol )

- Khối lượng mol trung bình của ba kim loại đó là:

MR =

m 2,9
=
= 17,1( gam)
n 0,17

- Vì M R = 17,1( gam) => có kim loại Beri. Vì ba kim loại đó liên tiếp nhau ba
kim loại đó là : Beri (Be), Magie(Mg), Canxi(Ca).
4) Dạng 4: Xác định khoảng giới hạn về khối lượng mol của kim loại.
Dạng này để cho biết một kim loại cụ thể và một kim loại cho biết hóa trị ( hai kim loại
cùng hóa trị ).
a) Phương pháp chung:
- Bước 1: Viết phương trình hóa học, hóa trị của kim loại dưới dạng tổng quát (công thức
chung).
8


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

- Bước 2: Tìm ra được tổng khối lượng (m) của hai kim loại (có thể đề bài đã cho sẵn)
hoặc phải tính toán (thường áp dụng theo ĐLBTKL).
- Bước 3: Tìm ra được tổng số mol (n) của hai kim loại.
- Bước 4: Tìm khối lượng mol trung bình của hai kim loại dưới dạng:

MR =

m
n

- Bước 5: Dựa vào M R và giữ kiện tiếp theo của đề bài để xác định khoảng giới hạn khối
lượng mol của kim loại đó.
b)Ví dụ:
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 8,725 gam hỗn hợp X gồm Mg và kim loại R (hóa trị II) cần vừa
đúng 150 ml dung dịch HCl 2M. Mặt khác nếu đốt 1,625 gam R trong 0,54 lít khí clo ở đktc
thì sau khi phản ứng đã xảy ra hoàn toàn thì khí clo đã phản ứng hết, R còn dư. Xác định R.
Hướng dẫn:
* Khi X phản ứng với dung dịch HCl:
- Đặt công thức chung của hai kim loại đó là R .
PTHH: R +2 HCl ->2 R Cl2 + H2

- Số mol của HCl phản ứng là:

nHCl = 2.0,15 = 0,3(mol )

- Số mol của kim loại phản ứng là:

nR =

1
1
nHCl = .0,3 = 0,15(mol )
2
2

- Khối lượng mol trung bình của hai kim loại đó là:

m 8, 725
=
= 58, 2( gam)
n
0,15

MR =

* Khi R phản ứng với clo:
t
R+ Cl2 
→ RCl2
- Số mol của clo pư là:
0

nCl2 =

0,54
= 0, 024(mol )
22, 4

- Số mol của kim loại R là:

nR > nCl2 = 0, 024(mol ) => nR > 0, 024(mol )

- => M R =

1, 625 1, 625
<
= 67, 7( gam)
n
0, 024

- Vậy ta có: 24 < M R < M R < 67,7
9


PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DẠNG XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

 24 < 58,2 < M R < 67,7 => R là kẽm (Zn) .
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 6 gam hỗn hợp X gồm Fe và một kim loại R (hóa trị II) vào
dung dịch HCl dư, thu được 3,36 lít khí H2 (ở đktc). Nếu chỉ hòa tan 1,0 gam M thì dùng
không đến 0,09 mol HCl trong dung dịch. Xác định R.
Hướng dẫn:
* Khi X phản ứng với dung dịch HCl:
- Đặt công thức chung của hai kim loại đó là R .
PTHH: R +2 HCl -> R Cl2 + H2

- Số mol của H2 sinh ra là:

nH 2 =

3, 36
=0,15( mol )
22, 4

- Số mol của kim loại phản ứng là:

nR = nH 2 =0,15(mol )

- Khối lượng mol trung bình của hai kim loại đó là:

MR =

m
6
=
= 40( gam)
n 0,15

* Khi R phản ứng với HCl thì:
→ RCl2 + H2
R+ 2HCl 
- Số mol của kim loại R là:

nR <

1
1
nHCl = 0, 09(mol ) => nR < 0, 045(mol )
2
2

=> M R =

1
1
>
= 22, 2( gam)
nR 0, 045

Vậy ta có: 22,2 < M R < M R < 56
-  22,2 < M R < 40 < 56 => R là magie (Mg).

10



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×