Chuyên đề : xác định kim loại hay công thức hợp chất

Chuyên đề: XÁC ĐỊNH KIM LOẠI HAY CÔNG THỨC HỢP CHẤT A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI: - Đặt A là kim loại có hóa trị để biết (khi hóa trị chưa biết đặt thêm n là hóa trị I,II,III) - Viết phương trình phản ứng - Gọi x (g hoặc mol) khối lượng kim loại - Lập tỷ số hoặc tỷ lệ theo phương trình phản ứng B. BÀI TẬP: *DẠNG BIẾT HÓA TRỊ Bài 1: cho 10,8g một kim loại hóa trị III tác dụng với clo có dư thu được 53,4g muối a.Xác định kim loại đã dùng b. Cho 13,5g kim loại trên tan hoàn toàn trong dung dịch axit HCl 0,5M. Tính: - Thể tích huyddro thoát ra (đktc) - Thể tích dung dịch HCl cần dùng ? Giải: a) Đặt A là kim loại có hóa trị III có khối lượng x(g) PTPU: A + Cl2 → ACl3 x(g) (x + 106,5)g 10,8 (g) …………………..53,4g Lập tỷ số: è 53,4x = 10,8(x + 106,5) Giải ra ta được: x = 27 ð Al. Vậy kim loại đã dùng là Nhôm b) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 2mol 6mol 2mol 3mol 0,5→ 0,15 → 0,5 0,75mol nAl = - Thể tích H2 = 0,75 * 22,4 = 16,8 (lit) - Thể tích dung dịch axit HCl: VHCl = Bài 2: Cho 4,48g một oxit kim loại hóa trị II, tác dụng hết với 100ml dung dịch H2SO4 0,8M. Đun nhẹ dung dịch thu được 13,76g tinh thể ngậm nước. a) Xác định công thức phân tử của oxit b) Xác định công thức phân tử của Hyddrat. Giải Đổi 100ml = 0,1 (lit) Theo đề ra: nHSO4 = 0,8 . 0,1 = 0,08 mol. ð mH2SO4 = 98.0.08 = 7,84 (g) a) Gọi A kin loại hóa trị II và khối lượng x(g) AO + H2SO4 → ASO4 + H2O (x + 16)g 98g 4,48g 7,84g Lập tỷ số: Giải ra ta được: x = 40 ð Ca Vậy công thức phân tử của oxit là CaO b) CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O 1mol 1mol 1mol 1mol 0,08mol 0,08mol 0,08mol Khi đun hẹ (không cô cạn) ta được muối CaSO4.xH2O Do nhydrat = nCaSO Nên: = 0,08 Giải ra ta được: x = 2 Vậy công thức phân tử của hyddrat là: CaSO4.2H2O * DẠNG CHƯA BIẾT HÓA TRỊ: Bài 1: a)Cho 3,25g sắt clorua (chưa biết hóa trị của sắt) tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được 8,61g AgCl. Xác định công thức của sắt clorua ? b) Cần bao nhiêu ml dung dịch natrihydroxit chứa 0,02g NaOH trong 1ml dung dịch để chuyển 1,25g FeCl3.6H2O thành Fe(OH)3 Giải a)Gọi a là hóa trị của sắt: FeCla + AgNO3 → Fe(NO3)a + nAgClŒ 1mol a(mol) 1mol a(mol) Hay (56 + 35,5a)g 143,5a (g) 3,25g 8,61g Ta có: Giải ra ta được: a = 3 Vậy công thức sắt clorua là: FeCl3 b) Theo đề ta có: FeCl3.6H2O mFeCl= ðnFeCl= Phương trình phản ứng: FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl 1mol 3mol 1mol 3mol 0,005mol →0,015mol ðmNaOH = 0,015.40 = 0,6 (g) Cứ 0,02g NaOH có thể tích là 1ml 0,6g ………………………y(mol) ð y = Vậy cần 30ml NaOH Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 3,78gam một kim loại M bằng dung dịch HCl ta thu được 4,704 lít khí H2 (đktc). Xác định kim loại M Giải Gọi n là hóa trị của kim loại M và M cũng là phân tử khối của kim loại và a là số mol M đã dùng. M + nHCl → MCln + 1mol mol amol mol ð Ta có hệ: a.M = 3,78 ð a.M = 3,78 (1) a.n = 0,42 (2) Lấy (1) chia (2) ta có: Vì hóa trị của kim loại chỉ có thể là 1 hoặc 2 hoặc 3. Do đó ta có bảng sau: n 1 2 3 M 9 (loại) 18 (loại) 27 (Nhận) Trong các kim loại trên chỉ có kim loại nhôm (Al) có hóa trị 3 ứng với nguyên tử khối là 27 là phù hợp. Vậy, M là kim loại nhôm (Al) Bài 3: Cho 16 gam một oxit kim loại tác dụng với 120ml dung dịch HCl thì thu được 32,5 gam muối khan. Tìm công thức oxit kim loại ? Giải Gọi M là ký hiệu và nguyên tử khối của kim loại thì CTHH của oxit là MxOy: PTPU: MxOy + 2yHCl → xMCl + yH2O (xM + 16y)g (xM + 71)g 16g …………………………………...32,5g Theo phương trình trên ta có: 032,5xM + 520y = 16xM + 1136y ð M = 18,67 Ta có bảng sau: 1 2 3 M 18,67(loại) 37,09 (loại) 56 Vậy công thức của oxit là Fe2O3 Bài 4: Hòa tan cùng một lượng oxit của kim loại M (M có hóa trị không đổi) trong dung dịch HCl và trong dung dịch HNO3. Cô cạn hai dung dịch thu được 2 muối khan. Tìm công thức phân tử oxit, biết rằng muối natri có khối lượng lớn hơn muối clorua một lượng bằng 99,38% khối lượng oxit đem hòa tan. Giải Gọi công thức hóa trị của oxit là MxOy Các PTPU: MxOy + 2yHCl → xMCl + yH2O MxOy + 2yHNO3 → xM(NO3) + yH2O Giả sử lượng oxit đem dùng phản ứng là 1mol, theo đầu bài ta có: X(M + 62.) - (M + 35,5.) = Giải ra ta có: M = 37,33 . ð M = 18,66. Ta có bảng sau: 1 2 3 M 18,66(loại) 37,33 (loại) 56 Vậy = 3 và M = 56 ð Fe là hợp lý Mà = 3 ð x = 2 y = 3 Vậy công thức oxit là Fe2O3 Bài 5: Cho 0,3 gam một kim loại có hóa trị không đổi tác dụng hết với nước thu được 168ml hiddro (đktc). Xác định tên kim loại, biết rằng kim loại có hóa trị tối đa là 3. Giải Gọi kim loại là M và hóa trị không đổi của kim loại là n. PTHH: 2 M + 2nH2O → 2M(OH)n + nH2 2M 22400ml 0,3g 168ml Ta có tỷ lệ: ð M = 20n n 1 2 3 M 20(loại) 40 60(loại) Vậy kim loại là Canxi (Ca = 40) Bài 6: Hòa tan x gam một kim loại M trong 200gam dung dịch HCl 7,3% (lượng axit vừa đủ) thu được dung dịch A trong đó nồng độ của muối M tạo thành là 12,05% (theo khối lượng). Tính x và xác định M ? Giải nHCl = Ký hiệu M cũng là nguyên tử khối của kim loại và n là hóa trị của M. PTHH: M + nHCl → MCln + 1mol nmol 1mol mol mol ™ 0,4mol š mol š 0,2mol a mM = (*) Mặt khác theo PTPH ta có: mHCl = (**) Thay (*) vào (**) ta có: mMCl = x + 14,2 Mà khối lượng dung dịch sau phản ứng là: mddsau = 200 + x – 0,2.2 = 199,6 + x Theo bài ra ta có: %C = ð x = 11,2 (gam) Thay x = 11,2 vào (*) ta có: ð M = 28n Ta xét bảng: n 1 2 3 M 28(loại) 56 84(loại) Vậy M = 56 (Fe) thỏa mãn điều kiện BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Cho 10,8 gam kim loại hóa trị III tác dụng với clo dư tạo ra 53,4 gam muối clorua. Hỏi kim loại này là nguyên tố nào ? Đáp số: Al Bài 2: Cho 4,48 gam oxit của một kim loại hóa trị II tác dụng vừa đủ với 100ml axit H2SO4 0,8M rồi cô cạn dung dịch thì nhận được 13,76gam tinh thể muối ngậm nước. Tìm công thức muối ngậm nước H2O này ? Đáp số: CaSO4.2H2O Bài 3: Cho 1,44gam kim loại hóa trị II tan hoàn toàn trong 250ml dung dịch H2SO4 0,3M. Dung dịch thu được còn chứa axit dư và phải trung hòa bằng 60ml dung dịch NaOH 0,5M. Tìm kim loại nói trên ? Đáp số: Mg Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 27,4gam hỗ hợp M2CO3 và MHCO3 bằng 500ml dung dịch HCl 1M thoát ra 6,72lit CO2 (đktc). Để trung hòa axit dư phải dùng 5oml NaOH 2M. Tìm 2 muối và % hỗn hợp ? Đáp số: Na2CO3 = 38,7% ; NaHCO3 = 61,3% Bài 5:Hòa tan 3,2gam oxit kiam loại hóa trị III bằng 2oogam dung dịch axit H2SO4loãng. Khi thêm vào hỗn hợp sau phản ứng một lượng CaCO3 vưà đủ còn thấy thoát ra 0,224 dm3 CO2 (đktc). Sau đó cô cạn dung dịch thu được 9,36gam muối sunfat kho. Tìm oxit kim loại hóa trị III và nồng độ % H2SO4 ? Đáp số: Fe2O3 và 3,43% Bài 6: Có oxit sắt chưa biết: - Hòa tan m gam oxit cần 150ml HCl 3M - Khử toàn bộ m gam oxit bằng CO nóng, dư thu được 8,4gam sắt. Tìm công thức oxit ? Đáp số: Fe2O3 Bài 7: Cho 416 gam dung dịch BaCl2 12% tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 27,36gam muối sunfat kim loại A. Sau khi lọc bỏ kết tủa thu được 800ml dung dịch 0,2M của muối clorua kim loại A. Tìm hóa trị A, tên A, công thức sunfat ? Đáp số: Al Bài 8: Cho 15,25 gam hỗn hợp gồm một kim loại hóa trị II có lẫn Fe tan hết trong axit HCl dư thoát ra 4,48 dm3 H2 (đktc) và thu được dung dịch X. Thêm NaOH dư vào X, lọc kết tủa ra rồi nung trong không khí đến lượng không đổi cân nặng 12 gam. Tìm kim loại hóa trị II, biết nó không tạo kết tủa với hidroxit ? Đáp số: Ba Bài 9: Khử một lượng oxit sắt chưa biết bằng H2 nóng dư. Sản phẩm hơi tạo ra hấp thụ bằng 100 gam axit H2SO4 98% thì nồng độ axit giảm đi 3,405%. Chất rắn thu được sau phản ứng khử được hòa tan bằng axit H2SO4 loãng thoát ra 3,36 lit H2 (đktc). Tìm công thức oxit sắt ? Đáp số: Fe3O4 Bài 10: Cho 14gam oxit của kim loại hóa trị II tác dụng hết với 500ml dung dịch H2SO4 0,5M a)Xác định công thức phân tử của oxit b)Nếu đen nung nhẹ phản ứng trên, người ta thu được 26,5gam tinh thể ngậm nước. Xác định công thức phân tử của tinh thể ngậm nước ? Đáp số: CaO; CaSO4.2H2O Bài 11: Cho 9,33gam một kim loại A hóa trị (III) tác dụng vừa đủ với 5,6lit khí clo (đktc) tạo ra muối A. Hòa tan muối A vào 510ml dung dịch axit thu được một kết tủa và một dung dịch B. a)Xác định kim loại A b) Tính nồng độ M của dung dịch xút c) Tính khối lượng muối trong dung dịch B Đáp số: Fe; CM(NaOH) = 1M; mNaCl = 30,42gam Bài 12*: Hỗn hợp X gồm 2 kim loại A và B có tỷ lệ khối lượng 1: 1 và khối lượng mol nguyên tử của A nặng hơn B là 8 gam. Trong 53,6gam X có số mol A khác B là 0,0375 mol. Hỏi A, B là những kim loại nào ? Đáp số: Fe, Cu Hướng dẫn giải Theo giả thiết: A = B + 8 Nếu số mol A = a thì số mol B = a + 0,0375 ( do tỉ lệ khối lượng = 1:1 nên khối lượng mol BA) Ta có: A.a = B(a+0,0375) (B + 8)a = Ba + 0,0375 B → 0,0375 B2 + 0,3B – 134,4 = 0 Giải ra ta được : B = 56 (Fe) , A = 64(Cu) ********** HẾT**********