Phương pháp giải bài tập kim loại kiềm và kiềm thổ tác dụng với nước
Phương pháp giải bài tập kim loại kiềm và kiềm thổ tác dụng với nước
Dạng 1: Hỗn hợp kim loại tác dụng với nước
- Gồm: kim loại kiềm và Ba, Ca, Sr
+ Kim loại kiềm:
2M + 2H2O → 2MOH + H2
+ Kim loại kiềm thổ:
M + 2H2O → M[OH]2 + H2
- PTTQ: 2M + 2nH2O → 2M[OH]n + nH2
Quá trình phản ứng của nước: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Nhận xét:
Dung dịch sinh ra tác dụng với axit: H+ + OH- → H2O
nH+ trung hòa = nOH- = 2nH2
Trung hòa bằng HCl: ${{n}_{HCl}}=\text{ }{{n}_{O{{H}^{-}}}}=2{{n}_{{{H}_{2}}}}$
Trung hòa bằng H2SO4: ${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}=\text{ }{{n}_{{{H}_{2}}}}$
Dạng 2: Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chất điện li
[1] Nếu trong dung dịch có H+ thì H+ tác dụng đầu tiên với kim loại: 2H+ + 2e → H2
[2] Khi H+ hết thì kim loại tan trong nước: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
[3] Sau đó, kiềm sinh ra phản ứng với muối tạo kết tủa
nOH- + Rn+ → R[OH]n
M2+ + SO42- → MSO4↓ [với M là Ba hoặc Ca]
Quan hệ số mol
- Nếu $2{{n}_{{{H}_{2}}}} H+ dư: nH+ dư = nH+ đầu – 2nH2
- Nếu $2{{n}_{{{H}_{2}}}}\text{= }{{n}_{{{H}^{+}}}}$ bđầu => H+ vừa hết
- Nếu $2{{n}_{{{H}_{2}}}}\text{ > }{{n}_{{{H}^{+}}}}$bđầu => kim loại tan trong H+ và trong H2O => dung dịch sau phản ứng có OH-
=> ${{n}_{O{{H}^{-}}}}=\text{ }2{{n}_{{{H}_{2}}}}\text{ + }{{n}_{{{H}^{+}}}}$bđầu
Bài viết gợi ý:
DẠNG 1: KL KIỀM – KIỀM THỔ - NHÔM TÁC DỤNG VỚI NƯỚC- Chỉ có kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba mới tan trong nước ở nhiệt độ thường- Các kim loại mà hiđroxit của chúng có tính lưỡng tính như Al, Zn, Be, Sn,Pb…tác dụng được với dung dịch kiềm [đặc]- Nếu đề bài cho nhiều kim loại tác dụng với nước tạo dung dịch kiềm, rồi sau đólấy dung dịch kiềm tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit thì:+ Giải bằng cách viết phương trình ion thu gọn+ nOH– = 2nH2- Nếu đề bài cho hỗn hợp kim loại kiềm hoặc kiềm thổ và kim loại M hóa trị n vàonước thì có thể có hai khả năng:+ M là kim loại tan trực tiếp [như kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba]+ M là kim loại có hiđroxit lưỡng tính [như Al, Zn]M + [4 – n]OH– + [n – 2]H2O → MO2n – 4 +H2[dựa vào số mol kim loại kiềm hoặc kiềm thổ → số mol OH– rồi biện luận xemkim loại M có tan hết không hay chỉ tan một phần]Một số ví dụ minh họaVí dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, K, Ba hòa tan hết trong nước dư tạo dung dịch Y và5,6 lít khí [ở đktc]. Tính V ml dung dịch H2SO4 2M tối thiểu để trung hòa YA. 125 mlB. 100 mlC. 200mlD. 150 mlLời giảinH2 = 0,25 molTa có nOH– = 2nH2 mà nOH– = nH+ → nH2SO4 =→ V = 0,125 lít hay 125 ml →đáp án A= nH2 = 0,25 molVí dụ 2: Thực hiện hai thí nghiệm sau:• Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp Ba và Al vào nước dư, thu được 0,896 lít khí[ở đktc]• Thí nghiệm 2: Cũng cho m gam hỗn hợp trên cho vào dung dịch NaOH dư thuTruy cập vào: //tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!1được 2,24 lít khí [ở đktc] Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là:A. 2,85 gamB. 2,99 gamC. 2,72 gamD. 2,80 gamLời giảinH2 ở thí nghiệm 1 = 0,04 < nH2 ở thí nghiệm 2 = 0,1 mol → ở thí nghiệm 1 Bahết, Al dư còn thí nghiệm 2 thì cả Ba và Al đều hết- Gọi nBa = x mol và nAl = y mol trong m gam hỗn hợp- Thí nghiệm 1:Ba + 2H2O → Ba2+ + 2OH– + H2x→2xxAl + OH– + H2O → AlO2– + H22x→3x→ nH2 = 4x = 0,04 → x = 0,01 mol- Thí nghiệm 2: tương tự thí nghiệm 1 ta có: x + = 0,1 → y = 0,06 mol→ m = 0,01.137 + 0,06.27 = 2,99 gam → đáp án BVí dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 7,3 gam hỗn hợp X gồm kim loại Na và kim loại M[hóa trị n không đổi] trong nước thu được dung dịch Y và 5,6 lít khí hiđro [ở đktc].Để trung hòa dung dịch Y cần dùng 100 ml dung dịch HCl 1M. Phần trăm về khốilượng của kim loại M trong hỗn hợp X là:A. 68,4 %B. 36,9 %C. 63,1 %D. 31,6 %Lời giảinH2 = 0,25 mol ; nHCl = 0,1 mol- Gọi nNa = x mol và nM = y mol → 23x + My = 7,3 [1]- Nếu M tác dụng trực tiếp với nước → nH2 =→ nOH– = 0,5 > nHCl= 0,1 → loại- Nếu M là kim loại có hiđroxit lưỡng tính [n = 2 hoặc 3]:Truy cập vào: //tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!2M + [4 – n]OH– + [n – 2]H2O → MO2n – 4 + H2y [4 – n]yny/2- Do OH– dư nên kim loại M tan hết và nOH– dư = x – [4 – n]y mol → x – [4 – n]y= 0,1 [2] và x + ny = 0,5 [3] → y = 0,1 mol- Thay lần lượt n = 2 hoặc 3 vào [1] ; [2] ; [3] → chỉ có n = 3 ; x = 0,2 ; M = 27 làthỏa mãn → %M = 36,9 % → đáp án BBÀI TẬP ÁP DỤNGCâu 1: Cho một mẫu hợp kim K-Ca tác dụng với nước [dư], thu được dung dịch Xvà 3,36 lít H2 [ở đktc]. Thể tích dung dịch axit HCl 2M cần dùng để trung hoàdung dịch X làA. 150ml.B. 75ml.C. 60ml.D. 30ml.Câu 2 : Hoà tan hết hỗn hợp gồm một kim loại kiềm và một kim loại kiềm thổtrong nước được dung dịch A và có 1,12 lít H2 bay ra [ở đktc]. Cho dung dịchchứa 0,03 mol AlCl3 vào dung dịch A. Khối lượng kết tủa thu được làA. 0,78 gam.B. 0,81 gam.C. 1,56 gam.D. 2,34 gam.Câu 3: Hoà tan mẫu hợp kim Na - Ba [tỉ lệ 1 : l] vào nước được dung dịch X và0,672 lít khí [đktc]. Sục 1,008 lít CO2 [đktc] vào dung dịch X được m [gam] kếttủa. Giá trị của m làA. 3,94B. 2,955C. 1,97D. 2,364.Câu 4: Hòa tan một lượng gồm 2 kim loại kiềm vào nước thu được 200ml dungdịch A và 1,12 lít H2 [đktc]. Tìm pH của dd A?A. 12B. 11,2C. 13,1D. 13,7Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 8,94g hỗn hợp gồm Na, K, Ba vào nước, thu được dd Xvà 2,688 lít khí H2 [đktc]. Dung dịch Y gồm HCl và H2SO4, tỉ lệ mol tương ứng là4:1. Trung hòa dd X bởi dd Y, tổng khối lượng các muối được tạo ra là?A. 13,7gB. 18,46gC. 12,78gD. 14,62gCâu 6: Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ mol tương ứng là 1:2 và nước [dư]. Saukhi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 [đktc] và m gam chấtrắn không tan. Giá trị của m là?A. 10,8gB. 5,4gC. 7,8gD. 43,2gCâu 7: Hòa tan 46g hỗn hợp gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kì liêntiếp vào nước thu được dd D và 11,2 lít khí [đktc]. Nếu thêm 0,18 mol Na2SO4 vàodd D thì sau phản ứng vẫn còn dư ion Ba2+. Nếu thêm 0,21 mol Na2SO4 vào dd Dthì sau phản ứng còn dư Na2SO4. Vậy 2 kim loại kiềm là?A. Li và NaB. Na và KC. K và RbD. Rb và CsTruy cập vào: //tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!3Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 2,9g hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó vào nước,thu được 500ml dung dịch chứa một chất tan có nồng độ 0,04M và 0,224 lít H2[đktc]. Kim loại M là?A. CaB. BaC. KD. NaCâu 9: Hỗn hợp X gồm 2 kim loại kiềm và một kim loại kiềm thổ. Hòa tan hoàntoàn 1,788 gam X vào nước, thu được dd Y và 537,6 ml khí H2 [đktc]. Dung dịchZ gồm H2SO4 và HCl, trong đó số mol của HCl gấp 2 lần số mol của H2SO4.Trung hòa dd Y bằng dd Z tạo ra m gam hỗn hợp muối. Gía trị của m là:A. 4,656B.4,46C.2,79D.3,792Câu 10 : Hỗn hợp X gồm Na và Al. Cho m gam X vào một lượng dư nước thìthoát ra V lít khí. Nếu cũng cho m gam X vào dung dịch NaOH [dư] thì được1,75V lít khí. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Na trong X là [biết cácthể tích khí đo trong cùng điều kiện, cho Na = 23, Al = 27]A. 77,31%.B. 39,87%.C. 49,87%.D. 29,87%.ĐÁP ÁN12345678910BCBDBBBBDDTruy cập vào: //tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!4
VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Hỗn hợp kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm tác dụng với nước, nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 12.
Nội dung bài viết Hỗn hợp kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm tác dụng với nước: DẠNG 1: HỖN HỢP KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ, NHÔM TÁC DỤNG VỚI NƯỚC – Cho kim loại kiềm hoặc kiềm thổ vào nước thu được dung dịch X có chứa ion OH. Phương trình phản ứng: Từ phản ứng [1] và [2] ta thấy nH = 2nd, Nếu có kim loại Al thì OH sẽ tác dụng với Al. Ví dụ 1: Hoà tan m [g] K vào 200g nước thu được dung dịch có nồng độ là 2,748%. Vậy m có giá trị là? Ví dụ 2: Hoà tan một lượng gồm 2 kim loại kiềm vào nước thu được 200ml dung dịch A và 1,12 lít H2 [đktc]. Vậy pH của dung dịch A có giá trị là. Ví dụ 3: Cho một mẫu hợp kim Na–Ba tác dụng với nước [dư], thu được dung dịch X và 3,36 lít H2 [đktc]. Thể tích dung dịch axit H2SO4 2M cần dùng để trung hoà dung dịch X là? Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 8,94 gam hỗn hợp gồm Na, K và Ba vào nước, thu được dung dịch X và 2,688 lít khí H2 [đktc]. Dung dịch Y gồm HCl và H2SO4, tỉ lệ mol tương ứng là 4: 1. Trung hoà dung dịch X bởi dung dịch Y, tổng khối lượng các muối được tạo ra là?
Ví dụ 5: Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:2 vào nước [dư]. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 [đktc] và m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là?