Bài toán 1: Nhúng 2 kim loại vào cùng 1 dung dịch muối của kim loại hoạt động hoá học yếu hơn (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi).
Tr
ờng hợp 1 : Nếu cho 2 kim loại trên vào 2 ống nghiệm đựng cùng 1 dung dịch muối thì lúc này cả 2 kim loại đồng thời cùng xảy ra phản ứng.
Ví dụ: Cho 2 kim loại là Mg và Fe vào 2 ống nghiệm chứa dung dịch CuSO4
Xảy ra đồng thời các phản ứng:
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Tr
ờng hợp 2 :
- Nếu cho hỗn hợp gồm 2 kim loại là: Mg và Fe vào cùng một ống nghiệm thì lúc này xảy ra phản ứng theo thứ tự lần lợt nh sau:
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu ( 1 )
- Phản ứng (1) sẽ dừng lại khi CuSO4 tham gia phản ứng hết và Mg dùng với lợng vừa đủ hoặc còn d. Lúc này dung dịch thu đợc là MgSO4; chất rắn thu đợc là Fe cha tham gia phản ứng Cu vừa đợc sinh ra, có thể có Mg cò d.
- Có phản ứng (2) xảy ra khi CuSO4 sau khi tham gia phản ứng (1) còn d (tức là Mg đã hết)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( 2 )
- Sau phản ứng (2) có thể xảy ra các trờng hợp đó là:
+ Cả Fe và CuSO4 đều hết: dung dịch thu đợc sau 2 phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu đợc là Cu.
+ Fe còn d và CuSO4 hết: dung dịch thu đợc sau 2 phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu đợc là Cu và có thể có Fe d.
+ CuSO4 còn d và Fe hết: dung dịch thu đợc sau 2 phản ứng là : MgSO4 , FeSO4 và có thể có CuSO4 còn d ; chất rắn thu đợc là Cu.
Giải thích: Khi cho 2 kim loại trên vào cùng 1 ống nghiệm chứa muối của kim loại hoạt động hoá học yếu hơn thì kim loại nào hoạt động hoá học mạnh hơn sẽ tham gia phản ứng trớc với muối theo quy ớc sau:
Kim loại mạnh + Muối của kim loại yếu hơn Muối của kim loại mạnh hơn + Kim loại yếu Tr
ờng hợp ngoại lệ :
Fe ( r ) + 2FeCl3( dd ) 3FeCl2 ( dd )
Cu ( r ) + 2FeCl3( dd ) 2FeCl2 ( dd ) + CuCl2 ( dd )
Bài toán 2: Cho hỗn hợp (hoặc hợp kim) gồm Mg và Fe vào hỗn hợp dung dịch muối của 2 kim loại yếu hơn. (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi)
Bài 1: Cho hợp kim gồm Fe và Mg vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2
thu đợc dung dịch A và chất rắn B.
a/ Có thể xảy ra những phản ứng nào?
b/ Dung dịch A có thể có những muối nào và chất rắn B có những kim loại nào? Hãy biện luận và viết các phản ứng xảy ra.
H
ớng dẫn câu a.
Do Mg hoạt động hoá học mạnh hơn Fe nên Mg sẽ tham gia phản ứng trớc.
Vì Ion Ag + có tính oxi hoá mạnh hơn ion Cu 2+ nên muối AgNO3 sẽ tham gia phản ứng trớc.
Tuân theo quy luật:
Chất khử mạnh + chất Oxi hoá mạnh Chất Oxi hoá yếu + chất khử yếu.
Nên có các phản ứng.
Mg + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2Ag (1) Mg + Cu(NO3)2 Cu(NO3)2 + Cu (2) Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (3) Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (4)
Câu b
Có các trờng hợp có thể xảy ra nh sau.
Tr
ờng hợp 1 : Kim loại d, muối hết * Điều kiện chung
- dung dịch A không có: AgNO3 và Cu(NO3)2
- chất rắn B có Ag và Cu.
Nếu Mg d thì Fe cha tham gia phản ứng nên dung dịch A chỉ có Mg(NO3)2 và chất rắn B chứa Mg d, Fe, Ag, Cu.
Nếu Mg phản ứng vừa hết với hỗn hợp dung dịch trên và Fe cha phản ứng thì dung dịch A chỉ có Mg(NO3)2 và chất rắn B chứa Fe, Ag, Cu.
Mg hết, Fe phản ứng một phần vẫn còn d (tức là hỗn hợp dung dịch hết) thì dung dịch A chứa Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chứa Fe d, Ag, Cu.
Tr
ờng hợp 2 : Kim loại và muối phản ứng vừa hết.
- Dung dịch A: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2
- Chất rắn B: Ag, Cu.
Tr
ờng hợp 3 : Muối d, 2 kim loại phản ứng hết.
* Điều kiện chung
- Dung dịch A chắc chắn có: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2
- Kết tủa B không có: Mg, Fe.
Nếu AgNO3 d và Cu(NO3)2 cha phản ứng: thì dung dịch A chứa AgNO3, Cu(NO3)2,
Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag.(duy nhất)
Nếu AgNO3 phản ứng vừa hết và Cu(NO3)2 cha phản ứng: thì dung dịch A chứa Cu(NO3)2, Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag.(duy nhất)
AgNO3 hết và Cu(NO3)2 phản ứng một phần vẫn còn d: thì dung dịch A chứa Cu(NO3)2 d Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag, Cu.
Bài tập: Một thanh kim loại M hoá trị II đợc nhúng vào trong 1 lit dung dịch CuSO4
0,5M. Sau một thời gian lấy thanh M ra và cân lại, thấy khối lợng của thanh tăng 1,6g, nồng độ CuSO4 giảm còn bằng 0,3M.
a/ Xác định kim loại M
b/ Lấy thanh M có khối lợng ban đầu bằng 8,4g nhúng vào hh dung dịch chứa AgNO3
0,2M và CuSO4 0,1M. Thanh M có tan hết không? Tính khối lợng chất rắn A thu đợc sau phản ứng và nồng độ mol/lit các chất có trong dung dịch B (giả sử thể tích dung dịch không thay đổi)
Hớng dẫn giải:
a/ M là Fe.
b/ số mol Fe = 0,15 mol; số mol AgNO3 = 0,2 mol; số mol CuSO4 = 0,1 mol.
(chất khử Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mạnh) 0,15 0,1 0,2 ( mol )
Ag+ Có Tính o xi hoá mạnh hơn Cu2+ nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe tr-ớc.
PTHH :
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
Theo bài ra ta thấy, sau phản ứng (1) thì Ag NO3 phản ứng hết và Fe còn d: 0,05 mol Sau phản ứng (2) Fe tan hết và còn d CuSO4 là: 0,05 mol
Dung dịch thu đợc sau cùng là: có 0,1 mol Fe(NO3)2; 0,05 mol FeSO4 và 0,05 mol CuSO4 d
Chất rắn A là: có 0,2 mol Ag và 0,05 mol Cu mA = 24,8 g
Vì thể tích dung dịch không thay đổi nên V = 1 lit
Vậy nổng Ẽờ cũa cÌc chất sau phản ựng lẾ :
CM [ Fe (NO3)2 ] = 0,1M ; CM [ CuSO4 ] d = 0,05M ; CM [ Fe SO4 ] = 0,05M BẾi tập Ìp dừng:
BẾi 1: Nhụng mờt thanh kim loỈi M hoÌ trÞ II vẾo 0,5 lit dd CuSO4 0,2M. Sau mờt thởi gian phản ựng, khội lùng thanh M tẨng làn 0,40 g trong khi nổng Ẽờ CuSO4 còn lỈi lẾ 0,1M.
a/ XÌc ẼÞnh kim loỈi M.
b/ Lấy m(g) kim loỈi M cho vẾo 1 lit dd chựa AgNO3 vẾ Cu(NO3)2 , nổng Ẽờ mối muội lẾ 0,1M. Sau phản ựng ta thu Ẽùc chất r¾n A khội lùng 15,28g vẾ dd B. TÝnh m(g)?
Hợng dẫn giải:
a/ theo bẾi ra ta cọ PTHH .
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (1)
Sộ mol Cu(NO3)2 tham gia phản ựng (1) lẾ: 0,5 (0,2 – 0,1) = 0,05 mol ườ tẨng khội lùng cũa M lẾ:
mtẨng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40 giải ra: M = 56, vậy M lẾ Fe
b/ ta chì biết sộ mol cũa AgNO3 vẾ sộ mol cũa Cu(NO3)2. Nhng khẬng biết sộ mol cũa Fe
(chất khữ Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mỈnh) 0,1 0,1 ( mol )
Ag+ Cọ TÝnh oxi hoÌ mỈnh hÈn Cu2+ nàn muội AgNO3 tham gia phản ựng vợi Fe trợc.
PTHH:
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) Ta cọ 2 mộc Ẽể so sÌnh:
- Nếu vửa xong phản ựng (1): Ag kết tũa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 cha phản ựng.
Chất r¾n A lẾ Ag thỨ ta cọ: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g
- Nếu vửa xong cả phản ựng (1) vẾ (2) thỨ khi Ẽọ chất r¾n A gổm: 0,1 mol Ag vẾ 0,1 mol Cu
mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g
theo Ẽề cho mA = 15,28 g ta cọ: 10,8 < 15,28 < 17,2
vậy AgNO3 phản ựng hết, Cu(NO3)2 phản ựng mờt phần vẾ Fe tan hết.
mCu tỈo ra = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g. Vậy sộ mol cũa Cu = 0,07 mol.
Tỗng sộ mol Fe tham gia cả 2 phản ựng lẾ: 0,05 ( ỡ p 1 ) + 0,07 ( ỡ p 2 ) = 0,12 mol Khội lùng Fe ban Ẽầu lẾ: 6,72g
BẾi 2: Cho 8,3 g hốn hùp gổm Al vẾ Fe cọ sộ mol bÍng nhau vẾo 100ml hốn hùp dung dÞch chựa AgNO3 2M vẾ Cu(NO3)2 1,5M. XÌc ẼÞnh kim loỈi Ẽùc giải phọng, khội l-ùng lẾ bao nhiàu?
ư/S: mrẨn = mAg + mCu = 0,2 . 108 + 0,15 . 64 = 31,2 g
BẾi 3: Mờt thanh kim loỈi M hoÌ trÞ II nhụng vẾo 1 lÝt dd FeSO4, thấy khội lùng M tẨng làn 16g. Nếu nhụng củng thanh kim loỈi ấy vẾo 1 lit dd CuSO4 thỨ thấy khội lùng thanh kim loỈi Ẽọ tẨng làn 20g. Biết rÍng cÌc phản ựng nọi tràn Ẽều xảy ra hoẾn toẾn vẾ sau phản ựng còn d kim loỈi M, 2 dd FeSO4 vẾ CuSO4 cọ củng nổng Ẽờ mol ban Ẽầu.
a/ TÝnh nổng Ẽờ mol/lit cũa mối dd vẾ xÌc ẼÞnh kim loỈi M.
b/ Nếu khội lùng ban Ẽầu cũa thanh kim loỈi M lẾ 24g, chựng tõ rÍng sau phản ựng vợi mối dd tràn còn d M. TÝnh khội lùng kim loỈi sau 2 phản ựng tràn.
HDG:
a/ VỨ thể tÝch dung dÞch khẬng thay Ẽỗi, mẾ 2 dd lỈi cọ nổng Ẽờ bÍng nhau. Nàn chụng cọ củng sộ mol. Gồi x lẾ sộ mol cũa FeSO4 (cúng chÝnh lẾ sộ mol cũa CuSO4) Lập PT toÌn hồc vẾ giải: M lẾ Mg, nổng Ẽờ mol/lit cũa 2 dd ban Ẽầu lẾ: 0,5 M
b/ Vợi FeSO4 thỨ khội lùng thanh Mg sau phản ựng lẾ: 40g Vợi CuSO4 thỨ khội lùng thanh Mg sau phản ựng lẾ: 44g