Dạng bài tập hóa học thi thpt quốc gia

Nội dung Text: Phương pháp giải và xử lý các dạng bài tập Hóa học trong đề thi THPT Quốc gia: Phần 1

1. " ĐẶNG VIẾT THẮNG ĐOÀN VẢN VIỆT - NGƯYỂN XUÂN HÙNG Mời các -ban tìm -áac: ( O y ^ m m ì T Â Ỉ u ậ u ỘM T»H T H P T @UỠ@ ©lA
2. ĐẶNG VIẾT THẮNG ĐOÀN VẢN VIỆT - NGƯYỂN XUÂN HÙ NG (Giáo viên chuyên Hoá) ^{ế » f ÌM f k ,ử ỉÌầ l( t i căc dạng tạp trong để thi TWT qiức gia pni m Ô 4 t} ★ Rèn kĩ năng giải nhanh các bầi tập trọng tâm. Dành cho HS lớp 11,12 ôn luyện thi THPT Quốc gia và xét tuyển 0H-CĐ. Biên soạn theo nội dung ôn thi mới nhất của Bộ GD&ĐT. H à NW NHÀ XUẤT BÂN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
3. LỜ I N Ó I Đ ổ u Các em học sinh ửiân mến! Trên cơ sở nghiên cứu kĩ lưỡng câu trúc, đ ề thi THPT Quốc gia á ia bộ GD-ĐT và cập nhập các dạng bài mới trong đê' thi năm nay như bài tập thực tiễn, thực tê^ thực hành, liên môn, câu hỏi mở,... Chúng tôi đã biên soạn tập sách: Hướng dẫn giải và xử lí tối tnt các dạng bài tập trong đề thi THPT quốc gia môn Hoá học. Tập sách được chia thành 12 chương: - Xác định châ't (kim loại, phi kim, hợp châ't). - Xác định lượng châ't (số mol, khối lượng, thê’tích) các châ't tham gia p h ản ứng. - Xác định lượng châ't (sô' mol, khô'i lượng, th ể tích) các châ't sản phẩm . - Xác định thành p h ần % các châ't trong hỗn hợp. - Tính hiệu suâ't p h ản ứng. - Tuyển chọn m ột sô'bài tập vận dụng cao. - Phản ứ ng hoá học. - Phân biệt, điều chế, tinh chê'các chất. - Các vân đê' vê' hoá học đại cương. - Các dạng câu hỏi lí thuyết. - M ột sô' dạng bài tập mới trong đê' thi THPT Quốc gia (bài tập vê' đô' thị, thực hành,...). - Rèn luyện kĩ năng giải nhanh đê' thi THPT Quốc gia. Trong mỗi chương được trìn h bày: - Phương p h áp giải - Các dạng bài tập (trong m ỗi dạng có bài tập m ẫu, bài tập tự luyện và hư ớng dẫn giải bài tập tự luyện). Đ ể cuốn sách hoàn thiện hơn, râ't m ong nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành của các b ạn đổng nghiệp và của các em học sinh. Chúc các em đạt được n hiều thành tích cao trong các kỳ thi sắp tới. Xin trân trọng cảm ơn ! Mọi ý kiến đóng góp xin liên hệ: - Trung tâm Sách giáo dục Alpha. - Công ty An Pha VN: 50 N guyễn Văn Săng, Q, Tân Phú, Tp HCM. ĐT: 08. 62676463; 38547464. Email: [email protected] Xin chân thành cảm ơn! CÁC TÁC GIẢ
4. CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH CHẤT (KIM LOẠI, PHI KIM, HỌP CHẨT) A. PHươNG PHÁP GIẢI Đé giãi các bài tập dạng này cớ thé sử dụng các phuơog pháp giái nhanh: Phương pháp xác định chất dựa vào công thức tính phân tử khối: Giả sử cố chất cho electron là A. Ta có; ke m. m. Vậy: .k = n e(cho) M. ^ e (c h o ) + Dựa vào các dữ kiện bài ra cho, xác định được các đại lượng niA, k, ne(,ho)- + Tính giá trị nguyên tử khối Ma. + Từ nguyên tử khối xác định được kim loại cần tìm. - Phương pháp trung bình: Công thức tính nguyên tử khối trung bình của hai kim — m*hh loại liên tiếp trong cùng một nhóm A: M= n hh + Tính các lượng chất đã cho trong bài ra. + Viết phương trình hoá học (sơ đồ hoá học) sử dụng kí hiệu trung bình. + Tính nguyên tử khối trung bình, suy ra hai kim loại cần tìm. - Phương pháp bảo toàn electron: Trong phản ứng oxi hoá khử, tổng số mol elecừon do chất khử cho phải đúng bằng tổng sớ mol elecUon do chất oxi hoá nhận: s e (cho) = s e (nhận) => n,h„.N, ,h„ = n„hân.N, nhân + Viết các quá trình oxi hoá, quá trình khử (không cần viết phương trình phản ứng oxi hoá - khử). + Đặt ẩn, dựa vào định luật bảo toàn electron lập được phương ưình đại số. + Giải hệ phương trình, xác định được nguyên tử khối M => Kim loại cần tìm. - Phương pháp bảo toàn khối lượng: Trong một phản ứng hoấ học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng. Áp dụng: Trong một phản ứng, có n chất (kể cả chất phản ứng và sản phẩm), nếu biết khối lượng của (n - 1) chất thì túứi được khối lượng của chất còn lại. - Phương pháp hoá trị trung bình: Trong những trường hợp hỗn hợp có hai giá trị hoá ưị (hoặc trạng thái sô' oxi hoá) ưở lên ta có thể sử dụng phương pháp hoá trị trung bình để giải quyết các yêu cầu của bài toán. Thí dụ: Khi hỗn hợp Mg, AI tác dụng với axit HCl thì ta cũng có 2 < hoá trị trung bình < 3. B. CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: XÁC ĐỊNH KIM LÕẠĨ 1. Các bài tập mẫu Cáu 1: Hòa tan hoàn toàn 24 gam hỗn hợp X gồm MO, M(OH)2 và MCO, (M là kim loại có hóa trị không đổi) trong 100 gam dung dịch H2SO4 39,2%, thu được
5. 1,12 lít khí (đktc) và dung dịch Y chỉ chứa một chất tan duy nhất có nồng độ 39,41%. Kim loại M là A Zn B. Ca c. Mg D. Cu (Trích đê thi TỈIPT Quốc gia) Hướng dẫn giải 100.39,2 . Số mol axit sunluric: n. = 0,4(m ol) H2SO4 100.98 Khí sinh ra là co^: nco2 = 1,12/22,4 = 0,05 (mol) Vì dung dịch Y chỉ chứa một chất tan => II2SO4 phản írng vừa đủ, chất tan là MSOị. Sơ đồ phản ứng: X + II2SO4 (dung dịch) —> Y (dung dịch) + CO2 1 Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có (tính khối lượng dung dịch sau phản ứng (mjj ,,„)): mx + mjj tixii ^{ddKiiu *^C02 ■=> mjjsa„ = 24 + 100 - 0,05. 44 = 121,8 (gam) - Vì bảo toàn SỐ mol ion so^^nên: ni^sod “ *^HiS04 - 0,4(m ol) 0,4(M + 96).100 Theo bài ra: = 39,41 121,8 => M = 24 (M là kim loại Mg) Đáp án đúng là C. Càu 2: Cho 1,67 gam hỗn hợp hai kim loại ở hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II) tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), thoát ra 0,672 lít khí II2 (ở dktc). Hai kim loại đó là A. Mg và Ca. B. Ca và Sr. c. Be và Mg. D. Sr và Ba. (Trích để thi TIIPT Quốc gia) lỉướng dẫn giải Sô' mol khí H,: ĨIịt —' = 0 ,0 3 (m o l) 22,4 Đặt công thức chung của hai kim loại liên tiếp nhóm IIA là M . PTPƯ: M + 2IIC1---M CI2 + I l i t 0,03 (mol) 0,03 (mol) Suy ra: M =} = 55,67 ^ “ 0,03 Suy ra, hai kim loại kiềm thổ đó là Ca (40 < 55,67) và Sr (88 > 55,67). Đáp án đúng là B. Câu 3: Cho 3,024 gam một kim loại M tan hê't trong dung dịch HNO, loãng, thu được 940,8 ml khí N,Oy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối đối với II2 bằng 22. Khí N,Oy và kim loại M là A. NO và Mg. B. N2O và Al. c . N2O và Fe. D. NO2 và Al. (Trích đề thi TIIPT Quốc gia) Hướng dẩn giải Xác định khí N,Oy; /H2 = 22
6. M NvOy = 22 => Mn = 4 4 (N ,0 ) Vậy khí N,Oy là khí N^o. 940,8 Số mol N2O: Hn „ = 0,042 (moi) " ^{22400 Ta có: 2N + 2 .4 e -->N2Ơ 0,042. 8 0,042} Sn, („„Ị„) = 0,336 (mol) = Zn,(,h„) Áp dụng công thức tính nguyên tử khối ta có: mM MM n„ ‘e(cho) 0,336 Do đó, giá trị thỏa mãn là k = 3 => M = 27 (Al) Đáp án đúng là B. Cảu 4: Hòa tan hoàn toàn 1,805 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại X bằng dung dịch HCl, thu được 1,064 lít khí II2. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 1,805 gam hỗn hợp trên bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 0,896 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Biết các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Kim loại X là: A. Zn B. Cr c. AI D. Mg ’ (Trích đề thi TIỈPT Quốc gia) Hướng dẫn giải Cách l: Số mol các chất: n^2 = 0,0475 (mol); nNo = 0,04 (mol) Các quá trình nhường electron: + Trong quá trình hoà tan vào dung dịch IICl (sắt tạo ra hợp chất hoá trị II, X tạo ra hợp chất hoá trị n): Fe - 2e ^{Fe"" X -> 2x X - ne} X"" y^ny + Trong quá trình hoà tan vào dung dịch HNO, (sắt tạo hợp chất hoá trị III, X tạo hợp chất hoá trị m): F e - 3 e ^ F e ’" X —>• 3x X - me X™" y -> my [56x -t- x .y = 1,805 Ta có: ■2x + ny = 0,0475.2 = 0,095 3x + my = 0,04.3 = 0,12 * Giả sử n = m => X = 0,025; ny = 0,045 => X. y = 1,805 - 56. 0,025 = 0,405 X 0,405 Do đó: =9 ny n 0,045
7. n 1 2 3 M 9 18 27 Kết luận Loại Loại AI Cặp nghiệm hợp lí n = 3; X = 27 (Al) Đáp án đúng là c. * Nếu ní«í:m=>n = 2;m = 3= > H ệvô nghiệm. Vậy loại trường hcíp này. Cách 2: Số mol các khí: nj^2 = 0,0475 (mol); nN,j = 0,04 (mol) Áp dụng công thức tính nguyên tử khối ta có; _ m^ 1 ,8 0 5 -( 0 ,0 4 .3 -0 ,0 4 7 5 .2 ).5 6 y MM n e(cho) 0 ,0 4 .3 - ( 0 ,0 4 .3 - 0 ,0 4 7 5 .2 ) .3 n 1 2 3 M 9 18 27 Kết luận Loại Loại AI Cập nghiệm hợp lí là k = 3, Mm = 27 (Al) Đáp án đúng là c. Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 2,9 gam hỗn hợp kim loại M và oxit của nó vào nước, thu được 500 ml dung dịch chứa một chất tan có nồng độ 0,04M và 0,224 lít khí Hi (ở đktc). Kim loại M là: À. Ba. B. K. c. Ca. D. Na. Hướng dẩn giải _ 0 224 Theo bài ra: Oh - = ’ = 0,01 (mol); n^Miian = 0,5. 0,04 = 0,02(mol). ^{22,4 + Trường hợp 1: Kim loại M là kim loại kiềm => oxit là M2O. M + H2O > MOH + - II2 1 2 X X 0,5 X (mol) M2O + H2O > 2MOH y 2y (mol) Theo bài ra ta có: r 0,5. X = 0,01 ■Ị X + 2y = 0,02 [ m . X + (2M + 16). y = 2,9 Giải ra ta được: X = 0,02; y = 0 => loại. + Trường họp 2: M là kim loại kiềm thổ => oxit là MO. M + 2H2O -} M(OH)2 + H j t X X X MO + H 2O > M(0 H )2 ỵ y Theo bài ra ta có: X = 0,01 x = 0,01 X + y = 0,02 y = 0,01 M. X + (M + 16). y = 2,9 M = 137 (Ba)
8. Vậy kim loại M là Ba. Đáp án đúng là A. Câu 6: X là kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II (hay nhóm IIA). Cho 1,7 gam hỗn hợp gồm kim loại X và Zn tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, sinh ra 0,672 lít khí H ị (ở đktc). Mặt khác, khi cho 1,9 gam X tác dụng với lưọmg dư dung dịch H2SO4 loãng, thì thể tích klií hiđro sinh ra chưa đến 1,12 lít (ở đktc). Kim loại X là: A. Mg. B. Sr. c. Ba. D. Ca. Hướng dẫn giải Số mol khí ỈI2 trong hai thí nghiệm: Hh 2 = 0,03 (mol); < 0,05 (mol). PTHH: E(X,Zn) + 2I1C1 -- ECI2 H2 0,03 mol 0,03 mol Suy ra: M E = 1,7/ 0,03 = 56,67 Vì My„ = 65 > 56,67 Mx < 56,67 ( 1) PTHH: X + H2SO4 (loãng) — - > XSO4 + B 2 nx < 0,05 (mol) % - < 0,05 (mol) Suy ra: Mx > 1,9/ 0,05 = 38 ( 2) iU (1, 2) ta Từ la 1có: ^1/. JO
9. iĩIm = my - niF^= 3,61 - 0,05. 56 = 0,8l(gam) Áp đụng công thức tính nguyên tử khối ta có: „ _ ntM , 0,81.k |k = 3 -,k=- -,k = = 9k ne(cho) 0 ,0 9 5 .2 -0 ,0 5 .2 M = 2 7 : AI Đáp án đúng là c. Cáu 9: Có 2 bình A, B dung tích như nhau và đều ở 0"c. Bình A chứa 1 mol O2, bình B chứa 1 mol CI2, trong mỗi bình đều chứa 10,8 gam kim loại M hóa trị k duy nhất. Nung nóng các bình cho tới phản ứng hoàn toàn, sau đó làm lạnh bình tới 0"c. Người ta nhận thấy tỉ lệ áp suất trong hai bình bây giờ là 7/4. Thể tích các chất rắn không đáng kể. Kim loại M là A. Zn. B. Mg. c. Al. D. Cu Hướng dẫn giải Xác định số mol mỗi khí phản ứng với kim loại M: 1-x G ọino (pư) = x => n CI2 (p ư ) :2 x ⁼ - > x = 0,3no. l - 2x Xác định nguyên tử khối của kim loại M: M m =- j ị ^{. k = i 2: « . k = 9 k - . í " = e (c h o ) 0,3.4 1M = 27 : AI Đáp án đúng là c. Câu 10: Cho 20 gam kim loại R (ở nhóm A) tác dụng với Nj đun nóng thu được chất rắn X. Cho X vào nước dư thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí khô có tỉ khối so với với II2 bằng 4,75. Kim loại R là: A. Na B. Ca c. Ba D. K Hướng dẫn giải Theo bài ra, chất rắn X tác dụng với nước sinh ra hỗn hợp khí => trong X có còn dư kim loại R và R tác dụng được với nước sinh ra H2. Sơ đồ các phàn ứng xảy ra: R(OH), [R3N . +H,0 R + No N H 3(xm ol) R H 2(ym ol) j x + y = 0,4 ”} |l 7 x + 2y = 0,4.2.4,75 Sử dụng công thức tính nguyên tử khối ta có: 20 k = 2 M ,= i.k = - -,k -2 0 k ^ e (c h o ) nNH3-3 + nH2-2 [M r - 40 : Ca Đáp án đúng là B. 10
10. Câu 11: Hoà tan 1,44 gam một kim loại hoá trị II trong 150 ml dung dịch H2SO4 0,5M. Để trung hoà axit dư trong dung dịch thu được, phải dùng hết 30 ml dung dịch MmDH IM. NaOH i m Kim 1 o >; ri/i loại đó li- là: A. Ba B. Ca ,c. Mg D. Be Hướng dấn giải M + H 2SO, M SO, '4 ^{H 2, t ( 1) H SO +2NaOH- 2 4 ->Na,SO, + 2H,0 ( 2) '^NaOH “ 0,03.1 —0,03 (mol) ^H2S04 = 0,15.0,5 = 0,075 (mol) nn^so} o, = 0 ,0 7 5 - - ° ^{= 0,06(m ol) 1,44 T h e o (l)c ó ĩI m =n„,^so4 = 0 ,0 6 (m o l) =^M kl = ; = 24 Mg Đáp án đúng là c. Câu 12: Iloà tan hoàn toàn 0,5 gam hỗn hợp gồm Fe và một kim loại hoá trị II trong dung dịch HCl thu được 1,12 lít H2 ở đktc. Kim loại hoá trị II đó là: A. Mg B. Ca c. Zn D. Be. Hướng dẩn giải VI các kim loại đều hoá trị II nên đặt công thức chung của Fe và kim loại cần tìm là M. PTHH: M + 2HC1- ->M Cl2 + H 2 T 1,12 0,05 (mol) ■ 0,05(m ol) 22,4 _ Q5 Nguvên tử khối trung bình của hai kim loại; M = _ ’ = 10 0,05 Vì Mp,; = 56 > 10} Kim loại còn lại có NTK < 10 => kim loại hoá trị II là Be (M = 9 < 1 0 ) Đáp án đúng là D. Câu 13: Cho 16,2 gam kim loại M có hoá trị n tác dụng với 0,15 mol O2. Chất rắn thu được sau phản ứng đem hoà tan vào dung dịch IICl dư thấy thoát ra 13,44 lít ở II2 ở đktc. Kim loại M là: A^Pe B. AI c. Ca D. Mg Hướng dẫn giải C/ich 1: Sử dụng công thức tính nguyên tử khối để xác định kim loại 16,2 M m = .n = 9n 0,15.4 + .2 22,4 Cặp nghiệm thoả mãn là n = 3, M m = 27 (M là kim loại Al). Đáp án đúng là B. Cách 2: Phương pháp thông thường 4M + nO^ -4. 2M 2ơ „ 11
11. 0,6 M = 9 (loại vì không có kiựi loại nào) + n = 2 = > M = 1 8 (loại) + n = 3= > M = 27 (Al) Đáp án đúng là B. Cảu 14: Cho 9,6 gam bột kim loại M vào 500 ml dung dịch HCl IM, khi phản ứng kết thúc thu được 5,376 lít H2 (đktc). Kim loại M là: A. Mg B. Ca C .Fe D.Ba. Hướng dẫn giải Cách 1: Sử dụng công thức tính nguyên tử khối: 9,6 |k = 2 .k = 20k => 5,376 M - 4 0 (Ca) 22,4 Đáp án đúng là B. Cách 2: Dựa vào các đáp án đã cho thì các kim loại đều có hoá trị II M + 2HC1 -> M CI2 + H2 = 0,24(m ol) 22,4 ,, m 9,6 V ậyM M = — = ’ = 40 M là Ca n 0,24 Đáp án đúng là B. Câu 15: Điện phân nóng chảy muối clorua của kim loại M. ở catot thu được 6 gam kim loại và ở anot có 3,36 lít khí (đktc) thoát ra. Muối clorua đó là: A. NaCl B. KCl c. BaCli D. CaCl^ Hướng dẫn giải PTĐP: 2MC1„ -- )■ 2M + nClg 0,3 0,15 (mol) n 3.36 ,, _ 0,15. 2 _ 0,3 , ,, ^{Ci2 - = 0,15(m ol) =>H m = _ =} (m o l) 22,4 n n 12
12. 0,3.M Ta có: = 6 >M = 20n n Cặp giá trị thoả mãn là n = 2 => M = 40 (Ca) Vậy muối clonia đó là CaCl^ Đáp án đúng là D. Câu 16: Điện phân muối clorua của một kim loại kiềm nóng chảy, thu đuợc 0,896 lít khí (đktc) ở anot và 3,12 gam kim loại ở catot. Hãy xác định công thức phân tử của muối kim loại kiềm đó. Ilướng dẫn giải 2MC1 ...2M + CL 0,896 0,08 (mol) = 0,04(m ol) 22,4 3,12 Mm = = 39 => M là kim loại K. 0,08 Cáu 17: Cho 3,1 gam hỗn hợp gồm hai kim loại kiềm ở hai chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn tác dụng hết với nước thu được 1,12 lít ở đktc và dung địch kiềm. a) Xác định tên hai kim loại đó và tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại. b) Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng để trung hoà dung dịch kiềm và khối lượng hỗn hợp muối clorua thu được. Hướng dẫn giải a) Đặt công thức chung của 2 kim loại kiềm là M . M + H ,0 -> MOH + - H o t 2 ^{1,12 0,1 0,1 = 0,05 (mol) 22,4 M =-} -3 1 0,1 Suy ra 2 kim loại kiềm là Na (M = 23 < 31) và K (M = 39 > 31) Gọi X là số mol kim loại Na, ta có; 23x + 39. (0,1 - x) = 3,1 => X = 0,05 (mol) Vậy thành phần % khối lượng mỗi kim loại: 2 3 .0 ,05.100% %mN3 = -3 7 ,1 % 3,1 %m^ - 1 0 0 - 3 7 ,1 =62,9% b) H C l + MOH ---)• MCI + II2O nnci =nMOH = 0 ,1 (mol) Vậy: Thể tích dung dịch HCl cần dùng: V d d H c i= -^ = 0,05 (lít) = 50(ml) 13
13. Khối lượng hỗn hợp muối clorua thu được: = (31 + 35,5). 0,1 = 6,65 (gam) Câu 18: Cho 2 gam một kim loại thuộc nhóm IIA tác dụng hết với dung dịch HCl tạo ra 5,55 gam muối clorua. Kim loại đó là kim loại nào sau đây? A. Be; B. Mg; c. Ca; D. Ba Hướng dẫn giải Đặt công thức kim loại hoá trị II là M. M + 2IIC1 — ^ MCỈ2 + H 2 t ^Mcio ‘ CI, = 0 ,05(mol) 71 M = = 40 (Ca) 0,05 Đáp án đúng là c . Cảu 19: Khi lấy 14,25 gam muối clorua của một kim loại chỉ có hoá trị II và một lượng muối nitrat của kim loại dó có sô' mol bằng số mol muối clorua thì thấy khác nhau 7,95 gam. Xác định tên kim loại. Hướng dản giải Gọi số mol của muối MCI2 là X, ta có: (M + 124).x - (M + 71).x = 7,95 => X = 0,15(m ol) c.. AT 14,25 Suy ra: M MCI2 95 M = 9 5 - 7 1 = 24 M là kim loại Mg. Câu 20: Đốt cháy hết 1,08 g kim loại hóa trị III trong khí CI2 thu được 5,34 g muối clorua của kim loại đó. Xác định kim loại. Hướng dẫn giải Gọi M là kim loại cần tìm. PTHH: 2M + 3C1, 2MC1, ( 1) Số mol CI2 đã phản ứng là = = 0,06 (mol) Theo (1) số mol kim loại phản ứng là: n,vi = Q’06.2 _ (mol) 1 08 khối lượng mol của kim loại là : M m = _ = 27 (g/mol) 0,04 Kim loại là Al. Câu 21: Cho 3 g hỗn hợp gồm Na và kim loại kiềm M tác dụng với nước. Để trung hòa dung dịch thu được cần 800 ml dung dịch HCl 0,25M. Kim loại M là A. Li B. Cs. c k. D. Rb ' Hướng dẫn giải Gọi M là công thức chung của hai kim loại kiềm, ta có: nua = 0,8.0,25 = 0,2 (mol) ĩv ĩ+ H 2O -> M O H + Ỉ H 2T (1) 14
14. M O H + HCl ^ MCI + H2O (2) Từ (1) và (2): n,.h = n„ci = 0,2 (mol) 3 M = — = 15 0^2 Nguyên tử khối trung bình là 15 thì phải có một kim loại có nguyên tử khối < 15 và một kim loại có nguyên tử khối > 15. Vậy chỉ có Li (M = 7) và Na (M = 23) là phù hợp. Vậy kim loại kiềm M là Li. Đáp án À. Câu 22: Cho 17 g hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm đứng kế tiếp nhau trong nhóm lA tác dụng với nước thu được 6,72 lít H2 (đktc) và dung dịch Y. a) Hỗn hợp X gồm A. Li và Na B. Na và K c. K và Rb D. Rb và Cs b) Thể tích dung dịch IICl 2M cần để trung hòa dung dịch Y là Á. 200 ml ’ B. 250 ml c. 300 ml D. 350 ml Hướng dẫn giải a) Gọi M là công thức chung của hai kim loại kiềm: 2 M + 2II2O -- >2 M O H + H2t 0,6 (mol) M là Na. Muối là NaCl. 0,08 Đáp án đúng là B. Câu 24: Để oxi hóa hoàn toàn một kim loại M hóa trị II thành oxit phải dùng một lượng oxi bằng 40% lượng kim loại đã dùng. Kim loại M là 15
15. A. Zn B. Mg c. Ca D. Ba. Hướng dẫn giải Gọi oxit kim loại hóa trị II đó là MO khối lưcmg oxi bằng 40% khối lưcmg của M nên — . 100 = 40 M => M = 40 (Ca). Kim loại là Ca. Đáp án C. Câu 25: Nung hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại kế tiếp nhau trong nhóm IIA tới khối lượng không đổi thu được 2,24 lít CO2 (đktc) và 4,64 g hỗn hợp hai oxit. Hai kim loại đó là A. Mg và Ca B. Be và Mg c. Ca và Sr D. Sr và Ba Hướng dẫn giải 2 24 ’ = 0,1 (mol) *C02 22,4 Gọi công thức chung của hai muối cacbonat đó là M CO3; M CO3 —!— > M O + CO2 0,1 0,1 0,1 (mol) ^{MO " (g/mol) = 4 6 ,4 -1 6 = 30,4 (g/mol) 0,1 Mị < 30,4 => Mị là Mg (M = 24 g/mol) MÌ > 30,4 => Ù 2 là Ca (M = 40 ^m ol) Đáp án A. Càu 26: Cho 8 gam hỗn họfp gồm một kim loại kiềm thổ và oxit của nó tác dụng vừa đủ với 1 lít dung dịch HCl 0,5M. Xác định kim loại kiềm thổ. Hướng dẫn giải Gọi kim loại kiềm thổ là X (có khối lượng mol và M), oxit của nó là x o . ' X + 2HC1} XCI2 + H2 (1) XO + 2HC1 -> XCI2 + H2O (2) Gọi X, y là số mol của kim loại kiềm thổ và oxit của nó. Số mol HCl tham gia phản ứng (1) và (2) là 0,5 mol. ÍMx + (M + 16)y = 8 Ta có hệ phương trình: ( [2x + 2y = 0,5 M -1 6 Giải hệ phương trình ta được : X = 64 Biết 0 < X < 0,25, ta có : 0 < — — < 0,25 64 =>0 < M - 4 6 < 16 => 16 < M < 32 Vậy kim loại kiềm thổ có nguyên tử khối bằng 24, đó là Mg. Càu 27: Khi lấy 11,1 g muối clorua của một kim loại chỉ có hóa trị II và một lượng muối sunfat của kim loại đó có cùng số mol, thấy khác nhau 2,5 g. Xác định công thức hóa học của hai muối. Hướng dản giải Gọi công thức của các muối là MCI2, MSO4, và X là số mol của mỗi muối. 16
16. Theo bài ra ta có : (M + 96)x-(M + 71)x = 2,5 X = 0,1 (mol) Khối lượng mol của MCI2 = 11,1 = 111 (g/mol) 0,1 Nguyên tử khối của M là 1 1 1 - 7 1 = 40 => M làC a Công thức các muối là CaCl2 và CaSƠ4 Câu 28: Cho 16,2 g kim loại X (có hóa trị n duy nhất) tác dụng với 3,36 lít O2 (đktc), phản ứng xong thu được chất rắn A. Cho A tác dụng hết với dung dịch HCl thấy có 1,2 g khí H2 thoát ra. Kim loại X là A. Mg B.Zn C. A1 D. Ca. Hướng dẫn giải 4X + nƠ2-)-2X20„ n 22,4 A tác dụng hết với dung dịch HCl thấy có khí Hj thoát ra =>Kim loại X dư: 2X + 2nHCl --> 2XC1„ + nHi 1,2 •2X + Cl2t Khí thu được ở anot là khí CI2 PV _ 1.1,568 ^C1 “ RT “ 0,082.(273 + 109,2) = 0,05 (mol); ttxa = 2.0,05 = 0,1 (mol) . - 4,25 .. - Mxa = — = 42,5 >Mx + 35,5 = 42,5 => Mx = 7. Vậy X là Li 0,1 Đáp án A. Cáu 30: Cho 21,6 g kim loại chưa biết hóa trị tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng thu được 6,72 lít N2O duy nhất (đktc). Kim loại đó là A. Na B. Zn c. Mg D. AI Hướng dẩn giải Cách 1: Sử dụng công thức tính nguyên tử khối 17
17. 21,6 Ịk -3 M - .k = 9k Đáp án D. 6,72 [M - 2 7 (A 1)' .8 2 2 ,4 ' Cách 2; Sô' mol N2O = ẾÍĨ2l = 0,3 (mol) 22,4 Quá trình thu electron: Quá trình cho electron: +5 +I 2 N + 8e -- > N 2O X - x"+ + ne 2,4 n = 3; Mx = 27. Vậy X là Al. Đáp án D. 2,4 Câu 31: Một bình kín có dung tích 5 lít chứa khí O2 ở áp suất 1,4 atm và 2TC. Đốt cháy 12 g kim loại kiềm thổ trong bình kín trên. Sau phản ứng, nhiột độ và áp suất trong bình là 136,5"C và 0,903 atm. Biết thể tích bình không đổi, thể tích chất rắn không đáng kể. Xác định kim loại kiềm thổ đem đốt. Hướng dẩn giải Gọi kim loại kiềm thổ cần tìm là M. 2M + O2 -- > 22MO Số mol khí O2 có trong bình trước phản ứng : _ T„ PV _ 273.1,4.5 = 0,284 (mol). p „.2 2 ,4 ' T " 1.22,4.(273 + 27) Sô' mol khí O2 còn lại trong bính sau phản ứng : 273.0,903.5 Hr 0,134 (mol) 0.2cò„iại 1 2 2 , 4.(273 + 136 , 5 ) Sô' mol khí O2 tham gia phản ứng : no2PhÁn ứng -0,284 - 0,134 = 0,15 (mol) => Sô' mol kim loại M tham gia phản ứng là 0,3 mol. 12 Mm = = 40 (g/mol) M là canxi (Ca). 0,3 Câu 32: Hòa tan 1,04 g muối clorua của kim loại kiềm thổ trong nước thu được dung địch A. 'Thêm Na2COn dư vào dung dịch A được một kết tủa. Hòa tan kết tủa này trong dung dịch HNO, được dung dịch B. Thêm H2SO4 dư vào dung dịch B được kết tủa mới có khối lượng 1,165 g. Xác định công thức hóa học của muối clorua kim loại kiềm thổ. Ilướng dẩn giải Gọi kim loại kiềm thổ cần tìm là M và khối lượng mol nguyên tử của nó là X. Ta có sơ đồ sau: HNO, +H..S04 M cụ >m c 03 ■^M(N033 /2 ) -+M SO , Theo sơ dồ phản ứng : 1 mol MCI2 -> 1 mol MSO4 18
18. (X + 71)gMCl2 (X + 96) g MSO4 1,04 gMCU 1,165 gM SƠ4 => 1,165.(X+71) = 1,04.(X + 96) Giải ra được X = 137. Vậy M là Ba, muối là BaCl2. Cáu 33: Hỗn hợp A chứa Fe và kim loại M có hoá trị không đổi trong một hợp chất. Tỉ lệ số mol của M và Fe trong hỗn hợp A là 1 ; 3. Cho 19,2 gam hỗn hợp A tan hết vào dung dịch HCl thu được 8,96 lít khí H2. Cho 19,2 gam hỗn hợp A tác dụng hết với khí CI2 thì cần dùng 12,32 lít khí CI2. Xác định kim loại M và phần trăm khối lượng các kim loại trong hỗn hợp A. Các thể tích khí đo ở đktc. Hướng dẫn giải Đặt số mol của M là X => Số mol của Fe là 3x. 2M + 2nH C l — > 2MC1„ n ll, T x(mol) — > 0,5nx(m ol) Fe + 2HC1 -> FeC L + T 3x(m ol) 3x(mol) 8,96 Theo số mol H2 ta có: 0,5nx + 3x = 0.4 (1) 22,4 2M + nC L -> 2MC1„ > 0,5nx (mol) 2Fe + SCl^ --> 2FeCL 3x -> 4,5x (mol) 12,32 Theo số mol CI2 ta có: 0,5nx + 4,5x = = 0,55 (2) 22,4 Giải (1) và (2) được: X = 0,1; n = 2 Suyra: mp^ = 3.0,1.56 = 16,8(g); m ^ = 1 9 ,2 - 1 6 ,8 = 2,4(g) 2,4 Mf,j - = 24. 0,1 Vậy M là kim loại Mg. Phần trăm khối lượng các kim loại trong hỗn hợp: = = 12,5%; % m p ,= 8 7 ,5 % 16,8 + 2,4 Cáu 34: Hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M có hóa trị không đổi trong mọi hợp chất, M đứng trước hidro trong dãy điện hóa. Tỉ lệ số mol của M và Fe trong hỗn hợp A là 1: 2. Cho 13,9 hỗn hợp A tác dụng với khí CI2 thì cần dùng 10,08 lít CI2. Cho 13,9 g hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HCl thì thu được 7,84 lít H2. Các thể tích khí đều đo ở (đktc). Xác định kim loại M. A. Mg. B. Al. C. Zn. D. Ca. Hướng dẫn giải Gọi số mol M là X=> số mol Fe là 2x. 19
19. 2M + 2nHCl -> 2MC1„ + 11II2 X 0,5nx (mol) Fe + 2HCl->FeCl2 + H2 2x 2x (mol) 7 84 0,5nx + 2 x = = 0,35 (1) 22,4 2M + nCU 2MC1„ X 0,5nx (mol) 2Fe + 3CI2 2FeCl, 2x 3x (mol) 10,08 0,5nx + 3x = = 0,45 ( 2) 22,4 Giải hệ gồm phương trình (1) và (2) được n = 3; X = 0,1 mp, = 2. 0,1. 56 = 11,2 (g); mM = 13,9 - 11,2 = 2,7 (g) 2 7 Khối lương mol của M là = = 27 (g/mol) => M là Al. Đáp án đúng là B. 0,1 Câu 35: Hoà tan 13,68 gam muối MS0 4 vào nước được dung dịch X. Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, được y gam kim loại M duy nhất ở catot và 0,035 mol khí ở anot. Còn nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu được ở cả hai điện cực là 0,1245 mol. Giá trị của y là: A. 4,480. ' B. 3,920. c. 1,680. D. 4,788. (Trích đề thi TIIPT Quốc gia) Hướng dẫn giải * Khi t (giây); M SO4 + H ^{O -- M ị +H 2SO4 + 0 ,5O2 t 0,07 M + H 2SO 4+ 0, 5O2 T H 2O >H 2 T + 0,502} Catot anot Anot(+): H 2ơ - ^ 2H " + 0,5 ơ 2 t + 2e (0 ,0 3 5 .2 )-> 0 ,2 8 (m o l) Catot(-): + 2e - > M ị a
20. \=>a = 0,085; b = 0,0545 Xác định M; a = 13,68 /(M + 96) ^ 0 ,0 8 5 5 = 13,68/(M + 96) =>M + 96 = 160 => M = 64(C u) Vậy y = 0,07.64 = 4,480 ( g ) . Đáp án đúng là A. 2. C ác bài tập tự luyện Câu 1: Nhúng một lá kim loại M (chỉ có hoá trị hai trong hợp chất) có khối lượng 50 gam vào 200 ml dung dịch AgNO, IM cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc dung dịch, đem cô cạn thu được 18,8 gam muối khan. Kim loại M là: A. Mg B. Cu c . Fe D. Zn Cáu 2: Hai lá kim loại cùng chất, có khối lượng bằng nhau: Một được ngâm vào đung dịch Cd(NO,)2; một được ngâm vào dung dịch Pb(NO,)2- Khi phản ứng, kim loại đều bị oxi hoá thành ion kim loại 2+. Sau một thời gian, lấy các lá kim loại ra khỏi dung dịch thì thấy khối lượng lá kim loại được ngâm trong muối cađimi tãng thêm 0,47%; còn khối lượng lá kim loại kia tăng thêm 1,42%. Giả thiết rằng, trong hai phản ứng trên khối lượng kim loại tham gia phản ứng là như nhau. Kim loại đã dùng là A. Zn. B. Fe. C. Cu. D. Mg. Câu 3: Điện phân (điện cực trơ) dung dịch muối suníat của một kim loại hoá trị II với dòng điện cưòmg độ 3A. Sau 1930 giây điện phân thấy khối lượng catot tăng 1,92 gam. Xác định tên kim loại? A. Cu. B. Zn. C. Pb. D. Fe. Cáu 4: Hỗn hợp X gồm M2CO3, MHCO, và MCI (M là kim loại kiềm). Cho 32,65 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu được dung dịch Y và có 17,6 gam CO2 thoát ra. Dung dịch Y tác dụng với dung dịch AgNO, dư được 100,45 gam kết tủa. Kim loại M là: A. Rb B. Na C. Li D. K Câu 5: Oxi hoá hoàn toàn m gam kim loại X cần vừa đủ 0,25m gam khí O2. X là kim loại nào sau đây? A. c:a.’ B. Al. c. Cu. D. Fe. Cảu 6: Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M (có hoá trị hai không đổi trong hợp chất) trong hỗn hợp khí CI2 và O2. Sau phản ứng thu được 23,0 gam chất rắn và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 5,6 lít (ở đktc). Kim loại M là A. Mg ' B. Cu C Be ' D. Ca Cáu 7: Khi hoà tan hiđroxit kim loại M(OH)2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu được dung dịch muối trung hoà có nồng độ 27,21%. Kim loại M là: A. Mg. B. Cu. c. Zn. D. Fe. Câu 8: Để phản ứng hết a mol kim loại M cần l,25a mol H2SO4 và sinh ra khí X (sản phẩm khử duy nhất). Hòa tan hết 19,2 gam kim loại M vào dung dịch H2S0 4 tạo ra 4,48 lít khí X (sản phẩm khửduy nhất, đktc). Kim loại M là a ! cu B. Mg c. AI D. Fe. 21