A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập
PTTQ:
Kim loại + nước → bazơ + khí hidro
Điều kiện: Các kim loại mạnh (kiềm và kiềm thổ) : Na, K, Ba, Ca,…
VD: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
1. Xác định tên kim loại
Dữ kiện cho: Cho khối lượng kim loại, thể tích H2 (hoặc khối lượng bazo tạo thành…)
Phương pháp giải:
- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
- Bước 2: Gọi CT chung của 2 kim loại là R . Viết PTHH.
- Bước 3: Đặt số mol của các chất đã biết vào PTHH tìm số mol của kim loại.
- Bước 4: Xác định khối lượng mol của kim loại bằng CT $M= \frac{m}{n}$.
Ví dụ 1: Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA tác dụng hết với H2O (dư), thoát ra 0,672 lít khí H2 (ở đktc). Xác định tên hai kim loại trên. (cho Be = 9, Mg = 24, Ca = 40, Sr = 87, Ba = 137)
Ta có : nH2 = $ \frac{0,672}{22,4}$ = 0,03 (mol)
Gọi CT chung của hai kim loại cần tìm là R.
PTHH: R + H2O → R(OH)2 + H2
P.ư 0,03<- 0,03
=> nR = 0,03 (mol)
=> $M_R= \frac{m}{n}$ = $\frac{1,67}{0,03}$ =55,66
Do hai kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp nhau nên 2 kim loại đó là Ca (M= 40) và Sr (M = 87)
2. Hỗn hợp kim loại tác dụng với nước
Dữ kiện cho: Cho khối lượng hỗn hợp kim loại, thể tích H2 (hoặc khối lượng bazo tạo thành…)
Phương pháp giải:
- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
- Bước 2: Viết PTHH. Gọi số mol của từng kim loại là x, y.
- Bước 3: Tính số mol các chất đã biết theo x, y.
- Bước 4: Tìm x,y. Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận
Ví dụ 2: Cho 1,83 gam hỗn hợp 2 kim loai Na và Ba tác dụng với một lượng nước dư, thấy thoát ra 0,448 lít khí H2 đktc. Tính tổng khối lượng bazo sinh ra.
Ta có : nH2 = $ \frac{0,448}{22,4}$ = 0,02 (mol)
Gọi số mol của Na, Ba trong hỗn hợp lần lượt là x, y (mol)
=> mhh = mNa + mBa = 23x + 137y = 1,83 (g) (1)
PTHH: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
P.ư x ->$\frac{x}{2}$
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
P/ư y -> y
Theo PTHH ta thấy : nH2 = $\frac{x}{2}$
+ y = 0,02 (mol) (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:
23x + 137y = 1,83 và $\frac{x}{2}$ + y = 0,02 => x = 0,02 ; y = 0,01
Hỗn hợp bazơ gồm:
nNaOh = x = 0,02 (mol) => mNaOH = 0,02.40 = 0,8 (g)
nBa(OH)2 = y = 0,01 (mol) => mBa(OH)2 = 0,01.171 = 1,71 (g)
=> Tổng khối lượng ba zơ sinh ra là: 0,8 + 1,71 = 2,51 (g)
3. Kim loại tác dụng với nước, sau đó dung dịch tạo thành tác dụng với dung dịch muối
Dữ kiện cho: Cho khối lượng hỗn hợp kim loại, thể tích H2 (hoặc khối lượng bazo tạo thành…)
Phương pháp giải:
- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
- Bước 2: Viết PTHH. Gọi số mol của từng kim loại là x, y.
- Bước 3: Tính số mol các chất đã biết theo x, y.
- Bước 4: Tìm x,y. Tính toán tìm ra số mol kiềm tác dụng với muối.
- Bước 5: Viết PTHH kiềm tác dụng với muối, đặt số mol vào PTHH.
- Bước 6: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận
Ví dụ 3: Cho 8,5g hỗn hợp Na và k tác dụng với nước thu được 3,36l khí hidro (đktc) và dung dịch X. Cho X tác dụng vừa đủ với dung dịch Fe2(SO4)3 thu được m(g) kết tủa. Tính giá trị của m.
Ta có : nH2 = $ \frac{3,36}{22,4}$ = 0,15 (mol)
Gọi số mol của Na, K trong hỗn hợp lần lượt là x, y (mol)
=> mhh = mNa + mK = 23x + 39y = 8,5 (g) (1)
PTHH: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
P.ư x ->$\frac{x}{2}$
2K + 2H2O → 2KOH + H2
P/ư y ->$\frac{y}{2}$
Theo PTHH ta thấy : nH2 = $\frac{x}{2}$ + $\frac{y}{2}$= 0,15 (mol)
=> x + y = 0,3 (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:
23x + 39y = 8,5 và x + y = 0,3 => x = 0,2 ; y = 0,1
=> Dung dịch X gồm : NaOH (0,2 mol) ; KOH (0,1 mol)
Khi cho X tác dụng vừa đủ với dung dịch Fe2(SO4)3:
6NaOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
P/ư 0,2 ->$\frac{1}{15}$
6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 + 3K2SO4
P/ư: 0,1 ->$\frac{1}{30}$
=> Tổng số mol kết tủa sinh ra là : $\frac{1}{15}$ + $\frac{1}{15}$ = 0,1 (mol)
=> m = mFe(OH)3 = 0,1. 107 = 10,7 (g)