Bài giảng Bài 5: Kim loại phản ứng với Muối

 Môn: Hoá Học GV. NGUYỄN TẤN TRUNG(Trung Tâm Luyện Thi Chất Lượng Cao VĨNH VIỄN)Bổ trợ kiến thức hoá Vô cơ - Đại cương Kim loại phản ứng với MuốiCó 3 công thức viết phản ứngBài 5KIM LOẠI PHẢN ỨNG VỚI Muối Công thức 1: Kim loai tan trong H2OBazơ + H2 (1)KL + H2O  Bazơ + Muối  Bazơ mới+ Muối mới (2) Sản phẩm của (2) phải có: Chất kết tủa Chất bay hơi Chất khó điện ly hơnMuối pứ:Tan hoặc ít tanNaOH + CuSO4  Cu(OH)2 + Na2SO42Na + 2 H2O + CuSO4  Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2 Ví dụ 1:Cho Na phản ứng với dung dịch CuSO4. Viết phương trình phản ứng.Na + H2O  NaOH + H22222KIM LOẠI PHẢN ỨNG VỚI Muối Công thức 1: Kim loai tan trong H2OBazơ + H2 (1)KL + H2O  Bazơ + Muối  Bazơ mới+ Muối mới (2) Ví dụ 2: (ĐH Nông Nghiệp 1 – 1997)Cho 21,84g kali kim loại vào 200g một dung dịch chứa Fe2(SO4)3 5% , FeSO4 3,04% và Al2(SO4)3 8,55% về khối lượng.Sau phản ứng, lọc tách, thu được kết tủa A và dung dịch B. Nung kết tủa A trong không khí đến khối lượng không đổi.Viết phương trình các phản ứng hoá học đã xảy ra.Tính khối lượng chất rắn thu được sau khi nung kết tủa A.3. Tính nồng độ phần trăm khối lượng các chất tạo thành trong dung dịch B. Fe=56, K=39, S=32, Al=27, O=16, H=1.Giải:Số mol K=21,8439=0,56 molSố mol Fe2(SO4)3=5x200100x400= 0,025 molSố mol FeSO4=3,04x200100x152Số mol Al2(SO4)3=100x3428,55x200= 0,04 mol= 0,05 mol1. Các phản ứng Các phản ứng trên được xác định chính xác nhờ định lượng sau:Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2 H2OCó thể có thêm : K + H2O = KOH + H2Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2 Fe(OH)3 + 3 K2SO4FeSO4 + 2KOH = Fe(OH)2 + K2SO4Al2(SO4)3 + 6 KOH = 2Al(OH)3 + 3K2SO4 Theo đề ta co ù Các phản ứng:Fe2(SO4)3+6 KOH = 2Fe(OH)3 + 3K2SO4 (2) 0,04 0,040,04 0,080,0250,150,050,075FeSO4 + 2 KOH = Fe(OH)2 + K2SO4 (3)Al2(SO4)3 + 6 KOH = 2Al(OH)3 +3 K2SO4 (4) 0,05 0,3 0,1 0,15  Số mol KOH dư =0,56 – 0,53 = 0,03 molK + H2O = KOH + H2 (1)½ 0,560,560,28molmolmolmol(2), (3), (4)  Số mol KOH pứ = 0,53 molAl(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2 H2O (5) 0,03 0,03 0,03 mol Theo (4), (5)  Số mol Al(OH)3 dư = 0,1 – 0,03 = 0,07 mol (*)2. Khi nung kết tủa A: 0,04 0,02 mol 0,05 0,025 mol 0,07 0,035 mol2Fe(OH)2 + O2 = Fe2O3 + 2 H2O (6)to½ 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O (7)to2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O (8)toVì sau (4) còn KOH, nên có thêm pứ:(2), (3), (4),(*) Các pứ nung kêt tủa tạo rắn Theo (6), (7), (8) ta có Khối lượng chất rắn sau khi nung:Dung dịch B có: K2SO4 =206,87174x0,256=22,29%x100KAlO2 = 206,8798 x 0,03x100=1,42% mddB = 200+ mK – m  - m = 206,87 gamH2 10,77 gam.Fe2O3 = 160 x 0,045 = 7,2 gam.Al2O3 = 102 x 0,035 = 3,57 gam. 3.Tính nồng độ phần trăm khối lượng các chất tạo thành trong dung dịch B. Ví dụ 3: (ĐH Thuỷ Lợi – 1997)Cho 9,2 gam Na vào 160 ml dung dịch có khối lượng riêng là 1,25 g/ml chứa Fe2(SO4)3 với nồng độ tương ứng là 0,125M và 0,25M. Sau phản ứng người ta tách kết tủa ra và đem nung đến khối lượng không đổi.Tính khối lượng các chất rắn thu được sau khi nung.Tính nồng độ phần trăm của các muối tạo thành trong dung dịch.9,2Số mol Na =23=0,4 molSố mol Fe2(SO4)3 = 0,16x0,125 = 0,02 molSố mol Al2(SO4)3 = 0,16x0,25 = 0,04 molKhối lượng 160 ml dd = 160x1,25g/ml = 200 g 0,40,40,40,2 mol0,040,020,120,06 molGiải:Na + H2O  NaOH + 1/2 H2 (1) Fe2(SO4)3+ 6NaOH  2Fe(OH)3 + 3 Na2SO4 (2) Các phản ứng:Al2(SO4)3+6NaOH 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 (3)0,040,240,080,12 molSố mol NaOH còn dư = 0,4 – (0,12+0,24)=0,04 molVì còn dư NaOH , nên Al(OH)3 bị tan theo:Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2 H2O (4)0,040,040,04 molTheo (2), (3), (4) Kết tủa thu được gồm:Fe(OH)3: 0,04 molAl(OH)3:0,08 - 0,04 = 0,04 molCác phản ứng nung kết tủa0,040,02 mol0,040,02 mol 1. Khối lượng chất rắn sau khi nung:Khối lượng Fe2O3 = 160x0,02=3,2 gam.Khối lượng Al2O3 = 102x0,02=2,04 gam.5,24 gam.2. Nồng độ % các muối trong dung dịch:Khối lượng Na2SO4 = 142x0,18=25,56 gam.Khối lượng NaAlO2 = 82x0,04=3,28 gam.2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2Oto2Al(OH)3 = Al2O3 + 3 H2Oto(5)(6)Theo (5), (6) ta suy ra được:Theo (2), (3), (4) ta suy ra được khối lượng các muối:Vậy khối lượng dung dịch lúc sau:(9,2 + 200) –(0,4 + 4,28 + 3,12) = 201,4 gam.201,4C% Na2SO4=25,56 100=12,71%201,4C% NaAlO2=3,28100=1,63%Tính khối lượng dung dịch:Theo (1), (2), (3), ta tính được khối lượng các chất:Khối lượng H2 = 2x0,2 =0,4 gam.Khối lượng Fe(OH)3  = 107x0,04=4,28 gam.Khối lượng Al(OH)3  = 78x0,04=3,12 gam.Công thức 2:Kim loại không tan trong nước.(cơ chế kim loại đẩy kim loại ra khỏi muối )KLA + Muối KLB  KLB + Muối KLAĐiều kiện: KLA không tan trong nước KL A đứng trước KL B ( trong dãy hoạt động hoá học Bêkêôp)Ví dụ: Zn + CuSO4  Cu + ZnSO4 Muối :TanGiải: 3,78 gam bột Al phản ứng vừa đủ với dung dịch muối XCl3 tạo thành dung dịch Y. Khối lượng chất tan trong dung dịch Y giảm 4,06 gam so với dung dịch XCl3 . XaÙc định công thức của muối XCL3. Phản ứng:Al + XCl3  AlCl3 + X (1) Ví dụ 4:(ĐHQGTP.HCM – 1998)3,7827X+3.35,527 +3.35,5 mC.tan giảm: 4,06 gmC.tan giảm: X-27 gTheo (1) có: 3,78274,06X-27 = X = 56  X : Fe  XCl3 : Fe Cl3Công thức 3: khi gặp sắtPứ xảy ra theo qui tắc Oh2+ Kh1Kh2Oh1+TQ:Fe2+FeCu2+CuAg+AgFe3+Fe2+I22I-Dãy điện hoá:a. Cu+ Fe(NO3)3b. Fe + Fe(NO3)3Oh1Kh2Kh1Oh2 Ví dụ 5: Viết các phản ứnga. Cu+ Fe(NO3)3Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+ +TQ:Fe2+FeCu2+CuAg+AgFe3+Fe2+I22I-Dãy điện hoá:Cu2+Fe2+CuFe3+a. Cu+ Fe(NO3)3b. Fe + Fe(NO3)3 Ví dụ 5: Viết các phản ứngb. Fe + Fe(NO3)3Cu+2Fe3+3Fe2+ TQ:Fe2+FeCu2+CuAg+AgFe3+Fe2+I22I-Dãy điện hoá:Fe2+Fe2+FeFe3+a. Cu+ Fe(NO3)3b. Fe + Fe(NO3)3Cho 6,4 gam Cu phản ứng ới 300 gam dd Fe(NO3)3 24,2% thu được dd A có khối lượng riêng bằng 1,446 g/ml. Tính nồng độ mol/l của dd A. Aùp dụng 6:Số mol Cu = 0,1 (mol)Số mol Fe(NO3)3 = 0,3 (mol)Bđ: Pứ:Sau:0,10,20,10,20,20,10,10 2Fe(NO3)3 + Cu  2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2 (1)0,30,100(mol)(mol)(mol)- Theo đề ta có pứ:Theo (1) ta có:mdd=6,4 + 300 =306,4g Vdd=306,41,532= 200 (ml) = 0,2 (lít)Vậy:[Fe(NO3)2]= 1(M)[Cu(NO3)2]= 0,5(M)