Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất” Chuyên đề: XÁC ĐỊNH KIM LOẠI HAY CÔNG THỨC HỢP CHẤT A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI: - Đặt A là kim loại có hóa trị để biết (khi hóa trị chưa biết đặt thêm n là hóa trị I,II,III) - Viết phương trình phản ứng - Gọi x (g hoặc mol) khối lượng kim loại - Lập tỷ số hoặc tỷ lệ theo phương trình phản ứng B. BÀI TẬP: *DẠNG BIẾT HÓA TRỊ Bài 1: cho 10,8g một kim loại hóa trị III tác dụng với clo có dư thu được 53,4g muối a.Xác định kim loại đã dùng b. Cho 13,5g kim loại trên tan hoàn toàn trong dung dịch axit HCl 0,5M. Tính: - Thể tích huyddro thoát ra (đktc) - Thể tích dung dịch HCl cần dùng ? Giải: a) Đặt A là kim loại có hóa trị III có khối lượng x(g) PTPU: A + Cl 2 → ACl 3 x(g) (x + 106,5)g 10,8 (g) ………………… 53,4g Lập tỷ số: 4,53 5,106 8,10 + = xx  53,4x = 10,8(x + 106,5) Giải ra ta được: x = 27  Al. Vậy kim loại đã dùng là Nhôm b) 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 2mol 6mol 2mol 3mol 0,5→ 0,15 → 0,5 0,75mol n Al = mol5,0 27 5,13 = - Thể tích H 2 = 0,75 * 22,4 = 16,8 (lit) - Thể tích dung dịch axit HCl: V HCl = M3 5,0 5,1 = Bài 2: Cho 4,48g một oxit kim loại hóa trị II, tác dụng hết với 100ml dung dịch H 2 SO 4 0,8M. Đun nhẹ dung dịch thu được 13,76g tinh thể ngậm nước. a) Xác định công thức phân tử của oxit b) Xác định công thức phân tử của Hyddrat. Giải Đổi 100ml = 0,1 (lit) Theo đề ra: n H 2 SO4 = 0,8 . 0,1 = 0,08 mol .  mH 2 SO 4 = 98.0.08 = 7,84 (g) Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất” a) Gọi A kin loại hóa trị II và khối lượng x(g) AO + H 2 SO 4 → ASO 4 + H 2 O (x + 16)g 98g 4,48g 7,84g Lập tỷ số: 84,7 98 48,4 16 = + x Giải ra ta được: x = 40  Ca Vậy công thức phân tử của oxit là CaO b) CaO + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O 1mol 1mol 1mol 1mol 0,08mol 0,08mol 0,08mol Khi đun hẹ (không cô cạn) ta được muối CaSO 4 .xH 2 O Do n hydrat = n CaSO 4 Nên: x18136 76,13 + = 0,08 Giải ra ta được: x = 2 Vậy công thức phân tử của hyddrat là: CaSO 4 .2H 2 O * DẠNG CHƯA BIẾT HÓA TRỊ: Bài 1: a)Cho 3,25g sắt clorua (chưa biết hóa trị của sắt) tác dụng với dung dịch AgNO 3 dư thu được 8,61g AgCl. Xác định công thức của sắt clorua ? b) Cần bao nhiêu ml dung dịch natrihydroxit chứa 0,02g NaOH trong 1ml dung dịch để chuyển 1,25g FeCl 3 .6H 2 O thành Fe(OH) 3 Giải a)Gọi a là hóa trị của sắt: FeCl a + AgNO 3 → Fe(NO 3 ) a + nAgCl 1mol a(mol) 1mol a(mol) Hay (56 + 35,5a)g 143,5a (g) 3,25g 8,61g Ta có: 61,8 5,143 25,3 4,3556 aa = + Giải ra ta được: a = 3 Vậy công thức sắt clorua là: FeCl 3 b) Theo đề ta có: FeCl 3 .6H 2 O m FeCl 3 = g75,0 5,270 5,162.25,1 = n FeCl 3 = mol005,0 5,162 75,0 = Phương trình phản ứng: FeCl 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 + 3NaCl 1mol 3mol 1mol 3mol 0,005mol →0,015mol Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất” m NaOH = 0,015.40 = 0,6 (g) Cứ 0,02g NaOH có thể tích là 1ml 0,6g ………………………y(mol)  y = ml30 02,0 1.6,0 = Vậy cần 30ml NaOH Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 3,78gam một kim loại M bằng dung dịch HCl ta thu được 4,704 lít khí H 2 (đktc). Xác định kim loại M Giải Gọi n là hóa trị của kim loại M và M cũng là phân tử khối của kim loại và a là số mol M đã dùng. M + nHCl → MCl n + 2 2 H n 1mol 2 n mol amol 2 .na mol  Ta có hệ: a.M = 3,78  a.M = 3,78 (1) 4,22 704,4 2 . = na a.n = 0,42 (2) Lấy (1) chia (2) ta có: nM n M 99 =⇒= Vì hóa trị của kim loại chỉ có thể là 1 hoặc 2 hoặc 3. Do đó ta có bảng sau: n 1 2 3 M 9 (loại) 18 (loại) 27 (Nhận) Trong các kim loại trên chỉ có kim loại nhôm (Al) có hóa trị 3 ứng với nguyên tử khối là 27 là phù hợp. Vậy, M là kim loại nhôm (Al) Bài 3: Cho 16 gam một oxit kim loại tác dụng với 120ml dung dịch HCl thì thu được 32,5 gam muối khan. Tìm công thức oxit kim loại ? Giải Gọi M là ký hiệu và nguyên tử khối của kim loại thì CTHH của oxit là M x O y : PTPU: M x O y + 2yHCl → xMCl x y2 + yH 2 O (xM + 16y)g (xM + 71)g 16g ………………………………… .32,5g Theo phương trình trên ta có: 032,5xM + 520y = 16xM + 1136y  M = 18,67 x y2 Ta có bảng sau: x y2 1 2 3 M 18,67(loại) 37,09 (loại) 56 Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất” Vậy công thức của oxit là Fe 2 O 3 Bài 4: Hòa tan cùng một lượng oxit của kim loại M (M có hóa trị không đổi) trong dung dịch HCl và trong dung dịch HNO 3 . Cô cạn hai dung dịch thu được 2 muối khan. Tìm công thức phân tử oxit, biết rằng muối natri có khối lượng lớn hơn muối clorua một lượng bằng 99,38% khối lượng oxit đem hòa tan. Giải Gọi công thức hóa trị của oxit là M x O y Các PTPU: M x O y + 2yHCl → xMCl x y2 + yH 2 O M x O y + 2yHNO 3 → xM(NO 3 ) x y2 + yH 2 O Giả sử lượng oxit đem dùng phản ứng là 1mol, theo đầu bài ta có: X(M + 62. x y2 ) - (M + 35,5. x y2 ) = )16( 100 38,99 yxM + Giải ra ta có: M = 37,33 . x y2  M = 18,66. x y2 Ta có bảng sau: x y2 1 2 3 M 18,66(loại) 37,33 (loại) 56 Vậy x y2 = 3 và M = 56  Fe là hợp lý Mà x y2 = 3  x = 2 y = 3 Vậy công thức oxit là Fe 2 O 3 Bài 5: Cho 0,3 gam một kim loại có hóa trị không đổi tác dụng hết với nước thu được 168ml hiddro (đktc). Xác định tên kim loại, biết rằng kim loại có hóa trị tối đa là 3. Giải Gọi kim loại là M và hóa trị không đổi của kim loại là n. PTHH: 2 M + 2nH 2 O → 2M(OH) n + nH 2 2M 22400ml 0,3g 168ml Ta có tỷ lệ: 168 22400 3,0 2 = M  M = 20n n 1 2 3 M 20(loại) 40 60(loại) Vậy kim loại là Canxi (Ca = 40) Bài 6: Hòa tan x gam một kim loại M trong 200gam dung dịch HCl 7,3% (lượng axit vừa đủ) thu được dung dịch A trong đó nồng độ của muối M tạo thành là 12,05% (theo khối lượng). Tính x và xác định M ? Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất” Giải n HCl = mol4,0 5,36.100 3,7.200 = Ký hiệu M cũng là nguyên tử khối của kim loại và n là hóa trị của M. PTHH: M + nHCl → MCl n + 2 2 H n 1mol nmol 1mol 2 n mol n 4,0 mol  0,4mol  n 4,0 mol  0,2mol  m M = )( .4,0 gamx n M = (*) Mặt khác theo PTPH ta có: m HCl n = 2,14 4,0 )5,35( 4,0 +=+ n M nM n M (**) Thay (*) vào (**) ta có: m MCl n = x + 14,2 Mà khối lượng dung dịch sau phản ứng là: m ddsau = 200 + x – 0,2.2 = 199,6 + x Theo bài ra ta có: %C = %05,12 6,199 %100).2,14( = + + x x  x = 11,2 (gam) Thay x = 11,2 vào (*) ta có: 2,11 .4,0 = n M  M = 28n Ta xét bảng: n 1 2 3 M 28(loại) 56 84(loại) Vậy M = 56 (Fe) thỏa mãn điều kiện BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Cho 10,8 gam kim loại hóa trị III tác dụng với clo dư tạo ra 53,4 gam muối clorua. Hỏi kim loại này là nguyên tố nào ? Đáp số: Al Bài 2: Cho 4,48 gam oxit của một kim loại hóa trị II tác dụng vừa đủ với 100ml axit H 2 SO 4 0,8M rồi cô cạn dung dịch thì nhận được 13,76gam tinh thể muối ngậm nước. Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất” Tìm công thức muối ngậm nước H 2 O này ? Đáp số: CaSO 4 .2H 2 O Bài 3: Cho 1,44gam kim loại hóa trị II tan hoàn toàn trong 250ml dung dịch H 2 SO 4 0,3M. Dung dịch thu được còn chứa axit dư và phải trung hòa bằng 60ml dung dịch NaOH 0,5M. Tìm kim loại nói trên ? Đáp số: Mg Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 27,4gam hỗ hợp M 2 CO 3 và MHCO 3 bằng 500ml dung dịch HCl 1M thoát ra 6,72lit CO 2 (đktc). Để trung hòa axit dư phải dùng 5oml NaOH 2M. Tìm 2 muối và % hỗn hợp ? Đáp số: Na 2 CO 3 = 38,7% ; NaHCO 3 = 61,3% Bài 5:Hòa tan 3,2gam oxit kiam loại hóa trị III bằng 2oogam dung dịch axit H 2 SO 4 loãng . Khi thêm vào hỗn hợp sau phản ứng một lượng CaCO 3 vưà đủ còn thấy thoát ra 0,224 dm 3 CO 2 (đktc). Sau đó cô cạn dung dịch thu được 9,36gam muối sunfat kho. Tìm oxit kim loại hóa trị III và nồng độ % H 2 SO 4 ? Đáp số: Fe 2 O 3 và 3,43% Bài 6: Có oxit sắt chưa biết: - Hòa tan m gam oxit cần 150ml HCl 3M - Khử toàn bộ m gam oxit bằng CO nóng, dư thu được 8,4gam sắt. Tìm công thức oxit ? Đáp số: Fe 2 O 3 Bài 7: Cho 416 gam dung dịch BaCl 2 12% tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 27,36gam muối sunfat kim loại A. Sau khi lọc bỏ kết tủa thu được 800ml dung dịch 0,2M của muối clorua kim loại A. Tìm hóa trị A, tên A, công thức sunfat ? Đáp số: Al Bài 8: Cho 15,25 gam hỗn hợp gồm một kim loại hóa trị II có lẫn Fe tan hết trong axit HCl dư thoát ra 4,48 dm 3 H 2 (đktc) và thu được dung dịch X. Thêm NaOH dư vào X, lọc kết tủa ra rồi nung trong không khí đến lượng không đổi cân nặng 12 gam. Tìm kim loại hóa trị II, biết nó không tạo kết tủa với hidroxit ? Đáp số: Ba Bài 9: Khử một lượng oxit sắt chưa biết bằng H 2 nóng dư. Sản phẩm hơi tạo ra hấp thụ bằng 100 gam axit H 2 SO 4 98% thì nồng độ axit giảm đi 3,405%. Chất rắn thu được sau phản ứng khử được hòa tan bằng axit H 2 SO 4 loãng thoát ra 3,36 lit H 2 (đktc). Tìm công thức oxit sắt ? Đáp số: Fe 3 O 4 Bài 10: Cho 14gam oxit của kim loại hóa trị II tác dụng hết với 500ml dung dịch H 2 SO 4 0,5M a)Xác định công thức phân tử của oxit b)Nếu đen nung nhẹ phản ứng trên, người ta thu được 26,5gam tinh thể ngậm nước. Xác định công thức phân tử của tinh thể ngậm nước ? Đáp số: CaO; CaSO 4 .2H 2 O Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất” Bài 11: Cho 9,33gam một kim loại A hóa trị (III) tác dụng vừa đủ với 5,6lit khí clo (đktc) tạo ra muối A. Hòa tan muối A vào 510ml dung dịch axit thu được một kết tủa và một dung dịch B. a)Xác định kim loại A b) Tính nồng độ M của dung dịch xút c) Tính khối lượng muối trong dung dịch B Đáp số: Fe; C M(NaOH) = 1M; m NaCl = 30,42gam Bài 12 * : Hỗn hợp X gồm 2 kim loại A và B có tỷ lệ khối lượng 1: 1 và khối lượng mol nguyên tử của A nặng hơn B là 8 gam. Trong 53,6gam X có số mol A khác B là 0,0375 mol. Hỏi A, B là những kim loại nào ? Đáp số: Fe, Cu Hướng dẫn giải Theo giả thiết: A = B + 8 Nếu số mol A = a thì số mol B = a + 0,0375 ( do tỉ lệ khối lượng = 1:1 nên khối lượng mol B<A thì số mol B>A) Ta có: A.a = B(a+0,0375) (B + 8)a = Ba + 0,0375 B → 0,0375 B 2 + 0,3B – 134,4 = 0 Giải ra ta được : B = 56 (Fe) , A = 64(Cu) ********** HẾT********** Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp . học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất” Chuyên đề: XÁC ĐỊNH KIM LOẠI HAY CÔNG THỨC HỢP CHẤT A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI: - Đặt A là kim loại có hóa trị. hiddro (đktc). Xác định tên kim loại, biết rằng kim loại có hóa trị tối đa là 3. Giải Gọi kim loại là M và hóa trị không đổi của kim loại là n. PTHH: 2