50 Bài tập kim loại tác dụng với axit (có đáp án 2024) và cách giải

Bài tập kim loại tác dụng với axit và cách giải - Hóa lớp 9

I. Lý thuyết và phương pháp giải

- Dãy hoạt động hóa học của một số kim loại:

K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au.

Các kim loại đứng trước (H) trong dãy hoạt động hóa học của kim loại có thể tác dụng được với dung dịch axit (như H₂SO₄ loãng, HCl …) tạo thành muối và giải phóng H₂.

Ví dụ:

Mg + H₂SO_{4 loãng} → MgSO₄ + H₂ ↑

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ ↑

Chú ý:

- Các kim loại có nhiều hóa trị khi tác dụng với các axit HCl; H₂SO₄ loãng… thu được muối trong đó kim loại ở mức hóa trị thấp nhất.

Ví dụ: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ ↑

- Nếu kim loại tan trong nước (như Na, K…) tác dụng với dung dịch axit (HCl; H₂SO₄ loãng …) giải phóng H₂, thì cần lưu ý:

+) Nếu dung dịch axit dư chỉ có phản ứng kim loại + axit.

+) Nếu kim loại dùng dư, xét các phản ứng theo thứ tự:

1) Kim loại + axit

2) Kim loại + nước trong dung dịch.

- Kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc tạo thành muối sunfat và không giải phóng H₂.

Ví dụ:

Cu + 2H₂SO_{4 đặc} $\stackrel{t^o}{\to }$CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

2Fe + 6H₂SO_{4 đặc} $\stackrel{t^o}{\to }$Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

- Phương pháp giải

Để giải các bài tập về kim loại tác dụng với axit thông thường là áp dụng tính toán theo phương trình hóa học:

+ Bước 1: Xử lí số liệu đề bài cho và viết phương trình phản ứng hóa học.

+ Bước 2: Đặt ẩn, lập hệ phương trình (nếu cần).

+ Bước 3: Giải hệ phương trình (nếu có) và tính toán theo yêu cầu đề bài.

Ngoài ra, có thể phối hợp các phương pháp bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, bảo toàn nguyên tố …

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

1, Tính a?

2, Tính nồng độ mol của dung dịch axit đã dùng?

Hướng dẫn giải:

Ta có: $n_{H_2}$= $\frac{\mathrm{10,08}}{\mathrm{22,4}}$= 0,45mol

Phương trình phản ứng hóa học:

$\begin{array}{l}Fe+H_{2}S{O}_4\to FeS{O}_4+H_2\\ \mathrm{0,45}\mathrm{0,45}\leftarrow \mathrm{0,45}mol\end{array}$

a/ m_Fe = a = 0,45.56 = 25,2g

b/ $C_{M\text{dd(}{H}_{2}S{O}_4)}$ = $\frac{\mathrm{0,45}}{\mathrm{0,6}}$= 0,75M

Ví dụ 2:

Hướng dẫn giải:

Ta có:$n_{H_2}$= 0,2 mol

1,5g chất rắn còn lại trong bình là khối lượng Cu vì Cu không phản ứng với dung dịch H₂SO₄ loãng.

$\Rightarrow$%m_Cu = $\frac{\mathrm{1,5}}{7}.100$= 21,43%

$\Rightarrow$m_{Fe và Al} = m_hh – m_Cu = 7 -1,5 = 5,5g

Đặt:n_Al = x mol

n_Fe = y mol

$\Rightarrow$Ta có phương trình khối lượng: 27x + 56y = 5,5 (1)

Phương trình phản ứng hóa học:

$\begin{array}{l}2Al+3H_{2}S{O}_4\to A{l}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+3H_2\\ x\frac{3}{2}xmol\end{array}$

$\begin{array}{l}Fe+H_{2}S{O}_4\to FeS{O}_4+H_2\\ yymol\end{array}$

Ta có: $n_{H_2}$= $\frac{3}{2}$x + y = 0,2 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

$\begin{array}{l}27x+56y=\mathrm{5,5}\\ \frac{3}{2}x+y=\mathrm{0,2}\end{array}$$\Rightarrow$$\begin{array}{l}\text{x }=\mathrm{0,1}\\ y=\mathrm{0,05}\end{array}$

$\Rightarrow$%m_Al = $\frac{\mathrm{0,1.27}}{7}.100$%= 38,57%

$\Rightarrow$%m_Fe = 100% – 38,57% – 21,43% = 40%

Ví dụ 3:

a. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong X và khối lượng muối có trong dung dịch tạo thành sau phản ứng và a?

b. Nếu cho hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với H₂SO₄ đặc nóng thì thu được dung dịch A và V lít khí SO₂ (đktc) duy nhất. Tính giá trị của V và khối lượng H₂SO₄ tham gia phản ứng?

Hướng dẫn giải:

Đặt:n_Mg = x mol

n_Fe = y mol

Phương trình phản ứng hóa học:

$\begin{array}{l}Mg+H_{2}S{O}_{4\left(loãng\right)}\to MgS{O}_4+H_2\\ xxxx\end{array}$

$\begin{array}{l}Fe+H_{2}S{O}_{4\left(loãng\right)}\to FeS{O}_4+H_2\\ yyyy\end{array}$

Ta có:m_hhX = 24x + 56y = 6,8g (1)

$n_{H_2}$= x + y = 0,15 (2)

Từ (1) và (2) $\Rightarrow$x = 0,05; y = 0,1

a. %m_Mg = $\frac{\mathrm{0,05.24}}{\mathrm{6,8}}.100$%= 17,65%

%m_Fe = 100% – 17,65% = 82,35%

m_muối = $m_{MgS{O}_4}$+ $m_{FeS{O}_4}$= 0,05.120 + 0,1.152 = 21,2g

$n_{H_{2}S{O}_4}$= x + y = 0,15 mol $\Rightarrow$$C_{M\left(H_{2}S{O}_4\right)}$= 0,15 : 0,15 = 1M

b.Phương trình phản ứng hóa học:

$\begin{array}{l}Mg+2H_{2}S{O}_{4đ}\stackrel{t^o}{\to }MgS{O}_4+S{O}_2+2H_{2}O\\ \mathrm{0,05}\to \mathrm{0,1}\to \mathrm{0,05}mol\end{array}$

$\begin{array}{l}2Fe+6H_{2}S{O}_{4đ}\stackrel{t^o}{\to }F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+3S{O}_2+6H_{2}O\\ \mathrm{0,1}\to \mathrm{0,3}\to \mathrm{0,15}mol\end{array}$

$\Rightarrow$$n_{S{O}_2}$= 0,05 + 0,15 = 0,2 mol $\Rightarrow$V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

$\Rightarrow$$m_{H_{2}S{O}_4}$= (0,1 + 0,3).98 = 39,2g

III. Bài tập tự luyện

Bài 1:

A. 13,6 g

B.1,36 g

C.20,4 g

D.27,2 g

Bài 2:

A.44,8 lít

B.4,48 lít

C.2,24 lít

D.22,4 lít

Bài 3:

A. 26,3 g

B. 40,5 g

C. 19,2 g

D. 22,8 g

Bài 4:

A.61,9% và 38,1%

B.63% và 37%

C.61% và 39%

D.65% và 35%

Bài 5:

A. Zn

B. Mg

C. Fe

D. Ca

Bài 6:

A. 70% và 30%

B. 60% và 40%

C. 50% và 50%

D. 80% và 20%

Bài 7:

A. 12,8g

B. 19,2g

C. 9,6g

D. 25,6g

Bài 8:

- Phần 1: Tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được 2,352 lít khí (đktc).

- Phần 2: Tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng dư thu được 2,912 lít khí SO₂ (đktc).

Khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:

A. 1,12g; 5,4g và 1,08g

B. 3,24g; 1,35g và 0,6g

C. 1,68g; 1,35g và 2,16g

D. 2,8g; 0,54g và 1,8g

Bài 9:

HCl 10%. Cô cạn dung dịch thu được 13,15 gam muối. Giá trị của m là

A. 7,05

B. 5,3

C. 4,3

D. 6,05

Bài 10:

A. Fe

B. Zn

C. Cu

D. Al

Đáp án tham khảo:

1A

2B

3A

4A

5B

6A

7B

8C

9D

10D