35 bài tập vận dụng cao về tính chất hóa học của kim loại có đáp án và giải chi tiết

Qui hỗn hợp X về x mol Cu và y mol S

=> m_X = 64x + 32y = 30,4g

Bảo toàn e : 2n_Cu + 6n_S = 3n_NO => 2x + 6y = 2,7 mol

=> x = 0,3 ; y = 0,35 mol

Chất kết tủa gồm 0,3 mol Cu(OH)₂ và 0,35 mol BaSO₄

=> m = 110,95g

Đáp án C

n_HNO3 = 0,68 mol

Vì để tạo 0,12 mol NO thì cần 0,48 mol H⁺ < 0,68 mol

NO₃^- + 4H⁺ + 3e  → NO + 2H₂O

=> Có tạo NH₄⁺

NO₃^- + 10H⁺ + 8e  → NH₄⁺ + 3H₂O

Có: n_H+ = 4n_NO + 10n_NH4+ => n_NH4+ = 0,02 mol

=> n_H2O = 0,02.3 + 0,12.2 = 0,3 mol

Bảo toàn khối lượng => m + 0,68.63 = 2,5m + 8,49 + 0,12.30 + 0,3.18

=> m = 16,9g

Có: n_e = 3n_NO + 8n_NH4+ = 0,52 mol

Gọi n là hóa trị của M => M_M = 16,9 : (0,52/n) =32,5n

Với n = 2 thì M_M = 65g (Zn)

Đáp án C

\(\left\{ \begin{gathered}
{\text{Mg}} \hfill \\
{\text{Al}} \hfill \\
\end{gathered} \right. + \left\{ \begin{gathered}
{\text{a}}\,{\text{mol}}\,{\text{AgN}}{{\text{O}}_{\text{3}}} \hfill \\
{\text{2a}}\,{\text{mol}}\,{\text{Cu(N}}{{\text{O}}_{\text{3}}}{{\text{)}}_{\text{2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right. \to {\text{45}}{\text{,2g}}\,{\text{cr}}\,{\text{Y}}\xrightarrow{{ + {{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{S}}{{\text{O}}_{{\text{4}}}}}}{\text{0}}{\text{,35}}\,{\text{mol}}\,{\text{S}}{{\text{O}}_{\text{2}}}\)

Giả sử chất rắn Y gồm Ag (a mol), Cu (2a mol)

\({{\text{m}}_{\text{Y}}} = {{\text{m}}_{{\text{Ag}}}} + {{\text{m}}_{{\text{Cu}}}} \Leftrightarrow {\text{108a}} + {\text{64}}{\text{.2a}} = {\text{45}}{\text{,2}} \Leftrightarrow {\text{a}} = {\text{0}}{\text{,192}}\,{\text{mol}}\)

\({{\text{n}}_{{\text{e}}\,{\text{nhuong}}}} = {{\text{n}}_{{\text{Ag}}}} + {\text{2}}{{\text{n}}_{{\text{Cu}}}} = {\text{0}}{\text{,192}} + {\text{2}}{\text{.2}}{\text{.0}}{\text{,192}} = {\text{0}}{\text{,96}} > {\text{2}}{{\text{n}}_{{\text{S}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}} = {\text{2}}{\text{.0}}{\text{,35}} = {\text{0}}{\text{,7}}\)

Mg và Al phản ứng hết và Cu²⁺ dư.

Ta có hệ pt: 

\(\left\{ \begin{gathered}
{\text{108}}{{\text{n}}_{{\text{Ag}}}} + {\text{64}}{{\text{n}}_{{\text{Cu}}}} = {\text{45}}{\text{,2}} \hfill \\
{{\text{n}}_{{\text{Ag}}}} + {\text{2}}{{\text{n}}_{{\text{Cu}}}} = {\text{2}}{{\text{n}}_{{\text{S}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}} = {\text{0}}{\text{,7}} \hfill \\
\end{gathered} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{gathered}
{{\text{n}}_{{\text{Ag}}}} = {\text{0}}{\text{,3}} = {\text{a}} \hfill \\
{{\text{n}}_{{\text{Cu}}}} = {\text{0}}{\text{,2}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Đáp án B

M   +  Cd²⁺ → M²⁺  +  Cd

x                                     x

112x-Mx  = 0,0047m  => (1)

M   +  Pb²⁺ → M²⁺  +  Pb

x                                      x

207x-Mx= 0,0142m  (2)

lấy (1) chia cho (2)

=>  \(\frac{{112 - M}}{{207 - M}} = \frac{{0,0047}}{{0,0142}} \to M = 65(Zn)\)

Đáp án A                   

n_Cu  = (10,4. 0,191235 )/64= 0,03  (mol)  => n_Cu(NO3)2 = 0,03

=> n_Fe dư = ( 10,4 -0,03.64)/56 = 0,145 (mol)  => n_Fe pư = 0,35 – 0,145 = 0,205 (mol)

Hỗn hợp khí có M = 10,4 => Dùng quy tắc đường chéo => n_NO = 3a và n_H2 = 7a (mol)

Bảo toàn nguyên tố N ta có: n_NO + n_NH4+ = 2n_Cu(NO3)2 

=> 3a + b = 0,03.2  (1)

Bảo toàn e: 2n_{Fe pư} + 3n_Al = 3n_NO + 2n_H2 + 8n_NH4+ + 2n_Cu2+

=> 2.0,205 + 3. 0,04 = 3.3a + 2.7a + 8b +  2. 0,03

=> 23a + 8b = 0,47 (2)

Từ (1) và (2) => a = 0,01 và b = 0,03 (mol)

Bảo toàn điện tích với dung dịch Y gồm Al³⁺ (0,04 ); Fe²⁺: (0,205); NH₄⁺ (0,03) và SO₄^2-

=> 3.0,04 + 2.0,205 = 0,03 + 2n_SO4

=> n_SO4 = 0,28 (mol)

=> m_muối = m_Al3+ + m_Fe2+ + m_NH4+ + m_SO42-

              = 0,04.27 + 0,205.56 + 0,03.18 + 0,28.96

              = 39,98 (g)

% Al₂(SO₄)₃ = (0,02. 342) :39,98 ).100% = 17,11% ≈ 17,15%

Đáp án C

n_AgNO3 = 0,036 mol

n_Cu(NO3)2 = 0,024 mol

Xét cả quá trình phản ứng, ta thấy chỉ có Mg nhường e và Ag⁺, Cu²⁺ nhận e.

Bte: 2n_{Mg pư} = n_Ag+ + 2n_Cu2+ => n_{Mg pư} = (0,036 + 2.0,024):2 = 0,042 mol

=> n_{Mg dư} = 0,08 – 0,042 = 0,038 mol

Ta có: m_X + m_Y = m + m_Ag + m_Cu + m_{Mg dư} => 4,21 + 4,826 = m + 0,036.108 + 0,024.64 + 0,038.24

=> m = 2,7 gam

Đáp án D

Chất rắn sau khi nung chỉ nặng 8,4 gam nên toàn bộ Mg và Fe không thể chuyển hết về oxit vì lúc đó m_rắn > 9,2 gam, tức là trong Y phải có chứa Fe dư → AgNO₃ và Cu(NO₃)₂ phản ứng hết

Ta có n_SO2 = 0,285 mol

Đặt x, y, z là số mol Mg, Fe phản ứng và Fe dư → 24x + 56y + 56z = 9,2 gam

Viết quá trình cho e và nhận e cho quá trình X + AgNO₃, Cu(NO₃)₂ → Y . Sau đó Y+ H₂SO₄:

QT cho e:

Mg → Mg²⁺+ 2e

Fe → Fe²⁺+ 2e

Fe → Fe³⁺+ 3e

QT nhận e:

S⁺⁶+ 2e → S⁺⁴
Chất rắn cuối bài gồm MgO: x mol và Fe₂O₃: y/2 mol → 40x + 160.y/2 = 8,4 gamBảo toàn electron ta có: 2x + 2y + 3z  = 2.0,285

Giải hệ trên ta có: x = 0,15; y = 0,03 và z  = 0,07 → n_Fe  = 0,1 mol → %m_Fe = 60,87%

Đáp án D

- Giả sử Mg, Fe đều phản ứng hết với muối kim loại => Z chứa toàn bộ số mol Mg²⁺ ; Fe^x+

=> T chứa Mg(OH)₂ và Fe(OH)_x => Chất rắn cuối cùng là MgO và Fe₂O₃ chắc chắn phải có khối lượng lớn hơn lượng kim loại ban đầu trong X => Không thỏa mãn đề bài (7,2 < 7,36)

=> Các muối nitrat phản ứng hết, kim loại dư và đó là Fe (vì Mg phản ứng trước)

=> kết tủa Y gồm Cu, Ag, Fe.

- Gọi n_Mg = a ; n_Fe(pứ) = b ; n_{Fe dư} = c => m_X = 24a + 56b + 56c = 7,36 ⁽¹⁾

- Bảo toàn e cho phản ứng trao đổi muối : 2n_Mg + 2n_{Fe pứ} = n_Ag + 2n_Cu = 2a + 2b

- Khi Y + H₂SO₄ đặc nóng (Fe → Fe³⁺)

Bảo toàn electron : 2n_Cu + n_Ag + 3n_{Fe dư} = 2n_SO2 = 2.5,04/22,4 = 0,45 mol

=> 2a + 2b + 3c = 0,45 ⁽²⁾

- Như đã phân tích ở trên. chất rắn cuối cùng gồm MgO và Fe₂O₃.

Bảo toàn nguyên tố : n_Mg = n_MgO = a ; n_Fe2O3 = ½ n_{Fe pứ} = 0,5b

=> m_rắn = m_MgO + m_Fe2O3 = 40a + 160.0,5b = 40a + 80b = 7,2 ⁽³⁾

Từ (1,2,3) => a = 0,12 ; b = 0,03 ; c = 0,05 mol

=> m_Fe(X) = 56.(0,03 + 0,05) = 4,48g

=> %m_Fe(X) = 4,48 : 7,36 = 60,87%

Đáp án C  

Vì m_{kim loại}= 1,28 =  m_Cu = 0,02.64→ kim loại chỉ có Cu → dung dịch chỉ chứa Mg(NO₃)₂ và Fe(NO₃)₂

Ta có n_Mg(NO3)2 = 0,025 mol( =n_Mg)

Bảo toàn điện tích có 2n_Fe²⁺ + 2n_Mg²⁺ = n_NO3^- → 2.0,025 +2 n_Fe²⁺ = 0,03.3 + 0,02.2 = 0,13 → n_Fe²⁺ = 0,04 mol

Z + HCl thì     3Cu  + 8H⁺  + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

Trước PƯ      0,02     0,1       0,13

Sau PƯ            0          0,467    0,117

                      3Fe ⁺²  + 4H⁺  +   NO₃^- → 3Fe³⁺ + NO +2 H₂O

Trước PƯ: 0,04       0,0467    0,117      

Sau PƯ    0,005           0           0,105 mol

Dung dịch M chứa 0,005 mol Fe²⁺, 0,035 mol Fe³⁺, 0,1 mol Cl^-; 0,025 mol Mg²⁺; 0,02 mol Cu²⁺; 0,105 mol NO₃^-

M + AgNO₃ thì Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺  +Ag

                           Ag⁺  +Cl^- → AgCl

→m = m_Ag + m_AgCl = 0,005.108 + 0,1.143,5 = 14,89 g

Đáp án D

Đặt n_Fe = 3a (mol) => n_Al = 3a (mol)

=> 5a.56 + 3a.27 = 7,22

=> a = 0,02 (mol)

=> n_Fe = 0,1(mol) ; n_Al = 0,06 (mol)

Cho hh X (Fe, Al) tác dụng với dd Y (Ag⁺, Cu²⁺) sau phản ứng thu được rắn T gồm 3 kim loại => rắn T chứa Ag, Cu và Fe dư => Al phản ứng hết.

T phản ứng với HCl chỉ có Fe phản ứng tạo ra khí H₂: 0,06 (mol)

BT e: n_Fe dư = n_H2 = 0,06 (mol)

=> n_Fe pư với dd Y = 0,1 - 0,06 = 0,04 (mol)

Đặt số mol của Ag⁺ và Cu²⁺ lần lượt là x và y (mol)

Ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \matrix{
\buildrel {BT:e} \over
\longrightarrow 2{n_{Fe\,pu}} + 3{n_{Al}} = {n_{A{g^ + }}} + {n_{C{u^{2 + }}}} \hfill \cr
{m_T} = {m_{Ag}} + {m_{Cu}} + {m_{Fe\,du}} \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
2.0,04 + 3.0,06 = x + 2y \hfill \cr
108x + 64y + 0,06.56 = 16,24 \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
x = 0,06 \hfill \cr
y = 0,1 \hfill \cr} \right.\)

\( \Rightarrow \left\{ \matrix{
{C_M}Cu{(N{O_3})_2} = {{0,1} \over {0,4}} = 0,25\,(M) \hfill \cr
{C_M}AgN{O_3} = {{0,06} \over {0,4}} = 0,15\,(M) \hfill \cr} \right.\)

Đáp án C

Ta có: n_AgNO3 = 0,15a mol; n_Cu(NO3)2 = 0,15.2a = 0,3a mol; n_SO2 = 0,3375 mol

Chất rắn sau khi nung nặng 10,8 gam nên toàn bộ lượng Mg và Fe không chuyển hết về oxit trong E được (Lúc đó khối lượng chất rắn E phải lớn hơn 11,04 gam).

Vậy trong Y phải có Fe dư. → AgNO₃ và Cu(NO₃)₂ đã phản ứng hết.

Đặt số mol Mg, Fe phản ứng và Fe dư lần lượt là x, y, z mol

Ta có: m_{hỗn hợp X} = 24x + 56y + 56z = 11,04 gam (1)

Chất rắn Y gồm: a mol Ag; 2a mol Cu; z mol Fe dư. Dung dịch Z chứa Mg²⁺ và Fe²⁺

Quá trình cho e:

Mg → Mg²⁺+ 2e

Fe → Fe²⁺+ 2e

Quá trình nhận e:

Ag⁺+ 1e → Ag

Cu²⁺+ 2e → Cu

Áp dụng bảo toàn electron ta có:

2x+2y =0,15 a + 2.0,3a

Khi cho Y tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng dư theo bảo toàn electron ta có:

n_Ag+ 2.n_Cu+ 3.n_{Fe dư} = 2.n_SO2 ↔0,15 a + 2.0,3a + 3.z = 2.0,3375 (*)

↔2x + 2y + 3z = 0,675 (2)

Hỗn hợp rắn E gồm x mol MgO và y/2 mol Fe₂O₃ → 40x + 160.y/2 = 10,8 gam (3)

Giải hệ 3 phương trình trên ta có: x = 0,18; y = 0,045 và z = 0,075

Thay z vào (*) ta có: a = 0,6

Đáp án C

TN₁ thu được 2 kim loại Cu và Fe; TN₂ thu được 2 kim loại Ag và Cu ⟹ 2 thí nghiệm Al đều hết

Mà 2 thí nghiệm dùng lượng Al như nhau nên lượng e trao đổi của 2 thí nghiệm cũng như nhau

*TN₁: Kim loại gồm Cu (a mol) và Fe (giả sử là b mol)

→ m_KL(TN1) = 64a + 56b = 19,008 (1)

Bảo toàn Fe → n_Fe2+ = n_Fe3+ - n_Fe = a - b (mol)

Như vậy, n_{e nhận (TN1)} = 2n_Cu + 3n_Fe + n_Fe2+ = 2a + 3b + (a - b) = 3a + 2b (mol) = n_{e nhận (TN2)}

*TN₂: Kim loại gồm Ag (3a mol) và Cu

n_{e nhận (TN2)} = n_Ag + 2n_Cu → n_Cu = [(3a + 2b) - 3a]/2 = b mol

→ m_{KL (TN2)} = 108.3a + 64b = 69,888 (2)

Giải hệ (1) (2) được a = 0,192 và b = 0,12

Vậy tổng khối lượng Cu của 2 thí nghiệm là:

∑m_Cu = (0,192 + 0,12).64 = 19,968 gam

Đáp án D

n_Cu(NO3)2 : n_AgNO3 = 1,2 : 0,8 = 3/2

Đặt n_Cu(NO3)2 = 3x và n_AgNO3 = 2x (mol)

X tác dụng với lượng tối đa NaOH tạo thành NaNO₃ => n_NaNO3 = n_NaOH = 0,36 mol

BTNT “N”: 2n_Cu(NO3)2 + n_AgNO3 = n_NaNO3

=> 2.3x + 2x = 0,36 => x = 0,045

=> n_Cu(NO3)2 = 0,135 mol và n_AgNO3 = 0,09 mol

Ta thấy: 0,135.64 + 0,09.108 = 18,36 gam < 22,84 gam

=> Cu(NO₃)₂ và AgNO₃ hết, KL dư

Đặtn_Fe = 3y và n_Mg = y (mol)

TH1: Mg dư, Fe chưa phản ứng

BTe: 2n_Mg = 2n_Cu + n_Ag => 2n_{Mg pư} = 2.0,135 + 0,09 => n_{Mg pư} = 0,18 mol

=> n_{Mg dư} = y – 0,18 mol (y > 0,18 mol)

m _rắn = m_{Mg dư} + m_Fe + m_Cu + m_Ag => 22,84 = 24(y-0,18) + 56.3y + 18,36 => y = 11/240 < 0,18 (loại)

TH2: Mg hết, Fe dư

m _rắn = m _Cu + m_Ag + m_{Fe dư} => m_{Fe dư} = m _rắn – (m_Cu + m_Ag) = 22,84 – 18,36 = 4,48 gam

=> n_{Fe dư} = 0,08 mol => n_{Fe pư} = 3y – 0,08 (mol)

BTe: 2n_Mg + 2n_Fe = 2n_Cu + n_Ag => 2.y + 2.(3y – 0,08) = 2.0,135 + 0,09

=> y = 0,065

=> n_Fe = 0,195 mol và n_Mg = 0,065 mol

=> m = 0,195.56 + 0,065.24 = 12,48 gam

Đáp án B

Bảo toàn N : n_{NO3(dd dầu)} = n_{NO3(dd Y)} = 0,05 mol

n_Zn = 0,075 mol > n_NO3 => Zn dư

=> Y chỉ có 0,025 mol Zn(NO₃)₂

Bảo toàn khối lượng : m_{muối X} + m_Zn = m_rắn(2) + m_Zn(NO3)2

=> m_{muối X} = 5,3g

Bảo toàn khối lượng : m_{muối (dd đầu)} + m_Fe = m_rắn(1) + m_muối X

=> m_Fe = 1,24g

Đáp án C