Bài giảng Bài 5: Kim loại phản ứng với muối

GV. NGUYỄN TẤN TRUNG
(Trung Tâm Luyện Thi Chất Lượng Cao VĨNH VIỄN)
Có 3 công thức viết phản ứng
™ Công thức 1: Kim loai tan trong H2O
Bazơ + H2 (1)KL + H2O →
Bazơ + Muối → Bazơ mới+ Muối mới (2)
9Sản phẩm của (2) phải có:
‰ Chất kết tủa
‰ Chất bay hơi
‰ Chất khó điện ly hơn
9Muối pứ: Tan hoặc ít tan
NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4
2Na + 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↑2 2 2
2
™ Công thức 1: Kim loai tan trong H2O
Bazơ + 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.
1. Viết phương trình các phản ứng hoá học đã xảy
ra.
2. 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= 21,84
39
=0,56 mol
Số mol Fe2(SO4)3=
5x200
100x400
= 0,025 mol
Số mol FeSO4=
3,04x200
100x152
Số mol Al2(SO4)3= 100x342
8,55x200
= 0,04 mol
= 0,05 mol
1. Các phản ứng
™ Các phản ứng trên được xác định chính xác nhờ định lượng sau:
Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2 H2O
Có thể có thêm :
K + H2O = KOH + H2↑
Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2 Fe(OH)3↓ + 3 K2SO4
FeSO4 + 2KOH = Fe(OH)2↓ + K2SO4
Al2(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 0,04 0,040,08
0,025 0,15 0,05 0,075
FeSO4 + 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
K + H2O = KOH + H2↑ (1)½
0,56 0,56 0,28 mol
mol
mol
mol
(2), (3), (4) ⇒ Số Σmol KOH pứ = 0,53 mol
⇒ Số mol KOH dư =0,56 – 0,53 = 0,03 mol
Al(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 mol
2Fe(OH)2 + O2 = Fe2O3 + 2 H2O (6)t
o½
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O (7)
to
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O (8)t
o
(2), (3), (4),(*) ⇒Các pứ nung kêt tủa tạo rắn
Vì sau (4) còn KOH, nên có thêm pứ:
Theo (6), (7), (8) ta cóù Khốái lượïng chấát rắén sau khi nung:
Dung dịch B có: K2SO4 =
206,87
174x0,256 =22,29%x100
KAlO2 = 
206,87
98 x 0,03 x100 =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 nồàng độä phầàn trămê khốái lượïng cáùc chấát tạïo
thàønh trong dung dịch B.
‰ Ví dụ 3: (ĐH Thuỷû Lợïi – 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.
1. Tính khối lượng các chất rắn thu
được sau khi nung.
2. Tính nồng độ phần trăm của các
muối tạo thành trong dung dịch.
9,2Số mol Na =
23
=0,4 mol
Số mol Fe2(SO4)3 = 0,16x0,125 = 0,02 mol
Số mol Al2(SO4)3 = 0,16x0,25 = 0,04 mol
Khối lượng 160 ml dd= 160x1,25g/ml = 200 g
0,4 0,4 0,4 0,2 mol
0,040,02 0,12 0,06 mol
Giải:
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)
0,04 0,24 0,08 0,12 mol
Số mol NaOH còn dư = 0,4 – (0,12+0,24)=0,04 mol
Vì còøn dư NaOH , nênâ Al(OH)3 bị tan theo:
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2 H2O (4)
0,04 0,04 0,04 mol
Theo (2), (3), (4) Kếát tủûa thu đượïc gồàm:
Fe(OH)3: 0,04 mol
Al(OH)3:0,08 - 0,04 = 0,04 mol
Cáùc phảûn ứùng nung kếát tủûa
0,04 0,02 mol
0,04 0,02 mol
1. Khốái lượïng chấát rắén sau khi nung:
Khốái lượïng Fe2O3 = 160x0,02=3,2 gam.
Khốái lượïng Al2O3 = 102x0,02=2,04 gam.
5,24 gam.
2. Nồàng độä % cáùc muốái trong dung dịch:
Khối lượng Na2SO4 = 142x0,18=25,56 gam.
Khối lượng NaAlO2 = 82x0,04=3,28 gam.
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O
to
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3 H2O
to
(5)
(6)
Theo (5), (6) ta suy ra đượïc:
Theo (2), (3), (4) ta suy ra đượïc khốái lượïng cáùc muốái:
Vậäy khốái lượïng dung dịch lúùc sau:
(9,2 + 200) –(0,4 + 4,28 + 3,12) = 201,4 gam.
201,4
C% Na2SO4=
25,56 100 =12,71%
201,4
C% NaAlO2=
3,28 100 =1,63%
ƒTính khối lượng dung dịch:
Theo (1), (2), (3), ta tính đượïc khốái lượïng cáùc chấát:
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.
Côngâ thứùc 2: Kim loại không tan trong nước.
(cơ chế kim loại đẩy kim loại ra khỏi muối )
KLA + Muối KLB → KLB + Muối KLA
Điềàu kiệän:
9 KLA không tan trong nước
9 KL A đứng trước KL B ( trong
dãy hoạt động hoá học Bêkêôp)
9 Muối :Tan
Ví dụ: Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4
Giải:
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)
3,78
27 X+3.35,5 27 +3.35,5
mC.tan giảm: 4,06 g
mC.tan giảm: X-27 g
Theo (1) có: 
3,78
27
4,06
X-27
=
⇒ X = 56 
⇒ X : Fe 
⇒ XCl3 : Fe Cl3
‰Công thức 3: khi gặp sắt
Pứ xảy ra theo qui tắc α
Oh2 + Kh1 Kh2Oh1+→
TQ:
Fe2+
Fe
Cu2+
Cu
Ag+
Ag
Fe3+
Fe2+
I2
2I-
Dãy điện hoá:
a. Cu+ Fe(NO3)3
b. Fe + Fe(NO3)3
Oh1
Kh2Kh1
Oh2
‰ Ví dụ 5: Viết các phản ứng
a. Cu+ Fe(NO3)3
Cu +2Fe3+ Cu2+2Fe2+ +→
TQ:
Fe2+
Fe
Cu2+
Cu
Ag+
Ag
Fe3+
Fe2+
I2
2I-
Dãy điện hoá:
Cu2
+
Fe2+Cu
Fe3+
a. Cu+ Fe(NO3)3
b. Fe + Fe(NO3)3
‰ Ví dụ 5: Viết các phản ứng
b. Fe + Fe(NO3)3
Cu +2Fe3+ 3Fe2+→
TQ:
Fe2+
Fe
Cu2+
Cu
Ag+
Ag
Fe3+
Fe2+
I2
2I-
Dãy điện hoá:
Fe2+
Fe2+Fe
Fe3+
a. Cu+ Fe(NO3)3
b. Fe + Fe(NO3)3
Cho 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: 0,1
0,2 0,1
0,2
0,2
0,1
0,1
0
2Fe(NO3)3 + Cu → 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2 (1)
0,3 0,1 0 0 (mol)
(mol)
(mol)
- Theo đề ta có pứ:
Theo (1) ta có:
mdd= 6,4 + 300 =306,4g 
⇒Vdd= 306,41,532
Vậy
= 200 (ml) = 0,2 (lít)
:[Fe(NO3)2]= 1(M) [Cu(NO3)2]= 0,5(M)