Giáo án Hoá 12 - Chương 5 - PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪

    - Dạng toán về kim loại tác dụng với dung dịch muối rất hay gặp trong bài thi đại học. Đây là 1 dạng toán không khó nếu nắm chắc phần đại cương và dãy điện hóa kim loại.
    - Khi giải bài tập về phần này cần xác định bài đó thuộc dạng nào trong 4 dạng sau:
    + Dạng 1: Một kim loại tác dụng với 1 muối
    + Dạng 2: Một kim loại tác dụng với hỗn hợp muối
    + Dạng 3: Hỗn hợp kim loại tác dụng với 1 muối
    + Dạng 4: Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp muối
    Nguyên tắc chung: Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ tác dụng với muối có gốc cation kim loại có tính oxi hóa mạnh hơn theo quy tắc $\alpha $.
    - Cần xác định kim loại nào phản ứng với muối nào trước.
    - Với Na, K, Ca và Ba phản ứng với nước trước sau đó dung dịch kiềm tạo thành sẽ phản ứng với muối.
    - Cần ghi nhớ 1 số phản ứng hay gặp
    2Fe3+ + Fe → 3Fe2+
    Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+
    Fe2+ + Ag+ → Ag + Fe3+

    I. BÀI TOÁN 1 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI 1 MUỐI
    Thứ tự cặp oxi hóa- khử:
    $\frac{{{A}^{m+}}}{A}\,\,\,\,\frac{{{B}^{n+}}}{B}\,\,\,$
    Kim loại + muối → muối mới + kim loại mới
    $\text{nA + m}{{\text{B}}^{\text{n+}}}\text{ }\to \text{ n}{{\text{A}}^{\text{m+}}}\text{ + mB}$
    • Điều kiện của phản ứng:
    - A phải đứng trước B trong dãy điện hóa.
    - Muối B phải tan:
    Ví dụ: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
    Nhưng: Fe + Al3+ không xảy ra do tính khử của Fe yếu hơn Al3+
    Hay Cu + AgCl không xảy ra do AgCl không tan
    • Phương pháp giải:
    +) Sử dụng tăng giảm khối lượng
    - Nếu ${{\text{m}}_{\text{B}\downarrow }}$> ${{\text{m}}_{\text{A tan}}}$ thì khối lượng thanh kim loại A tăng: Độ tăng khối lượng = ${{\text{m}}_{\text{B}\downarrow }}$- ${{\text{m}}_{\text{A tan}}}$
    - Nếu ${{\text{m}}_{\text{B}\downarrow }}$< ${{\text{m}}_{\text{A tan}}}$ thì khối lượng thanh kim loại A giảm: Độ giảm khối lượng = ${{\text{m}}_{\text{A tan}}}$- ${{\text{m}}_{\text{B}\downarrow }}$
    +) sử dụng bảo toàn e: ne kim loại cho = ne cation nhận

    II. BÀI TOÁN 1 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI 2 MUỐI
    Thứ tự cặp oxi hóa – khử:
    $\frac{{{A}^{p+}}}{A}\,\,\,\,\frac{{{B}^{n+}}}{B}\,\,\,\,\frac{{{C}^{m+}}}{C}$
    $\text{mA + p}{{\text{C}}^{\text{m+}}}\text{ }\to \text{ m}{{\text{A}}^{\text{p+}}}\text{ + pC 1}\text{.}$
    $\text{nA + p}{{\text{B}}^{\text{n+}}}\text{ }\to \text{ n}{{\text{A}}^{\text{p+}}}\text{ + pB 2}\text{.}$
    • Điều kiện của phản ứng:
    - A phải đứng trước B và C trong dãy điện hóa.
    - Muối ${{\text{B}}^{\text{n+}}}$, ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$ phải tan.
    • Phương pháp giải
    - Nếu biết số mol ban đầu của $A$, ${{\text{B}}^{\text{n+}}}$, ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$ta chú ý đến thứ tự phản ứng và sử dụng bảo toàn e
    - Nếu biết số mol ban đầu của ${{\text{B}}^{\text{n+}}}$, ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$nhưng không biết số mol ban đầu của A ta có thể dùng phương pháp mốc so sánh nếu biết khối lượng của chất rắn sau phản ứng (m):
    - Mốc 1 (vừa đủ phản ứng 1.): mrắn = ${{\text{m}}_{\text{C}}}\text{ = }{{\text{m}}_{\text{1}}}$
    - Mốc 2 (vừa đủ phản ứng 2.): mrắn = ${{\text{m}}_{\text{C}}}\text{ + }{{\text{m}}_{\text{B}}}\text{ = }{{\text{m}}_{\text{2}}}$
    So sánh m với m1 và m2 :
    01.jpg
    Như vậy có 3 trường hợp có thể xảy ra:
    + Trường hợp 1: Nếu m < ${{\text{m}}_{\text{1}}}$ dư ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$ chỉ có phản ứng 1. Dung dịch sau phản ứng có ${{\text{A}}^{\text{p+}}}$ ,${{\text{B}}^{\text{n+}}}$ chưa phản ứng và ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$ dư. Chất rắn sau phản ứng chỉ có $\text{C}$.
    + Trường hợp 2: Nếu ${{\text{m}}_{\text{1}}}$ < m < ${{\text{m}}_{\text{2}}}$ xong phản ứng 1, phản ứng 2 xảy ra một phần dư ${{\text{B}}^{\text{n+}}}$. Dung dịch sau phản ứng có ${{\text{A}}^{\text{p+}}}$ ,${{\text{B}}^{\text{n+}}}$ dư. Chất rắn sau phản ứng có $\text{C}$ và B.
    + Trường hợp 3: Nếu m > ${{\text{m}}_{\text{2}}}$ xong phản ứng 1, xong phản ứng 2 dư A. Dung dịch sau phản ứng có ${{\text{A}}^{\text{p+}}}$. Chất rắn sau phản ứng có $\text{C}$, B và A dư.

    III. BÀI TOÁN 2 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI 1 MUỐI
    Thứ tự cặp oxi hóa – khử
    $\frac{{{A}^{m+}}}{A}\,\,\,\,\frac{{{B}^{n+}}}{B}\,\,\,\,\frac{{{C}^{p+}}}{C}$
    $\text{pA + m}{{\text{C}}^{\text{p+}}}\text{ }\to \text{ p}{{\text{A}}^{\text{m+}}}\text{ + mC 1}\text{.}$
    $\text{pB + n}{{\text{C}}^{\text{P+}}}\text{ }\to \text{ p}{{\text{B}}^{\text{n+}}}\text{ + nC 2}\text{.}$
    • Điều kiện của phản ứng:
    - A , B phải đứng trước C trong dãy điện hóa.
    - Muối Cp+ phải tan.
    • Phương pháp giải
    - Nếu biết số mol ban đầu của A, B, Cp+ ta chỉ cần chú ý đến thứ tự phản ứng trên và sử dụng bảo toàn e
    - Nếu biết số mol ban đầu của A, B nhưng không biết số mol ban đầu của Cp+ ta có thể dùng phương pháp mốc so sánh nếu biết khối lượng của chất rắn sau phản ứng (m):
    - Mốc 1 vừa đủ phản ứng 1: mrắn $\text{= }{{\text{m}}_{\text{C(1)}}}\text{ + }{{\text{m}}_{\text{B}}}\text{= }{{\text{m}}_{\text{1}}}$
    - Mốc 2 vừa đủ phản ứng 1 và 2: mrắn $\text{= }{{\text{m}}_{\text{C(1)}}}\text{ + }{{\text{m}}_{\text{C(2)}}}\text{ = }{{\text{m}}_{\text{2}}}$
    So sánh m với m1 và m2, có 3 trường hợp có thể xảy ra:
    + Trường hợp 1: Nếu $m$ < ${{\text{m}}_{\text{1}}}$ chỉ có phản ứng 1, dư A,hết Cp+. Dung dịch sau phản ứng có Am+. Chất rắn sau phản ứng chỉ có C, B chưa phản ứng và A dư.
    + Trường hợp 2: Nếu ${{\text{m}}_{\text{1}}}$ < $m$ < ${{\text{m}}_{\text{2}}}$ A hết, B dư, Cp+ hết. Dung dịch sau phản ứng có Am+, Bn+. Chất rắn sau phản ứng có C và B dư.
    + Trường hợp 3: Nếu $m$ > ${{\text{m}}_{\text{2}}}$ A hết, B hết, Cp+ dư . Dung dịch sau phản ứng có Am+, Bn+, Cp+ dư. Chất rắn sau phản ứng chỉ có C.

    IV. BÀI TOÁN HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI MUỐI
    Đây là bài toán khá phức tạp chúng ta không thể làm bằng cách xét từng trường hợp có thể xảy ra.
    • Nếu biết số mol của các kim loại và cation chúng ta chúng ta chỉ cần làm theo thứ tự phản ứng.
    • Nếu không biết số mol ban đầu thì phải dựa vào số ion tồn tại trong dung dịch sau phản ứng để dự đoán chất nào hết chất nào dư.
    • Áp dụng phương pháp bảo toàn electron :
    ∑ne cho (2 kim loại) = ∑ne nhận (2 muối)
    Ví dụ: cho Mg và Fe tác dụng với hỗn hợp Cu2+, Ag+
    Ta có thứ tự các cặpp oxi hóa – khử :
    $\frac{M{{g}^{2+}}}{Mg}\,\,\,\,\frac{F{{e}^{2+}}}{Fe}\,\,\,\,\frac{C{{u}^{2+}}}{Cu}\,\,\,\frac{A{{g}^{+}}}{Ag}$
    Phản ứng xảy ra đầu tiên: $\text{Mg + A}{{\text{g}}^{+}}\text{ }\to \text{ M}{{\text{g}}^{2+}}\text{ + Ag}~~~\,\,\,\,\,\,\,1.$
    Nếu Mg dư hết Ag+: $\text{Mg + C}{{\text{u}}^{2+}}\text{ }\to \,\,\,\text{M}{{\text{g}}^{2+}}\text{ + Cu}~\,\,\,\,\,\,~~2.$
    Nếu Mg hết, dư Cu2+: $\text{Fe + C}{{\text{u}}^{2+}}\text{ }\to \text{ F}{{\text{e}}^{2+}}\text{ + Cu}~~~\,\,\,\,\,\,\,\,\,3.$