A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập

PTTQ:

Kim loại + nước →  bazơ + khí hidro

Điều kiện: Các kim loại mạnh (kiềm và kiềm thổ) : Na, K, Ba, Ca,…

VD: 2Na  +  2H₂O →   2NaOH   +  H₂

         Ba   +  2H₂O   →    Ba(OH)₂  +  H₂

1. Xác định tên kim loại

Dữ kiện cho: Cho khối lượng kim loại, thể tích H₂ (hoặc khối lượng bazo tạo thành…)

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Gọi CT chung của 2 kim loại là R . Viết PTHH.
• Bước 3: Đặt số mol của các chất đã biết vào PTHH tìm số mol của kim loại.
• Bước 4: Xác định khối lượng mol của kim  loại bằng CT $M= \frac{m}{n}$.

Ví dụ 1: Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA tác dụng hết với H₂O (dư), thoát ra 0,672 lít khí H₂ (ở đktc). Xác định tên hai kim loại trên. (cho Be = 9, Mg = 24, Ca = 40, Sr = 87, Ba = 137)

Ta có : nH₂ = $ \frac{0,672}{22,4}$ = 0,03 (mol)

Gọi CT chung của hai kim loại cần tìm là R.

PTHH: R + H₂O → R(OH)₂ + H₂

P.ư      0,03<-                       0,03

=> nR = 0,03 (mol)

=> $M_R= \frac{m}{n}$ = $\frac{1,67}{0,03}$ =55,66

Do hai kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp nhau nên 2 kim loại đó là Ca (M= 40) và Sr (M = 87)

2. Hỗn hợp kim loại tác dụng với nước

Dữ kiện cho: Cho khối lượng hỗn hợp kim loại, thể tích H₂ (hoặc khối lượng bazo tạo thành…)

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH. Gọi số mol của từng kim loại là x, y.
• Bước 3: Tính số mol các chất đã biết theo x, y.
• Bước 4: Tìm x,y. Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận

Ví dụ 2: Cho 1,83 gam hỗn hợp 2 kim loai Na và Ba tác dụng với một lượng nước dư, thấy thoát ra 0,448 lít khí H₂ đktc. Tính tổng khối lượng bazo sinh ra.

Ta có : nH₂ = $ \frac{0,448}{22,4}$ = 0,02 (mol)

Gọi số mol của Na, Ba trong hỗn hợp lần lượt là x, y (mol)

=> m_hh = m_Na + m_Ba  = 23x + 137y = 1,83 (g)   (1)

PTHH:  2Na  +  2H₂O →   2NaOH   +  H₂

P.ư      x                                             ->$\frac{x}{2}$

            Ba   +  2H₂O   →    Ba(OH)₂  +  H₂

P/ư       y                                                        ->  y

Theo PTHH ta thấy : nH₂ = $\frac{x}{2}$

 + y = 0,02 (mol)      (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

23x + 137y = 1,83 và $\frac{x}{2}$ + y = 0,02  => x = 0,02  ; y = 0,01

Hỗn hợp bazơ gồm:

nNaOh = x = 0,02 (mol) => mNaOH = 0,02.40 = 0,8 (g)

nBa(OH)₂ = y = 0,01 (mol) => mBa(OH)₂ = 0,01.171 = 1,71 (g)

=> Tổng khối lượng ba zơ sinh ra là: 0,8 + 1,71 = 2,51 (g)

3. Kim loại tác dụng với nước, sau đó dung dịch tạo thành tác dụng với dung dịch muối

Dữ kiện cho: Cho khối lượng hỗn hợp kim loại, thể tích H₂ (hoặc khối lượng bazo tạo thành…)

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH. Gọi số mol của từng kim loại là x, y.
• Bước 3: Tính số mol các chất đã biết theo x, y.
• Bước 4: Tìm x,y. Tính toán tìm ra số mol kiềm tác dụng với muối.
• Bước 5: Viết PTHH kiềm tác dụng với muối, đặt số mol vào PTHH.
• Bước 6: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận

Ví dụ 3: Cho 8,5g hỗn hợp Na và k tác dụng với nước thu được 3,36l khí hidro (đktc) và dung dịch X. Cho X tác dụng vừa đủ với dung dịch Fe₂(SO₄)₃ thu được m(g) kết tủa. Tính giá trị của m.

Ta có : nH₂ = $ \frac{3,36}{22,4}$ = 0,15 (mol)

Gọi số mol của Na, K trong hỗn hợp lần lượt là x, y (mol)

=> m_hh = m_Na + m_K  = 23x + 39y = 8,5 (g)   (1)

PTHH:  2Na  +  2H₂O →   2NaOH   +  H₂

P.ư      x                                             ->$\frac{x}{2}$

           2K  +  2H₂O →   2KOH   +  H₂

P/ư       y                                                        ->$\frac{y}{2}$

Theo PTHH ta thấy : nH₂ = $\frac{x}{2}$ + $\frac{y}{2}$= 0,15 (mol) 

=> x + y = 0,3    (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

23x + 39y = 8,5  và x + y = 0,3  => x = 0,2  ; y = 0,1

=> Dung dịch X gồm : NaOH (0,2 mol) ; KOH (0,1 mol)

Khi cho X tác dụng vừa đủ với dung dịch Fe₂(SO₄)₃:

      6NaOH + Fe₂(SO₄)₃  →  2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

P/ư   0,2                            ->$\frac{1}{15}$

      6KOH + Fe₂(SO₄)₃  →  2Fe(OH)₃ + 3K₂SO₄

P/ư:  0,1                                ->$\frac{1}{30}$

=> Tổng số mol kết tủa sinh ra là : $\frac{1}{15}$ + $\frac{1}{15}$ = 0,1 (mol)

=> m = mFe(OH)₃ = 0,1. 107 = 10,7 (g)