CHUYÊN ĐỀ: ĂN MÒN HOÁ HỌC VÀ ĂN MÒN ĐIỆN HOÁ
PHẦN A: LÍ THUYẾT
I – KHÁI NIỆM
Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.
II – CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI
Có 2 dạng ăn mòn kim loại là ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học
1. Ăn mòn hoá học
- Ăn mòn hoá học là quá trình oxygen hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
- Ăn mòn hóa học thường xảy ra ở những bộ phận của thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxygen…
2. Ăn mòn điện hoá học
a. Khái niệm về ăn mòn điện hóa
- Ăn mòn điện hoá là quá trình oxygen hoá – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.
- Ăn mòn điện hóa thường xảy ra khi cặp kim loại (hoặc hợp kim) để ngoài không khí ẩm, hoặc nhúng trong dung dịch acid, dung dịch muối, trong nước không nguyên chất…
b. Điều kiện xảy ra sự ăm mòn điện hoá học
- Các điện cực phải khác nhau về bản chất. Cặp kim loại- kim loại; kim loại – phi kim; kim loại - hợp chất hoá học.
- Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn.
- Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.
III- CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
1. Phương pháp bảo vệ bề mặt
-    Phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo…
-    Lau chùi, để nơi khô ráo thoáng
2. Phương pháp điện hóa
-    Dùng một kim loại là “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại.
VD: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, người ta gắn các lá Zn vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển (nước biển là dung dịch chất điện li). Zinc bị ăn mòn, vỏ tàu được bảo vệ.
3, Chế tạo hợp kim ít bị ăn mòn: Người ta sản xuất một số hợp kim ít bị ăn mòn, ví dụ như thép không gỉ (inox) để làm các vật dụng, máy móc ...
PHẦN B: BÀI TẬP ĐƯỢC PHÂN DẠNG
Dạng 1: Bài tập định tính
a) Phương pháp:
Dựa vào định nghĩa sự ăn mòn kim loại, các yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại, các biện pháp chống ăn mòn kim loại để nhận biết các trường hợp ăn mòn kim loại trong đời sống, tìm ra nguyên nhân và giải thích được cơ sở khoa học chống ăn mòn kim loại trong đời sống.
b) Ví dụ minh họa:
Tại sao kim loại bị ăn mòn? Những yếu tố nào ảnh hưởng tới sự ăn mòn kim loại? Lấy thí dụ minh hoạ.
Hướng dẫn giải
* Trong không khí có chứa khí oxygen, trong nước mưa thường chứa nhiều axit yếu do khí CO2, SO2 và một số khác hòa tan. Trong nước biển thường có một số muối như NaCl, MgCl2... những chất này tác dụng với kim loại hoặc hợp kim iron có màu nâu, xốp, giòn làm đồ vật bằng iron bị gỉ.
* Những yếu tố ảnh hưởng
- Ảnh hưởng của các chất trong môi trường: Sự ăn mòn kim loại xảy ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào thành phần của môi trường mà nó tiếp xúc.
Ví dụ: trong nước biển iron, thép bị ăn mòn nhanh hơn so với trong không khí.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: nhiệt độ càng cao sự ăn mòn kim loại xảy ra càng nhanh.
Ví dụ: Thanh iron trong lò than bị ăn mòn nhanh hơn so với thanh iron để ở nơi khô ráo, thoáng mát.
- Ảnh hưởng của thành phần kim loại
Ví dụ: Đồ dùng bằng hợp kim Fe lẫn kim loại khác bị ăn mòn nhanh hơn so với đồ dùng bằng Fe.
c) Bài tập giải chi tiết
Câu 1: Nêu các biện pháp đã được sử dụng để bảo vệ kim loại không bị ăn mòn. Nêu hai ví dụ cụ thể mà bản thân em đã làm để bảo vệ đồ dùng bằng kim loại trong gia đình.
Hướng dẫn giải
a) Các biện pháp đã được sử dụng để bảo vệ kim loại không bị ăn mòn:
* Phương pháp bảo vệ bề mặt
-    Phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo…
-    Lau chùi, để nơi khô ráo thoáng
* Phương pháp điện hóa: Dùng một kim loại là “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại. VD: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, người ta gắn các lá Zn vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển (nước biển là dung dịch chất điện li). Zinc bị ăn mòn, vỏ tàu được bảo vệ.
* Chế tạo hợp kim ít bị ăn mòn: Người ta sản xuất một số hợp kim ít bị ăn mòn, ví dụ như thép không gỉ (inox) để làm các vật dụng, máy móc ...
b) Hai ví dụ cụ thể mà bản thân em đã làm để bảo vệ đồ dùng bằng kim loại trong gia đình:
Em đã sơn cánh cửa iron, bôi mỡ lên ổ khóa để bảo vệ đồ dùng trong gia đình.
Câu 2: Sự ăn mòn kim loại là hiện tuợng vật lí hay hiện tượng hoá học? Lấy thí dụ chứng minh.
Hướng dẫn giải
Sự ăn mòn kim loại là hiện tượng hóa học, trong đó kim loại bị oxygen hóa bởi các chất oxygen hóa có trong môi trường, làm mất đi tính chất quý báu của kim loại. Thí dụ iron bị gỉ trong không khí ẩm vì đã xảy ra phản ứng hóa học:
2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2
Câu 3: Trường hợp nào sau đây là ăn mòn điện hoá ?
A. Thép bị gỉ trong không khí ẩm.
B. Nhôm bị thụ động hoá trong HNO3 đặc nguội,
C. Zn bị phá huỷ trong khí Cl2.
D. Na cháy trong không khí ẩm.
Hướng dẫn giải
Đáp án: A
Câu 4: Thực hiện các thí nghiệm sau:
(1): Nối một thanh Zn với một thanh Fe rồi để trong không khí ẩm.
(2): Thả một viên Fe vào dung dịch CuSO4
(3): Thả một viên Fe vào dung dịch chứa copper thời ZnSO4 và H2SO4 loãng.
(4): Thả một viên Fe vào dung dịch H2SO4 loãng.
(5): Thả một viên Fe vào dung dịch copper thời CuSO4 và H2SO4 loãng.
Trong các thí nghiệm trên những thí nghiệm Fe bị ăn mòn điện hoá học là:
A. (1), (2), (3), (4) và (5)
B. (1) và (3)
C. (2) và (5)
D. (3) và (5)
Hướng dẫn giải
Đáp án: C
(1) Zinc bị ăn mòn điện hoá học
(2) Fe bị ăn mòn điện hoá học vì Cu giải phóng ra bám trên bề mặt của Fe tạo thành vô số pin điện hoá mà:
Catot (-): Fe → Fe2+ + 2e
Anot (+): Cu2+ + 2e → Cu
(3) Fe bị ăn mòn hoá học
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
(4) Fe bị ăn mòn hoá học
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
(5) Fe bị ăn mòn điện hoá học
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Cu bám trên bề mặt của Fe tạo thành vô số pin điện hoá
Catot (-): Fe → Fe2+ + 2e
Anot (+): Cu2+ + 2e → Cu
Nếu Cu2+ hết: 2H+ + 2e → H2
Câu 5: Tiến hành bốn thí nghiệm sau: 
Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl3;
Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Fe vào dung dịch CuSO4;
Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl3;  
Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl.
     Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là
    A. 1.                         B. 4.                     C. 2.                          D. 3.
Hướng dẫn giải
Chọn C
-       Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl3; ăn mòn hóa học
-       Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Fe vào dung dịch CuSO4; ăn mòn điện hóa
-       Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl3; ăn mòn hóa học
-       Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl. ăn mòn điện hóa
Câu 6: Trong thực tế, không sử dụng cách nào sau đây để bảo vệ kim loại iron khỏi bị ăn mòn?
A. Gắn copper với kim loại iron.
B. Tráng zinc lên bề mặt iron.
C. Phủ một lớp sơn lên bề mặt iron.
D. Tráng Tin lên bề mặt iron.
Hướng dẫn giải
Fe có tính khử mạnh hơn Cu nên Fe sẽ bị ăn mòn trước → Iron không được bảo vệ khỏi bị ăn mòn → A đúng.
Tráng zinc lên bề mặt iron, ngăn không cho iron tiếp xúc với môi trường → Iron được bảo vệ khỏi bị ăn mòn (phương pháp bảo vệ bề mặt) → B sai.
Phủ một lớp sơn lên bề mặt iron, ngăn không cho iron tiếp xúc với môi trường nên iron được bảo vệ khỏi bị ăn mòn (phương pháp bảo vệ bề mặt) → C sai.
Tráng Tin lên bề mặt iron, ngăn không cho iron tiếp xúc với môi trường nên iron được bảo vệ khỏi bị ăn mòn (phương pháp bảo vệ bề mặt) → D sai.
Chọn A.
Câu 7: Iron tây là iron tráng Tin. Nếu lớp Tin bị xước sâu tới lớp iron, khi để trong không khí ẩm thì kim loại bị ăn mòn trước là
A. Tin.
B. iron.
C. cả hai đều bị ăn mòn như nhau.
D. không kim loại nào bị ăn mòn.
Hướng dẫn giải
Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ bị ăn mòn trước.
Theo dãy điện hóa của kim loại, tính khử: Fe > Sn
→ Iron sẽ bị ăn mòn trước.
Chọn B.
Câu 8: Có những vật làm bằng iron được mạ những kim loại khác nhau dưới đây. Nếu các vật này đều bị xước sâu đến lớp iron thì vật nào bị gỉ chậm nhất?
A. iron tráng zinc
B. iron tráng Tin
C. iron tráng copper
D. iron tráng bạc
Hướng dẫn giải
Chọn A
Câu 9: Một copper xu bảng copper rơi trên một miếng thép. Sau một thới gian có thể quan iát dược híộn tượng nào sau đây:
A. Trên miếng thép xuất hiện lớp gỉ màu nâu đỏ.
B, Trên miếng thép xuất hiện lớp gỉ màu xanh lam.
C. Trên miếng thép xuất hiện lớp gỉ màu đen.
D, Trên miếng thép xuất hiện lớp gỉ màu trắng xanh.
Hướng dẫn giải
Đáp án: A
Iron bị ăn mòn điện hoá tạo gỉ iron màu nâu đỏ
Câu 10:
Hãy chọn câu đúng: Con dao bằng thép không bị gỉ nếu:
a) Sau khi dùng, rửa sạch, lau khô.
b) Cắt chanh rồi không rửa.
c) Dùng xong, cất đi ngay.
d) Ngâm trong nước lâu ngày.
e) Ngâm trong muối một thời gian.
Hướng dẫn giải
Phương án a là đúng.
Dạng 2: Bài tập định tính – kim loại tác dụng với dung dịch muối
a) Phản ứng của kim loại với dung dịch muối
– Kim loại (không phản ứng với nước ở nhiệt độ thường) đẩy được kim loại yếu hơn nó (đứng sau nó trong dãy HĐHH kim loại) ra khỏi dung dịch muối.
Ví dụ: Fe + CuCl2 ® FeCl2 + Cu ¯
– Các kim loại tan trong nước (K,Na,Ca, ...) tác dụng gián tiếp với muối trong dung dịch vì chúng tác dụng được với nước.
Ví dụ: Cho Na vào dung dịch CuSO4 thì các phản ứng xảy ra như sau:
2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2 ­
2NaOH + CuSO4 ® Cu(OH)2 ¯ + Na2SO4
b) Thứ tự phản ứng:
– Khi cho nhiều kim loại vào dung dịch chứa nhiều muối thì các sản phẩm và chất còn dư đều nằm trong cùng một hỗn hợp, các phản ứng xảy ra rất phức tạp. Để đơn giản trong việc giải toán, nếu phản ứng hoàn toàn thì ta thực hiện theo nguyên tắc: phản ứng nào có khoảng cách 2 kim loại đẩy nhau xa hơn (theo dãy hoạt động hóa học của kim loại) thì xảy ra trước, khi phản ứng này xong thì mới xảy ra các phản ứng tiếp theo.
Ví dụ: Cho hỗn hợp (Fe, Mg) vào dung dịch AgNO3 thì thứ tự phản ứng là:
Mg + 2AgNO3 ® Mg(NO3)2 + 2Ag ¯
Fe + 2AgNO3 ® Fe(NO3)2 + 2Ag ¯
Fe(NO3)2 + AgNO3 ® Fe(NO3)3 + Ag ¯ (nếu AgNO3 có dư)
c) Bản chất độ tăng (giảm) khối lượng kim loại.
– Bản chất độ tăng hoặc giảm khối lượng của kim loại (Dm) chính là sự chênh lệch khối lượng giữa kim loại phản ứng (kim loại bị ăn mòn) và kim loại sinh ra (kim loại bám vào).
+) Độ tăng khối lượng kim loại: mtăng = mkm loại bám vào – mkim loại tan ra
+) Độ giảm khối lượng kim loại: mgiảm = mkm loại tan ra – mkim loại bám vào
+) Nếu khối lượng kim loại tăng (giảm) a% thì (bđ) =
– Nếu khối lượng kim loại tăng (hoặc giảm) bao nhiêu gam thì khối lượng muối và dung dịch muối cũng giảm (hoặc tăng) bấy nhiêu gam.
2- Phân dạng và các ví dụ minh họa.
2.1- Dạng 1: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối
a) Phương pháp
- Đặt x là số mol phần kim loại đã phản ứng
- Viết PTHH, tính theo PTHH với ẩn x đã đặt.
- Lập phương trình toán biểu diễn độ tăng hoặc giảm khối lượng.
- Giải pt tìm số mol x và kết luận
b) Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Để phủ một lớp bạc lên một vật bằng copper có khối lượng 8,48 gam, người ta ngâm vật đó vào dung dịch AgNO3. Sau một thời gian lấy vật đó ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô, rồi đem cân được 10 gam. Viết phương trình phản ứng xảy ra và tính khối lượng bạc phủ lên trên bề mặt của vật.
Hướng dẫn giải
· Cách 1: Phương pháp đại số
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag ¯
x mol 2x mol
Theo đề bài ta có: 8,48 – x.64 + 2x.108 = 10 → x = 0,01 mol
Vậy khối lượng Ag phủ trên vật là:
0,01.2.108 = 2,16 gam
c) Bài tập giải chi tiết
Câu 1: Một thanh kim loại M hoá trị II được nhúng vào 200ml dung dịch FeSO4 thấy khối lượng tăng lên 3,2 gam. Nếu nhúng cùng thanh kim loại M đó vào 400ml dung dịch CuSO4 thì khối lượng của thanh tăng lên 8,0 gam. Biết rằng các phản ứng nói trên đều hoàn toàn và sau phản ứng còn dư kim loại M. Hai dung dịch FeSO4 và CuSO4 có cùng nồng độ mol ban đầu. Tính nồng độ mol của mỗi dung dịch và xác định kim loại M.
Hướng dẫn giải
Gọi nồng độ của mỗi chất trong dung dịch là x (mol/l)
→
M + FeSO4 → MSO4 + Fe ¯
0,2x 0,2x (mol)
M + CuSO4 → MSO4 + Cu ¯
0,4x 0,4x (mol)
Theo đề bài ta có:
Vậy kim loại M là Magie (Mg)
Nồng độ mol của mỗi dung dịch muối là:
Câu 2: Có 2 thanh kim loại M (có hoá trị II), mỗi thanh nặng 20 gam.
a) Thanh thứ nhất được nhúng vào 100ml dd AgNO3 0,3M. Sau một thời gian phản ứng, lấy thanh kim loại ra, rửa sạch, làm khô đem cân lại thấy thanh kim loại nặng 21,52 gam và nồng độ AgNO3 trong dung dịch còn lại là 0,1M. Coi thể tích dung dịch không thay đổi và lượng Ag sinh ra bám hoàn toàn vào thanh kim loại. Xác định kim loại M.
b) Thanh thứ 2 được nhúng vào 460 gam dung dịch FeCl3 20%. Sau 1 thời gian phản ứng, lấy thanh kim loại ra, dung dịch thu được có nồng độ % của MCl2 bằng nồng độ % của FeCl3 còn lại. Biết rằng ở đây chỉ xảy ra phản ứng theo sơ đồ:
M + FeCl3 ® MCl2 + FeCl2
Xác định khối lượng thanh kim loại khi được lấy ra khỏi dung dịch.
(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Phú Thọ, năm học 2012-2013)
Hướng dẫn giải
a) Thể tích dung dịch không đổi ®
Độ tăng khối lượng kim loại:
Phương trình hóa học:
M + 2AgNO3 ® M(NO3)2 + 2Ag ¯
0,01 0,02 0,02 (mol)
® 0,02•108 – 0,01M = 1,52 Þ M = 64 gam/mol
Vậy kim loại M là copper (Cu).
b)
Gọi x là số mol Cu phản ứng.
Cu + 2FeCl3 ® 2FeCl2 + CuCl2
x 2x 2x x (mol)
®
Vì nồng độ % của FeCl3 dư bằng nồng độ % của CuCl2 nên khối lượng FeCl3 dư bằng khối lượng CuCl2 (do chúng ở trong cùng một dung dịch).
® 135x = 92 – 325x Þ x = 0,2 mol
Khối lượng thanh kim loại khi lấy ra: 20 – 0,2•64 = 7,2 (gam)
Câu 3: Nhúng một thanh iron nặng 8 gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M. Sau một thời gian lấy lá iron ra cân lại thấy nặng 8,8 gam. Xem thể tích dung dịch không thay đổi thì nồng độ mol/lit của CuSO4 trong dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x 2 = 1 (mol)
PTHH
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( 1 )
Mol: x x x
Khối lượng thanh iron tăng là: 8,8 - 8 = 0,8 gam
Gọi x là số mol Fe phản ứng. Ta có: mKl tăng = mCu(bám vào) - mFe(tan ra) = 64x – 56 x = 0,8 x = 0,8
* Số mol CuSO4 còn dư : 1 - 0,1 = 0,9 mol CM CuSO = = 1,8 M
Câu 4: Nhúng thanh kim loại M vào 100ml dung dịch FeCl2 0,5M. Sau khi phản ứng hoàn toàn khối lượng thanh kim loại giảm 0,45g. Xác định kim loại M.
Hướng dẫn giải
Số mol của FeCl2: 0,5.0,1 = 0,05 mol
Phương trình hóa học:
2M     +   nFeCl2     →    2MCln +    nFe
0,1/n    ←    0,05 →                         0,05 mol
Theo đề bài ta có: mM tan – mFe bám vào = mM giảm
0,1.M/n - 56.0,05 = 0,45 → M = 32,5n. Lập bảng ta có M là zinc (Zn)
2.2- Dạng 2: Một kim loại tác dụng với dung dịch nhiều muối (hoặc nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối)
a) Phương pháp giải toán:
· Khi đề cho biết đầy đủ số mol của tất cả các muối và kim loại ban đầu:
–So sánh số mol hóa trị của các đơn chất kim loại với số mol hóa trị của các gốc axit trong muối (hoặc kim loại trong muối) để xác định chất nào dư, thiếu.
– Viết các phản ứng đúng theo thứ tự và tính theo phương trình hóa học.
· Khi đề cho biết số mol các muối ban đầu và khối lượng rắn sau phản ứng:
– So sánh khối lượng chất rắn với khối lượng kim loại trong muối để xác định chất dư hoặc hết.
+ Nếu mrắn sau phản ứng > mKL trong muối → Kim loại đó dư
+ Nếu mrắn sau phản ứng < mKL trong muối → muối ban đầu còn dư
+ Nếu mKL trong 1 muối < mrắn sau < mKL trong các muối → 1 muối phản ứng hết
· Khi đề không cho biết số mol của mỗi chất trong hỗn hợp kim loại ban đầu (hoặc hỗn hợp muối ban đầu):
– Phương pháp biện luận theo trường hợp:
+ Trường hợp 1: chỉ xảy ra 1 phản ứng đầu tiên (theo thứ tự phản ứng)
+ Trường hợp 2,3 ..: lần lượt cho xảy ra các phản ứng tiếp theo.
– Phương pháp khác: Tùy vào đặc điểm bài toán mà có thể sử dụng các phương pháp khác như bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, phương pháp đại số, sử dụng quy tắc hóa trị , tự chọn lượng chất, hóa trị trung bình...
b) Ví dụ minh họa
Ví dụ 2: Một thanh kim loại M được nhúng trong 0,1 lít dung dịch CuSO4 0,5M. Sau khi lấy thanh M ra và cân lại, thấy khối lượng của thanh tăng 0,16 gam, nồng độ CuSO4 giảm còn bằng 0,3M (thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể). Xác định kim loại M. Lấy 8,4 gam M nhúng vào 1,0 lít dung dịch B chứa AgNO3 0,2M và Cu(NO3)2 0,1M đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thanh M có tan hết hay không? Tính khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng và nồng độ mol các muối có trong dung dịch sau phản ứng (giả sử thể tích dung dịch vẫn là 1,0 lít).
Hướng dẫn giải

2M + xCuSO4 → M2(SO4)x + xCu ¯
0,02mol 0,02(mol)
Theo đề ® M = 0,02•64 – 0,16 Þ M = 28x (*)
-Biện luận (theo *):
x
1
2
3
M
28
56
84
(loại)
(nhận)
(loại)
Vậy kim loại M là iron (Fe)
;
So sánh hóa trị ta thấy:

® AgNO3 hết, Fe tan hết ; Cu(NO3)2 còn dư.
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag ¯
0,1 ¬0,2 0,1 0,2 (mol)
Fe + Cu(NO3)2 ® Fe(NO3)2 + Cu ¯
0,05® 0,05 0,05 0,05 (mol)
Þmrắn sau phản ứng
Nồng độ CM của các muối trong dung dịch sau phản ứng là

c) Bài tập giải chi tiết
Câu 5: Cho 5,05 gam bột kim loại R (hóa trị không đổi) vào 200 gam dung dịch chứa copper thời Cu(NO3)2 14,1% và AgNO3 12,75% đến khi phản ứng hoàn, lọc lấy chất rắn, sấy khô và cân được 26,8 gam.
a) Xác định kim loại R.
b) Tính nồng độ phần trăm của chất tan trong dung dịch thu được sau phản ứng.
Hướng dẫn giải
a) ;
Þ
Vậy kim loại R còn dư và AgNO3, Cu(NO3)2 đều phản ứng hết.
Þ
R + xAgNO3 ® R(NO3)x + xAg ¯
0,15(mol)
2R + xCu(NO3)2 ® 2R(NO3)x + xCu ¯
0,15(mol)
®
Chỉ có x = 3, MR = 27 là thỏa mãn.
Vậy kim loại là nhôm (Al)
F Lưu ý: Có thể giải câu a theo cách sử dụng chất ảo hoặc quy tắc hóa trị.
Đặt công thức chung của 2 muối là ANO3
Bảo toàn số mol NO3 ®
R + xANO3 ® R(NO3)x + xA ¯
0,45 (mol)
Þ
(Hoặc theo quy tắc hóa trị: )
b) Dung dịch sau phản ứng chỉ có một chất tan là Al(NO3)3
(mol)
Theo bảo toàn khối lượng ®
Nồng độ % của chất tan trong dung dịch sau phản ứng:

Câu 6: Cho 1,36 gam hỗn hợp Fe và Mg vào 400ml dung dịch CuSO4. Sau phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn A nặng 1,84 gam và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư. Lọc lấy kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được một hỗn hợp oxygent nặng 1,2 gam. Hãy tính khối lượng mỗi kim loại và nồng độ mol/l CuSO4 ban đầu.
(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Lê Quý Đôn- Bình Định, năm học 2014-2015)
Hướng dẫn giải
Gọi x,y lần lượt là số mol Mg phản ứng và Fe phản ứng
Mg + CuSO4 ® MgSO4 + Cu ¯
x x x x (mol) Þ kim loại tăng
Fe + CuSO4 ® FeSO4 + Cu ¯
y y y y (mol) Þ kim loại tăng
Nếu toàn bộ lượng Mg,Fe ban đầu chuyển hết vào hỗn hợp rắn sau nung thì khối lượng chất rắn ® trái với giả thiết
Vậy Mg phản ứng hết và Fe chỉ phản ứng một phần.
® dung dịch B chỉ có Mg(NO3)2 và Fe(NO3)2
Mg(NO3)2 + 2NaOH ® Mg(OH)2 ¯ + 2NaNO3
Fe(NO3)2 + 2NaOH ® Fe(OH)2 ¯ + 2NaNO3
Mg(OH)2 MgO + H2O
2Fe(OH)2 + ½ O2 Fe2O3 + 2H2O
Sơ đồ bảo toàn nguyên tố Mg,Fe:
Mg MgO ; 2Fe Fe2O3
x x y 0,5y (mol)
Ta có:
®
®
Câu 7: Nhúng một thanh kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M. Sau một thời gian phản ứng, khối lượng thanh M tăng lên 0,40 g trong khi nồng độ CuSO4 còn lại là 0,1M.
a/ Xác định kim loại M.
b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào 1 lit dd chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 , nồng độ mỗi muối là 0,1M. Sau phản ứng ta thu được chất rắn A khối lượng 15,28g và dd B. Tính m(g)?
Hướng dẫn giải
a/ theo bài ra ta có PTHH .
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (1)
Số mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng (1) là: 0,5 (0,2 – 0,1) = 0,05 mol
Độ tăng khối lượng của M là:
mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40
Þ M = 56, vậy M là Fe
b/ PTHH:
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
Ta có 2 mốc để so sánh:
- Nếu vừa xong phản ứng (1): Ag kết tủa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 chưa phản ứng.
Chất rắn A là Ag thì ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g
- Nếu vừa xong cả phản ứng (1) và (2) thì khi đó chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag và 0,1 mol Cu
mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g
theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2
vậy AgNO3 phản ứng hết, Cu(NO3)2 phản ứng một phần và Fe tan hết.
mCu tạo ra = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g. Vậy số mol của Cu = 0,07 mol.
→nFe= 0,05 ( ở pư 1 ) + 0,07 ( ở pư 2 ) = 0,12 mol → mFe = 0,12. 56 = 6,72g
Câu 8: Cho 2,7 gam hỗn hợp bột X gồm Fe và Zn tác dụng với dung dịch CuSO4. Sau một thời gian, thu được dung dịch Y và 2,84 gam chất rắn Z. Cho toàn bộ Z vào dung dịch H2SO4 loãng dư, sau khi các phản ứng kết thúc thì khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam và dung dịch thu được chỉ chứa một muối duy nhất. Tính phần trăm khối lượng của Fe trong X.
Hướng dẫn giải
Zn (x) + CuSO4 → ZnSO4 + Cu (x mol)
Fe (y) + CuSO4 → FeSO4 + Cu (y mol)
⇒ Δm = 8y – x = 0,14 (1)
Chất rắn Z pư với dd H2SO4 thu được 1 muối duy nhất ⇒ Z gồm Fe dư và Cu
mc/r giảm = mFe dư = 0,28 gam
65x + 56y = 2,7 – 0,28 = 2,42 gam (2)
Từ (1),(2) ⇒ x = y = 0,02 mol
⇒ %Fe = 51,85%
Câu 9: Cho m gam bột Fe vào 200 ml dung dịch Pb(NO3)2 0,05M; AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,1M; sau một thời gian thu được 3,84 gam hỗn hợp kim loại và dung dịch X. Cho 3,25 gam Zn vào dung dịch X, sau phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,895 gam hỗn hợp kim loại và dung dịch Y. Tính giá trị của m.
Hướng dẫn giải
Ta có: =>
=>
=>
*
Ta có: => Nếu Zn hết => dung dịch muối Y chứa Zn(NO3)2 có số mol bằng số mol của Zn
* > 0,08 vô lý
* Zn dư => dung dịch Y là Zn(NO3)2
* => =>
- Theo sự bảo toàn kim loại

*
*
*
2.3- Dạng 3: Hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối.
a) Phương pháp giải toán:
· Khi đề cho biết đầy đủ số mol các kim loại và muối ban đầu thì viết phản ứng theo đúng thứ tự và tính toán theo phương trình hóa học (chú ý so sánh hóa trị).
· Khi đề bài không cho biết đầy đủ số mol các chất ban đầu thì dựa vào các dữ kiện sau phản ứng (khối lượng chất rắn, số lượng kim loại, số lượng muối, các thí nghiệm phụ của sản phẩm ...) để kết luận chất nào phản ứng hết, chất nào còn dư.
® Phương pháp thường sử dụng:
+ Phương pháp đại số, kết hợp bảo toàn khối lượng, tăng (giảm) khối lượng.
+ Phương pháp phân tích hệ số
+ Phương pháp sử dụng quy tắc hóa trị.
+ Phương pháp giải theo chất ảo (chất đương đương).
(Cấp THPT còn nhiều phương pháp khác: bảo toàn electron, bảo toàn điện tích ...)
b) Ví dụ minh họa
Ví dụ 3: Cho hỗn hợp X gồm 0,15 mol Fe và 0,2 mol Mg vào trong 500ml dung dịch Y chứa copper thời Cu(NO3)2 và AgNO3 đến khi kết thúc phản ứng lọc được 29,60 gam Z gồm 3 kim loại. Hòa tan toàn bộ rắn Z trong dung dịch HCl dư, sau phản ứng hoàn toàn thì khối lượng dung dịch tăng 2,70 gam.
a) Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
b) Tính nồng độ mol/ lit của mỗi muối trong dung dịch Y
Hướng dẫn giải
Các phương trình hóa học có thể xảy ra:
Mg + 2AgNO3 ® Mg(NO3)2 + 2Ag ¯ (1)
Mg + Cu(NO3)2 ® Mg(NO3)2 + Cu ¯ (2)
Fe + 2AgNO3 ® Fe(NO3)2 + 2Ag ¯ (3)
Fe + Cu(NO3)2 ® Fe(NO3)2 + Cu ¯ (4)
Rắn Z gồm 3 kim loại Þ Z gồm Ag,Cu, Fe ® 2 muối ban đầu phản ứng hết.
Fe + 2HCl ® FeCl2 + H2 ­ (5)
Theo (5): 1mol Fe ® 1mol H2 ­ Þ dung dịch tăng = 54 (gam)
Theo đề: tăng = 2,7 (gam) Þ
Gọi x,y lần lượt là số mol AgNO3, Cu(NO3)2 trong dung dịch Y
Sơ đồ bảo toàn Fe,Mg:
Mg Mg(NO3)2 ; FeFe(NO3)2
0,2 0,2 0,1 0,1 (mol)
Ta có:
Nồng độ mol mỗi chất trong dung dịch Y là:

FLưu ý: Có thể giải bài toán này theo quy tắc hóa trị hoặc dùng chất ảo như sau:
· Sử dụng quy tắc hóa trị:
Theo quy tắc hóa trị:
® x + 2y = 0,2.2 + 0,15.2 – 0,05.2 = 0,6
· Sử dụng chất ảo
Đặt M là kim loại đại diện cho Mg,Fe
M + 2AgNO3 ® M(NO3)2 + 2Ag ¯
0,5x x x (mol)
M + Cu(NO3)2 ® M(NO3)2 + Cu ¯
y y y (mol)
® 0,5x + y = 0,3 (1) ; 108x + 64y = 26,8 (2) ® x = 0,1 ; y = 0,25
c) Bài tập giải chi tiết
Câu 10: Cho 3,07 gam hỗn hợp bột kim loại X gồm Al và Fe vào 150 ml dung dịch hỗn hợp gồm Fe(NO3)3 1,0 M và AgNO3 0,5 M, khuấy đều, sau phản ứng thu được m gam kim loại và dung dịch Y (chứa ba muối). Cho từ từ dung dịch NaOH dư, lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi được 16,0 gam một chất rắn khan. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
a) Viết phương trình phản ứng có thể đã xảy ra.
b) Tính m và phần trăm khối lượng của Al và Fe trong X.
(Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Gia Lai, năm học 2011-2012)
Hướng dẫn giải

Theo đề cho Y chỉ có 3 muối ® các muối trong Y là: Al(NO3)3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3. Vậy các chất AgNO3, Al, Fe đều hết.
Kim loại sau phản ứng chỉ có Ag.
Các phương trình hóa học có thể xảy ra:
Al+ 3AgNO3 ® Al(NO3)3 + 3Ag ¯
Al + 3Fe(NO3)3 ® Al(NO3)3 + 3Fe(NO3)2 (nếu Al dư so với AgNO3)
Fe + 2AgNO3 ® Fe(NO3)2 + 2Ag ¯ (nếu AgNO3 dư so với Al)
Fe + 2Fe(NO3)3 ® 3Fe(NO3)2
Fe(NO3)3 +3NaOH ® Fe(OH)3 ¯ + 3NaNO3
Fe(NO3)2 +2NaOH ® Fe(OH)2 ¯ + 2NaNO3
Al(NO3)3 +3NaOH ® Al(OH)3 + 3NaNO3
NaOH +Al(OH)3 ® NaAlO2 + 2H2O
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
2Fe(OH)2 + ½ O2 Fe2O3 + 2H2O
b) m = mAg= 108.0,075 = 8,1gam
Theo bảo toàn mol Fe ®
Þ = 0,1.2 – 0,15 = 0,05 (mol) ®
% ; %mAl = 100% - 91,2% = 8,8%
Câu 11: Cho 23 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3 và Cu(NO3)2, thu được chất rắn Y (gồm 3 kim loại) và dung dịch Z. Hòa tan hết Y bằng dung dịch H2SO4 (đặc, nóng, dư), thu được 15,96 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất của H2SO4, ở đktc). Cho dung dịch NaOH dư vào Z, thu được kết tủa T. Nung T trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 21 gam hỗn hợp rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong X.
Hướng dẫn giải
- Vì tính kim loại của Mg mạnh hơn Fe nên Mg tham gia phản ứng trước, khi đó chất rắn Y gồm 3 kim loại là Ag, Cu và Fe dư.
- Cho X tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3 và Cu(NO3)2:
Mg + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2Ag (1)
- Nếu Mg dư: Mg + Cu(NO3)2 Mg(NO3)2 + Cu (2)
-Nếu Mg phản ứng hết: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (3)
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (4)

onthicaptoc.com Chuyen de 12 An mon hoa hoc va an mon dien hoa