NHUNG BAI TOAN KINH DIEN VE KIM LOAI

MỘT BÀI TOÁN KINH ĐIỂN
1) Nội dung tổng quát:
                     M
 hỗn hợp rắn (M, MxOy)
 M+n + sản phẩm khử                       m gam                   m1 gam                                        (n là số oxi hóa cao nhất của M) (M là kim loại Fe hoặc Cu và dung dịch HNO3 (H2SO4 đặc nóng) lấy vừa đủ hoặc dư) - Gọi: nM = x mol ; ne (2) nhận = y mol → ∑ ne nhường = x.n mol - Theo đlbt khối lượng từ (1) → nO =
mol - ∑ ne nhận = ne (oxi) + ne (2) =
.2 + y =
+ y mol - Theo đlbt mol electron: ∑ ne nhường = ∑ ne nhận → x.n =
+ y - Nhân cả hai vế với M ta được: (M.x).n =
+ M.y → m.n =
→ m.
=
→ m =
(*) - Thay M = 56 (Fe) ; n = 3 vào (*) ta được: m = 0,7.m1 + 5,6.y (1) - Thay M = 64 (Cu) ; n = 2 vào (*) ta được: m = 0,8.m1 + 6,4.y (2) (Khi biết 2 trong 3 đại lượng m, m1, y ta sẽ tính được đại lượng còn lại) 2)
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị m là: A. 38,72 gam                B. 35,50 gam             C. 49,09 gam                   D. 34,36 gam
Hướng dẫn: nNO = 0,06 mol → y = 0,06.3 = 0,18 mol Theo công thức (1) ta có: nFe =
mol → nFe(NO3)3 = 0,16 mol → mmuối khan = 0,16.242 = 38,72 gam → đáp án A
Ví dụ 2: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc thu được V ml khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của V là: A. 112 ml                      B. 224 ml                               C. 336 ml                               D. 448 ml
Hướng dẫn: Thực chất phản ứng khử các oxit là: H2 + O(oxit) → H2O. Vì vậy nO(oxit) = nH2 = 0,05 mol → mFe = 3,04 – 0,05.16 = 2,24 gam Theo công thức (1) ta có: ne nhận (S+6 → S+4) = y =
mol → nSO2 = 0,01 mol → V = 0,01.22,4 = 0,224 lít hay 224 ml → đáp án B
Ví dụ 3: Nung m gam bột Cu trong oxi thu được 37,6 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO và Cu2O. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thấy thoát ra 3,36 lít khí (ở đktc). Giá trị của m là: A. 25,6 gam                         B. 32 gam                      C. 19,2 gam                            D. 22,4 gam
Hướng dẫn: nSO2 = 0,15 mol → y = 0,15.2 = 0,3 mol Theo công thức (2) ta có: m = 0,8.37,6 + 6,4.0,3 = 32 gam → đáp án B