Bài tập Đại cương về kim loại có lời giải (mức độ vận dụng cao)

Giải thích: Đáp án D

AgNO₃ : x (mol)

Cu(NO₃)₂ : y (mol)

Dd Y : Cu(NO₃)₂ : 0,5x + y (mol)

Dd Z : Fe(NO₃)₂ : 0,5x + y (mol)

Vì sự chênh lệch khối lượng muối là do kim loại Cu thay thế Ag; Fe thay thế Cu còn NO₃^- bảo toàn nên :

                        2b   =   a + c

=>2 ( 0,5. x + y). 64 = 108x + 64y + (0,5x + y).56

=> 72x = 8y

=> 9x = y => x : y = 1: 9

Giải thích: Đáp án C

n _Cl = 0,2 mol  => n _Cl2 = 0,1 mol

2 H₂O  → 4 H⁺ + O₂ + 4 e

n _O2 = 0,05 mol => n _H+ = 0,2 mol = n _HNO3

Fe + 4 HNO₃→   Fe(NO₃)₃ + 2 H₂O + NO

 0,05 <= 0,2      =>  0,05

Fe +     2 Fe(NO₃)₃   →    3 Fe(NO₃)₂

0,025    <=0,05

=> m _Fe  = 56 . ( 0,025 + 0,05 ) =  4,2 gam > 2,6 gam

=> có phản ứng của Fe với muối Cu²⁺

Fe + Cu(NO₃)₂→     Fe(NO₃)₂  + Cu

=> m _{tăng của} ­_{phản ứng}   = 4,2 – 2,6 = 1,6 g

=> n _Cu(NO3)2 = 1,6 : (64 – 56 ) = 0,2 mol ( tăng theo thực tế chia cho tăng theo 1 mol )

tổng số mol Cu(NO₃)₂  = 0,2 + 0,2 = 0,4 mol

Giải thích: Đáp án A

Khi điện phân t (s)

43,24 = (M + 96).x + 58,5.y⁽¹⁾

Catot(-) : M²⁺ + 2e -> M

Mol           x   ->  2x

                2H₂O + 2e -> H₂ + 2OH^-

Mol                (0,4 – 2x)

Anot(+) : 2Cl^- -> Cl₂ + 2e

n_e = 0,4 mol

=> n_Cl2 = 0,2 mol ; n_NaCl = 0,4 mol = y

=> (M + 96)x = 19,84⁽²⁾

(Vì điện phân chỉ ngừng khi nước bắt đầu điện phân ở cả 2 điện cực, mà ở Anot chỉ có Cl₂

=> nước chưa bị điện phân ở anot)

Với 2t (s) => n_e = 0,8 mol

Anot : 2H₂O + 2e -> O₂ + 4H⁺ + 4e

=> m_{dd giảm} = M.x + 2.(0,2 – x + 0,2) + 0,2.71 + 0,1.32 = 25,496⁽³⁾

Từ (2,3) => x = 0,128 ; M = 59 (Ni)

Giải thích: Đáp án A

n_Al2O3 = 0,1 ; n_khí = 0,15

Dung dịch X hòa tan được Al₂O₃ => X có môi trường axit hoặc bazo

(*)TH₁ : Dung dịch X có môi trường axit

Catot (-) : Cu²⁺ + 2e -> Cu

Anot (+) : 2Cl^- -> Cl₂ + 2e

                2H₂O -> O₂ + 4H⁺ + 4e

Al₂O₃ + 6H⁺ -> 2Al³⁺ + 3H₂O

=> n_O2 = ¼ n_H+= ¼ . 6n_Al2O3 = 0,15 mol = n_khí. Tức là Cl^- chưa tham gia phản ứng điện phân (Loại)

(*)TH₂ : Dung dịch X có môi trường bazo

Catot (-) : Cu²⁺ + 2e -> Cu

                 2H₂O + 2e -> 2OH^- + H₂

Anot (+) : 2Cl^- -> Cl₂ + 2e

Al₂O₃ + 2OH^- -> 2AlO₂^- + H₂O

=> n_OH = 2n_Al2O3 = 0,2 mol

n_Cl2 = 0,15 mol => Bảo toàn e : 2n_Cu + n_OH = 2n_Cl2 => n_Cu = 0,05 mol

=> n_NaCl = n_Cl = 0,3 mol ; n_CuSO4 = n_Cu2+ = 0,05 mol

=> m = 25,55g

Giải thích: Đáp án C

n_MgCl2 = n_NaCl = 0,2 mol => ∑n_Cl­- = 0,2.2 + 0,2 = 0,6 mol

Tại catot: xảy ra quá trình oxi khử H₂O                      Tại anot: Xảy ra quá trình oxi hóa Cl^-

2H₂O +2e → H₂ + 2OH^-                                                        2Cl^- → Cl₂ + 2e

            0,3 → 0,15  → 0,3                                                               0,15←0,3

Khối lượng giảm = m_↓ + m_↑

= m_Mg(OH)2 + m_H2 + m_Cl2

= 0,15.58 + 0,15.2 + 0,15.71 = 19,65g

Chú ý:

Tính khối lượng kết tủa của Mg(OH)₂

Giải thích: Đáp án D

Dung dịch X chứa 2 muối nên AgNO3 phản ứng hết. Dung dịch X gồm Zn(NO3)2 và Cu(NO3)2.

PTHH

Giải thích: Đáp án C

CO+O(trong FeO+Fe₂O₃) →CO₂

1                                          1     m↑=44-28=16 g

a                                           a    m↑=16a

Do n_A = n_B => m_B / m_A = (50+16a) /50 = 1,208 => a = 0,65 mol.

Ta có:

56x + 160y = 44

x + 3y = n_Copu = 0,65

=> x = 0,5; y = 0,05 (mol).

BTNT Fe: 3nFe₃O₄ = nFeO + 2nFe₂O₃ => nFe₃O₄ = 0,2 mol f

Al⁰  - 3e → Al^{+ 3}                                  H⁺ + 2e → H₂

Fe₃ ^+8/3 -1e → 3Fe ^{+ 3}                             Fe₃^+8/3 + 2e→ 3Fe ⁺²

Đặt n_Al = b mol. Bảo toàn e: 3b + + 1/3n_Fe3+ = 2n_H2  + 3/2n_Fe2+  => b = 91/180 mol.

=> m=91/180.27+0,2.232= 60,05 gam.

BTNT S: n_H2SO4pu = 3n_Al2(SO4)3 + n_FeSO4 + 3n_Fe2(SO4)3 = 3.91/360 + 0,5 + 3.0,05 = 169/120 mol.

=>V=169/120 /0,7=169/84 lít.

=> m - V= 60,5 - 169/84  = 58,038 ≈ 58,04

Giải thích: Đáp án D

Do dung dịch sau điện phân chứa 2 chất là: Na₂SO₄ và NaOH. Tỉ lệ mol CuSO₄ và NaCl là 1:3 nên Cu²⁺ bị điện phân hết trước.

Al₂O₃+2OH^- → 2AlO₂^-+H2O

=>n_OH-=2n_Al2O3=0,05 mol.

Quá trình điện phân:

Cu²⁺ + 2Cl^- →Cu + Cl₂

a            2a          a       a

2Cl^- +    2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2OH^-

a(=3a-2a)            0,5a   0,5a  a=0,05

m _giảm=64a+71a+71.0,5a+2.0,5a=8,575 gam<10,375

=> H₂O bị điện phân: m_H2O=10,375-8,575=1,8 gam

H₂O→H₂+0,5O₂

0,1      0,1  0,05 mol

Tại anot: 0,075 mol Cl₂, 0,05 mol O₂

=> n_e=0,075.2+0,05.4=0,35 mol=>t=n_e.96500/I=0,35.96500/2,68=12602,6 giây=3,5 giờ.

Giải thích: Đáp án A

Do dung dịch sau điện phân chứa 2 chất là: Na₂SO₄ và NaOH. Tỉ lệ mol CuSO₄ và NaCl là 1:3 nên Cu²⁺ bị điện phân hết trước.

Al + OH^-→AlO₂^-+ 1,5H₂

=>n_OH-=n_H2/1,5=0,05 mol.

Quá trình điện phân:

Cu²⁺ + 2Cl^- →Cu + Cl₂

a            2a          a       a

2Cl^- +    2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2OH^-

a(=3a-2a)            0,5a   0,5a  a=0,05

m _giảm= 64a + 71a + 71.0,5a + 2.0,5a = 8,575 gam < 10,375

=> H₂O bị điện phân: m_H2O= 10,375-8,575  = 1,8 gam

H₂O→H₂+0,5O₂

0,1      0,1  0,05 mol

Tại anot: 0,075 mol Cl₂, 0,05 mol O₂

=> n_e= 0,075.2 + 0,05.4 = 0,35 mol=> t = n_e.96500/I=0,35.96500/1,34=25205,2 giây = 7 giờ.

Chú ý: H₂O bị điện phân

Giải thích: Đáp án B

+ t giây

Catot: Mⁿ⁺ +ne → M

                    4a

Anot: H₂O -2e → 0,5O₂ + 2H⁺

                    4a         a

+ 2t giây

Catot:

Mⁿ⁺ +ne → M

7a        7a

H₂O + 1e → 0,5H₂+OH^-

a        0,5a

Anot: H₂O -2e → 0,5O₂ + 2H⁺

8a         2a

Giải thích: Đáp án C

Khi điện phân AgNO₃ :

Catot : Ag⁺ + 1e -> Ag

Anot : 2H₂O -> 4H⁺ + 4e + O₂

- Mg + X thu được hỗn hợp kim loại => Ag⁺ dư

- Hỗn hợp kim loại + HCl => n_Mg = n_H2 = 0,005 mol => n_Ag  = 0,002 mol

Hỗn hợp khí là sản phẩm khử của Mg với H⁺ và NO₃^- (Mg dư)

n_NO + n_N2O = 0,005 mol

m_NO + m_N2O = 2.19,2.0,005 = 0,192g

=> n_NO = 0,002 ; n_N2O = 0,003 mol

Gọi n_NH4NO3 = x mol

Bảo toàn e : n_Mg(NO3)2 = n_{Mg + HNO3} + n_{Mg + Ag+} = ½ (3n_NO + 8n_N2O + 8n_NH4NO3) + ½ n_Ag

= ½ (3.0,002 + 8.0,003 + 8x) + ½ .0,002 = 0,016 + 4x

=> m_muối = m_Mg(NO3)2 + m_NH4NO3 = 148(0,016 + 4x) + 80x = 3,04g

=> x = 0,001 mol

=> n_H+(X) = 4n_NO + 10n_N2O + 10n_NH4NO3 = 0,048 mol = n_e

Định luật Faraday : n_e.F = It => t = 2316 (s)

Giải thích: Đáp án C

+ Bình 1: n_NaOH=0,0346 mol

Sau khi x mol H₂O bị điện phân thì thể tích dung dịch còn lại là 20-18x (ml)

=> C_M=0,0346/[(20-18x)/1000] = 2

=> x=0,15

=> n_e = 2x = 0,3

Bình 2:

Tại catot:

Cu²⁺ +2e → Cu

0,15.....0,3

Cu²⁺ dư 0,225-0,15=0,075 mol

Tại anot:

Cl^- -1e → 0,5 Cl₂

0,2→0,2

H₂O – 2e → 0,5O₂ + 2H⁺

            0,1       →      0,1

Dung dịch trong bình 2 sau điện phân gồm: 0,075 mol Cu²⁺; H⁺: 0,2+0,1=0,3 mol

Khi cho 0,25 mol Fe vào:

         3Fe      +    8H⁺ + 2NO₃^- →     3Fe²⁺ + 2NO + 4H₂O

Bđ:   0,25            0,3       0,45

Pư: 0,1125←      0,3  →0,075

Sau: 0,1375

         Fe         +        Cu²⁺      →        Fe²⁺     +        Cu

Bđ:0,1375               0,075

Pư:0,075     ←         0,075                                  →0,075

Sau:0,0625                                                                  0,075

=> m _{chất rắn} =  0,0625.56+0,075.64=8,3 gam

Giải thích: Đáp án A

PTHH:  4AgNO₃ + 2H₂O → 4Ag ↓ + O₂ ↑  + 4HNO₃

                   x                  →     x  → 0,25x   → x

Gọi n_AgNO3 bị điện phân là x (mol)

Ta có: m_{dd giảm} = m_Ag + m_O2

=> 108x + 0,25x. 32 = 9,28

=> x = 0,08 (mol)

Theo đề bài dd X là AgNO₃ và HNO₃ có nồng độ mol/l bằng nhau => n_AgNO3 dư = n_HNO3 = 0,08 (mol)

Fe + 4H⁺ + NO₃^- → Fe³⁺ + NO + 2H₂O  (1)

PƯ    0,02 ←0,08→0,02→ 0,02

Dư     0,03                0,14

            Fe   +   2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag↓     (2)

Pư       0,03 → 0,06 →   0,03

Dư                    0,02

            Ag⁺ + Fe²⁺ → Fe³⁺ + Ag↓   (3)

Pư  0,02 → 0,02→    0,02

Sau phản ứng (1), (2) (3) => n_Fe2+ = n_{Fe2+ (2)} – n_{Fe2+ (3)} = 0,03- 0,02 = 0,01 (mol)

n_Fe3+ = n_{Fe3+ (1)} + n_{Fe3+ (3)} = 0,02 + 0,02 = 0,04 (mol)

Vậy dd Y gồm : Fe(NO₃)₂: 0,01 mol; Fe(NO₃)₃: 0,04 (mol)

=> m= 0,01. 180 + 0,04. 242 = 11,48 (g)

Giải thích: Đáp án C

Do dung dịch X là phenol phâtlein hóa hồng nên dung dịch X có MT bazơ nên dung dịch sau phản ứng hòa tan Al₂O₃ là OH^-; (H₂O đã điện phân bên catot, còn anot chưa đp H₂O)

Suy ra n(Cl₂) = n (khí anot) = 0,4=0,5y; vậy y=0,8

Bảo toàn e có n(e trao đổi) = 2x+0,4=y=0,8, nên x=0,2

Vậy m = 160.0,2 + 58,5.0,8 = 78,8

Giải thích: Đáp án C

Quan sát đồ thị ta thấy:

m_Fe(OH)3 = 5,236 gam => n_Fe(OH)3 = 0,048 mol

n_{HNO3 dư} = 0,296 mol => n_{HNO3 pư} = 0,8 – 0,296 = 0,504 mol

Phần 1: Cho X tác dụng với H₂SO₄ đặc cũng như cho hỗn hợp đầu tác dụng

BT e: 3n_Al = 2n_SO2 => n_Al = 2.0,09/3 = 0,06 mol

Phần 2: Cho X tác dụng với HNO₃ cũng như cho hỗn hợp đầu tác dụng

Al + 4HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

0,06→0,24

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

0,024←0,144←0,048

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

0,02 ←0,504-0,24-0,144 = 0,12

m_{Cr2O3 (1 phần)} = 0,02.152 = 3,04 gam

=> m_Cr2O3 = 6,08 gam