20 bài tập về kim loại tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng) có đáp án và lời giải chi tiết

Phương pháp giải:

- Vì Z có khối lượng lớn hơn X nên Zn phản ứng hết, Fe phản ứng một phần

- Gọi số mol Zn và Fe phản ứng lần lượt là a và b

- Biểu diễn khối lượng hỗn hợp X (1)

- Biểu diễn khối lượng hỗn hợp Z (2)

- Giải ra a, b

- Tính %m_Fe

Lời giải chi tiết:

Vì m_Z > m_X nên Zn phản ứng hết, Fe phản ứng một phần

Đặt a, b là số mol Zn và Fe đã phản ứng.

Ta có: m_X = 65a + 56b + 0,28 = 2,7

Và m_Z = 64(a + b) + 0,28 = 2,84

→ a = b = 0,02

\( \to \% {m_{F{\rm{e}}}} = \frac{{56b + 0,28}}{{{m_X}}}.100\%  = 51,85\% \)

Đáp án B

Phương pháp giải:

- Tính số mol gốc Cl^- theo số mol H₂

- Áp dụng bảo toàn khhối lượng cho muối clorua, tinh khối lượng muối.

Lời giải chi tiết:

\({n_{C{l^ - }}} = 2{n_{{H_2}}} = 0,6\,\,mol\)

\( \to {m_{muoi}} = {m_{KL}} + {m_{C{l^ - }}} = 35,8\,\,gam\)

Đáp án B

Phương pháp giải:

2 kim loại tác dụng với 1 dd muối thì kim loại mạnh sẽ phản ứng trước, khi nào hết mới đến kim loại yếu hơn.

Đề bài cho thu được hh 2 kim loại sau phản ứng → gồm Ag và Fe dư

Vậy Al, Ag₂SO₄ pư hết, Fe phản ứng 1 phần

Lời giải chi tiết:

n_Fe = 2,8 : 56 = 0,05 (mol)

n_Al = 2,7 : 27 = 0,1 (mol)

Sau phản ứng thu được 2 kim loại → 2 kim loại gồm: Ag và Fe dư. Vậy Al và Ag₂SO₄ pư hết. Phản ứng xảy ra theo thứ tự sau:

           2Al + 3Ag₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6Ag↓

(mol) 0,1   → 0,15                             → 0,3

                  Còn 0,025

           Fe   +  Ag₂SO₄ → FeSO₄ + 2Ag↓

(mol)0,025 ← 0,025                 → 0,05

Vậy sau phản ứng thu được: Ag: 0,3 + 0,05 = 0,35 (mol) và Fe dư: 0,05 – 0,025 = 0,025 (mol)

→ m = 0,35.108 + 0,025.56 = 39,2 (g)

Đáp án D

Phương pháp giải:

- Viết phương trình hóa học 

- Tính toán theo PTHH

Lời giải chi tiết:

Gọi kim loại là M

\(n_M=\dfrac{{2.52}}{{M}}\)

\(n_{{muoi}}=\dfrac{{6,84}}{{2M+96x}}\)

\(2M+xH_2SO_4 \to  M_2(SO_4)_x +xH_2\)

Ta có \(n_M=2n_{{muoi}}\)

→ \(\dfrac{{2.52}}{{M}}=\dfrac{{2\times6,84}}{{2M+96x}}\)

→ M = 28.x

Vì M là kim loại nên x có giá trị 1, 2, 3

+ Nếu x = 1 → M = 28 (loại)

+ Nếu x = 2 → M = 56 (Fe)

+ Nếu x = 3 → M = 84 (loại)

Đáp án B

Phương pháp giải:

- Sau phản ứng thu được chất rắn → axit phản ứng hết 

- BTNT "H" → số mol hiđro → số mol Cu

Lời giải chi tiết:

Sau phản ứng thu được chất rắn → axit phản ứng hết

BTNT "H" \(n_{H^+}=n_{HCl}+2n_{H_2SO_4}=2n_{H_2}=0,01+2\times0,05=0.11mol\)

→ \(n_{H_2}=0,055mol\)

\( CuO +H_2 \to Cu + H_2O\)

\(n_{Cu}=n_{H_2}=0,055mol\)

→ \(m_{Cu}=3,52g\)

Đáp án B

Phương pháp giải:

- Chất rắn không tan là Cu

- Viết phương trình hóa học Fe và Al tác dụng HCl

- Lập hệ phương trình tính số mol Fe và Al 

- Tính khối lượng và % từng chất

Lời giải chi tiết:

Chất rắn không tan là Cu → \(m _{Fe+Zn}=6-1,86=4,14g\)

Gọi số mol Fe, Al là x, y

\(Fe+2HCl \to FeCl_2+H_2\)

\(2Al+6HCl \to 2AlCl_3+3H_2\)

y    →                                3/2 y

Ta có hệ x + 3/2 y = 0,135 (1); 56x + 27y = 4,14

→ x = 0,045; y = 0,06

→ \(m_{Fe}=2,52g; \; m_{Al}=1,62g\)

\(\% {m_{Fe}} = \frac{{2,52}}{6} \times 100\%  = 42\% \)

\(\% {m_{Al}} = \frac{{1,62}}{6} \times 100\%  = 27\% \)

\(\% {m_{Cu}} = 100\%  - 42\%  - 27\%  = 31\% \)

Đáp án C

Phương pháp giải:

Xác định phản ứng xảy ra trước.

Lời giải chi tiết:

Mg phản ứng với Fe³⁺ tạo Mg²⁺ → khối lượng thanh Mg giảm

Đáp án C

Phương pháp giải:

- Khối kim loại giảm là khối lượng kim loại phản ứng

- Gọi kim loại cần tìm là M có hóa trị x

- Số mol kim loại theo số mol hiđro → phương trình giữa M và x → Lập bảng tìm M và x.

Lời giải chi tiết:

Khối lượng kim loại giảm bằng khối lượng kim loại đã phản ứng bằng: 50.0,0168 = 0,84 (gam)

Đặt kim loại là M (hoá trị n), ta có PTHH:

2M + 2nH⁺  →  2Mⁿ⁺ +  nH₂

\(\dfrac{{0,03}}{n}\)                   ←   0,015 (mol)

\(\to {M_M} = \dfrac{{0,84}}{ {0,03}}n = 28n\)

Lập bảng biện luận:

Đáp án A

Phương pháp giải:

- Khi cho hỗn hợp Ag và Al vào HCl dư thì chỉ có Al phản ứng:

- Viết và tính theo PTHH: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Lời giải chi tiết:

\({n_{{H_2}}} = \frac{{3,36}}{{22,4}} = 0,15(mol)\)

Khi cho hỗn hợp Ag và Al vào HCl dư thì chỉ có Al phản ứng:

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

0,1 ←                              0,15 (mol)

→ m_Al = 0,1.27 = 2,7 gam

→ m_Ag = 5 - 2,7 = 2,3 gam

\( \to \% {m_{Ag}} = \frac{{2,3}}{5}.100\%  = 46\% \)

Đáp án A

Phương pháp giải:

- Tổng quát: Kim loại + HCl → Muối + H₂

- Bảo toàn nguyên tố H → \({n_{HCl}} = 2{n_{{H_2}}}\)

Bảo toàn khối lượng → \({m_{muoi}} = {m_X} + {m_{HCl}} - {m_{{H_2}}}\)

Lời giải chi tiết:

\({n_{{H_2}}} = \frac{{2,352}}{{22,4}} = 0,105(mol)\)

Tổng quát: Kim loại + HCl → Muối + H₂

Bảo toàn nguyên tố H → \({n_{HCl}} = 2{n_{{H_2}}} = 2.0,105 = 0,21(mol)\)

Bảo toàn khối lượng → \({m_{muoi}} = {m_X} + {m_{HCl}} - {m_{{H_2}}} = 3,53 + 0,21.36,5 - 0,105.2 = 10,985(g)\)

Đáp án D

Phương pháp giải:

Khối lượng dung dịch tăng là m_{dd tăng} = m_{kim loại} - m_H2, từ đó tính được khối lượng H₂.

Lập hệ phương trình về khối lượng hỗn hợp kim loại và khối lượng H₂ để tính số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Lời giải chi tiết:

Khối lượng dung dịch tăng là m_{dd tăng} = m_{kim loại} - m_H2 → m_H2 =5,95 - 5,55 = 0,4 (g) → n_H2 = 0,2 mol

Đặt số mol Al là x mol; số mol Zn là y mol. Ta có: m_hh = 27x + 65y = 5,95 (g) (1)

2Al + 3H₂SO₄ →Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Ta có: n_H2 = 1,5n_Al + n_Zn = 1,5x + y = 0,2 (mol) (2)

Giải hệ (1) và (2) ta có: x = 0,1 và y = 0,05

Vậy m_Al = 0,1.27 = 2,7 gam và m_Zn = 0,05.65 = 3,25 (g)

Đáp án C

Phương pháp giải:

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với NaOH dư thì chỉ có Al phản ứng. Từ số mol H₂ suy ra số mol Al.

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với HCl thì có Al và Mg đều phản ứng. Từ số mol H₂ suy ra số mol Mg.

- Tính khối lượng của hỗn hợp.

Lời giải chi tiết:

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với NaOH dư thì chỉ có Al phản ứng:

Ta có: \({n_{{H_2}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\left( {mol} \right)\)

PTHH: 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3 H₂ (1)

           0,2 ←                                                 0,3  (mol)

→ m_Al = 0,2 . 27 = 5,4 (g)

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với HCl thì có Al và Mg đều phản ứng:

Ta có: \({n_{{H_2}}} = \frac{{12,32}}{{22,4}} = 0,55\left( {mol} \right)\)

PTHH: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ (3)

           0,25 ←                      0,55 - 0,3 = 0,25 (mol)

            2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ (2)

            0,2 →                             0,3 (mol)

→ m_Mg = 0,25. 24 = 6 (g)

Vậy m = m_Al + m_Mg = 5,4 + 6 = 11,4 (g)

Phương pháp giải:

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với NaOH dư thì chỉ có Al phản ứng. Từ số mol H₂ suy ra số mol Al.

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với HCl thì có Al và Mg đều phản ứng. Từ số mol H₂ suy ra số mol Mg.

- Tính khối lượng của hỗn hợp.

Lời giải chi tiết:

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với NaOH dư thì chỉ có Al phản ứng:

Ta có: \({n_{{H_2}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\left( {mol} \right)\)

PTHH: 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3 H₂ (1)

           0,2 ←                                                 0,3  (mol)

→ m_Al = 0,2 . 27 = 5,4 (g)

- Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với HCl thì có Al và Mg đều phản ứng:

Ta có: \({n_{{H_2}}} = \frac{{12,32}}{{22,4}} = 0,55\left( {mol} \right)\)

PTHH: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ (3)

           0,25 ←                      0,55 - 0,3 = 0,25 (mol)

            2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ (2)

            0,2 →                             0,3 (mol)

→ m_Mg = 0,25. 24 = 6 (g)

Vậy m = m_Al + m_Mg = 5,4 + 6 = 11,4 (g)

Đáp án D

Phương pháp giải:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Dùng định luật BTKL để tìm số mol của H₂ và HCl, từ đó tìm được V₁ và V₂.

Lời giải chi tiết:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Đặt số mol H₂ là x mol

Theo PTHH ta có: n_HCl = 2.n_H2 = 2x (mol)

Theo định luật bảo toàn khối lượng: m_{kim loại} + m_HCl = m_{muối clorua} + m_H2

→ 8,9 + 2x.36,5 = 23,1 + 2x → x = 0,2

Vậy:

n_HCl = 2x = 0,4 (mol) ⟹ V₁ = n_HCl/C_M = 0,4/2 = 0,2 (lít)

n_H2 = x = 0,2 mol ⟹ V₂ = 0,2.22,4 = 4,48 (lít)

Đáp án A

Lời giải chi tiết:

Đáp án B

Phương pháp giải:

Sơ đồ: KL + H₂SO₄ → Muối + H₂

Bảo toàn nguyên tố H tính được số mol của H₂SO₄: n_H2SO4 = n_H2

Bảo toàn khối lượng tính được khối lượng của muối: m_muối = m_KL + m_H2SO4 - m_H2

Lời giải chi tiết:

Sơ đồ: KL + H₂SO₄ → Muối + H₂

Bảo toàn H → n_H2SO4 = n_H2 = 1,344/22,4 = 0,06 mol

Bảo toàn khối lượng → m_muối = m_KL + m_H2SO4 - m_H2 = 1,9 + 0,06.98 - 0,06.2 = 7,66 gam

Đáp án A

Phương pháp giải:

Cho hh Mg và Cu vào dd H₂SO₄ loãng chỉ có Mg pư, Cu không phản ứng.

Đổi số mol H₂ theo công thức: n_H2(đktc) = V_H2/22,4 = ?

Tính số mol Mg theo số mol H₂ dựa vào PTHH: Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑

→ m_Mg = n_Mg×M_Mg = ? (g)

Lời giải chi tiết:

Cho hh Mg và Cu vào dd H₂SO₄ loãng chỉ có Mg pư, Cu không phản ứng.

n_H2(đktc) = V_H2 /22,4 = 3,36/22,4 = 0,15 (mol)

PTHH: Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑

Theo PTHH: n_Mg = n_H2 = 0,15 (mol)

→ m_Mg = n_Mg×M_Mg = 0,15×24 = 3,6 (g)

Đáp án B

Phương pháp giải:

So sánh thấy n_H+ > 2n_H2 → Axit dư, kim loại hết

Đặt n_Mg = x và n_Al = y (mol)

+) Từ khối lượng hỗn hợp kim loại → (1)

+) Bảo toàn e → (2)

Giải hệ phương trình được x, y

Tính %m_Mg

Lời giải chi tiết:

Ta có: n_H+ = n_HCl + 2n_H2SO4 = 0,5 mol; n_H2 = 0,195 mol

Nhận thấy n_H+ > 2n_H2 → Axit dư, kim loại hết

Đặt n_Mg = x và n_Al = y (mol)

+) m_{hh X} = 24x + 27y = 3,87 (1)

+) Áp dụng bảo toàn e: 2n_Mg + 3n_Al = 2n_H2 → 2x + 3y = 0,39 (2)

Giải (1) (2) được x = 0,06 và y = 0,09

→ %m_Mg = (0,06.24/3,87).100% = 37,21%

Đáp án C

Phương pháp giải:

Bảo toàn nguyên tố

Lời giải chi tiết:

Phản ứng tổng quát chung: M + 2HCl → MCl₂ + H₂

Theo PTHH: n_HCl = 2n_H2 = 2.(0,672/22,4) = 0,06 mol

BTKL: m_X + m_HCl = m_muối + m_H2

→ 1,77 + 0,06.36,5 = m + 0,03.2

→ m = 3,9 gam

Đáp án D

Phương pháp giải:

- Viết phương trình hóa học xảy ra

- Mg, Zn phản ứng với dung dịch HCl 

- Chất rắn không phản ứng với axit là Cu, từ khối lượng oxit → khối lượng Cu → khối lượng Mg và Zn

- Từ số mol khí H₂ và khối lượng Mg, Zn lập hệ phương trình số mol và khối lượng của Mg, Zn → số mol từng chất

- Tính % khối lượng từng chất.

Lời giải chi tiết:

Khi cho hỗn hợp KL vào HCl thì chỉ có Mg và Zn phản ứng, Cu không phản ứng.

(1) Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

(2) Zn + 2HCl → ZnCl₂  + H₂

Chất rắn là Cu, đốt cháy trong oxi thì:

(3) 2Cu + O₂ →  2CuO

Theo (3) thì: \({n_{Cu}} = {n_{CuO}} = \frac{4}{{80}} = 0,05(mol) \to {m_{Cu}} = 0,05.64 = 3,2(g)\)

Đặt n_Mg = x và n_Zn = y mol

Ta có hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}{m_{hh}} = 24x + 65y + 3,2 = 8,85\\{n_{{H_2}}} = x + y = 0,15\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}x = 0,1\\y = 0,05\end{array} \right.\)

Vậy:

\(\% {m_{Mg}} = \frac{{0,1.24}}{{8,85}}.100\%  = 27,12\% \)

\(\% {m_{Cu}} = \frac{{3,2}}{{8,85}}.100\%  = 36,16\% \)

\(\% {m_{Zn}} = 100\%  - 27,12\%  - 36,16\%  = 36,72\% \)

Đáp án C