Cách chứng minh axit dư

Dạng toán chứng minh lượng dư nói chung và chứng minh axit dư nói riêng là một dạng bài vô cùng phổ biến trong các kì thi. Cùng tìm hiểu cách giải quyết vấn đề khi gặp dạng bài này như thế nào?

I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG BÀI CHỨNG MINH AXIT CÒN DƯ

Khi gặp bài toán này ta giải như sau:

- Giả sử hỗn hợp chỉ gồm một kim loại (hoặc muối, axit, bazơ) có M nhỏ, để khi chia khối lượng hỗn hợp 2 kim loại ( hoặc hỗn hợp 2 muối) cho M có số mol lớn,rối so sánh với số mol axit còn dư hay hỗn hợp còn dư

* Đặc điểm: “Trong một phản ứng cho biết lượng cả hai chất nhưng chỉ cần lương của một chất thì suy ra được lượng chất còn lại.”

DẠNG 1: Hỗn hợp kim loại hoặc muối tác dụng với axit

* Phương pháp giải: 

1) Cách 1: Phải giả định hỗn hợp 2 kim loại (hoặc 2 muối) đã cho chỉ có 1 kim loại (hoặc 1 muối). Từ đó tính được lượng axit dùng cho mỗi trường hợp và suy ra khoảng giới hạn của lượng axit cần dùng.

+ Nếu dữ kiện cho lượng axit lớn hơn khoảng giới hạn ® lượng axit dư.

+ Nếu dữ kiện cho lượng axit nhỏ hơn khoảng giới hạn ® lượng axit hết.

2) Cách 2: Giả sử hỗn hợp 2 kim loại (hoặc 2 muối) chỉ có 1 1 kim loại (hoặc 1 muối) có khối lượng mol (M) nhỏ hơn (nhỏ nhất) để suy ra số mol hỗn hợp lớn nhất rồi so sánh với số mol axit. Nếu số mol axit lớn hơn số mol hỗn hợp (n_axit > n_hh) → axit dư.

VD1: Hoà tan hoàn toàn 33g hỗn hợp X gồm Fe và Al vào 600ml dung dịch HCl 1,5M. Hỏi X có tan hết không?

VD2: Cho 39,6g hỗn hợp gồm KHSO₃ và K₂CO₃ vào 400g dung dịch HCl 7,3%. Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối với khí hiđro bằng 25,33 và dung dịch A.

a) Hãy chứng minh axit dư.

b) Tính C% các chất trong A.

DẠNG 2: Một kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với dung dịch axit nhưng với lượng khác nhau trong những thí nghiệm khác nhau:

* Phương pháp giải:

- So sánh lượng axit ở 2 thí nghiệm và lượng H₂ thu được ở 2 thí nghiệm để từ đó suy ra một thí nghiệm axit hết và một thí nghiệm axit dư.

VD3: Hỗn hợp A gồm 2 kim loại Mg và Zn, dung dịch B là dung dịch HCl nồng độ x(M)

- Thí nghiệm 1: Cho 20,2g hỗn hợp A vào 2 lít dung dịch B thì thoát ra 8,96 lít H₂ (đktc).

- Thí nghiệm 2: Cho 20,2g hỗn hợp A vào 3 lít dung dịch B thì thoát ra 11,2 lít H₂ (đktc).

Tìm x và tính thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong A.

II. BÀI TẬP MẪU CHỨNG MINH AXIT CÒN DƯ

Hòa tan 13,2 gam hỗn hợp A gồm hai kim loại có cùng hóa trị vào 400ml dd HCl 1,5M.Cô cạn dd sau phản ứng thu được 32,7 gam hỗn hợp muối khan.

Hướng dẫn giải:

Gọi 2 kim loại cần tìm lần lượt là: A, B với số mol tương ứng là a, b.

Số mol axit: 0,4. 1,5 = 0,6 = n (a+ b)

Theo đề bài và phương trình ta có:

(A +35,5n)a +(B + 35,5n)b = 32,7

↔ Aa + Bb +35,5n(a + b) = 32,7

Aa + Bb =11,4 < 13,2. Vậy hỗn hợp tan không hết.

Thể tích H₂ =  0,5. n(a + b). 22,4 = 6,72 lít

 III. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1. Hoà tan hỗn hợp gồm 37,2 gam Zn và Fe trong 1 mol dung dịch H₂SO₄

a. Chứng minh rằng hỗn hợp tan hết.

b. Nếu hoà tan hỗn hợp trên với lượng gấp đôi vào cùng lượng axit trên thì hỗn hợp có tan hết không.

Bài 2. Hoà tan hỗn hợp gồm Mg và Fe trong dung dịch đựng 7,3 gam HCl ta thu được 0,18 gam H₂. Chứng minh sau phản ứng vẫn còn dư axit.

Bài 3. Nguời ta tiến hành 2 thí nghiệm sau:

- TN1: Cho 2,02 gam hỗn hợp Mg, Zn vào cốc đựng 200ml dung dịch HCl . Sau phản ứng đun nóng cho nước bay hơi hết thu được 4,86 gam chất rắn.

- TN2: Cho 2,02 gam hỗn hợp trên vào cốc đựng 400ml dung dịch HCl trên. Sau khi cô cạn thu được 5,57 gam chất rắn.

a. Chứng minh trong TN1 axit hết, TN2 axit dư.

b. Tính thể tích khí bay ra ở TN1.

c. Tính số mol HCl tham gia phản ứng.

d. Tính số gam mõi kim loại

Bài 4. Cho a gam Fe hoà tan trong dung dịch HCl (TN1) sau khi cô cạn dung dịch thu được 3,1 gam chất rắn. Nếu cho a gam Fe và b gam Mg ( TN2) vào dung dịch HCl cũng với lượng trên thì thu được 3,34 gam chất rắn . Biết thể tích H₂ thoát ra ở cả 2 TN đều là 448 ml. Tính a,b biết rằng ở TN2 Mg hoạt động mạnh hơn Fe. Chỉ khi Mg phản ứng xong thì Fe mới phản ứng.

Bài 5. Cho 22 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe phản ứng với dung dịch chứa 0,6 mol HCl . Chứng minh hỗn hợp X tan hết.

Bài 6. Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 0,25mol HCl và 0,125 mol H₂SO₄ ta thu được dung dịch B và 4,368 lit H₂.

a. Chứng minh trong dung dịch vẫn còn dư axit.

b. Tính % các kim loại trong A.

Bài 7. Hoà tan 7,8 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn vào dung dịch H₂SO₄. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 2,24 lit khí. Chứng minh sau phản ứng kim loại vẫn còn dư.

Bài 8. Cho 3,87 gam hỗn hợp gồm Mg và Al tác dụng với 500 ml dung dịch HCl 1M

a. Chứng minh rằng sau phản ứng với Mg và Al , axit vẫn còn dư ?

b. Nếu phản ứng trên làm thoát ra 4,368 lít khí H₂ (đktc) . Hãy tính số gam Mg và Al đã dùng ban đầu  ?

c. Tính thể tích dung dịch đồng thời NaOH 2M và Ba(OH)₂ 0,1M cần dùng để trung hòa hết lượng axit còn dư ?

Bài 9. Hòa tan 31,9 gam hỗn hợp BaCl₂ và CaCl₂ vào nước được dung dịch A . Cho toàn bộ dung dịch A tác dụng với 500 ml dung dịch Na₂CO₃ 2M thấy xuất hiện một lượng kết tủa

a. Chứng tỏ rằng lượng kết tủa ở trên thu được là tối đa ?

b. Nếu cho toàn bộ lượng dung dịch A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ thì thu được 53,4 gam kết tủa . Xác định % về khối lượng mỗi muối đã dùng ban đầu ?

Bài 10. Cho 8,4 gam hỗn hợp Zn và Mg tác dụng với 500 ml dung dịch HCl 2M

a. Chứng minh rằng sau phản ứng axit vẫn còn dư ?

b. Nếu thoát ra 4,48 lít khí ở đktc . Hãy tính số gam Mg và Al đã dùng ban đầu

c. Tính thể tích đồng thời của 2 dung dịch KOH 0,5 M và Ba(OH)₂ 1M cần dùng để trung hòa hết lượng axit còn dư ?