Phương pháp "Giải bài toán 2 kim loại với dung dịch muối"

PHƯƠNG PHÁP 
 "GIẢI BÀI TOÁN 2 KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH MUỐI "
Dàn bài :
 A/ Đặtvấn đề: 
Nêu mục đích cần thiết của phương pháp 
B/ Giải quyết vấn đề 
Nêu phương pháp khi giải bài tập 2kim loại vào 1dung dịch muối và một số bài tập vận dụng 
C/kết luận 
D/ Bài học kinh nghiệm :
I/Đặt vấn đề 
Khi 2 kim loại tác dụng với 1muối ta thường băn khoăn kim loại nào phản ứng trước kim loại nào phản ứng sau, kim loại nào dư. Vì vậy trong quá trình giải phải xét rất nhiều trường hợp. bài toán thêm phức tạp. Vì vậy 
để giải nhanh các bài tập hóa học .Học sinh không những nắm được bản chất phản ứng hóa học Nắm được phương pháp giải đặc trưng cho mỗi loại bài tập mà còn đỏi hỏi học sinh nhận ra cách giải nhanh Dựa vào mối quan hệ các dự kiện của đề ra để có phương pháp giải đỡ phức tạp và giúp rèn luyện tư duy, rèn luyện trí tuệ cho học sinh. Có rất nhiều cách giải bài tập, song tùy theo thể loại bài tâp, mỗi dang bài tập cần có phương pháp giải phù hợp 
II/ Giải quyết vấn đề :
*Ví dụ 1 : Cho 2,14 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu tác dụng với 0,2 lít dung dịch AgNO3. Sau khi cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch B và 7,186 gam chất rắn C. Cho B tác dụng với NaOH dư lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 2,56 gam chất rắn 
 a/Tìm % khối lượng mỗi kim loại trong A
 b/ CM của dung dịch AgNO3
*Phương pháp giải :
• Giả sử muối dư kim loại hết 
Nếu dung dịch muối dư tức 2 kim loại hết vậy chất rắn thu được phải hoàn toàn là khối lượng kim loại trong muối nếu khối lượng tính trái với giả thiết tức kim loại dư 
=>có kim koại dư nên chất rắn thu được khác với kết quả của bài toán và ta 
• Đặt ẩn cho 2 kim loại phản ứng số mol và điều kiện cho từng kim loại. kim loại mạnh hơn phải >0, kim loại yếu hơn ≥0 và khi giải nếu kim loại yếu hơn cho =0 tức kim loại chưa phản ứng và nếu > 0 tức đã phản ứng 
Cách giải bài toán trên như sau :
Các phản ứng có thể xảy ra 
Fe + 2 AgNO3 Fe(NO3)2 + 2 Ag↓
Cu + 2 AgNO3 Cu(NO3)2 + 2 Ag↓
• Giả sử muối AgNO3 dư => Fe, Cu hết 
x, y là số mol của Fe, Cu phản ứng 
vì Cu, Fe hết nên hỗn hợp rắn C toàn Ag . Theo bài ra ta có phương trình 
 56x + 64y = 2,144 (1)
 ( 2x + 2y)108 = 7,186
 Từ (1) ta có 64x + 64y > 56x + 64y
 x + y >
=> mAg = 0.335 . 2 . 108 = 72,08 > 7,186 => rắn C chứa Fe, Cư dư 
• Gọi a, b lần lượt là số mol Fe, Cu phản ứng 
 a >0 b ≥ 0 ( Nếu b = 0 tức Cu chưa phản ứng , nếu b> 0 tức Cu đã phản ứng chứng tỏ Fe hết )
Theo bài ra ta có phương trình :
Fe + 2 AgNO3 Fe(NO3)2 + 2 Ag↓
a mol 2a mol a mol 2a mol
Cu + 2 AgNO3 Cu(NO3)2 + 2 Ag↓
bmol 2bmol bmol 2bmol
Vậy rắn C gồm : mAg = 2(a+b) 108 và 
khối lượng kim loại dư là 2,144 - (56a + 64b ) 
 Theo bài ra ta có phương trình :2(a+b) 108 + 2,144 - (56a + 64b ) 
 =>216a + 216b + 2,144 - 56a -64b = 7,186 
 =>160a + 152b + 2,144 = 7,186
 Mặt khác ta có : Fe(NO3)2 + 2 NaOH Fe(OH)2 + 2NaNO3
 amol 2a mol amol 2amol
 Cu(NO3)2 + 2 NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3 
 bmol 2bmol bmol 
 2Fe(OH)2 + 1/2 O2 Fe2O3 + 2H2O 
 amol amol a/2mol
 Cu(OH)2 t0 CuO + H2O 
 bmol bmol
Theo bài ra ta có phương trình :
 ‏ﻐ 80a + 80b = 2,56 (1) 
 160a + 152b + 2,144 = 7,186 (2) 
Chia (1) cho 80 ta có a + b = 0,032
Chia (2) cho 80 ta có 20a + 19b + 0,268 = 0,896
 a + b = 0,032
 => 20a + 19b = 0,628
- => a = 0,02 b = 0,012
=> mFe = 0,02 .56 = 1,12 gam 
=> mCu = 2,144 - 1,12 = 1,032 gam 
%Fe = 1,12.100%/2,144 = 52,24%
% Cu = 100% - 52,24 = 47,76% 
nAgNO3 = 2a + 2b = 0,02.2 + 0,012.2 =0,064
=> CM AgNO3 = 
Ví dụ 2 : 
Cho 1,58 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg tác dụng với 0,2 lít dung dịch CuCl2 . Sau khi cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch B và 1,92 gam chất rắn C. Cho B tác dụng với NaOH dư lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 0,7 gam chất rắn 
 a/Tìm % khối lượng mỗi kim loại trong A
 b/ CM của dung dịch CuCl2
Tương tự : 
-Nếu CuCl2 hết => rắn C là Cu 
n hỗn hợp = 1,58/56 
Mg + CuCl2 MgCl2 + Cu↓
xmol xmol xmol xmol
Fe + CuCl2 FeCl2 + Cu↓ 
ymol ymol xmol xmol
Từ phương trình ta có :
24x + 56y x + y > 1,58/56 = 0,282 mol 
mCu = 0,282.64 = 1,8 gam => kim loại dư CuCl2 hết 
• Gọi a, b lần lượt là số mol Mg, Fe phản ứng 
 a >0 b ≥ 0 ( Nếu b = 0 tức Fe chưa phản ứng , nếu b> 0 tức Fe đã phản ứng chứng tỏ Mg hết )
Theo bài ra ta có phương trình :
Mg + CuCl2 MgCl2 + Cu↓
amol amol amol a mol
Fe + CuCl2 FeCl2 + Cu ↓ 
bmol bmol bmol bmol
Theo bài ra ta có phương trình :
(a+b) 64 + 1,58 - (24a + 56b ) =1,92
64a + 64b + 1,58 - 24a - 56 b = 1,92 
40a + 8b = 0,34
MgCl2 + 2 NaOH Mg(OH)2 ↓ + 2NaCl
 amol 2a amol 2amol
 FeCl2 + 2 NaOH Fe(OH)2 ↓ + 2NaCl 
 bmol 2b bmol 
 2Fe(OH)2 + 1/2 O2 t0 Fe2O3 + 2H2O 
 amol amol a/2mol
 Mg(OH)2 t0 MgO + H2O 
Mặt khác ta có 
40a + 80b = 0,7 
a + 2b = 0,0175
5a + b = 0,0425
=> a = 0,0075 mol b = 0,05 mol 
Ví dụ 3 : Cho 4,15 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe tác dụng với 200ml dung dịch CuSO4 0,525M khuấy kỹ hỗn hợp để phản ứng xảy ra hoàn toàn . Đem lọc kết tủa A gồm 2 kim loại có khối lượng 7,84 gam và dung dịch nước lọc B 
-Tính % khối lượng mỗi kim loại trong A
Chú ý : 
Đề bài cho sau khi hỗn hợp hòa tan hoàn toàn vào dung dịch CuSO4 còn thu được 2kim loại có khối lượng 7,84 gam chứng tỏ sau phản ứng kim loại dư => dung dịchCuSO4 và Al hết 
Vậy phản ứng có thể xảy ra như sau :
2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu↓
xmol 1,5xmol x/2mol 1,5xmol
Fe CuSO4 FeSO4 + Cu↓
ymol ymol ymol ymol
Theo đầu bài 2kim loại đó phải là Cu và Fe dư 
Gọi x,y lần lượt là số mol của Al, Fe phản ứng 
nCuSO4 phản ứng = 1,5x + y = 0,525.0,2 =0,105mol
mCuSO4 phản ứng = 1,5x + y 
nFe dư = 4,15- (27x + 56y)
 mCu = (1,5x + y)64 
4,15- (27x + 56y) + (1,5x + y)64 = 7,84
 4,15- (27x + 56y) + 0,105.64
 4,15 + 0,105.64 - ( 27x + 56y) = 7,84
 3,03 = 27x + 56y x = 0,05
 1,5x + y = 0,105 y = 0.03
 mAl = 0,05.27 = 1,35 
 mFe = 4,15 - 1,35 = 2,8
 % Fe = 2,8.10/4,15 = 67,47
 % Al = 32,53%
Chú ý : Khi gặp bài toán 2 kim loại vào 1 muối trước khi giải quan sát mối tương quan giữa khối lượng oxit và khối lượng kim loại ban đầu 
+ Nếu m ôxit > mkim loại thì giải như trên 
+Nếu m ôxit kim loại dư 
+Tất cả các bài toán 2 kim loại vào 1 muối đều không thuộc 2 cấu trúc trên thì chỉ phát sinh 2 tình huống sau :
+ Đề cho biết rạch ròi số mol từng kim loại và muối vậy ta cứ theo thứ tự để giải 
+ Quan sát khối lượng kim loại , khối lượng oxit , đặc điểm của dung dịch ta có thể biết chất nào dư 
Bài tập vận dụng :
1/ Cho 12,88 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe vào 700ml dung dịch AgNO3 
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn . thu được chất rắn C nặng 48,72 gam và dung dịch D . Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch D rồi lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 14 gam chất rắn 
a/ Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu 
b/ Tính CM của dung dịch AgNO3 đả dùng 
Đáp số : % Mg = 13,04 % %Fe = 86,96% CM AgNO3 = 0,6M
2/ A là dung dịch AgNO3 nồng độ amol /lít Cho 13,8 gam hỗn hợp x gồm và Fe và Cu vào 750ml dung dịch A. Sau phản ứng thu được chất rắn E nặng 37,2 gam và dung dịch B . Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch B rồi lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 12 gam hỗn hợp 2 ôxit của 2 kim loại 
a/ Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp x
b/ Tính a 
Đáp số : %Fe = 30,43% : % Cu = 69,57 % 
 a = 0,4M
1/ Cho 2,04 gam hỗn hợpA gồm Mg và Fe vào 200ml dung dịch CuSO4 
Sau khi các phản ứng kết thúc . thu được chất rắn B nặng 2,76 gam và dung dịch C . Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch C rồi lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 1,8 gam chất rắn D
a/ Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu 
b/ Tính CM của dung dịch AgNO3 đả dùng 
Đáp số : %Mg = 17,56% %Fe = 82,35% CM CuSO4 = 0,15 M
4/Cho 15,28 gam hỗn hợpA gồm Cu và Fe vào 1,1 lít dung dịch Fe2(SO4)3 0,2M Sau khi các phản ứng kết thúc . thu được dung dịch X và chất rắn B nặng 1,92 gam. Cho B vào dung dịch H2SO4 loãng không thấy khí bay ra 
Tính khối lượng mỗi kim loại trong A 
Đáp số : mFe = 5,04 gam mCu = 10,24 gam 
Hướng dẫn :
Gọi x, y lần lượt số mol Fe và đồng phản ứng 
 Fe + Fe2(SO4)3 3 FeSO4 
 x mol x mol 3x mol
Cu + Fe2(SO4)3 CuSO4 + 2 FeSO4 
ymol y mol y mol 2ymol
rắn B vào dung dịch H2SO4 loãng không thấy khí bay ra => Fe hết 
theo bài ra ta có:
 x + y = 0,22
 15,28- (56x + 64y) = 1,92 
 1,67 = 7x + 8y x = 0,09
 x + y = 0,22 y = 0.13 
mFe = 5,04gam , mCu = 10,24 
Kết Luận : 
Với phương pháp dạy trên tôi đã giúp học sinh giải nhanh các bài tập 2 kim loại vào 1 dung dịch muối 
Vì vậy hiệu quả học sinh không những học tốt môn hóa học ở PTCS mà còn vận dụng tiếp tục phương pháp này để giải bài tập hóa học ở PTTH
và thi tốt vào đại học 
Bài học kinh nghiệm 
-Khi gặp bài toán 2 kim loại vào 1dung dịch muối phương pháp giải
*Giả sử muối dư kim loại hết 
Nếu dung dịch muối dư tức 2 kim loại hết vậy chất rắn thu được phải hoàn toàn là khối lượng kim loại trong muối nếu khối lượng tính trái với giả thiết tức kim loại dư 
=>có kim koại dư nên chất rắn thu được khác với kết quả của bài toán và ta 
* Đặt ẩn cho 2 kim loại phản ứng : số mol và điều kiện cho từng kim loại. kim loại mạnh hơn phải >0, kim loại yếu hơn ≥0 và khi giải nếu kim loại yếu hơn cho =0 tức kim loại chưa phản ứng và nếu > 0 tức đã phản ứng
Chú ý : Khi gặp bài toán 2 kim loại vào 1 muối trước khi giải quan sát mối tương quan giữa khối lượng oxit và khối lượng kim loại ban đầu 
+ Nếu m ôxit > mkim loại thì giải như trên 
+Nếu m ôxit kim loại dư 
-Điều quan trọng khi vận dụng phương pháp này học sinh giải nhanh các bài tâp về muối mà tránh được rắc rối phải gặp các bài tập về muối 
-Xác định được dạng bài nhanh để vận dụng, chọn cách giải phù hợp 
 Nhận xét của hội đồng khoa học : 
 Ngày 2/5/2011
 GV: 
 Hồ thị Hồng