Phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối (phần 1)

- Dạng toán về kim loại tác dụng với dung dịch muối rất hay gặp trong bài thi đại học. Đây là 1 dạng toán không khó nếu nắm chắc phần đại cương và dãy điện hóa kim loại.

- Khi giải bài tập về phần này cần xác định bài đó thuộc dạng nào trong 4 dạng sau:

+ Dạng 1: Một kim loại tác dụng với 1 muối

+ Dạng 2: Một kim loại tác dụng với hỗn hợp muối

+ Dạng 3: Hỗn hợp kim loại tác dụng với 1 muối

+ Dạng 4: Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp muối

Nguyên tắc chung: Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ tác dụng với muối có gốc cation kim loại có tính oxi hóa mạnh hơn theo quy tắc $\alpha $.

- Cần xác định kim loại nào phản ứng với muối nào trước.

- Với Na, K, Ca và Ba phản ứng với nước trước sau đó dung dịch kiềm tạo thành sẽ phản ứng với muối.

- Cần ghi nhớ 1 số phản ứng hay gặp

    2Fe3+ + Fe → 3Fe2+

    Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

    Fe2+ + Ag+ → Ag + Fe3+ 

I. BÀI TOÁN 1 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI 1 MUỐI

Thứ tự cặp oxi hóa- khử:

$\frac{{{A}^{m+}}}{A}\,\,\,\,\frac{{{B}^{n+}}}{B}\,\,\,$

Kim loại + muối → muối mới + kim loại mới

$\text{nA  +  m}{{\text{B}}^{\text{n+}}}\text{ }\to \text{ n}{{\text{A}}^{\text{m+}}}\text{ +  mB}$

  • Điều kiện của phản ứng:

- A phải đứng trước B trong dãy điện hóa.

- Muối B phải tan:

Ví dụ: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu

Nhưng: Fe + Al3+  không xảy ra do tính khử của Fe yếu hơn Al3+

Hay Cu + AgCl không xảy ra do AgCl không tan

  • Phương pháp giải:

+) Sử dụng tăng giảm khối lượng

- Nếu ${{\text{m}}_{\text{B}\downarrow }}$> ${{\text{m}}_{\text{A tan}}}$ thì khối lượng thanh kim loại A tăng: Độ tăng khối lượng =  ${{\text{m}}_{\text{B}\downarrow }}$- ${{\text{m}}_{\text{A tan}}}$

- Nếu ${{\text{m}}_{\text{B}\downarrow }}$< ${{\text{m}}_{\text{A tan}}}$ thì khối lượng thanh kim loại A giảm: Độ giảm khối lượng =  ${{\text{m}}_{\text{A tan}}}$- ${{\text{m}}_{\text{B}\downarrow }}$

+) sử dụng bảo toàn e: ne kim loại cho = ne cation nhận

II. BÀI TOÁN 1 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI 2 MUỐI

Thứ tự cặp oxi hóa – khử:

$\frac{{{A}^{p+}}}{A}\,\,\,\,\frac{{{B}^{n+}}}{B}\,\,\,\,\frac{{{C}^{m+}}}{C}$

$\text{mA  +  p}{{\text{C}}^{\text{m+}}}\text{ }\to \text{ m}{{\text{A}}^{\text{p+}}}\text{ +  pC    1}\text{.}$

$\text{nA   +   p}{{\text{B}}^{\text{n+}}}\text{ }\to \text{ n}{{\text{A}}^{\text{p+}}}\text{ +  pB    2}\text{.}$

  • Điều kiện của phản ứng:

- A phải đứng trước B và C trong dãy điện hóa.

- Muối ${{\text{B}}^{\text{n+}}}$, ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$ phải tan.

  • Phương pháp giải

- Nếu biết số mol ban đầu của $A$,  ${{\text{B}}^{\text{n+}}}$, ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$ta chú ý đến thứ tự phản ứng và sử dụng bảo toàn e

- Nếu biết số mol ban đầu của ${{\text{B}}^{\text{n+}}}$, ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$nhưng không biết số mol ban đầu của A ta có thể dùng phương pháp mốc so sánh nếu biết khối lượng của chất rắn sau phản ứng (m):

- Mốc 1 (vừa đủ phản ứng 1.): mrắn = ${{\text{m}}_{\text{C}}}\text{ =  }{{\text{m}}_{\text{1}}}$

- Mốc 2 (vừa đủ phản ứng 2.): mrắn = ${{\text{m}}_{\text{C}}}\text{ + }{{\text{m}}_{\text{B}}}\text{ =  }{{\text{m}}_{\text{2}}}$

So sánh m với m1m2 :

Như vậy có 3 trường hợp có thể xảy ra:

+ Trường hợp 1: Nếu m < ${{\text{m}}_{\text{1}}}$ dư ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$ chỉ có phản ứng 1. Dung dịch sau phản ứng có ${{\text{A}}^{\text{p+}}}$ ,${{\text{B}}^{\text{n+}}}$ chưa phản ứng và ${{\text{C}}^{\text{m+}}}$ dư. Chất rắn sau phản ứng chỉ có $\text{C}$.

+ Trường hợp 2: Nếu ${{\text{m}}_{\text{1}}}$ < m < ${{\text{m}}_{\text{2}}}$ xong phản ứng 1, phản ứng 2 xảy ra một phần dư ${{\text{B}}^{\text{n+}}}$. Dung dịch sau phản ứng có ${{\text{A}}^{\text{p+}}}$ ,${{\text{B}}^{\text{n+}}}$ dư. Chất rắn sau phản ứng có $\text{C}$ và B.

+ Trường hợp 3: Nếu  m > ${{\text{m}}_{\text{2}}}$ xong phản ứng 1, xong phản ứng 2 dư A. Dung dịch sau phản ứng có ${{\text{A}}^{\text{p+}}}$. Chất rắn sau phản ứng có $\text{C}$, B và A dư.

Luyện bài tập vận dụng tại đây!