Chuyên đề 7. Đại cương về kim loại

Kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh

Chi tiết

Chuyên mục: Chuyên đề 7. Đại cương về kim loại

Được viết ngày Thứ năm, 18 Tháng 12 2014 10:16

Viết bởi Nguyễn Văn Đàm

     Bài viết này đề cập đến phản ứng của kim loại với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh điển hình là axit nitric và axit sulfuric đặc nóng hoặc hỗn hợp của axit nitric với axit khác. Đây là một dạng bài tập quen thuộc và rất quan trọng, tuy nhiên nếu biết cách học chúng ta sẽ thấy loại bài tập này hoàn toàn không khó.

1. Kim loại tác dụng với HNO₃

- Hầu hết kim loại đều có phản ứng (trừ Au và Pt). Nếu HNO₃ đặc nguội thụ động hoá (không phản ứng) với Al, Fe và Cr.

- Sản phẩm thu được gồm muối nitrat (trong đó kim loại có hoá trị cao nhất), H₂O và 1 hoặc 1 số sản phẩm oxi hoá của N⁺⁵ (nằm trong nhóm chất: NO₂, NO, N₂O, N₂ và NH₄NO₃).

+ NO₂ là chất khí màu nâu đỏ.

+ NO là khí không màu hoá nâu trong không khí (do có phản ứng 2NO + O₂ → 2NO₂).

+ N₂O là khí không màu (có tên gọi là "khí cười").

+ N₂ là khí không màu.

+ NH₄NO₃ là muối tồn tại trong dung dịch.

- Sản phẩm khử của N⁺⁵ là tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của dung dịch axit. Thông thường thì dung dịch đặc → NO₂, dung dịch loãng → NO; dung dịch axit càng loãng, kim loại càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu.

- Để giải bài toán axit nitric tác dụng với kim loại thường được giải bằng phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng. Theo các phương pháp này, có 3 phương trình rất quan trọng cần nhớ là:

n_e = n_{kim loại}.hóa trị_{kim loại} = n_NO2 + 3n_NO + 8n_N2O + 10n_N2 + 8n_NH4NO3

n_{HNO3 phản ứng} = 2n_NO2 + 4n_NO + 10n_N2O + 12n_N2 + 10n_NH4NO3

m_muối = m_{kim loại} + 62n_e

2. Kim loại tác dụng với H₂SO₄ đặc

- H₂SO₄ đặc phản ứng được với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) → muối trong đó kim loại có hóa trị cao + H₂O + SO₂ (S, H₂S).

- Sản phẩm khử của S⁺⁶ tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S⁺⁶ bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp.

- Bài tập kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc thường gặp nhất là tạo khí SO₂, khi giải thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố:

n_e = n_{kim loại}.hóa trị_{kim loại} = 2n_SO2

n_{H2SO4 phản ứng} = 2n_SO2

m_muối = m_{kim loại} + 96n_SO2

- H₂SO₄ đặc nguội thụ động với Al, Fe và Cr.

     Dưới đây là phần bài tập để các bạn tham khảo: