Giải bài tập SBT Hóa 12 Bài 28: Luyện tập Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng

Có 3 lọ, mỗi lọ đựng một dung dịch sau: BaCl₂, Ba(NO₃)₂, Ba(HCO₃)₂. Chỉ dùng thuốc thử nào sau đây có thể nhận biết được các dung dịch trên 

A. Quỳ tím.                  B. Phenolphtalein.

C. Na₂CO₃                   D. AgNO₃.

Phương pháp giải

- Đun nóng các dung dịch, nhận biết được Ba(HCO₃)₂

- Dùng thuốc thử AgNO₃ nhận biết hai chất còn lại.

Hướng dẫn giải

- Đun nóng các dung dịch, có kết tủa xuất hiện là dung dịch Ba(HCO₃)₂

\(Ba{(HC{O_3})_2}\xrightarrow{{{t^o}}}BaC{O_3} + C{O_2} + {H_2}O\)

- Cho AgNO₃ vào 2 dung dịch còn lại, có kết tủa là dung dịch BaCl₂:

\(2AgN{O_3} + BaC{l_2} \to 2AgCl + Ba{(N{O_3})_2}\)

Chọn D.

Điện phân nóng chảy 4,25 g muối clorua của một kim loại kiềm thu được 1,568 lít khí tại anot (đo ở 109,2°c và 1 atm). Kim loại kiềm đó là

A. Li.                                    B. Na.

C. K.                                    D. Rb.

Phương pháp giải

- Gọi công thức của muối clorua là MCl

- Viết phương trình phản ứng

- Tính số mol Cl₂ theo công thức n=pV/RT

- Dựa vào phương trình, tính được số mol MCl

- Suy ra phân tử khối của MCl và nguyên tử khối của M, từ đó tìm được kim loại M

Hướng dẫn giải

Gọi công thức của muối clorua là MCl

\(2MCl \to M + C{l_2}\)

\({n_{C{l_2}}} = \frac{{1.1,568}}{{0,082.(109,2 + 273)}} = 0,05mol\)

\({n_{MCl}} = 2{n_{C{l_2}}} = 0,1mol\)

\({M_{MCl}} = \frac{{4,25}}{{0,1}} = 42,5 \to {M_M} = 42,5 - 35,5 = 7(Li)\)

Vậy M là Li.

→ Chọn A.

Cho 21,6 g một kim loại chưa biết hoá trị tác dụng hết với dung dịch HNO₃ loãng thu được 6,72 lít N₂O duy nhất (đktc). Kim loại đó là

A. Na.                                   B. Zn.

C. Mg.                                  D. Al.

Phương pháp giải

- Gọi kim loại cần tìm là R có hóa trị n không đổi

- Áp dụng phương pháp bảo toàn electron, tìm ra số mol của kim loại

- Áp dụng công thức M_R = m_R / n_R tính được nguyên tử khối của kim loại, suy ra kim loại R.

Hướng dẫn giải

Gọi kim loại cần tìm là R có hóa trị n không đổi

R → R⁺ⁿ + ne                                  2N⁺⁵ + 8e → N₂⁺¹

Áp dụng bảo toàn electron: n.n_R = 8.n_N2O

\({n_R} = \frac{{8{n_{{N_2}O}}}}{n} = \frac{{8.0,3}}{n} = \frac{{2,4}}{n}mol\)

\({M_R} = \frac{{21,6}}{{\frac{{2,4}}{n}}} = 9n\)

Với n = 3 thì M_R = 27 (Al)

Vậy kim loại R là Nhôm (Al)

→ Chọn D.

Sục 11,2 lít khí SO₂ (đktc) vào dung dịch NaOH dư, dung dịch thu được cho tác dụng với BaCl₂ dư thì khối lượng kết tủa thu được là

A. 107,5 g.                  B. 108,5g                

C. 106,5 g.                  D. 105,5g.

Phương pháp giải

- Viết phương trình phản ứng

- Tính số mol kết tủa BaSO₃ theo phương trình phản ứng, từ đó suy ra khối lượng của kết tủa.

Hướng dẫn giải

PTHH: SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

Na₂SO₃ + BaCl₂ → BaSO₃ + 2NaCl

Theo phương trình (1), n_Na2SO3 = n_SO2 = 0,5mol

Theo phương trình (2), n_BaSO3 = n_Na2SO3 = 0,5mol

→m_BaSO3 = 0,5.217 = 108,5 gam

→ Chọn B.

Sục V lít khí SO₂ (đktc) vào dung dịch brom dư thu được dung dịch X. Cho BaCl₂ dư vào dung dịch X thu được 23,3 g kết tủa. V có giá trị là

A. 1,12                                   B. 2,24.

C. 3,36.                                  D. 6,72.

Phương pháp giải

- Viết phương trình phản ứng

- Từ số mol của kết tủa suy ra số mol của SO₂, từ đó tìm được V

Hướng dẫn giải

PTHH: SO₂ + Br₂ + H₂O → 2HBr + H₂SO₄ (1)

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2HCl (2)

 Theo phương trình (2), n_H2SO4 = n_BaSO4 = 0,1mol

Theo phương trình (1), n_SO2 = n_H2SO4 = 0,1mol

→V= 0,1.22,4 = 2,24 lit

→ Chọn B.

Cho 5,75 g hỗn hợp Mg, Al và Cu tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, dư thu được 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm NO và N₂O (đktc). Tỉ khối của X đối với khí H₂ là 20,6. Khối lượng muối nitrat sinh ra trong dung dịch là

A. 27,45 g.                            B. 13,13 g.

C. 58,91 g                             D. 17,45 g.

Phương pháp giải

- Gọi số mol của NO và N₂O lần lượt là x và y

Lập phương trình tổng số mol 2 khí

- Từ tỷ khối của X so với H₂, tìm M_X, suy ra khối lượng của X

- Lập phương trình tổng khối lượng 2 khí

- Từ 2 phương trình,giải hệ phương trình, tìm ra số mol mỗi khí

- Áp dụng công thức: n_NO3- = ne = 3n_NO + 8n_N2O + 10n_N2 + 8n_NH4NO3

- Áp dụng bảo toàn khối lượng: mmuối = m_KL + m_NO3-

Hướng dẫn giải

Gọi số mol của NO và N₂O lần lượt là x và y

\({n_X} = \frac{{1,12}}{{22,4}} = 0,05mol \to x + y = 0,05(1)\)

\({M_X} = 20,6.2 = 41,2 \to {m_X} = 41,2.0,05 = 2,06gam\)

\( \to 30x + 44y = 2,06(2)\)

\( \to x = 0,01;y = 0,04\)

\({n_{N{O_3}^ - }} = 3{n_{NO}} + 8{n_{{N_2}O}} = 0,35mol\)

\({m_{muối}} = 5,75 + 62.0,35 = 27,45gam\)

Chọn A.

Xác định các chất trong chuỗi phản ứng :

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất của các hợp chất để lựa chọn chất phù hợp

Hướng dẫn giải

A: CaO                      B: H₂O       

C: Ca(OH)₂               D: HCl       

E: CaCl₂                    F: Na₂CO₃ 

Z: CO₂                      X: Ba(OH)₂                

T: Ba(HCO₃)₂             Y: KOH

R: K₂CO₃                   U: Ca(NO₃)₂

8. Giải bài 28.8 trang 66 SBT Hóa học 12

Xác định các chất trong chuỗi phản ứng sau :

A + B → C + H₂O

B⟶ C + H₂O + D↑

D+ A → B hoặc C

Biết D là hợp chất của cacbon. A, B, C là hợp chất của một kim loại, khi đốt nóng cho ngọn lửa màu vàng.

Phương pháp giải

Dựa vào các phản ứng đặc trưng của các kim loại kiềm, kiềm thổ và hợp chất.

Hướng dẫn giải

A: NaOH            B: NaHCO₃           C: Na₂CO₃              D: CO₂

Cho các chất : MgCO₃, MgO, Mg(OH)₂, MgCl₂, MgSO₄. Hãy viết PTHH của các chuỗi phản ứng có thể xảy ra theo sơ đồ: A ⟶ B ⟶ C ⟶ D ⟶ E

Phương pháp giải

Dựa vào mối quan hệ của các hợp chất của magie để xây dựng sơ đồ phản ứng.

Hướng dẫn giải

Có nhiều chuỗi phản ứng phù hợp sơ đồ trên. Ví dụ :

MgO ⟶ MgCl₂ ⟶ MgCO₃ ⟶ MgSO₄ ⟶ Mg(OH)₂

MgO ⟶ MgSO₄ ⟶ MgCO₃ ⟶ MgCl₂ ⟶ Mg(OH)₂

MgCO₃ ⟶ MgO ⟶ MgCl₂ ⟶ MgSO₄ ⟶ Mg(OH)₂

Mg(OH)₂ ⟶ MgCl₂ ⟶ MgCO₃ ⟶ MgO ⟶ MgSO₄

Ion  Ca²⁺ có cấu hình electron giống với cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm và ion halogen nào ? Viết cấu hình electron của chúng.

Phương pháp giải

Viết cấu hình electron của ion Ca²⁺ và so sánh với các nguyên tử và ion khác.

Hướng dẫn giải

Cấu hình của ion Ca²⁺ : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Giống cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm đứng trước nó là agon (Ar) và cấu hình electron của ion Cl^-

Bằng những phản ứng hoá học nào có thể phân biệt được các chất trong mỗi dãy sau ?

a)  Các kim loại : Al, Mg, Ba, Na.

b)  Các dung dịch muối : NaCl, Ba(NO₃)₂, Al(SO₄)₃.

c)  Các oxit : CaO, FeO, Al₂O₃.

d)  Các dung dịch : NaNO₃, Ca(NO₃)₂, Al(NO₃)₃.

Phương pháp giải

a. Dùng H₂O để xếp các kim loại vào 2 nhóm: tan và không tan

Nhóm kim loại tan phân biệt bằng ion CO₃^2-, nhóm kim loại không tan phân biệt bằng dung dịch NaOH

b. Dùng NaOH và muối cacbonat để nhận biết các chất

c. Dùng H₂O và dung dịch NaOH để nhận biết các chất

d. Dùng dung dịch NaOH

Hướng dẫn giải

a) Dùng H₂O, nhận biết được 2 nhóm kim loại Na, Ba và Mg, Al. Nhận biết ion Ba²⁺ trong nhóm ( 1 ) bằng ion CO₃^2- . Nhận biết kim loại Al trong  nhóm (2) bằng dung dịch NaOH.

b) Nhận biết ion Al³⁺ bằng dung dịch NaOH, sau đó nhận biết ion Ba²⁺ bằng dung dịch muối cacbonat, còn lại là dung dịch chứa Na⁺.

c) Dùng H₂O nhận biết CaO, dùng dung dịch NaOH nhận biết Al₂O₃, chất còn lại là FeO.

d) Dùng dung dịch NaOH nhận biết: Al(NO₃)₃ tạo kết tủa sau đó tan trong dung dịch NaOH dư ; Ca(NO₃)₂ làm dung dịch vẩn đục, còn lại là NaNO₃.

Trình bày phương pháp điều chế từng kim loại riêng biệt từ hỗn hợp những chất NaCl, Al₂O₃, MgCO₃. Viết các phương trình hoá học.

Phương pháp giải

Dựa vào lý thuyết phần điều chế các kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm để chọn phương pháp phù hợp.

Hướng dẫn giải

Dùng nước tách được NaCl. Cô cạn dung dịch được NaCl rắn. Điện phân NaCl nóng chảy, được kim loại Na.

Dùng dung dịch NaOH dư, tách được chất rắn MgCO₃ và dung dịch NaAlO₂. Từ MgCO₃ điều chế kim loại Mg theo sơ đồ chuyển hoá sau:

\(MgC{O_3}\xrightarrow{{{t^o}}}MgO\xrightarrow{{HCl}}MgC{l_2}\xrightarrow{{dpnc}}Mg\)

Từ natri aluminat điều chế Al theo sơ đồ chuyển hóa:

\(NaAl{O_2}\xrightarrow{{C{O_2}}}Al{(OH)_3}\xrightarrow{{{t^o}}}A{l_2}{O_3}\xrightarrow{{dpnc}}Al\)

Một hỗn hợp rắn gồm Ca và CaC₂ tác dụng với nước (dư) thu được hỗn hợp khí có tỉ khối đối với H₂ là 5. Đế trung hoà dung dịch sau phản ứng, cần dùng 600 ml dung dịch HCl 0,5M. Tính:

a)  Khối lượng của hỗn hợp rắn đã dùng ban đầu.

b)  Thành phần phần trăm thể tích của hỗn hợp khí

Phương pháp giải

a. Đặt x và y là số mol của Ca và CaC₂

- Viết phương trình hóa học

- Lập phương trình tổng số HCl phản ứng

- Lập phương trình tỷ khối của hỗn hợp khí

- Giải hệ phương trình, suy ra số mol mỗi chất, từ đó tính được khối lượng hỗn hợp rắn ban đầu.

b. Tính số mol mỗi khí dựa vào số mol Ca và CaC₂

Từ đó tính % thể tích mỗi khí

Hướng dẫn giải

a) Ca + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂           (1)

CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂      (2)

Ca(OH)₂ + 2HCl→ CaCl₂ + 2H₂O       (3)

n_HCl = 0,3mol

Đặt x, y lần lượt là số mol Ca và CaC₂ . Hỗn hợp khí thu được gồm H₂ (x mol) và C₂H₂ (y mol)

Ta có hệ pt: 

 x + y =0,15

(2x+26y)/(x+y)=10

→ x= 0,1 mol       ;         y= 0,05 mol

Khối lượng hỗn hợp rắn ban đầu:

m _Ca= 40.0,1=4 g            m_CaC2= 64.0,05= 3,2 g   

→m _hh= 7,2g

b) 

%V_H2 =0.10.15.100 = 66,67%

%V_C2H2 = 33,33%

Một bình kín có dung tích 5 lít chứa khí O₂ ở áp suất 1,4 atm và 27°C. Đốt cháy 12 g kim loại kiềm thổ trong bình kín trên. Sau phản ứng, nhiệt độ và áp suất trong bình là 136,5°C và 0,903 atm. Biết thể tích bình không đổi, thể tích chất rắn không đáng kể. Xác định kim loại kiềm thổ đem đốt.

Phương pháp giải

- Tính thể tích khí O₂ trước và sau phản ứng, suy ra thể tích khí O₂ đã phản ứng, đổi thành số mol

- Tính số mol kim loại theo số mol khí O₂ phản ứng.

- Suy ra nguyên tử khối của kim loại, từ đó tìm được kim loại.

Hướng dẫn giải

2M + O₂ → 2MO

Thể tích O₂ (đktc) có trong bình trước phản ứng:

V = (273.1,4.5)/(1.(273+27)) =6,37l

Thể tích khí O₂ còn lại trong bình sau phản ứng:  V′= (273.0,903.5)/(1.(273+136,5))=3,01l 

Thể tích khí O₂ tham gia phản ứng: 6,37- 3,01= 3,36 l hay 0,15 mol O₂.

→ Số mol kim loại tham gia phản ứng là 0,3 mol

Khối lượng mol của M là 12/0,3=40(g/mol)→ M là canxi.

Hoà tan 1,04 g muối clorua của kim loại kiềm thổ trong nước thu được dung dịch A. Thêm Na₂CO₃ dư vào dung dịch A được một kết tủa. Hoà tan kết tủa này trong dung dịch HNO₃ được dung dịch B. Thêm H₂SO₄ dư vào dung dịch B được kết tủa mới có khối lượng 1,165 g. Xác định công thức hoá học của muối clorua kim loại kiềm.

Phương pháp giải

- Đặt X là khối lượng mol của kim loại kiềm thổ cần tìm

- Viết sơ đồ phản ứng

- Áp dụng tăng giảm khối lượng để tìm X

- Kết luận kim loại cần tìm

Hướng dẫn giải

Đặt X là khối lượng mol của kim loại kiểm thổ.

Theo sơ đồ phản ứng : 1 mol MCl₂ →1 mol MSO₄

(X + 71) g MCl₂ → (X + 96) g MSO₄

1,04 g MCl₂       → 1,165 g MSO₄

⟹ 1,165.(X + 71) = 1,04.(X + 96)

Giải ra được X = 137. Vậy M là Ba, muối là BaCl₂.

Cho 10,6 g hỗn hợp A gồm một kim loại kiềm X và một kim loại kiềm thổ Y tác dụng hết với 300 ml dung dịch HCl 1M (loãng), thu được dung dịch B và 5,6 lít khí (đktc).Dẫn từ từ khí CO₂ vào dung dịch B. Số gam kết tủa cực đại thu được là bao nhiêu.

Phương pháp giải

- Bước 1: Đặt hai kim loại là \(\overline R \), có hoá trị n (1 < n< 2)

Từ số mol H₂, tìm được số mol hỗn hợp kim loại, từ đó giới hạn khoảng cho M_R­

- Bước 2: Mà hai kim loại có phản ứng với nước

Kết luận hai kim loại

- Bước 3: Lập phương trình tổng khối lượng 2 kim loại

Lập phương trình tổng số mol khí

- Bước 4: Giải hệ phương trình, tìm được số mol mỗi kim loại

Suy ra số mol nhóm OH^-

- Bước 5: Kết tủa cực đại khi tạo muối cacbonat, suy ra khối lượng kết tủa.

Hướng dẫn giải

Đặt hai kim loại là \(\overline R \) $\stackrel{}{}$, có hoá trị n (1 < n< 2), ta có phương trình cho nhận e:

\(\overline R  \to \overline {{R^{n + }}}  + ne\)

\(2{H^ + } + 2e \to {H_2}\)

Với số mol H₂ là 0,25 (mol) ⟹ số mol R là 0,5/n (mol)

\( \to {M_{\overline R }} = 21,1n\)

\(1 \leqslant n \leqslant 2 \to 21,2 \leqslant {M_{\overline R }} \leqslant 42,2\)

Vậy 2 kim loại cần tìm có thể là 2 trong 4 kim loại sau : Na, K, Mg, Ca.

Mặt khác ta có : n_HCl = 0,3 mol ⟹ n_H2 = 0,15mol, vậy 0,1 mol H₂ còn lại do H₂O phản ứng tạo ra ⟹ loại Mg vì Mg không phản ứng với nước

⟹ hai kim loại là Na và Ca với số mol tương ứng là x và y

Ta có hệ:

23x + 40y = 10,6        (1)

x + 2y = 0,25.2 = 0,5               (2)

Từ (1) và (2) ⟶ x = 0,2 ; y = 0,15

Ta lại có số mol H2 do nước tạo ra là 0,1 mol ⟹ số mol OH^- là 0,2 mol

 Để tạo kết tủa cực đại tức là toàn bộ CO₂ tạo muối CO₃^2- 

n_OH−/ n_CO2=2 ⇒n_CO3^2-  =n_CO2 =0,2/2 = 0,1mol

Vậy kết tủa là CaCO₃ : 0,1 mol ⟹  m = 0,1.100 = 10 (gam). 

Hoà tan 0,1 mol phèn nhôm - amoni (NH₄)₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O vào nước được dung dịch X. Cho đến dư dung dịch Ba(OH)₂ vào dung dịch X (đun nóng) thì thu được kết tủa Y và khí Z. Xác định khối lượng kết tủa Y và thể tích (đktc) khí Z.

Phương pháp giải

- Vì Ba(OH)₂ dư nên không có kết tủa Al(OH)₃

- Từ số mol phèn nhôm – amoni tính số mol ion SO₄^2-${}_{}^{}$ và NH₄ ⁺ ${}_{}^{}$

- Viết phương trình tạo kết tủa, tính số mol kết tủa theo số mol ion SO₄^2-${}_{}^{}$

- Viết phương trình tại khí, tính số mol khí theo số mol NH₄ ⁺ 

Hướng dẫn giải

- Dung dịch Ba(OH)₂ dư nên Al(OH)₃ sinh ra rồi tan hết.