Phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa (phần 1)

PTTQ: Kim loại + HNO₃/H₂SO_{4 đặc} $\xrightarrow{{}}$ muối + sản phẩm khử + H₂O

- Kim loại tác dụng với HNO₃ và H₂SO₄ đặc sinh ra muối có số oxi hóa cao nhất

- Hầu hết các kim loại đều tác dụng (trừ Au, Pt)

- Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội

1. Kim loại tác dụng với dung dịch HNO₃

Sản phẩm khử :

+ NO₂ : khí màu nâu

+ NO : khí không màu, hóa nâu trong không khí

+ N₂O : khí không màu, gây cười

+ N₂ : khí không màu

+ NH₄NO₃ : muối tan trong dung dịch

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

* Nhận biết phản ứng có tạo muối NH₄NO₃ :

+ Đề cho là sinh ra một sản phẩm khử duy nhất là một trong các khí sau: NO, NO₂, N₂O, N₂ thì sẽ không có NH₄NO₃.

+ Nếu đề cho thêm dữ kiện cho NaOH vào dung dịch sau phản ứng thấy có khí mùi khai thoát ra => trong dung dịch còn có thêm NH₄NO₃. 

+ Nếu đề không nói sinh ra khí gì (không hiện tượng) thì chắc chắn có tạo NH₄NO₃. 

+ Nếu đề cho sản phẩm khử là các khí, lại vừa cho khối lượng kim loại và vừa cho khối lượng muối thì cẩn thận, từ khối lượng kim loại tính xem khối lượng muối nitrat do kim loại tạo là bao nhiêu, nếu lớn hơn khối lượng muối đề cho => có thêm NH₄NO₃. 

+ Khi đề cho Zn, Mg hoặc Al tác dụng với HNO₃ thì cần chú ý có sinh ra muối NH₄NO₃ không.

Phương pháp giải : 

${{n}_{NO_{3}^{-}}}$_{tạo muối} = n_{e cho} 

m_muối = m_{kim loại} + m_NO3 = m_{kim loại} + 62.n_{e cho}

- Bảo toàn nguyên tố H: ${{n}_{{{H}^{+}}}}=2{{n}_{{{H}_{2}}}}\,\,hay\,\,{{n}_{{{H}^{+}}}}=4{{n}_{NH_{4}^{+}}}+2{{n}_{{{H}_{2}}O}}$

- Bảo toàn nguyên tố N: n_HNO3 = ${{n}_{NO_{3}^{-}}}$_{trong muối} + n_{N trong sản phẩm khử}

        n_{HNO3 phản ứng} = $2{{n}_{N{{O}_{2}}}}+4{{n}_{NO}}+10{{n}_{{{N}_{2}}O}}+12{{n}_{{{N}_{2}}}}+10{{n}_{N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}}}$

- Nếu có hỗn hợp kim loại chứa Fe phản ứng với axit, sau phản ứng còn dư kim loại thì muối sắt thu được là muối Fe(II)

- Dung dịch chứa đồng thời ion H⁺ và $NO_{3}^{-}$ có tính oxi hóa tương tự dung dịch axit HNO₃

2. Kim loại tác dụng với dung dịch H₂SO₄

Sản phẩm khử :

+ SO₂ : khí mùi sốc (mùi hắc)

+ S : kết tủa vàng

+ H₂S : khí mùi trứng thối

Phương pháp giải: sử dụng các định luật bảo toàn

Các công thức cần nhớ

${{n}_{SO_{4}^{2-}}}=\frac{{{n}_{e\text{ }cho}}}{2}$

m_muối = m_{kim loại} + m_SO4 = m_{kim loại} + 96n_SO2

- Bảo toàn nguyên tố S: ${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}={{n}_{SO_{4}^{2-}}}$_{trong muối} + n_{S trong sản phẩm khử}

Bài viết gợi ý: