Câu 1: Viết các phương trình phân tử và ion rút gọn của các phản ứng xảy ra trong dung dịch giữa các cặp chất sau:

Để làm bài tập này, các em cần nhớ lại kiến thức về phản ứng trao đổi ion trong dung dịch. Một phản ứng trao đổi ion xảy ra khi sản phẩm tạo thành có ít nhất một chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu. Chúng ta sẽ sử dụng bảng tính tan để xác định xem có kết tủa hay không.

a. FeCL2 + NaOH

Bước 1: Xác định các chất phản ứng.
Chúng ta có Sắt(II) clorua (FeCl2) và Natri hiđroxit (NaOH). Cả hai đều là các chất tan trong nước (muối kim loại kiềm và muối halogenua tan).

Bước 2: Dự đoán sản phẩm phản ứng.
Đây là phản ứng trao đổi ion. Các ion có thể hoán đổi cho nhau là Fe²⁺ với Na⁺ và Cl^– với OH^–.
Sản phẩm dự đoán là Sắt(II) hiđroxit (Fe(OH)2) và Natri clorua (NaCl).

Bước 3: Kiểm tra điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion.
Ta cần xem xét tính tan của các sản phẩm.
– NaCl: Là muối của kim loại kiềm và axit mạnh, nên tan tốt trong nước.
– Fe(OH)2: Là một hiđroxit kim loại, theo quy tắc tính tan, hầu hết hiđroxit kim loại trừ các kim loại kiềm và một số kim loại kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) là không tan. Do đó, Fe(OH)2 là chất kết tủa.
Vì có chất kết tủa được tạo thành, nên phản ứng này sẽ xảy ra.

Bước 4: Viết phương trình phân tử.
FeCl2(dd) + 2NaOH(dd) -> Fe(OH)2(r) + 2NaCl(dd)
(Lưu ý: Ta cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố. Cần 2 nhóm OH^– để kết hợp với 1 ion Fe²⁺, do đó cần 2 phân tử NaOH. Khi đó số nguyên tử Cl và Na cũng được cân bằng).

Bước 5: Viết phương trình ion đầy đủ.
Để viết phương trình ion đầy đủ, ta phân li các chất điện li mạnh thành ion. Các chất điện li mạnh là các axit mạnh, bazơ mạnh và hầu hết các muối tan.
– FeCl2 là muối tan nên phân li: Fe²⁺ + 2Cl^–
– NaOH là bazơ mạnh nên phân li: Na⁺ + OH^–
– Fe(OH)2 là chất kết tủa nên giữ nguyên dạng phân tử.
– NaCl là muối tan nên phân li: Na⁺ + Cl^–
Vậy phương trình ion đầy đủ là:
Fe²⁺(dd) + 2Cl^–(dd) + 2Na⁺(dd) + 2OH^–(dd) -> Fe(OH)2(r) + 2Na⁺(dd) + 2Cl^–(dd)

Bước 6: Viết phương trình ion rút gọn.
Ta loại bỏ các ion giống nhau ở cả hai vế của phương trình ion đầy đủ.
Ở đây, ta thấy có 2Cl^– và 2Na⁺ ở cả hai vế.
Sau khi loại bỏ, ta được phương trình ion rút gọn:
Fe²⁺(dd) + 2OH^–(dd) -> Fe(OH)2(r)

b. Na2SO4 + BaCL2

Bước 1: Xác định các chất phản ứng.
Chúng ta có Natri sunfat (Na2SO4) và Bari clorua (BaCl2). Cả hai đều là các muối tan trong nước.

Bước 2: Dự đoán sản phẩm phản ứng.
Đây là phản ứng trao đổi ion. Các ion có thể hoán đổi cho nhau là Na⁺ với Ba²⁺ và SO₄^2- với Cl^–.
Sản phẩm dự đoán là Natri clorua (NaCl) và Bari sunfat (BaSO4).

Bước 3: Kiểm tra điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion.
Ta cần xem xét tính tan của các sản phẩm.
– NaCl: Là muối của kim loại kiềm và axit mạnh, nên tan tốt trong nước.
– BaSO4: Là một muối sunfat. Theo quy tắc tính tan, BaSO4 là một trong những muối không tan.
Vì có chất kết tủa được tạo thành, nên phản ứng này sẽ xảy ra.

Bước 4: Viết phương trình phân tử.
Na2SO4(dd) + BaCl2(dd) -> BaSO4(r) + 2NaCl(dd)
(Lưu ý: Ta cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố. Cần 1 ion Ba²⁺ để kết hợp với 1 ion SO₄^2-. Cần 2 ion Na⁺ để kết hợp với 2 ion Cl^–).

Bước 5: Viết phương trình ion đầy đủ.
Phân li các chất điện li mạnh:
– Na2SO4 là muối tan: 2Na⁺ + SO₄^2-
– BaCl2 là muối tan: Ba²⁺ + 2Cl^–
– BaSO4 là chất kết tủa: giữ nguyên dạng phân tử.
– NaCl là muối tan: Na⁺ + Cl^–
Vậy phương trình ion đầy đủ là:
2Na⁺(dd) + SO₄^2-(dd) + Ba²⁺(dd) + 2Cl^–(dd) -> BaSO4(r) + 2Na⁺(dd) + 2Cl^–(dd)

Bước 6: Viết phương trình ion rút gọn.
Loại bỏ các ion giống nhau ở cả hai vế: 2Na⁺ và 2Cl^–.
Sau khi loại bỏ, ta được phương trình ion rút gọn:
Ba²⁺(dd) + SO₄^2-(dd) -> BaSO4(r)

Câu 2: Cho 10g hỗn hợp kim loại Cu, AL tác dụng với HNO3 đặc nguội , thấy có 4, 48 lít khí thoát ra ở (đktc). Tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

Bài tập này liên quan đến phản ứng của kim loại với axit nitric đặc nguội. Các em cần nhớ rằng HNO3 đặc nguội có tính oxi hóa mạnh, nhưng nó sẽ thụ động hóa một số kim loại.

Bước 1: Phân tích đề bài và xác định các chất phản ứng, sản phẩm.
– Hỗn hợp kim loại: Cu và Al.
– Axit: HNO3 đặc nguội.
– Khí thoát ra: 4,48 lít ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc).
– Khối lượng hỗn hợp: 10g.

Quan trọng: HNO3 đặc nguội sẽ thụ động hóa nhôm (Al). Điều này có nghĩa là Al sẽ không phản ứng với HNO3 đặc nguội.
Do đó, chỉ có Cu phản ứng với HNO3 đặc nguội.

Bước 2: Viết phương trình phản ứng của kim loại với HNO3 đặc nguội.
Chỉ có Cu phản ứng:
Cu + HNO3(đặc, nguội) -> Không phản ứng do Al bị thụ động hóa.

Hmm, vậy đề bài có một chút nhầm lẫn. Thông thường, nếu đề bài cho HNO3 đặc nguội tác dụng với hỗn hợp có Al, thì Al sẽ không phản ứng. Tuy nhiên, đề bài lại cho biết có khí thoát ra. Điều này mâu thuẫn với tính chất thụ động hóa của Al với HNO3 đặc nguội.

Giả sử đề bài muốn nói đến HNO3 đặc (không nhất thiết là nguội) hoặc HNO3 loãng (vì có khí thoát ra). Nếu đề bài cho là HNO3 đặc (nóng) hoặc HNO3 loãng thì cả Cu và Al đều phản ứng. Tuy nhiên, đề bài đã ghi rõ là “đặc nguội”.

Trong trường hợp này, vì có khí thoát ra, chúng ta phải xem xét khả năng đề bài có sai sót hoặc muốn kiểm tra kiến thức về tính thụ động hóa và suy luận của học sinh.

Nếu Al bị thụ động hóa, thì khí thoát ra chỉ có thể do Cu phản ứng.
Phương trình phản ứng của Cu với HNO3 đặc (tôi sẽ tạm giả định là đặc, không phải đặc nguội để có phản ứng và khí thoát ra, vì nếu là đặc nguội thì Al không phản ứng và chỉ Cu phản ứng, nhưng Cu + HNO3 đặc nguội cũng không phản ứng như Al bị thụ động hóa.)

Tuy nhiên, theo kiến thức lớp 11, Cu có phản ứng với HNO3 đặc (nóng hoặc nguội) và với HNO3 loãng.
– Với HNO3 đặc: Cu + 4HNO3(đặc) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
– Với HNO3 loãng: 3Cu + 8HNO3(loãng) -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Nếu đề bài là “HNO3 đặc nguội” và có khí thoát ra, điều này thường ám chỉ sự có mặt của các kim loại khác (không phải Al) hoặc sai sót trong đề bài. Tuy nhiên, ta phải tuân thủ đề bài.

Chúng ta sẽ giả sử rằng đề bài đã có một chút “kỳ lạ” và Al đã không phản ứng như đúng tính chất của nó với HNO3 đặc nguội. Vậy khí thoát ra là do Cu. Nhưng Cu cũng không phản ứng với HNO3 đặc nguội theo sách giáo khoa cơ bản.

Hãy xem lại đề bài: “Cho 10g hỗn hợp kim loại Cu, AL tác dụng với HNO3 đặc nguội , thấy có 4, 48 lít khí thoát ra ở (đktc).”

Khả năng cao là đề bài muốn ám chỉ HNO3 đặc, hoặc HNO3 loãng, hoặc có một chất nào đó trong hỗn hợp có thể phản ứng. Nhưng đề bài đã ghi rất rõ “Cu, Al” và “HNO3 đặc nguội”.

Trong bối cảnh bài tập lớp 11, nếu gặp tình huống này, học sinh cần phải nhận ra mâu thuẫn. Tuy nhiên, để làm bài tập, chúng ta cần có một giả định để giải quyết.

Giả định 1: Al bị thụ động hóa hoàn toàn, và Cu KHÔNG phản ứng với HNO3 đặc nguội. Điều này có nghĩa là không có khí thoát ra. Nhưng đề bài cho có khí thoát ra. Vậy giả định này sai.

Giả định 2: HNO3 đặc nguội đã phản ứng với một trong hai kim loại hoặc cả hai, tạo ra khí.
– Al không phản ứng với HNO3 đặc nguội (bị thụ động hóa).
– Cu có phản ứng với HNO3 đặc (nóng hoặc nguội) tạo ra NO2. Nhưng theo sách giáo khoa, Cu phản ứng với HNO3 đặc nguội tạo ra NO2.
– Vậy, khí thoát ra là do Cu phản ứng với HNO3 đặc nguội.

Chúng ta sẽ tiến hành theo Giả định 2, và coi đây là một trường hợp đặc biệt để luyện tập.

Phương trình phản ứng của Cu với HNO3 đặc nguội:
Cu + 4HNO3(đặc, nguội) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Bước 3: Tính số mol khí thoát ra.
Số mol khí NO2 là:
n(NO2) = V(NO2) / 22.4 = 4.48 lít / 22.4 lít/mol = 0.2 mol.

Bước 4: Dựa vào phương trình phản ứng để tính số mol Cu.
Từ phương trình: 1 mol Cu tạo ra 2 mol NO2.
Vậy, 0.2 mol NO2 được tạo ra bởi:
n(Cu) = n(NO2) / 2 = 0.2 mol / 2 = 0.1 mol.

Bước 5: Tính khối lượng của Cu.
Khối lượng của Cu là:
m(Cu) = n(Cu) M(Cu) = 0.1 mol 64 g/mol = 6.4 g.

Bước 6: Tính khối lượng của Al.
Khối lượng của hỗn hợp ban đầu là 10g.
Khối lượng của Al là:
m(Al) = m(hỗn hợp) – m(Cu) = 10g – 6.4g = 3.6 g.

Bước 7: Kiểm tra lại toàn bộ quá trình.
Chúng ta đã giả định Al không phản ứng với HNO3 đặc nguội và Cu phản ứng tạo ra khí NO2.
Nếu Al không phản ứng, thì khối lượng của nó là 3.6g.
Khối lượng của Cu là 6.4g.
Tổng khối lượng là 6.4g + 3.6g = 10g (đúng với đề bài).
Số mol NO2 tạo ra từ 0.1 mol Cu là 0.2 mol (đúng với đề bài).

Tuy nhiên, tôi vẫn nhấn mạnh lại rằng, theo tính chất hóa học cơ bản, Al sẽ bị thụ động hóa bởi HNO3 đặc nguội và Cu cũng không phản ứng với HNO3 đặc nguội. Nếu đề bài yêu cầu có khí thoát ra, thì đề bài có thể đã có sai sót hoặc muốn kiểm tra cách xử lý tình huống “khó” của học sinh.

Trong trường hợp thi cử, nếu gặp đề như vậy, các em nên ghi chú lại mâu thuẫn này và đưa ra giả định của mình để giải bài.

Nếu đề bài là HNO3 đặc (nóng) hoặc loãng, thì cả hai kim loại sẽ phản ứng. Khi đó bài toán sẽ phức tạp hơn và cần lập hệ phương trình. Nhưng với đề bài là “đặc nguội” và có khí thoát ra, giả định trên là cách giải hợp lý nhất để có thể có một đáp án.

Vậy, kết quả tính được là:
Khối lượng Cu = 6.4 g
Khối lượng Al = 3.6 g

Các em về nhà ôn tập kỹ lại các tính chất của axit nitric, đặc biệt là phản ứng với kim loại và tính thụ động hóa của nhôm.

Chúc các em học tốt!