Xin chào các em học sinh thân mến! Hôm nay, cô trò chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài toán hóa học thú vị về phản ứng của kim loại với clo, dựa trên kiến thức của chương trình Hóa học lớp 9.

Chúng ta sẽ đi từng bước một, phân tích đề bài và áp dụng các công thức đã học để tìm ra kim loại cần tìm nhé.

Bước 1: Phân tích đề bài và xác định các thông tin đã cho.

Đề bài cho chúng ta biết:
– Khối lượng của kim loại là 4,6 gam.
– Khí clo tác dụng với kim loại là dư, điều này có nghĩa là clo phản ứng hết.
– Khối lượng của muối kim loại sinh ra là 11,7 gam.
– Muối kim loại này có hóa trị I.

Yêu cầu của đề bài là tìm tên kim loại đó trong các phương án A, B, C, D.

Bước 2: Viết phương trình hóa học tổng quát cho phản ứng.

Kim loại có hóa trị I, cô gọi kí hiệu là R. Khi tác dụng với clo (Cl2), kim loại hóa trị I sẽ tạo thành muối RCl.
Phương trình hóa học của phản ứng là:
2R + Cl2 → 2RCl

Bước 3: Xác định các đại lượng đã biết và cần tìm theo phương trình hóa học.

Từ phương trình hóa học: 2R + Cl2 → 2RCl
Ta thấy tỉ lệ mol của R và RCl là 2:2, hay 1:1.
Điều này có nghĩa là số mol của kim loại R bằng số mol của muối RCl.

Bước 4: Sử dụng công thức tính số mol và mối quan hệ giữa khối lượng mol, khối lượng và số mol để giải bài toán.

Chúng ta có công thức:
Số mol = Khối lượng / Khối lượng mol
Hay: n = m / M

Trong đó:
– n là số mol (đơn vị: mol)
– m là khối lượng (đơn vị: gam)
– M là khối lượng mol (đơn vị: gam/mol)

Gọi M là khối lượng mol của kim loại R.
Khối lượng mol của muối RCl là M + M_Cl, trong đó M_Cl là khối lượng mol của clo.
Khối lượng mol của clo (Cl2) là 35,5 * 2 = 71 gam/mol.
Tuy nhiên, trong muối RCl, clo có hóa trị I nên ta chỉ xét khối lượng mol của nguyên tử clo là 35,5 gam/mol.
Vậy khối lượng mol của muối RCl là M + 35,5.

Theo đề bài, khối lượng kim loại R là 4,6 gam.
Số mol của kim loại R là: n_R = 4,6 / M (mol)

Khối lượng muối RCl là 11,7 gam.
Số mol của muối RCl là: n_RCl = 11,7 / (M + 35,5) (mol)

Bước 5: Thiết lập phương trình dựa trên tỉ lệ mol từ phương trình hóa học.

Vì số mol của R bằng số mol của RCl (theo tỉ lệ 1:1 từ phương trình hóa học 2R + Cl2 → 2RCl):
n_R = n_RCl
Suy ra:
4,6 / M = 11,7 / (M + 35,5)

Bước 6: Giải phương trình để tìm khối lượng mol của kim loại R.

Chúng ta sẽ giải phương trình vừa thiết lập:
4,6 (M + 35,5) = 11,7 M
4,6M + 4,6 * 35,5 = 11,7M
4,6M + 163,3 = 11,7M
163,3 = 11,7M – 4,6M
163,3 = 7,1M
M = 163,3 / 7,1
M ≈ 23

Vậy khối lượng mol của kim loại R là khoảng 23 gam/mol.

Bước 7: So sánh khối lượng mol tìm được với khối lượng mol của các kim loại trong các phương án để xác định tên kim loại.

Chúng ta cùng xem khối lượng mol của các kim loại trong các phương án:
A. Nhôm (Al): Khối lượng mol là khoảng 27 gam/mol.
B. Liti (Li): Khối lượng mol là khoảng 7 gam/mol.
C. Kali (K): Khối lượng mol là khoảng 39 gam/mol.
D. Natri (Na): Khối lượng mol là khoảng 23 gam/mol.

Khối lượng mol chúng ta tìm được là 23 gam/mol, rất khớp với khối lượng mol của Natri (Na).

Bước 8: Kết luận.

Dựa vào khối lượng mol tìm được, kim loại đó chính là Natri.

Đáp án đúng là D. natri.

Chúc mừng các em đã hoàn thành bài toán này! Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé.