Kim loại tác dụng với phi kim

I. Cơ sở lý thuyết 
1. Tác dụng với oxi 
 Xét trên dãy điện hóa của kim loại : 
2
Ph¶n øng kh«ng cÇn ®iÒu kiÖn Kh«ng ph¶n øngPh¶n øng khi nung
K,Na,Mg,Al Zn,Fe,Ni,Pb(H )Cu,HgAg,Pt,Hg 
Phương trình tổng quát : 
0t
2 2 x
4M + xO 2M O (1) 
 Các phương pháp thường áp dụng : 
 Phương pháp bảo toàn khối lượng : 
m + m = m
kim loaïi (chaát raén ñaàu) O oxit (chaát raén sau)
 Phương pháp bảo toàn mol nguyên tố [O] 
O (O O 2-
2) 2 O (oxit)
n = 2n = n 
 Phương pháp bảo toàn mol electron 
n
2
2
e cho : M M ne (M laø kim loaïi, n soá e cho)
e nhaän: O 4e 2O


 
 


M O
2
n.n 4.n 
 Cần chú ý thêm dạng : 
 Oxit kim loại tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng 
 Phương trình tổng quát : 
Vấn đề 1: KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI PHI KIM 
 
0 nt
x y 2
M O + 2yH xM + yH O (2) 
(2) ta có : 
O (oxit)
H
n = 2.n

=> 
HCl(pöù) O (oxit) H O
2
n = 2.n = 2n và 
H SO (pöù) O (oxit) H O
2 4 2
n = n = n 
 Phương pháp tăng giảm khối lượng : 
- Cứ 1mol 2O  thay bằng 2mol Cl tăng 71 – 16 = 51 gam. 
- Cứ 1mol 2O  thay bằng 2mol 2
4
SO
 tăng 96 – 16 = 80 gam. 
 Sơ đồ phản ứng : 
2
oxit KL + axit muoái + H O(3) 
Phương pháp bảo toàn khối lượng :
2
oxit KL axit muoái H O
m + m m + m  
 Hỗn hợp sau phản ứng gồm oxit hay hỗn hợp kim loại và 
oxit tác dụng với HNO3 hoặc H2SO4 đặc. 
Chú ý trạng thái đầu và trạng thái cuối. Có thể dùng phương 
pháp bảo toàn mol electron kết hợp với các phương pháp 
nêu trên. 
Ví dụ 1 : Cho 2,81 gam hỗn hợp các oxit Fe3O4, Fe2O3, MgO, 
CuO tác dụng vừa đủ với 300ml dung dịch H2SO4 loãng 0,1M. 
Cô cạn dung dịch sau phản ứng số gam muối khan thu được là 
A. 4,50. B. 3,45. C. 5,21. D. 5,12. 
Hướng dẫn giải 
2 4 2
H SO H O
n n 0,3.0,1 0,03mol   
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 
mmuối =2,81+ 98.0,03-18.0,03 = 5,21(gam) 
(Đáp án C) 
Ví dụ 2 : Để hòa tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, 
Fe3O4 và Fe2O3 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3), cần 
dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M. Giá trị của V là 
A. 0,23. B. 0,08. C. 0,18. D. 0,16. 
Hướng dẫn giải 
Do 
2 3
FeO Fe O
n n hỗn hợp trên coi như gồm một chất Fe3O4. 
n 0, 01(mol) n 0, 04(mol)
2Fe O O3 4
   
n 2.n 0, 04 0, 08(mol)
2
H O
    
0, 08
V 0, 08(l)
1
HCl
  
 (Đáp án B) 
Ví dụ 3 : Cho 3,2 gam hỗn hợp CuO và Fe2O3 tác dụng vừa đủ 
với V ml dung dịch HCl 1M thu được 2 muối có tỷ lệ mol 1:1. 
Giá trị của V là 
A. 50 ml. B. 150 ml. C. 200 ml. D. 100 ml. 
Hướng dẫn giải 
Viết phương trình phản ứng tìm số mol của từng oxit 
số mol HCltính V. 
CuO +2HClCuCl2 +H2O 
x mol  x mol 
Fe2O3+ 6HCl2FeCl3+3H2O 
x
2
mol  x mol 
 80.x + 160.
x
2
 = 3,2x = 0,02(mol) 
2 3
O CuO Fe O
n = n + 3.n = 0,02 + 0,03 = 0,05 mol 
HCl O
n = 2n = 2.0,05= 0,1 mol 
HCl
0,1
V = 0,1(l) 100(ml)
1
  
(Đáp án D) 
Ví dụ 4 : Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp kim loại 
gồm Cu, Al, Fe thu được 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Để hòa tan 
hết hỗn hợp 3 oxit này cần V lít dung dịch HCl 1M. Giá trị của 
V là 
A. 0,12. B. 0,24. C. 0,10. D. 0,14. 
Hướng dẫn giải 
O
m 5,96 - 4,04 = 1,92 gam 
HCl O
1,92
n = 2.n = 2. = 0,24mol
16
ddHCl
0,24
v 0,24 lít
1
  
 (Đáp án B) 
Ví dụ 5 : Để m gam phôi bào sắt (A) ngoài không khí sau một 
thời gian biến thành hỗn hợp B có khối lượng 12 gam gồm sắt 
và các oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3. Cho B tác dụng hoàn toàn với 
dung dịch axit nitric giải phóng 2,24 lít khí duy nhất NO 
(đkc).Tính m. 
A. 10,08. B. 8,4. C. 11,2. D. 20,18. 
 Hướng dẫn giải 
Ta xem xét giai đoạn đầu và giai đoạn cuối. Fe là chất khử 
chuyển hết thành Fe3+ qua 2 giai đoạn: (1) cần chất oxi hóa là 
O2, (2) cần chất oxi hóa HNO3. Áp dụng phương pháp bảo toàn 
mol electron. 
2
raén sau KL ñaàu
O
m - m 12 - m
n = (mol)
32 32
 
NO
2,24
n = 0,1 (mol)
22,4
 
Fe O NO
2
3.n 4.n 3.n  
=> 
m 12 - m
3. 4. + 3.0,1
56 32
 
=> 
Fe
m 10,08 (gam) 
 (Đáp án A) 
Ví dụ 6 : Để 2,52 gam bột sắt trong không khí, sau một thời gian 
thu được hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Để hòa tan hết 
hỗn hợp X cần 500ml dung dịch HNO3 a (M) thấy sinh ra 0,56 
lít NO là sản phẩm khử duy nhất (đktc). Giá trị của a là 
A. 0,32. B. 0,20. C. 0,42. D. 0,30. 
Hướng dẫn giải 
Từ số mol Fe suy ra số mol Fe(NO3)3sử dụng định luật bảo 
toàn nguyên tố tính số mol HNO3[ số N có trong HNO3= số N 
có trong Fe(NO3)3+ số N có trong NO]. 
3 3
Fe Fe(NO )
n 0,045 (mol) = n 
NO
0,56
n = 0,025 (mol)
22,4
 
HNO Fe(NO ) NO
3 3 3
n 3.n n  
HNO
3
n 3.0,045 0,025 0,16 mol   
0,16
a = 0,32 (M)
0,5
 
(Đáp án A) 
2. Tác dụng với lưu huỳnh 
 Kim loại tác dụng với lưu huỳnh khi đun nóng (trừ Hg tác 
dụng ở điều kiện bình thường) tạo ra các sunfua kim loại. 
Ví dụ 7 : Trộn 4,48 gam bột sắt với 1,92 gam bột lưu huỳnh rồi 
đun nóng (trong điều kiện không có không khí) thu được hỗn 
hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải 
phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt 
cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít O2 (đktc). Giá trị của V 
là: 
A. 2,24 B. 1,12. C. 5,60. D. 3,36. 
Hướng dẫn giải 
 0t HCl 2
2
FeS
HFe M Fe khí X + G S
S H S
S
 
  

Khi đốt cháy X và G bằng O2 chính là đốt cháy hỗn hợp Fe và S 
ban đầu. 
Fe
n 0,08mol 
S
n 0,06mol 
Áp dụng phương pháp bảo toàn mol electron. 
O Fe S
2
4.n 2.n 2.n 
2
O
2.0,08 2.0,06
n 0,1mol
4

  
2
O
V 0,1.22,4 2,24(l)  
(Đáp án A) 
3. Tác dụng với clo 
Tất cả các kim loại đều tác dụng được với clo tạo ra muối 
clorua, trong đó kim loại có số oxi hoá cao nhất. 
Phương trình tổng quát : 
0t
2 x
2M + xCl 2MCl 
Ví dụ 8 : Cho V lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm clo và oxi tác 
dụng vừa hết với hỗn hợp gồm 4,8 gam Mg và 8,1 gam Altạo ra 
37,05 gam hỗn hợp các muối và oxit của hai kim loại. Giá trị của 
V là: 
A. 6,72. B. 13,44. C. 8,96. D. 10,08. 
Hướng dẫn giải 
Mg
n 0,2mol 
Al
n 0,3mol 
Bảo toàn khối lượng: 
2 2
O Cl (raén sau) (raén ñaàu)
m m m 37,05 (4,8 8,1) 24,15gam

      
=> 32. 
2 2
O Cl
32.n 71.n = 24,1 )5 (1 
Bảo toàn mol electron 
O Cl Mg Al
2 2
4.n 2.n 2.n 3.n  
O Cl
2 2
4.n 2.n 2.0,2 3.0,3 0,13m 2) (ol    
Giải hệ (1) và (2) ta được 
O Cl
2 2
n 0,2 mol vaø n 0,25 mol  
V 0,45.22,4 10,08(l)  
(Đáp án D) 
II. Vận dụng 
Bài 1. Cho hỗn hợp A gồm Al, Zn, Mg. Đem oxi hoá hoàn toàn 
28,6 gam A bằng oxi dư thu được 44,6 gam hỗn hợp oxit B. Hoà 
tan hết B trong dung dịch HCl thu được dung dịch D. Cô cạn 
dung dịch D được hỗn hợp muối khan là 
A. 99,6 gam. B. 49,8 gam. C. 74,7 gam. D. 100,8 gam. 
Hướng dẫn 
Tính khối lượng nguyên tử Osuy ra số mol O2- suy ra số 
mol H+tính V. 
Bài 2. Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al 
ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm 
các oxit có khối lượng 3,33 gam. Thể tích dung dịch HCl 2M 
vừa đủ để phản ứng hết với Y là 
A. 57 ml. B. 50 ml. C. 75 ml. D. 90 ml. 
Hướng dẫn 
Tính khối lượng nguyên tử Osuy ra số mol O2- suy ra số 
mol H+tính V. 
Bài 3. Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, 
ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ). Sau phản ứng, cô 
cạn dung dịch lượng muối khan thu được là 
A. 3,81 gam. B. 4,81 gam. C. 5,81 gam. D. 6,81 gam. 
Hướng dẫn 
Từ số mol H2SO4 dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố suy 
ra số mol H2O dùng định luật bảo toàn khối lượng tính 
khối lượng muối khan. 
Bài 4. Để a gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian sẽ 
chuyển thành hỗn hợp X có khối lượng là 75,2 gam gồm Fe, 
FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Cho hỗn hợp X phản ứng hết với dung 
dịch H2SO4 đậm đặc, nóng thu được 6,72 lít khí SO2 (ở đktc). 
Khối lượng a gam là 
A. 56,0 gam. B. 11,2 gam. C. 22,4 gam. D. 25,3 gam. 
Hướng dẫn 
Ta xem xét giai đoạn đầu và giai đoạn cuối. Fe là chất khử 
chuyển hết thành Fe3+ qua 2 giai đoạn: (1) cần chất oxi hóa là 
O2, (2) cần chất oxi hóa HNO3. Áp dụng phương pháp bảo toàn 
mol electron. 
Bài 5. Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung 
nóng (trong điều kiện không cókhông khí), thu được hỗn hợp rắn 
M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng 
hỗnhợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy 
hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc). Giá trị của V 
là 
A.2,80. B.3,36. C.3,08. D.4,48. 
Hướng dẫn 
Sử đụng định luật bảo toàn e để tính số mol O2( Fe, S : là 
những chất khử ; O2: là chất oxi hóa)tính giá trị của V. 
Bài 6. Cho 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm clo và oxi tác dụng 
vừa hết với 16,98 gam hỗn hợp Y gồm Mg và Al tạo ra 42,34 
gam hỗn hợp các muối và oxit của hai kim loại. Số gam Al có 
trong hỗn hợp Y là: 
A. 3,57. B. 7,35. C. 4,05. D. 3,44.