Chủ đề 12: Bài toán kim loại tác dụng H2SO4 (đặc, nóng)
Định hướng tư duy giải
+ Với bài toán này cần nhớ các bán phản ứng quan trọng sau:
(1). 2H2SO4 + 2e ® SO24- + SO2 + H2O
(2). 4H2SO4 + 6e ® 3SO24- + S + 4H2O
(3). 5H2SO4 + 8e ® 4SO24- + H2S + 4H2O
+ Chú ý vận dụng các định luật bảo toàn (đặc biệt là BTE)
Ví dụ 1: Hòa tan a mol Fe trong dung dịch H2SO4 thu được dung dịch X và 12,32
lít SO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Cô cạn dung dịch X thu được 75,2 gam
muối khan. Giá trị của a là:
A. 0,4
B. 0,6
C. 0,3
D. 0,5
Trích đề thi thử Chuyên KHTN – Hà Nội – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta có :
75,2 - 0,55.96
BTE
BTKL
Trong muËi
nSO2 = 0,55 ¾¾¾
® n SO
= 0,55 ¾¾¾
® n Fe = a =
= 0,4(mol)
24
56
Bạn nào chưa thạo BTE có thể dựa vào 2H2SO4 + 2e ® SO24- + SO2 + 2H2O
Ví dụ 2: Hòa tan hết hỗn hợp X chứa Cu và Fe trong dung dịch H2SO4 đặc,nóng.
Sau phản ứng thu được khí và dung dịch Y chứa m gam muối (trong đó S chiếm

22,472% về khối lượng). Mặt khác,đổ dung dịch NaOH dư vào Y thấy có 40,2 gam
kết tủa xuất hiện. Giá trị của m là :
A. 74,2
B. 68,8
C. 71,2
D. 66,8
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
32a
BTNT.S
Trong Y n SO2- = a ¾¾¾¾
® n STrong Y = a ®
= 0, 22472(1)
4
m X + 96a
BTDT
¯
nSO2- = a ¾¾¾
® n Trong
= 2a ® 40,2 = mX + 2a.17(2)
OH4

ìmX + 34a = 40,2
ìm = 23,2
(1) + (2)
¾¾¾®
®í X
í
î0,22472mX - 10,42688a = 0 îa = 0,5
BTKL

¾¾¾
® m = 23,2 + 0,5.96 = 71,2(gam)

Ví dụ 3: Cho Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được khí SO2 (sản
phẩm khử duy nhất) và dung dịch X chứa 8,28 gam muối. Cho Ba(OH)2 dư vào X thì
thu được 18,54 gam kết tủa. Số mol H2SO4 đã phản ứng gần nhất với :
A. 0,15
B. 0,10
C. 0,20
D. 0,30
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải


Dễ thấy có hỗn hợp muối sắt tạo ra.
Trong X
ìïFe 2+ : a BTE + BTDT ïìn SO2- = a + 1,5b
Ta có : Fe ¾¾¾® í
¾¾¾¾¾
®í 4
3+
Fe
:
b
ïîn SO2 = a + 1,5b
îï
H 2SO 4

BTKL
ì ¾¾¾

® 8, 28 = 56(a + b) + 96(a + 1,5b)
ï
ìFe ( OH )2 : a
ïï
ìa = 0,015
Khi đó ta có ngay : í BTNT
®í
ïï
îb = 0,03
ï ¾¾¾®18,54 íFe ( OH )3 : b
ï
ï
îïBaSO 4 : a + 1,5b
îï

BTNT.S
¾¾¾¾
® H2SO4 =

å(SO ,SO ) = 0,12
2

24

Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn a gam Fe bằng dung dịch HCl loãng dư thu được m
gam muối. Cũng lượng sắt trên cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu
được (m + 14,6) gam một muối sunfat. Giá trị a là:
A. 11,2 g.
B. 2,8 g.
C. 12,7 g.

D. 5,6 g.
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải

a
ì HCl
¾¾¾
® m = (56 + 35,5.2)
ï
ìm = 25,4
a
ï
56
Ta có : n Fe =
®í
®í
a
a = 11,2
56 ï H2SO4 (d/ n)
¾¾¾¾® m + 14,6 =
(56.2 + 96.3) î
ïî
2.56
Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam Mg vào 49 gam dung dịch H2SO4 80% chỉ thu
được dung dịch X và khí. Cho X tác dụng hoàn toàn với 700 ml dung dịch KOH
1M, sau đó lọc bỏ kết tủa được dung dịch Y. Cô cạn Y được chất rắn Z nặng
58,575 gam . Tính C% của MgSO4 trong X.
A. 48,66
B. 44,61
C. 49,79

D. 46,24
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta có :

n KOH = 0,7

ìK SO : a
Zí 2 4
îKOH : b

BTNT.S
¾¾¾®
nS­ = 0,4 - a = 0,0875

BTNT.K
ì ¾¾¾¾
® 2a + b = 0,7 ìa = 0,3125
®í
®í
îb = 0,075
î174a + 56b = 58,575

ìSO2 : x
®í
îH2S: y

BTE
ì ¾¾¾
® 2x + 8y = 0, 2.2 ì x = 0,05

®í
®í
î y = 0,0375
î x + y = 0,0875
0, 2.(24 + 96)
® %MgSO4 =
= 48,66%
4,8 + 49 - 0,05.64 - 0,0375.34

n Mg = 0, 2


Ví dụ 6: Cho hỗn hợp A gồm x mol Fe và 0,2x mol Cu tan hoàn toàn trong dung
dịch chứa y mol H2SO4 (tỉ lệ x : y = 1 : 3), thu được một sản phẩm khử duy nhất
SO2 và dung dịch B. Số mol khí SO2 thoát ra là :
A. x.
B. 1,7x.
C. 0,5y.
D. y.
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
+ Nhận thấy dung dịch B có chứa Fe2+ vì nếu Fe bị đẩy hết lên Fe3+ thì số mol
H2SO4 phải là 3,4x mol.
Nên H2SO4 hết và 2H2SO4 + 2e ® SO42- + SO2 + 2H 2O

1
n H SO = 0,5y(mol)
2 2 4
Bài tập rèn luyện
Câu 1: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Cu, Fe tan hoàn toàn trong H2SO4 đặc,

nóng, dư thu được 5,6 lít SO2 sản phẩm khử duy nhất ở. Tính % theo khối lượng
của Cu trong hỗn hợp là
A. 53,33%
B. 33,33%
C. 43,33%
D. 50,00%
Định hướng tư duy giải
Vậy n SO2 =

Ta sẽ sử dụng phương trình :

2H2SO4 + 2e ® SO24- + SO2 + H2O

ìCu : a
ì64a + 56b = 12
ìa = 0,1
CDLBT
Ta có ngay : 12 í
¾¾¾®
®í
í
îFe : b
î2a + 3b = 0,25.2
îb = 0,1
0,1.64
® %Cu =
= 53,33%
12
Câu 2: Cho 4,5 gam một kim loại R tan hoàn toàn trong H2SO4 đặc nóng dư thu
được 2,24 lít hỗn hợp hai khí SO2 và H2S (đktc) có tỉ khối so với H2 là 24,5 và

dung dịch X. Tìm kim loại R và khối lượng muối tạo thành trong dung dịch sau
phản ứng.
A. Al, 28,5 gam. B. Al, 34,2 gam. C. Fe, 28,5 gam. D. Cu, 32,0 gam.
Định hướng tư duy giải
ìSO : a
Ta có ngay : 0,1 í 2
îH 2 S : b

ìa + b = 0,1
ìa = 0,05
ï
® í 64a + 34b
®í
® n e = 0,5
=
2.24,5
b
=
0,05
î
ï 0,1
î

0,5.R
® R = 9n = 9.3 = 27 ® Al
n
BTKL
¾¾¾
® m muoi = å m(KL,SO24 - ) = 4,5 + 0,25.96 = 28,5
BTKL

¾¾¾
® 4,5 =

Câu 3: Hòa tan 30 gam hỗn hợp một số kim loại vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư
thu được dung dịch X và 0,15 mol SO2, 0,1mol S và 0,005 mol H2S. Khối lượng
muối tạo thành sau phản ứng là :


A. 78 g
B. 120,24g
Định hướng tư duy giải

C. 44,4g

D. 75,12g

2H2SO4 + 2e ® SO24- + SO2 + H2O

Ta sẽ dùng :

4H2SO4 + 6e ® 3SO24- + S + 4H2O
5H2SO4 + 8e ® 4SO24- + H2S + 4H2O
ìSO2 : 0,15
ï
Ta có : íS : 0,1
® n e = 0,15.2 + 0,1.6 + 0,005.8 = 0,94 ® n SO2- = 0,47
4
ïH S : 0,005
î 2
BTKL

¾¾¾
® m muËi = å m(KL,SO24 - ) = 30 + 0,47.96 = 75,12(gam)

Câu 4: Cho m gam Zn vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 6,72 lít hỗn hợp
hai khí SO2 và H2S (đktc) có tỉ khối so với H2 là 24,5. Tổng giá trị của m và lượng
muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng là :
A. 196,5 gam B. 169,5 gam C. 128,5 gam D. 116,12 gam
Định hướng tư duy giải
Ta sử dùng :

2H2SO4 + 2e ® SO24- + SO2 + H2O
5H2SO4 + 8e ® 4SO24- + H2S + 4H2O

ïìn SO2 = a
® 0,3 í
îïn H2S = b
BTE
¾¾¾
® n Zn = 0,75

ìa + b = 0,3
ìa = 0,15
ï
® í 64a + 34b
®í
= 24,5.2 îb = 0,15
ï 0,3
î

® n e = 1,5


® m Zn = 0,75.65 = 48,75

¾¾¾¾
® m ZnSO4 = 0,75(65 + 96) = 120,75
BTNT.Zn

Câu 5: Hòa tan 23,4 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu bằng một lượng vàu đủ dung
dịch H2SO4, thu được 15,12 lít khí SO2 (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá
trị của m là:
A. 153,0.
B. 95,8.
C. 88,2.
D. 75,8.
Định hướng tư duy giải
Sử dụng phương trình : 2H2SO4 + 2e ® SO24- + SO2 + H2O
BTKL
¾¾¾
® m = å m(Kim loai,SO24- ) = 23,4 + 0,675.96 = 88,2

Câu 6: Thổi một luồng CO qua hỗn hợp Fe và Fe2O3 nung nóng được chất khí B
và rắn D. Cho B lội qua dung dịch nước vôi trong dư thấy tạo 6 gam kết tủa. Hòa
tan D bằng H2SO4 đặc, nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO2 còn dung dịch E. Cô cạn E
thu được 24g muối khan. Xác định thành phần % của Fe:
A. 58,33%
B. 41,67%
C. 50%
D. 40%
Định hướng tư duy giải



BTNT.Fe
Cô cạn E thu được 24g muối khan ¾¾¾¾
® n Fe = 2n Fe2 ( SO4 ) = 2.
3

24
= 0,12
400

ìFe : 0,12 BTNT(O + C )
ìFe : 0,12
Hỗn hợp đầu í
¾¾¾¾¾
®Dí
îO : a
îO : a - 0,06
BTE
¾¾¾
® 0,12.3 = 2(a - 0,06) + 0,18.2 ® a = 0,06 .

ìFe O : 0,02 BTKL
0,08.56
BTNT(Fe + O)
¾¾¾¾¾
®í 2 3
¾¾¾
®%Fe =
= 58,33%
0,12.56 + 0,06.16

îFe : 0,08
Câu 7: Cho Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được khí SO2 (sản
phẩm khử duy nhất) và 8,28 gam muối. Biết số mol Fe bằng 37,5% số mol H2SO4
phản ứng. Khối lượng Fe đã tham gia phản ứng là
A. 1,68 gam. B. 1,12 gam. C. 1,08 gam. D. 2,52 gam.
Định hướng tư duy giải
Ta có sử dụng: 2H2SO4 + 2e ® SO42- + SO2 + H2O

ìïH2SO4 : 2a
ìSO2- : a
¾¾
® nSO2 = a ¾¾
®í
¾¾
® 8, 28 í 4
® n Fe = 0,375.2a
ïî ¾¾
îFe : 0,75a
¾¾
® a = 0, 06 ¾¾
® n Fe = 0, 045 ¾¾
® m Fe = 2,52(gam)
Câu 8: Hòa tan 0,1 mol Al và 0,2 mol Cu trong dung dịch H2SO4 đặc dư thu được
V lít SO2 (ở 00C, 1 atm). Giá trị của V là:
A. 3,36
B. 4,48
C. 7,84
D. 5,6
Định hướng tư duy giải


ìn = 0,1 BTE
0,1.3 + 0,2.2
Ta có : í Al
¾¾¾
® nSO2 =
= 0,35 ® V = 7,84
2
în Cu = 0,2
Câu 9: Cho 5,94g Al tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được
1,848 lít sản phẩm ( X ) có lưu huỳnh ( đktc), muối sunfat và nước. Cho biết ( X )
là khí gì trong hai khí SO2, H2S ?
A. H2S
B. SO2
C. Cả hai khí D. S
Định hướng tư duy giải
ìn = 0,22
BTE
Ta có : í Al
¾¾¾
® 0,22.3 = 0,0825.8 ® X : H 2S
în X = 0,0825
Câu 10: Hỗn hợp X gồm Fe và C có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2. Cho 8 gam hỗn
hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thì thu được V lít khí ở đktc.
Giá trị của V là
A. 16,8 lít.
B. 17,92 lít.
C. 6,72 lít.
D. 20,16 lít
Định hướng tư duy giải



0,1.3 + 0,2.4
ì
= 0,55
ìFe : 0,1 BTE + BTNT ïSO2 :
8í
¾¾¾¾® í
® V = 0,75.22,4 = 16,8
2
îC : 0,2
ïCO : 0,2
î 2