<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI NƯỚC </b>

<b>I. Tổng quan về bài toán kim loại tác dụng với nước. </b>

+ Một số kim loại tác dụng được với nước ở điều kiện thường tạo thành dung dịch kiềm: Kim
loại nhóm IA (<i>Li, Na, K, Rb, Cs</i>) một số kim loại nhóm IIA (<i>Ca, Sr, Ba</i>).

<b>VD1:</b> Khi cho hỗn hợp gồm Na, Ca vào nước ta có các phương trình phản ứng sau đây:

Na + H2O  NaOH + ½ H2

Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2

Tổng quát: M + nH2O  M(OH)2 + n/2H2

- Nếu nhìn từ khía cạnh phản ứng oxi hóa khử:

Kim loại M nhường ne: M  Mn+₊ _ne

H2O là chất nhận e: H2O + 2e  2OH- + H2

Bài toán thường cho biết trước số mol của H2 khi đó ta có thể tính nhanh số mol của kim
loại cũng như lượng OH-_{được sinh ra trong dung dịch.}

+ Số mol của kim loại: <i>n.nKL = 2nH2 </i> (n số e kim loại nhường)

+ Số mol của ion OH-_: <i>_n</i>

<i>OH- = 2nH2 </i>

<b>VD2:</b> Khi cho 7,9 gam hỗn hợp gồm K và Ca vào nước thu được dung dịch X và 3,36 lít khí H2.

Tính khối lượng của mỗi kim loại có trong hỗn hợp?

<i><b>Giải: </b></i>

Gọi số mol của K, Ca có trong hỗn hợp lần lượt là x, y bằng phương pháp nhẩm ta có ngay hệ
(chỉ việc bấm máy tính): 39x + 40y = 7,9 (1) và 1.x + 2.y = 2. 3,36/22,4 (2). Tìm được x=y=0,1.

mK = 3,9 ; mCa = 40

Qua ví dụ trên ta thấy, việc nắm rõ <b>bản chất của phản ứng</b> và các công thức nhẩm nhanh sẽ cho
kết quả nhanh mà không cần tính tốn nhiều.

+ Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

- Một là với phản ứng: M + nH2O  M(OH)2 + n/2H2

<i>mM</i> <i>+ </i> <i>mH2O pứ</i> <i>= </i> <i>mM(OH)n </i> <i>+ </i> <i>mH2</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

- Khối lượng của dung dịch tăng: mtăng = mM - mH2

- Mối quan hệ số mol: nM = nM(OH)n và 2nH2 = nH2O = nOH-

<b>VD 3:</b> Hịa tan hồn tồn 2,3 gam Na vào 120 gam H2O, sau phản ứng thu được dung dịch X và
V lít khí H2 (đktc).

a) Tính V?

b) Tính nồng dộ phần trăm của dung dịch thu được?
<i><b>Giải: </b></i>

a) Áp dụng công thức đã được tính nhanh ở trên: 1.nNa = 2nH2  nH2 = 0,05 ; VH2 = 1,12 (lít)
b) Để tính nồng dộ phần trăm dung dịch thu được, chúng ta phải hiểu rõ nồng độ của chất nào,
sau phản ứng tạo ra NaOH, nên nồng độ phần trăm của NaOH.

CT tính phần trăm khối lượng: C%(NaoH) = [mNaOH/mdd].100%
Một là khối lượng của NaOH:

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố: nNaOH = nNa = 0,1  mNaOH = 4 gam
Nếu áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng:

Na + H2O  NaOH + ½ H2

mNa + mH2O = mNaOH + mH2

2,3 + 18.2.nH2 = mNaOH + 2.nH2

Kết quả cũng ra mNaOH = 4 (gam).

Hai là khối lượng của dung dịch sau phản ứng: mdd sau = 2,3 + 120 – 0,05.2 = 122,2 gam.
Thay vào biểu thức tính nồng độ phần trăm ta có C%(NaoH) = 3,273%

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b>+ Chú ý là các kim loại tác dụng được với nước thì oxit tương ứng của chúng cũng tác </b>
<b>dụng được với nước tạo ra dung dịch kiềm. </b>

<b>M2On </b> <b>+ </b> <b>nH2O </b> <b>2M(OH)n</b>

<b>+ Nếu bài toán cho hỗn hợp hai kim loại X và Y liên tiếp trong cùng 1 nhóm A tác dụng với </b>
<b>H2O, thường sử dụng phương pháp trung bình để tìm ra hai kim loại. </b>

Coi hai kim loại là kim loại M nào đó: M = m/n và MX < MM < MY

<b>Ví Dụ:</b> Hịa tan hết 10,1 gam hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp vào nước thu được 3 lít
dung dịch có pH=13. Hai kim loại đó là?

<i><b>Giải: </b></i>

Gọi CT chung của hai kim loại là M (M1 < M < M2)

pH = 13  [H+_{] = 10}-13 __[OH-_{] = 10}-1_=0,1__nOH-_{= 0,3}

M + H2O  MOH + 1/2H2

Ta có: nOH- = nMOH = nM = 0,3

Nguyên tử khối trung bình: M = 10,1/0,3 = 33,7  Hia kim loại là Na và K

<b>II. Một số bài tốn liên quan. </b>

- Có thể thấy đề thi đại học khơng chỉ chú trọng tới một dạng tốn đơn lẻ, mà chúng thường
là sự kết hợp nhiều bài tốn đơn lẻ lại với nhau, do đó cần nắm vững từng tính chất một.
- Sau đây là một số dạng liên quan tới dạng bài tập chúng ta đang học.

<b>(1) pH của dung dịch. </b>

Các công thức cần nhớ: pH = -lg[H+_{] và pOH = -lg[OH}-_]

Trong một dung dịch ta ln có: pH + pOH = 14 hay [H+].[OH-]=10-14
Trong đó [H+_{] ; [OH}-_{] là nồng độ mol/lít của ion H}+_{và OH}-_.

- pH < 7: dung dịch có mơi trường axit.

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>VD 4:</b> Hịa tan hoàn toàn 7,8 gam K vào nước thu được 400 ml dung dịch KOH. Hãy tính pH
của dung dịch thu được?

<i><b>Giải:</b></i> nK = 0,2

K + H2O  KOH + ½ H2

0,2 0,2

KOH điện li tạo thành K+_{+ OH}-_{khi đó áp dụng bảo tồn nhóm OH ta có : nOH- = nKOH = 0,2}
Nồng dộ của ion OH-_{trong dung dịch là:} _[OH-_{] = 0,2/0,4 = 0,5M}

Có hai cách tính pH

Một là tính pOH = -lg[OH-] = -lg(0,5) = 0,3  pH = 14 – pOH = 14 -0,3 = 13,7

Hai là tính nồng dộ mol của H+: [H+].[OH-]=10-14  [H+] = 2.10-14 pH = -lg(2.10-14) = 13,7

<i>Chú ý: Dung dịch chứa hỗn hợp NaOH, Ba(OH)2 … nOH- = nNaOH + 2nBa(OH)2 </i>

<b>VD 5:</b> Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na, K, Ca vào nước dư được 400 ml dung dịch X
và 3,36 lít khí H2 (đktc). Tính pH của dung dịch thu được?

<i><b>Giải: </b></i>

Áp dụng công thức ở phần (I) ta có: nOH-= 2.nH2 = 2.0,15 = 0,3

Nồng dộ của ion OH-_{trong dung dịch là:} _[OH-_{] = 0,3/0,4 = 0,75M}_{pOH = 0,125}
pH của dung dịch X: pH = 14 – pOH = 13,875

<b>(2) Phản ứng với dung dịch axit. </b>

+ Dung dịch kiềm tạo thành có thể được cho tác dụng với dung dịch axit (phản ứng trung hòa).

+ VD: NaOH + HCl  NaCl + H2O

+ Bản chất của phản ứng này : H+ + OH-  H2O

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>VD 6:</b> Hịa tan hồn toàn m gam hỗn hợp gồm Na, Ba, Ca vào nước thu được 300 ml dung dịch
A và có 6,72 lít khí (đktc) thốt ra. Tính thể tích của dung dịch sau đây cần dùng để trung hòa
hết dung dịch A.

a) V ml dung dịch HCl 2M

b) V’ ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 1M và H2SO4 1,5M.
<i><b>Giải: </b></i>

Áp dụng cơng thức tính nhanh ở trên ta có: nOH- = 2nH2 = 0,6 (mol)
a) Số mol H+_{cần dùng là: 2V}__{2V = 0,6 hay V = 300 ml}

b) Số mol H+ cần dùng là: 1.V’ + 1,5.2.V’ = 4V’  4V’ = 0,6 hay V’ = 150 ml

<b>(3) Một số kim loại như Al, Zn khơng tan trong nước nhưng có khả năng tan trong dung </b>
<b>dịch kiềm. </b>

2Al + 2OH- + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2

Zn + 2OH-  ZnO22- + H2

a) Như vậy nếu có một hỗn hợp gồm M( Li, Na, K, Rb, Ca, Ba, Sr) – x mol và M’(Al, Zn) – y
mol cho tác dụng với nước, thì ban đầu kim loại M tác dụng với H2O tạo thành OH-_{, sau đó M’}
bị hòa tan bởi OH-, lượng kim loại bị hòa tan phụ thuộc vào lượng ion OH- được sinh ra. Lượng
H2 sinh ra do cả kim loại M và M’ tan.

Trong các bài toán dạng này, quan trọng nhất là xem xét xem Al đã tan hết hay chưa?
(+) Khi đã biết số mol của OH-_{và số mol của Al}

- nOH- ≥ nAl : Al tan hết.

- nOH- < nAl : Al tan một phần, sau phản ứng còn một phần kim loại chưa tan.
(+) Khi chưa biết số mol của OH-_{và Al, phải xét hai trường hợp.}

- TH1: OH-_{dư, Al tan hết.}

- TH2: OH-_{thiếu, Al tan một phần.}

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

M + nH2O  M(OH)n + n/2H2

y x nx/2 (OH-_:nx)

2Al + 2OH-_{+ 6H2O}__2[Al(OH)4]-₊ _3H2

y y 1,5y

c) Thường gặp bài tốn có cả trường hợp ở b) và c).

Khi cho hỗn hợp gồm Al và M (M là: Kim loại nhóm IA, Ca, Ba) tác dụng với nước dư thu được
V1 lít khí H2 (đktc).

Ban đầu: 2M + 2nH2O  2M(OH)n + nH2

Sau đó: 2Al + 2OH- + 6H2O  2[Al(OH)4]- + 3H2
Sau phản ứng Al có thể dư hoặc hết.

Khi cho hỗn hợp gồm Al và M (M là: Kim loại nhóm IA, Ca, Ba) tác dụng với kiềm dư thu được
V2 lít khí H2 (đktc).

2M + 2nH2O  2M(OH)n + nH2

2Al + 2OH- + 6H2O  2[Al(OH)4]- + 3H2

Vẫn có các phản ứng như trên, nhưng trong trường hợp này Al luôn tan hết nên V2 ≥ V1
Nếu: V2 = V1 : Trong cả hai trường hợp Al hết.

V2 > V1: Trong trường hợp ban đầu, Al đã dư.

d) Hỗn hợp gồm oxit kim loại M2On (M là kim loại nhóm IA, Ca, Ba) và Al, Al2O3, Al(OH)3 tác
dụng với nước.

Trong trường hợp này Al2O3, Al(OH)3 có tan hồn tồn hay khơng phụ thược vào lượng OH
-sinh ra sau phản ứng:

M2On + 2nH2O  2M(OH)n + nH2
Al2O3 + 2OH-  2AlO2- + H2O
Al(OH)3 + OH- __Al(OH)4

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<i><b>VD 7:</b></i> Hịa tan hồn tồn m gam kim loại Al vào dung dịch NaOH dư, thu được 3,36 lít khí thốt
ra ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị của m là:

<b>A. 2,7 gam</b> B. 5,4 gam C. 3,6 gam D. 4,05 gam

<i><b>Giải:</b></i> H2 : 0,15 mol

Khi kiềm dư, Al tan hết theo phương trình phản ứng:

2Al + 2OH-_{+ 6H2O}__2[Al(OH)4]-_{+ 3H2}
Từ phương trình phản ứng, suy ra số mol của Al là 0,1

Giá trị của m là: 2,7 gam

<i><b>VD 8:</b></i> Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:2 vào nước dư. Sau khi các
phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 8,96 lít H2 (đktc) và m gam chất rắn không tan. Giá trị của
m là:

A. 10,8 <b>B. 5,4</b> C. 7,8 D. 43,2

<i><b>Giải:</b></i> H2 : 0,4 mol Na : x mol Al: 2x mol
Các phương trình phản ứng xảy ra:

2Na + 2H2O  2NaOH + H2

x x 0,5x

Lượng Al tan phụ thuộc vào lượng NaOH được sinh ra.
2Al + 2OH-_{+ 6H2O}__2[Al(OH)4]-_{+ 3H2}
Ban đầu: 2x x

Phản ứng: x x 1,5x

Sau: x - 1,5x

Sau phản ứng Al dư x mol. Tổng số mol H2 thu được là 0,5x + 1,5x = 0,4  x = 0,2
Khối lượng rắn sau phản ứng: m = 0,2.27 = 5,4 gam

<i><b>VD 9:</b></i> Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp gồm K và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 2:3 vào dung
dịch NaOH dư thu được 12,32 lít khí H2 (đktc). Giá trị của m là:

A. 6,6 gam B. 9,9 gam <b>C. 15,9 gam</b> D. 12,7 gam

<i><b>Giải:</b></i> H2 : 0,55 mol K : 2x mol Al : 3x mol

Khi hịa tan hỗn hợp trên vào NaOH dư, thì kim loại Al sẽ tan hết mà không phụ thuộc vào
lượng KOH được sinh ra.

2K + 2H2O  2KOH + H2

2x x

2Al + 2OH-_{+ 6H2O}__2[Al(OH)4]-₊ _3H2

3x 4,5x

Tổng số mol H2 sinh ra: x + 4,5x = 0,55  x = 0,1

Khối lượng của hỗn hợp là: m = 39.2.0,1 + 27.3.0,1 = 15,9 gam
<i><b>VD 10:</b></i> Hỗn hợp X gồm K và Al:

- m gam X tác dụng với nước dư thu được 0,4 mol khí H2.

- m gam X tác dụng với dung dịch KOH dư thu được 0,475 mol H2. Giá trị của m là:

<b>A. 14,55 gam</b> B. 14,45 gam C. 15,55 gam D. 15,45 gam

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

Vì khi cho hỗn hợp X vào nước thu được số mol khí H2 nhỏ hơn số mol H2 thu được khi cho X
vào KOH dư, nên X tác dụng với nước Al dư một phần, lượng Al tan phụ thuộc vào lượng KOH
được sinh ra khi K tan.

Gọi số mol của K và Al lần lượt là x, y.
- Khi cho X tác dụng với H2O.

2K + 2H2O  2KOH + H2

x x 0,5x

2Al + 2OH-_{+ 6H2O}__2[Al(OH)4]-₊ _3H2

x x 1,5x

 2x = 0,4 hay x = 0,2

- Khi X tác dụng với KOH dư, Al tan hết.

2K + 2H2O  2KOH + H2

x x 0,5x

2Al + 2OH-_{+ 6H2O}__2[Al(OH)4]-₊ _3H2

y 1,5y

 0,5x + 1,5y = 0,475  y = 0,25

Vậy : m = 0,2.39 + 0,25.27 = 14,55 gam

<i>Kinh nghiệm: Khi cho hỗn hợp X gồm Al – b mol và M – a mol (M là Li, K, Na). </i>

- <i>Vào nước dư: nH2 = 2nM = 2a </i>

- <i>Vào kiềm dư: </i> <i>nH2 = 0,5nM + 1,5nAl = 0,5a + 1,5b </i>

<i><b>VD 11:</b></i> Hỗn hợp X gồm Na và Al. Cho m gam X vào nước dư thì thốt ra V lít khí. Nếu cũng m
gam X này cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thì thu được 1,75V lít khí (các khí đo ở đktc).
Thành phần phần trăm theo khối lượng của Na trong X là:

A. 39,87% B. 77,315% C. 49,87% <b>D. 29,87%</b>

<i><b>Giải:</b></i>

Gọi a, b lần lượt là số mol của Na và Al có trong m gam hỗn hợp. Để đơn giản ta chọn V = 22,4
Khi cho X tác dụng với nước: nH2 =1 = 2nNa = 2a  a = 0,5 mol

Khi cho X tác dụng với NaOH dư: nH2 = 0,5.a + 1,5.b = 1,75  b = 1 mol
Từ đó tính được phần trăm khối lượng của Na là: 29,87%

<i><b>VD 12:</b></i> Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp gồm Na2O và Al2O3 vào nước thu được 200ml dung
dịch X trong suốt chỉ chứa một chất tan duy nhất có nồng độ 0,5M. Thổi khí CO2 dư vào X thu
được a gam kết tủa. Giá trị của m và a lần lượt là:

A. 8,2 gam và 78 gam <b>B. 8,2 gam và 7,8 gam</b>

C. 82 gam và 7,8 gam D. 82 gam và 78 gam

<i><b>Giải:</b></i> Các phương trình phản ứng: Na2O + H2O  2NaOH

Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O

0,05 0,1 0,1

CO2 + H2O + NaAlO2  Al(OH)3 + NaHCO3

0,1 0,1

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc 1
<b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </b>

Website <b>HOC247</b> cung cấp một môi trường <b>học trực tuyến</b>sinh động, nhiều <b>tiện ích thông minh</b>,
nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những <b>giáo viên nhiều năm kinh </b>
<b>nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹnăng sư phạm</b>đến từcác trường Đại học và các

trường chuyên danh tiếng.

<b>I. </b> <b>Luyện Thi Online</b>

- <b>Luyên thi ĐH, THPT QG:</b>Đội ngũ <b>GV Giỏi, Kinh nghiệm</b> từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây
dựng các khóa <b>luyện thi THPTQG </b>các mơn: Tốn, NgữVăn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.
- <b>Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: </b>Ơn thi <b>HSG lớp 9</b> và <b>luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán</b> các

trường <i>PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An</i> và các trường Chuyên
khác cùng <i>TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.</i>

<b>II.</b> <b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

- <b>Toán Nâng Cao THCS:</b> Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS THCS
lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ởtrường và đạt điểm tốt

ở các kỳ thi HSG.

- <b>Bồi dưỡng HSG Toán:</b> Bồi dưỡng 5 phân mơn <b>Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học </b>và <b>Tổ Hợp</b> dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: <i>TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần </i>

<i>Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn</i>cùng đôi HLV đạt
thành tích cao HSG Quốc Gia.

<b>III. </b> <b>Kênh học tập miễn phí</b>

- <b>HOC247 NET:</b> Website hoc miễn phí các bài học theo <b>chương trình SGK</b> từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các
môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham
khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- <b>HOC247 TV:</b> Kênh <b>Youtube</b> cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn
phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, NgữVăn, Tin Học và Tiếng Anh.

<i><b>V</b></i>

<i><b>ữ</b></i>

<i><b>ng vàng n</b></i>

<i><b>ề</b></i>

<i><b>n t</b></i>

<i><b>ảng, Khai sáng tương lai</b></i>

<i><b> H</b><b>ọ</b><b>c m</b><b>ọ</b><b>i lúc, m</b><b>ọi nơi, mọ</b><b>i thi</b><b>ế</b><b>t bi </b><b>–</b><b> Ti</b><b>ế</b><b>t ki</b><b>ệ</b><b>m 90% </b></i>

<i><b>H</b><b>ọ</b><b>c Toán Online cùng Chuyên Gia </b></i>

</div>


<!--links-->