Bài 36: Sơ lược về niken, kẽm, chì, thiếc

Kiến thức cần nắm:

- Niken (Ni):

+ Vị trí: Ô số 28, Nhóm: VIII B, Chu kì: 4

+ Tính chất vật lí: Ni là kim loại có màu trắng bạc, rất cứng, khối lượng riêng lớn

+ Tính chất hóa học: Ni là kim loại có tính khử yếu hơn sắt,  tác dụng với nhiều đơn chất và hợp chất (không tác dụng với hiđro)

\(2Ni+O_{2}\overset{500^{0}}{\rightarrow}2NiO\)

\(Ni+Cl_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}NiCl_{2}\)

+ Ứng dụng: Luyện kim, mạ sắt để chống gỉ, chất xúc tác...

- Kẽm (Zn):

+ Vị trí: Ô số 30, Nhóm II B, Chu kì 4

+ Tính chất vật lí: Zn là kim loại có màu lam nhạt,  khối lượng riêng lớn, giòn ở nhiệt độ thường, Zn ở trạng thái rắn và các hợp chất của Zn không độc. Riêng hơi của ZnO rất độc.

+ Tính chất hóa học: Zn là kim loại hoạt động và có tính khử mạnh hơn sắt,  tác dụng với nhiều đơn chất và hợp chất.

\(Zn +O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}ZnO\)

\(Zn +S\overset{t^{0}}{\rightarrow}ZnS\)

+ Ứng dụng: Mạ hoặc tráng lên sắt để chống gỉ, ZnO dùng làm thuốc giảm đau

- Chì (Pb)

+ Vị trí: Ô số 82, Nhóm IV A, Chu kì 6

+ Tính chất vật lí: Pb là kim loại có màu trắng hơi xanh,  khối lượng riêng lớn, mềm, Pb và các hợp chất của Pb đều rất độc.

+ Tính chất hóa học: Pb tác dụng với oxi và lưu huỳnh:

\(Pb+O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2PbO\)

\(Pb+S\overset{t^{0}}{\rightarrow}2PbS\)

+ Ứng dụng: Bản cực ắc quy, đầu đạn, vỏ dây cáp, thiết bị bảo vệ khỏi các tia phóng xạ...

- Thiếc (Sn)

+ Vị trí: Ô số 50, nhóm IV A, chu kì 5

+ Tính chất vật lí: Sn là kim loại có màu trắng bạc ở điều kiện thường, khối lượng riêng lớn, mềm. Sn có hai dạng thù hình là Sn trắng và Sn xám.

+ Tính chất hóa học: Sn tác dụng với oxi và axit HCl loãng

\(Sn+O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}SnO_{2}\)

\(Sn+2HCl\overset{t^{0}}{\rightarrow}SnCl_{2}+H_{2}\uparrow\)

+ Ứng dụng: Phủ lên bề mặt Sắt để chống gỉ, làm hợp kim, làm men trong công nghiệp Gốm sứ...

1. Bài tập Niken, kẽm, chì, thiếc - Cơ bản

Bài 1:

Trong hỗn hợp X gồm Fe₂O₃; ZnO; Cu tác dụng với dung dịch HCl dư thu được dung dịch Y và phần không tan Z. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH loãng dư thu được lượng kết tủa gồm:

Hướng dẫn:

X + HCl vẫn có kim loại dư ⇒ đó là Cu

⇒ Xảy ra phản ứng: 2Fe³⁺ + Cu → 2Fe²⁺ + Cu²⁺ (Fe³⁺ hết)

⇒ Y gồm: Fe²⁺; Zn²⁺; Cu²⁺Y + NaOH dư thì Zn(OH)₂ tan ⇒ kết tủa gồm: Fe(OH)₂; Cu(OH)₂

Bài 2:

Cho a mol Mg và b mol Zn vào dung dịch chứa c mol Cu²⁺ và d mol Ag⁺. Sau khi phản ứng hoàn toàn dung dịch thu được có chứa hai ion kim loại. Cho biết \(a > \frac{d}{2}\). Tìm điều kiện của b theo a, c, d để được kết quả này?

Hướng dẫn:

Cặp phản ứng với nhau trước hết là Mg và Ag⁺, do đó chắc chắn tồn tại ion Mg²⁺. Nếu ion còn lại là Cu²⁺ mâu thuẫn do Zn vẫn dư thì Cu²⁺ phải hết.

⇒ Hai ion trong dung dịch là Mg²⁺ và Zn²⁺. Phản ứng xảy ra tới khi hết Ag⁺; Cu²⁺.

⇒ Riêng Mg sẽ bị dư Ag⁺, Cu²⁺… 2a < 2c + d.

Cả Mg và Zn phản ứng sẽ dư kim loại: 2a + 2b ≥ 2c + d ⇒ b ≥ c – a + \(\frac{d}{2}\).

Bài 3:

Cho m g hỗn hợp bột X gồm 3 kim loại Zn; Cr; Sn có số mol bằng nhau tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl loãng nóng thu được dung dịch Y và khí H₂. Cô cạn dụng dịch Y thu được 8,98 g muối khan. Nếu cho m g hỗn hợp X tác dụng với O₂ dư thì tạo hỗn hợp 3 oxit thì thể tích khí O₂ đktc phản ứng là:

Hướng dẫn:

Đặt số mol mỗi chất trong X là x mol.

⇒ X + HCl loãng nóng ⇒ tạo tất cả các muối hóa trị II: ZnCl₂; CrCl₂; SnCl₂.

⇒ 8,98 = 449x ⇒  x = 0,02 mol.

Khi phản ứng với Oxi tạo sản phẩm ZnO; Cr₂O₃; SnO₂.

Bảo toàn oxi ⇒ nO₂ = 0,5x + 0,75x + x = 0,045 mol

⇒ VO₂ = 1,008 lít

Bài 1:

Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp E gồm Sn và một kim loại R (có hóa trị không đổi) trong lượng dư dung dịch HCl, thu được 5,04 lít khí H₂ (đktc) và dung dịch chứa 36,27 gam muối. Mặt khác, để đốt cháy cũng m gam hỗn hợp E cần vừa đủ 3,696 lít O₂ (đktc). Kim loại R là:

Hướng dẫn:

Gọi hóa trị của R là n và số mol Sn và R lần lượt là a và b mol

- Khi phản ứng với HCl:

Sn + HCl → SnCl₂ + H₂

R + nHCl → RCl_n + 0,5nH₂

- Khi đốt trong oxi:

Sn + O₂ → SnO₂

2R + 0,5nO₂ → R₂O_n

⇒ Ta có: nH₂ = a + 0,5nb = 0,225 mol

Và nO₂ = a + 0,25nb = 0,165 mol

⇒ a = 0,105 mol; nb = 0,24 mol

Có m_muối \(= 0,105 \times 190 + \frac{0,24}{n}\times (R + 35,5n) = 36,27\)

⇒ R = 32,5n

⇒ Cặp n = 2; R = 65 (Zn) thỏa mãn

Kiến thức cần nắm:

- Niken (Ni):

+ Vị trí: Ô số 28, Nhóm: VIII B, Chu kì: 4

+ Tính chất vật lí: Ni là kim loại có màu trắng bạc, rất cứng, khối lượng riêng lớn

+ Tính chất hóa học: Ni là kim loại có tính khử yếu hơn sắt,  tác dụng với nhiều đơn chất và hợp chất (không tác dụng với hiđro)

\(2Ni+O_{2}\overset{500^{0}}{\rightarrow}2NiO\)

\(Ni+Cl_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}NiCl_{2}\)

+ Ứng dụng: Luyện kim, mạ sắt để chống gỉ, chất xúc tác...

- Kẽm (Zn):

+ Vị trí: Ô số 30, Nhóm II B, Chu kì 4

+ Tính chất vật lí: Zn là kim loại có màu lam nhạt,  khối lượng riêng lớn, giòn ở nhiệt độ thường, Zn ở trạng thái rắn và các hợp chất của Zn không độc. Riêng hơi của ZnO rất độc.

+ Tính chất hóa học: Zn là kim loại hoạt động và có tính khử mạnh hơn sắt,  tác dụng với nhiều đơn chất và hợp chất.

\(Zn +O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}ZnO\)

\(Zn +S\overset{t^{0}}{\rightarrow}ZnS\)

+ Ứng dụng: Mạ hoặc tráng lên sắt để chống gỉ, ZnO dùng làm thuốc giảm đau

- Chì (Pb)

+ Vị trí: Ô số 82, Nhóm IV A, Chu kì 6

+ Tính chất vật lí: Pb là kim loại có màu trắng hơi xanh,  khối lượng riêng lớn, mềm, Pb và các hợp chất của Pb đều rất độc.

+ Tính chất hóa học: Pb tác dụng với oxi và lưu huỳnh:

\(Pb+O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2PbO\)

\(Pb+S\overset{t^{0}}{\rightarrow}2PbS\)

+ Ứng dụng: Bản cực ắc quy, đầu đạn, vỏ dây cáp, thiết bị bảo vệ khỏi các tia phóng xạ...

- Thiếc (Sn)

+ Vị trí: Ô số 50, nhóm IV A, chu kì 5

+ Tính chất vật lí: Sn là kim loại có màu trắng bạc ở điều kiện thường, khối lượng riêng lớn, mềm. Sn có hai dạng thù hình là Sn trắng và Sn xám.

+ Tính chất hóa học: Sn tác dụng với oxi và axit HCl loãng

\(Sn+O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}SnO_{2}\)

\(Sn+2HCl\overset{t^{0}}{\rightarrow}SnCl_{2}+H_{2}\uparrow\)

+ Ứng dụng: Phủ lên bề mặt Sắt để chống gỉ, làm hợp kim, làm men trong công nghiệp Gốm sứ...

1. Bài tập Niken, kẽm, chì, thiếc - Cơ bản

Bài 1:

Trong hỗn hợp X gồm Fe₂O₃; ZnO; Cu tác dụng với dung dịch HCl dư thu được dung dịch Y và phần không tan Z. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH loãng dư thu được lượng kết tủa gồm:

Hướng dẫn:

X + HCl vẫn có kim loại dư ⇒ đó là Cu

⇒ Xảy ra phản ứng: 2Fe³⁺ + Cu → 2Fe²⁺ + Cu²⁺ (Fe³⁺ hết)

⇒ Y gồm: Fe²⁺; Zn²⁺; Cu²⁺Y + NaOH dư thì Zn(OH)₂ tan ⇒ kết tủa gồm: Fe(OH)₂; Cu(OH)₂

Bài 2:

Cho a mol Mg và b mol Zn vào dung dịch chứa c mol Cu²⁺ và d mol Ag⁺. Sau khi phản ứng hoàn toàn dung dịch thu được có chứa hai ion kim loại. Cho biết \(a > \frac{d}{2}\). Tìm điều kiện của b theo a, c, d để được kết quả này?

Hướng dẫn:

Cặp phản ứng với nhau trước hết là Mg và Ag⁺, do đó chắc chắn tồn tại ion Mg²⁺. Nếu ion còn lại là Cu²⁺ mâu thuẫn do Zn vẫn dư thì Cu²⁺ phải hết.

⇒ Hai ion trong dung dịch là Mg²⁺ và Zn²⁺. Phản ứng xảy ra tới khi hết Ag⁺; Cu²⁺.

⇒ Riêng Mg sẽ bị dư Ag⁺, Cu²⁺… 2a < 2c + d.

Cả Mg và Zn phản ứng sẽ dư kim loại: 2a + 2b ≥ 2c + d ⇒ b ≥ c – a + \(\frac{d}{2}\).

Bài 3:

Cho m g hỗn hợp bột X gồm 3 kim loại Zn; Cr; Sn có số mol bằng nhau tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl loãng nóng thu được dung dịch Y và khí H₂. Cô cạn dụng dịch Y thu được 8,98 g muối khan. Nếu cho m g hỗn hợp X tác dụng với O₂ dư thì tạo hỗn hợp 3 oxit thì thể tích khí O₂ đktc phản ứng là:

Hướng dẫn:

Đặt số mol mỗi chất trong X là x mol.

⇒ X + HCl loãng nóng ⇒ tạo tất cả các muối hóa trị II: ZnCl₂; CrCl₂; SnCl₂.

⇒ 8,98 = 449x ⇒  x = 0,02 mol.

Khi phản ứng với Oxi tạo sản phẩm ZnO; Cr₂O₃; SnO₂.

Bảo toàn oxi ⇒ nO₂ = 0,5x + 0,75x + x = 0,045 mol

⇒ VO₂ = 1,008 lít

Bài 1:

Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp E gồm Sn và một kim loại R (có hóa trị không đổi) trong lượng dư dung dịch HCl, thu được 5,04 lít khí H₂ (đktc) và dung dịch chứa 36,27 gam muối. Mặt khác, để đốt cháy cũng m gam hỗn hợp E cần vừa đủ 3,696 lít O₂ (đktc). Kim loại R là:

Hướng dẫn:

Gọi hóa trị của R là n và số mol Sn và R lần lượt là a và b mol

- Khi phản ứng với HCl:

Sn + HCl → SnCl₂ + H₂

R + nHCl → RCl_n + 0,5nH₂

- Khi đốt trong oxi:

Sn + O₂ → SnO₂

2R + 0,5nO₂ → R₂O_n

⇒ Ta có: nH₂ = a + 0,5nb = 0,225 mol

Và nO₂ = a + 0,25nb = 0,165 mol

⇒ a = 0,105 mol; nb = 0,24 mol

Có m_muối \(= 0,105 \times 190 + \frac{0,24}{n}\times (R + 35,5n) = 36,27\)

⇒ R = 32,5n

⇒ Cặp n = 2; R = 65 (Zn) thỏa mãn