Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 29: Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl, ở cực âm xảy ra:

A. Sự khử ion Na⁺

B. Sự oxi hóa Na⁺

C. Sự khử phân tử H₂O

D. Sự oxi hóa phân tử H₂O

Phương pháp giải

Để lựa chọn đáp án phù hợp cần ghi nhớ: Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl, ở cực âm xảy ra sự khử phân tử H2O

Hướng dẫn giải

Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl, ở cực âm xảy ra sự khử phân tử H2O

⇒ Đáp án C.

Trong quá trình điện phân dung dịch KBr, phản ứng nào sau đây xảy ra ở cực dương (anot)?

A. Ion Br^- bị oxi hóa.

B. Ion Br- bị khử.

C. Ion K⁺ bị oxi hóa.

D. Ion K⁺ bị khử.

Phương pháp giải

Để lựa chọn đáp án phù hợp cần ghi nhớ: Trong quá trình điện phân dung dịch KBr, phản ứng xảy ra ở cực dương (anot) ion Br- bị oxi hóa

Hướng dẫn giải

Trong quá trình điện phân dung dịch KBr, phản ứng xảy ra ở cực dương (anot) ion Br- bị oxi hóa

⇒ Đáp án A.

Cho 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại kiềm ở hai chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn tác dụng hết với nước thu được 1,12 lít khí H₂ (đktc)

a) Xác định tên hai kim loại kiềm và tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

b) Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng để trung hòa dung dịch kiềm trên và khối lượng muối clorua thu được.

Phương pháp giải

a)

Bước 1: Đặt công thức chung của 2 kim loại kiềm là M, viết phương trình hóa học.

Bước 2 : Dựa vào phương trình tính số mol M, suy ta khối lượng mol của M. ⇒ 2 kim loại cần tìm.

Bước 3: Dựa vào sơ đồ đường chéo, suy ra mol mỗi kim loại. ⇒ % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

b) Dựa vào phương trình hóa học, tính thể tích dung dịch HCl cần dùng để trung hòa dung dịch kiềm trên và khối lượng muối clorua thu được.

Hướng dẫn giải

Câu a

Đặt công thức chung của 2 kim loại kiềm là M

M + H₂O → MOH + \(\frac{1}{2}\) H₂

\(\\ n_{M} = 2n_{H_{2}} = 2 \frac{1,12}{22,4} = 0,1 \ mol \\ \Rightarrow M_{M} = \frac{3,1}{0,1} = 31\)

Vậy hai kim loại liên tiếp là Na (23) và K (39).

Theo sơ đồ đường chéo:

\(\\ \begin{matrix} Na - 23 \ \ \ \ \ 8 \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ^{\setminus} \ \ \ \ \ ^/ \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 31 \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ^/ \ \ \ \ \ ^{\setminus} \\ K - 39 \ \ \ \ \ \ \ 8 \end{matrix} \\ \Rightarrow n_{Na} = n_{K} = \frac{0,1}{2} = 0,05 \ mol\)

\( \Rightarrow \% {m_{Na}} = \frac{{0,05.23}}{{3,1}}.100\% = 37,1\;\% \)

\( \Rightarrow \% {m_K} = 100\% - 37,1\% = 62,9\;\% \)

Câu b

Phản ứng trung hòa:  MOH + HCl → MCl + H₂O

\(n_{HCl} = n_{MOH} = 0,1 \ mol \Rightarrow V_{HCl \ 2M} = \frac{0,1}{2} = 0,05 \ lit = 50 \ ml\)

Khối lượng muối: m_MCl = 0,1.(M + 35,5) = 6,65 gam.

Cho 3,9 gam kim loại K tác dụng với 101,8 gam nước. Tính nồng độ mol và nồng độ % của chất trong dung dịch thu được. Biết khối lượng riêng của dung dịch đó là 1,056 g/ml.

Phương pháp giải

• Bước 1: Tính số mol kali, suy ra mol H₂.
• Bước 2: Bảo toàn khối lượng suy ra khối lượng dung dịch sau phản ứng.
• Bước 3: Tính nồng độ mol và nồng độ % của chất trong dung dịch

Hướng dẫn giải

Ta có:

\(n_{K} = \frac{3,9}{39} = 0,1 \ mol\)

Phương trình hóa học: 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

                                      0,1                  0,1      0,05

\(m_{H_{2}}\) = 0,05.2 = 0,1 gam

Khối lượng dung dịch sau phản ứng:

m_dd = 39 + 101,8 - 0,1 = 105,6 gam.

\(C\%_{KOH} = \frac{0,1.56}{105,6}.100 = 5,3 \ \%\)

\(\\ V_{dd} = \frac{m_{dd}}{D} = \frac{105,6}{1,056} = 100 \ ml = 0, 1 \ lit \\ C_{M_{KOH}} = \frac{0,1}{0,1} = 1 M\)

So sánh tính chất hóa học của hai muối NaHCO₃ và Na₂CO₃. Viết các phương trình hóa học minh hoạ.

Phương pháp giải

Để so sánh tính chất hóa học của hai muối NaHCO₃ và Na₂CO₃ ta dựa vào bản chất của 2 loại muối để tìm ra điểm giống và khác nhau giữa chúng.

Hướng dẫn giải

So sánh tính chất hóa học của Na₂CO₃ và NaHCO₃:

• Đều là muối của axit yếu, có khả năng nhận proton thể hiện tính bazơ:

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂ + H₂O

NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O

HCO₃^- + H⁺ → CO₂ + H₂O

• NaHCO₃ là muối axit tác dụng với bazơ tạo muối trung hòa:

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

HCO₃^- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

Vậy NaHCO₃ là muối có tính lưỡng tính, Na₂CO₃ là muối có tính chất bazơ.

Nung 4,84 gam hỗn hợp NaHCO₃ và KHCO₃ đến phản ứng hoàn toàn thu được 0,56 lít CO₂ (đktc). Xác định khối lượng của mỗi muỗi trong hỗn hợp trước và sau khi nung.

Phương pháp giải

• Bước 1: 

Đặt số mol NaHCO₃ và KHCO₃ là x, y

Viết phương trình hóa học.

• Bước 2: Lập hệ phương trình 2 ẩn x, y theo phương trình và dữ kiện đề bài.
• Bước 3: Giải hệ phương trình, suy ra khối lượng của mỗi muỗi trong hỗn hợp trước và sau khi nung.

Hướng dẫn giải

Đặt số mol NaHCO₃ và KHCO₃ là x, y

⇒ Ta có phương trình khối lượng: 84x + 100y = 4,84 (1)

\(\begin{matrix} 2KHCO_{3} \\ y \end{matrix} \begin{matrix} \ \xrightarrow[ \ ]{ \ t^0 } K_{2}CO_{3} \ \\ \ \end{matrix} \begin{matrix} \ + \ CO_{2} \\ \frac{y}{2} \end{matrix}\begin{matrix} \ + \ H_{2}O \\ \ \end{matrix}\)

\(\begin{matrix} 2NaHCO_{3} \\ x \end{matrix} \begin{matrix} \ \xrightarrow[ \ ]{ \ t^0 } Na_{2}CO_{3} \ \\ \ \end{matrix} \begin{matrix} \ + \ CO_{2} \\ \frac{x}{2} \end{matrix}\begin{matrix} \ + \ H_{2}O \\ \ \end{matrix}\)

\(n_{CO_{2}} = \frac{x+y}{2} = \frac{0,56}{22,4}\)

⇒ x + y = 0,05 (2)

Từ (1) và (2) ⇒ x = 0,01; y = 0,04.

Vậy khối lượng NaHCO₃ là 0,01 . 84 = 0,84 gam.

Vậy khối lượng KHCO₃ là 0,04 . 100 = 4 gam.