Kim loại nhóm A tác dụng với nước, acid và khối lượng mol trung bình

Trong mục này lấy thể tích mol khí ở điều kiện chuẩn là $24{,}79\ \text{L/mol}$.

$6{,}85\ \text{g}$ kim loại $\mathrm{M}$ (nhóm $\mathrm{IIA}$) tác dụng hết với nước dư, thu $1{,}2395\ \text{L}$ khí $\mathrm{H_2}$. Xác định $\mathrm{M}$.

Giải. $n(\mathrm{H_2}) = 1{,}2395/24{,}79 = 0{,}05\ \text{mol}$. Phản ứng $\mathrm{M} + \mathrm{2H_2O} \rightarrow \mathrm{M(OH)_2} + \mathrm{H_2}$ nên $n(\mathrm{M}) = 0{,}05\ \text{mol}$, $M = 6{,}85/0{,}05 = 137\ \text{g/mol}$: barium $\mathrm{Ba}$.

$3{,}9\ \text{g}$ kim loại nhóm $\mathrm{IA}$ tác dụng hết với nước thu $1{,}2395\ \text{L}$ khí $\mathrm{H_2}$. Tìm kim loại.

Giải. $n(\mathrm{H_2}) = 0{,}05\ \text{mol}$, phương trình $\mathrm{2M} + \mathrm{2H_2O} \rightarrow \mathrm{2MOH} + \mathrm{H_2}$ nên $n(\mathrm{M}) = 2\cdot0{,}05 = 0{,}1\ \text{mol}$, $M = 3{,}9/0{,}1 = 39$: potassium $\mathrm{K}$.

$7{,}4\ \text{g}$ hỗn hợp hai kim loại nhóm $\mathrm{IIA}$ ở hai chu kì liên tiếp tác dụng hết với dung dịch $\mathrm{HCl}$ dư, thu $4{,}958\ \text{L}$ khí $\mathrm{H_2}$. Xác định hai kim loại.

Giải. $n(\mathrm{H_2}) = 4{,}958/24{,}79 = 0{,}2\ \text{mol}$. Nhóm $\mathrm{IIA}$ hoá trị $\mathrm{II}$ nên $n(\text{hỗn hợp}) = 0{,}2\ \text{mol}$. $\overline{M} = 7{,}4/0{,}2 = 37$. Vì $24 < 37 < 40$ và $\mathrm{Mg}$ (chu kì $3$), $\mathrm{Ca}$ (chu kì $4$) ở hai chu kì liên tiếp, hai kim loại là $\mathrm{Mg}$ và $\mathrm{Ca}$.

Hỗn hợp $\mathrm{Mg}$ và $\mathrm{Ca}$ có $\overline{M} = 32$, tổng $0{,}2\ \text{mol}$ (khối lượng $6{,}4\ \text{g}$). Tính $\%m$ từng kim loại.

Giải. Gọi $x = n(\mathrm{Mg})$, $y = n(\mathrm{Ca})$: $x + y = 0{,}2$ và $24x + 40y = 6{,}4$. Từ hệ: $24(0{,}2 - y) + 40y = 6{,}4 \Rightarrow 4{,}8 + 16y = 6{,}4 \Rightarrow y = 0{,}1$, $x = 0{,}1$. $m(\mathrm{Mg}) = 2{,}4\ \text{g}$, $\%m(\mathrm{Mg}) = 2{,}4/6{,}4 = 37{,}5\%$; $\%m(\mathrm{Ca}) = 62{,}5\%$. Thể tích khí: $0{,}2\cdot24{,}79 = 4{,}958\ \text{L}$.

$6{,}2\ \text{g}$ hỗn hợp hai kim loại nhóm $\mathrm{IA}$ ở hai chu kì liên tiếp tác dụng hết với nước, thu $2{,}479\ \text{L}$ khí. Xác định hai kim loại và số mol mỗi kim loại.

Giải. $n(\mathrm{H_2}) = 2{,}479/24{,}79 = 0{,}1\ \text{mol}$; nhóm $\mathrm{IA}$ nên $n(\text{hỗn hợp}) = 2\cdot0{,}1 = 0{,}2\ \text{mol}$, $\overline{M} = 6{,}2/0{,}2 = 31$. $23 < 31 < 39$: $\mathrm{Na}$ (chu kì $3$) và $\mathrm{K}$ (chu kì $4$). Hệ $x + y = 0{,}2$, $23x + 39y = 6{,}2$ cho $y = 0{,}1$, $x = 0{,}1$: mỗi kim loại $0{,}1\ \text{mol}$.