Trả lời nhanh
(a) Fe + AgNO3 dư: Fe tan hết, thu được kim loại Ag và muối Fe(NO3)3 (do AgNO3 dư oxi hoá tiếp Fe2+ thành Fe3+). (b) Na + CuSO4 dư: Na phản ứng với nước trước, sinh khí H2 và kết tủa xanh Cu(OH)2, không thu được kim loại Cu.
Đề gốc của câu này thường có thêm các thí nghiệm (c), (d)… rồi hỏi “số thí nghiệm thu được kim loại” hoặc “số thí nghiệm có kết tủa”. Phần dưới giải kỹ hai thí nghiệm (a), (b) và đưa phương pháp để em xử lý các thí nghiệm còn lại.
Thí nghiệm (a): Cho Fe vào dung dịch AgNO3 dư
Dựa vào dãy điện hoá: Fe2+/Fe, Fe3+/Fe2+, Ag+/Ag theo thứ tự tăng dần tính oxi hoá của dạng oxi hoá. Ag+ oxi hoá được cả Fe lẫn Fe2+.
Giai đoạn 1 (Fe còn):
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓
Giai đoạn 2 (AgNO3 còn dư):
Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag↓
Phương trình gộp khi AgNO3 dư: Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3Ag↓
- Hiện tượng: thanh sắt tan dần, xuất hiện chất rắn màu xám bạc bám ngoài; dung dịch chuyển sang màu vàng nâu nhạt của Fe3+.
- Dung dịch sau phản ứng chứa Fe(NO3)3 và AgNO3 dư; chất rắn là Ag.
- Kết luận: có thu được kim loại (Ag).
Thí nghiệm (b): Cho Na vào dung dịch CuSO4 dư
Na là kim loại kiềm, tác dụng với nước mạnh hơn nhiều so với việc “đẩy” Cu ra khỏi muối. Vì vậy trong dung dịch muối, Na không khử trực tiếp Cu2+.
- 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
- 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ (xanh lam) + Na2SO4
Gộp lại: 2Na + 2H2O + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2↓ + H2↑
- Hiện tượng: Na chạy tròn trên mặt nước, tan dần, có khí không màu thoát ra; xuất hiện kết tủa xanh lam.
- CuSO4 dư nên dung dịch vẫn còn màu xanh.
- Kết luận: không thu được kim loại; thu được khí H2 và kết tủa Cu(OH)2.
Bảng so sánh nhanh
| Thí nghiệm | Sản phẩm chính | Có kim loại? | Có kết tủa? | Có khí? |
|---|---|---|---|---|
| Fe + AgNO3 dư | Fe(NO3)3, Ag | Có (Ag) | Có (Ag, chất rắn) | Không |
| Na + CuSO4 dư | Na2SO4, Cu(OH)2, H2 | Không | Có (Cu(OH)2) | Có (H2) |
Cách làm dạng “thí nghiệm có tạo kim loại”
- Kim loại kiềm, kiềm thổ mạnh (Na, K, Ba, Ca) cho vào dung dịch muối: luôn phản ứng với nước trước → bazơ + H2, sau đó bazơ mới tác dụng với muối.
- Kim loại thường (Mg, Zn, Fe, Cu…) với dung dịch muối: xét dãy điện hoá, kim loại mạnh khử cation của kim loại yếu.
- Chú ý dư/thiếu: với Fe và Ag+, nếu Ag+ dư thì ra Fe3+; nếu Fe dư thì ra Fe2+.
Mẹo nhớ: “Kiềm gặp nước trước, sắt gặp bạc dư lên ba”.
Lỗi sai thường gặp
- Viết Na + CuSO4 → Na2SO4 + Cu. Sai, vì Na phản ứng với H2O.
- Dừng ở Fe(NO3)2 khi AgNO3 dư. Cần viết tiếp phản ứng Ag+ với Fe2+.
- Quên rằng cặp Fe3+/Fe2+ đứng trước cặp Ag+/Ag nên Ag+ oxi hoá được Fe2+.
Bài luyện tập tự đặt
Bài 1. Thí nghiệm nào sau đây thu được kim loại: (1) Mg vào dung dịch CuSO4 dư; (2) K vào dung dịch ZnSO4 dư; (3) Cu vào dung dịch FeCl3 dư?
Đáp án: chỉ (1). Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu. (2) K tác dụng nước tạo KOH, rồi tạo Zn(OH)2 (có thể tan nếu KOH dư, nhưng ở đây ZnSO4 dư nên còn kết tủa), không có Zn. (3) Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2, không ra kim loại.
Bài 2. Cho 0,1 mol Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol AgNO3. Tính khối lượng chất rắn thu được.
Đáp án: Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3Ag, tỉ lệ 0,1 : 0,3 vừa đủ, thu được 0,3 mol Ag, khối lượng = 0,3 × 108 = 32,4 g.
Bài 3. Nếu chỉ dùng 0,1 mol Fe và 0,2 mol AgNO3, dung dịch chứa muối nào?
Đáp án: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag, vừa đủ, dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)2.
Câu hỏi thường gặp
Cho Fe vào dung dịch AgNO3 dư thu được muối gì?
Thu được Fe(NO3)3. Fe bị oxi hoá lên Fe2+ rồi Ag+ dư oxi hoá tiếp Fe2+ thành Fe3+, đồng thời tạo Ag kim loại.
Vì sao Na vào dung dịch CuSO4 không tạo ra Cu?
Na phản ứng với nước trong dung dịch trước, tạo NaOH và H2. NaOH sau đó tác dụng với CuSO4 tạo kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lam.
Fe tác dụng AgNO3 khi nào tạo Fe(NO3)2, khi nào tạo Fe(NO3)3?
Tạo Fe(NO3)2 khi Fe dư hoặc vừa đủ theo tỉ lệ 1 : 2; tạo Fe(NO3)3 khi AgNO3 dư (tỉ lệ mol Fe : AgNO3 từ 1 : 3 trở lên).