Bài 19: HỢP KIM

B. LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

I. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CƠ BẢN

1. Những tính chất vật lí chung của kim loại tinh khiết biến đổi như thế nào khi chuyển thành hợp kim?

Trả lời:

Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào thành phần của các kim loại tham gia cấu tạo mạng tinh thể của hợp kim, tính chất vật lí và tính chất cơ học của hợp kim lại khác nhiều so với tính chất của kim loại.

Thí dụ:

-Hợp kim không bị ăn mòn: Al-Mg, Fe-Cr-Mn,...

- Hợp kim chịu nhiệt: Sn-Pb.

- Hợp kim siêu cứng: W-Co,...

- Hợp kim nhẹ, cứng, bền: Al-Si, Al-Cu-Mn-Mg.

2. Để xác định hàm lượng của bạc trong hợp kim, người ta hòa tan 0,5g hợp kim đó vào axit nitric. Cho thêm dung dịch axit clohiđric dư vào dung dịch trên, thu được 0,398g kết tủa. Tính hàm lượng của bạc trong hợp kim.

Giải:

- Các phương trình hóa học:

$Ag+2HNO_{3}\rightarrow AgNO_{3}+NO_{2}+H_{2}O$ (1)

$AgNO_{3}+HCl\rightarrow AgCl$ + $HNO_{3}$ (2)

- Từ (1) và (2) ta có: $n_{Ag}$ = $n_{AgCl}$ = $\large \frac{0,398}{143,5}$ = 0,00278mol

- Khối lượng Ag trong hợp kim trên là: $m_{Ag}$ = 0,00278.108 = 0,3g.

- Hàm lượng Ag trong hợp kim là: %$m_{Ag}$ = $\large \frac{0,3}{0,5}$.100% = 60%

3. Trong hợp kim Al-Ni, cứ 10 mol Al thì có 1mol Ni. Thành phần phần trăm khối lượng của hợp kim này là:

A. 81% Al và 19%Ni.

B. 82% Al và 18%Ni.

C. 83% Al và 17%Ni.

D. 84% Al và 16%Ni.

Giải: Chọn B.

Ta có %$m_{Al}$ = $\large \frac{10.27}{10.27+1.58}$ = 82% và %$m_{Ni}$ = 100% - 82% = 18%

4. Ngâm 2,33g hợp kim Fe-Zn trong dung dịch HCl đến phản ứng hoàn toàn thấy giải phóng 896ml khí $H_{2}$ (đktc). Thành phần phần trăm về khối lượng của hợp kim này là

A. 27,9%Zn và 72,1%Fe.

B. 26,9%Zn và 73,1%Fe.

C. 25,9%Zn và 74,1%Fe.

D. 24,9%Zn và 75,1%Fe.

Giải: Chọn A.

- Các phương trình hóa học:

$Fe+2HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}$ (1)

$Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_{2}+H_{2}$ (2)

- Theo các phương trình trên và dữ liệu đề bài, ta có:

$\large \left\{\begin{matrix} 56n_{Fe}+65n_{Zn}=2,33\\ n_{Fe}+n_{Zn}=\frac{896}{22400}=0,04 \end{matrix}\right.$

⇒ $n_{Zn}$ = 0,01 mol; $n_{Fe}$ = 0,03mol

⇒ %$m_{Zn}$ = $\large \frac{0,01.65}{2,33}$.100% = 27,9%

và %$m_{Fe}$ = 100% – 27,9% = 72,1%.

II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO

1. Trong hợp kim Al-Mg cứ có 9mol Al thì có 1mol Mg. Thành phần phần trăm khối lượng của hợp kim là

A. 80% Al và 20% Mg.

B. 81% Al và 19% Mg.

C. 91% Al và 9% Mg.

D. 83% Al và 17% Mg.

Giải: Chọn C.

Ta có %$m_{Al}$ = $\large \frac{9.27}{9.27+1.24}$ = 91% và %$m_{Mg}$ = 100% - 91% = 9%.

2. Nung một mẫu gang có khối lượng 10g trong khí $O_{2}$ dư thấy sinh ra 0,448 lít $CO_{2}$ (đktc). Thành phần phần trăm khối lượng cacbon trong mẫu gang này là

A.4,8%.

B.2,2%.

C.2,4%.

D.3,6%.

Giải: Chọn C.

- Phương trình hóa học: $C+O_{2}\rightarrow CO_{2}$

- Ta có: $n_{C}$ = $n_{CO_{2}}$ = $\large \frac{0,448}{22,4}$ = 0,02mol.

⇒ $m_{C}$ = 0,02.12 = 0,24g ⇒ %$m_{C}$ = $\large \frac{0,24}{10}$.100%= 2,4%.

3. Hòa tan hoàn toàn 3g hợp kim Cu-Ag trong dung dịch $HNO_{3}$ đặc thu được 7,34g hỗn hợp hai muối $Cu(NO_{3})_{2}$ và $AgNO_{3}$. Xác định khối lượng mỗi kim loại trong hợp kim.

Giải:

- Các phương trình hóa học:

$Cu+4HNO_{3}\rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}+2H_{2}O$ (1)

$Ag+2HNO_{3}\rightarrow AgNO_{3}+NO_{2}+H_{2}O$ (2)

- Ta có: 64$n_{Cu}$ + 108$n_{Ag}$ = 3 (a)

188$n_{Cu}$ + 170$n_{Ag}$ = 7,34 (b)

⇒ $n_{Cu}$ = 0,03mol; $n_{Ag}$ = 0,01mol

⇒ $m_{Cu}$ = 0,03.64 = 1,92g và $m_{Ag}$ = 3 - 1,92 = 1,08g.

4. Cho 1g hỗn hống của Na (natri tan trong thủy ngân) tác dụng với nước thu được dung dịch kiềm. Để trung hòa dung dịch kiềm đó cần 50ml dung dịch HCl 0,2M. Tính phần trăm khối lượng của natri trong hỗn hống.

Giải:

- Các phương trình hóa học:

$2Na+2H_{2}O\rightarrow 2NaOH+H_{2}$ (1)

$NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_{2}O$ (2)

Từ (1) và (2) ta có: $n_{Na}$ = $n_{NaOH}$ = $n_{HCl}$ = 0,05.0,2 = 0,01mol

⇒ $m_{Na}$ = 0,01.23 = 0,23g ⇒ %$m_{Na}$ = $\large \frac{0,23}{1}$.100% = 23%.

5. Để xác định hàm lượng bạc trong một hợp kim người ta hòa tan 1,5g hợp kim đó trong axit $HNO_{3}$ đặc, dư. Xử lí dung dịch bằng axit HCl, lọc lấy kết tủa, rửa rồi sấy khô, cân được 1,194g. Tính phần trăm khối lượng bạc trong hợp kim.

Giải:

- Các phương trình hóa học:

$Ag+2HNO_{3}\rightarrow AgNO_{3}+NO_{2}+H_{2}O$ (1)

$AgNO_{3}+HCl\rightarrow AgCl$ + $HNO_{3}$ (2)

- Từ (1) và (2) ta có: $n_{Ag}$ = $n_{AgCl}$ = $\large \frac{1,194}{143,5}$ = 0,00832mol

⇒ $m_{Ag}$ = 0,00832.108 = 0,898g

⇒ %$m_{Ag}$ = $\large \frac{0,898}{1,5}$.100% = 59,87%.