Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim QUI TẮC HĨA TRỊ − BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ − BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG A PHƯƠNG PHÁP LÀM BÀI TẬP I Bảo toàn nguyên tố Đối với nguyên tố chất Đặt cơng thức X AxByCx Chất X phân tích sau: Ax ByC z → xA + yB + zC Bảo toàn nguyên tố A n A = x.n AxByC z Bảo toàn nguyên tè B ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ n B = y.n AxByC z B¶o toàn nguyên tố C n C = z.n AxByC z Thí dụ 1: Tính khối lượng nguyên tố 17,1 gam saccarozơ Lời giải Saccarozơ có cơng thức C12H22O11 17,1 n C12 H22O11 = = 0,05 mol 342 Bảo toàn nguyên tố C n C = 12.n C12H22O11 n C = 12.0,05 = 0,6 mol m C = 0,6.12 = 7,2 gam Bảo toàn nguyªn tè H ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯ → n H = 22.n C12H22O11 n H = 22.0,05 = 1,1 mol n H = 1,1.1 = 1,1 gam Bảo toàn nguyên tè O ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ n O = 11.n C12H22O11 n O = 11.0,05 = 0,55 mol m O = 0,55.16 = 8,8 gam Thí dụ 2: Tính khối lượng nguyên tố 15 gam axit axetic Lời giải Axit axetic có cơng thức CH3COOH Cơng thức phân tử axit axetic C2H4O2 15 n C H O2 = = 0,25 mol 60 B¶o toàn nguyên tố C n C = 2.n C H 4O2 n C = 2.0,25 = 0,5 mol m C = 0,5.12 = gam B¶o toàn nguyên tố H n H = 4.n C 2H 4O2 n H = 4.0,25 = mol m H = 1.1 = gam Bảo toàn nguyên tố O n O = 2.n C 2H 4O2 n O = 2.0,25 = 0,5 mol m O = 0,5.16 = gam Thí dụ 3: Tính khối lượng nguyên tố 51,3 gam nhơm sunfat Lời giải Nhơm sunfat có cơng thức Al2(SO4)3 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim 51,3 n Al2 (SO4 )3 = = 0,15 mol 342 Bảo toàn nguyªn tè Al ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → n Al = 2.n Al2 (SO4 )3 n Al = 2.0,15 = 0,3 mol m Al = 0,3.27 = 8,1 gam Bảo toàn nguyªn tè S ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ n S = 3.n Al2 (SO4 )3 n S = 3.0,15 = 0, 45 mol m S = 32.0, 45 = 14, gam Bảo toàn nguyên tố O n O = 12.n Al2 (SO4 )3 n O = 12.0,15 = 1,8 mol m O = 16.1,8 = 28,8 gam Đối với phản ứng hóa học Cơ sở phương pháp: − Tổng mol nguyên tố X chất tham gia phản ứng tổng mol nguyên tố X sản phẩm phản ứng − Tổng quát: Tổng mol nguyên tố X ban đầu tổng mol nguyên tố X thu sau phản ứng (sau phản ứng gồm chất sản phẩm chất ban đầu cịn dư) Thí dụ 1: Thiết lập định luật bảo toàn nguyên tố cho Cu tác dụng với H2SO4 đặc, nóng Lời giải Sơ đồ phản ng: t Cu + H 2SO (đặc) → CuSO + SO + H O Bảo toàn nguyên tố Cu n Cu (pứ) = n CuSO4 Bảo toàn nguyên tố H ⎯ → 2.n H2SO4 (pø) = 2.n H2O n H2SO4 (pứ) = n H2O Bảo toàn nguyên tố S ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ n H2SO4 (pø) = n CuSO4 + n SO2 Bảo toàn nguyên tố O 4.n H2SO4 (pứ) = 4.n CuSO4 + 2.n SO2 + n H2O Thí dụ 2: Cho 23,7 gam KMnO4 tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch HCl 2M, thu m gam muối x lít khí Cl2 (đktc) Tính V, m x Lời giải 23,7 n KMnO4 = = 0,15 mol 158 Sơ đồ phản ứng: KMnO + HCl → MnCl + KCl + Cl + H 2O 0,15 mol Bảo toàn nguyên tố O n H2O = 4.n KMnO4 n H2O = 4.0,15 = 0,6 mol Bảo toàn nguyên tố H → n HCl = 2.n H2O n HCl = 2.0,6 = 1,2 mol V = Vdd HCl = n HCl 1,2 = = 0,6 lÝt = 600 ml C M, HCl 2 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim B¶o toàn nguyên tố Mn n MnCl2 = n KMnO4 n MnCl2 = 0,15 mol Bảo toàn nguyên tè K ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯ → n KCl = n KMnO4 n KCl = 0,15 mol m = m MnCl2 + m KCl = 126.0,15 + 74,5.0,15 = 30,075 gam Bảo toàn nguyên tố Cl n HCl = 2.n MnCl2 + n KCl + 2.n Cl2 1,2 = 2.0,15 + 0,15 + 2.n Cl2 n Cl2 = 0,375 mol x = VCl2 = 0,375.22, = 8, lÝt Thí dụ 3: Cho 21,6 gam Al tác dụng với lượng dư dung dịch HNO3, thu V lít khí N2O (đktc) theo sơ đồ phản ứng sau: Al + HNO3 → Al(NO3 )3 + N2O + H2O Tính V Lời giải 21,6 = 0,8 mol 27 Sơ đồ phản ứng: Al + HNO3 → Al(NO3 )3 + N 2O + H2O n Al = 0,8 mol Bảo toàn nguyên tố Al n Al(NO3 )3 = n Al n Al(NO3 )3 = 0,8 mol Đặt số mol chất HNO3 (phản ứng) : 2a mol ; N2O : b mol n HNO3 (pứ) 2a Bảo toàn H n HNO3 (pø) = 2.n H2O n H2O = = = a mol 2 Bảo toàn N n HNO3 (pø) = 3.n Al(NO3 )3 + 2.n N 2O 2a = 3.0,8 + b 2a − 2b = 2, (I) Bảo toàn O 3.n HNO3 (pø) = 9.n Al(NO3 )3 + n N2O + n H2O 3.2a = 9.0,8 + b + a 5a − b = 7,2 (II) Tỉ hỵp (I), (II) ⎯⎯⎯⎯⎯→ a = 1,5 mol ; b = 0,3 mol V = VN2O = 0,3.22, = 6,72 lÝt Thí dụ 4: Hịa tan hồn tồn a gam FexOy dung dịch H2SO4 đặc nóng (lượng vừa đủ) có chứa 0,075 mol H2SO4 thu 168 ml khí SO2 (đktc) Xác định công thức oxit sắt Lời giải 0,168 nSO2 = = 0,0075 mol 22, Sơ đồ phn ng: Fex O y + H 2SO (đặc) → Fe (SO )3 + 0,075 mol SO + H 2O 0,0075 mol Lưu Văn Dầu: Chemistry khơng đâu xa mà tim chỳng ta Bảo toàn S n H2SO4 = 3.n Fe2 (SO4 )3 + nSO2 0,075 = 3.n Fe2 (SO4 )3 + 0,0075 n Fe2 (SO4 )3 = 0,0225 mol Bảo toàn Fe n Fe(oxit s¾t) = 2.n Fe2 (SO4 )3 n Fe(oxit s¾t) = 2.0,0225 = 0,045 mol Bảo toàn H 2.n H2O = 2.n H2SO4 n H2O = n H2SO4 = 0,075 mol Bảo toàn O n O(oxit s¾t) + 4.n H2SO4 = 12 n Fe2 (SO4 )3 + 2.n SO2 + n H2O n O(oxit s¾t) + 4.0,075 = 12.0,0225 + 2.0,0075 + 0,075 n O(oxit s¾t) = 0,06 mol x : y = n Fe(oxit s¾t) : n O(oxit s¾t) = 0,045 : 0,06 = : Công thức oxit sắt Fe3O4 II Qui tắc hóa trị A cã hãa trÞ a B cã hãa trÞ b a b Xét hợp chất có dạng : A x B y , đó: x : số nguyên tử A y : số nguyên tử B Qui tắc hãa trÞ ⎯⎯⎯⎯⎯→ a.x = b.y x tØ lƯ thn víi n A a.n A = b.n B y tØ lƯ thn víi n B Qui tắc hóa trị Tổng quát : (Hóa trÞ cđa A) n A = (Hãa trÞ cđa B) n B Thí dụ 1: Đốt cháy hồn tồn 10,8 gam kim loại M cần 6,72 lít khí O2 (đktc) Xác định kim loại M Lời giải 6,72 n O2 = 22, = 0,3 mol n = 10,8 mol M M Gọi n hóa trị M Sơ đồ phản ứng: t M + O2 M 2On Bảo toàn O 2.n O2 = n O n O = 2.0,3 = 0,6 mol Qui tắc hóa trị cho oxit →(Hãa trÞ cđa M).n M = (Hãa trÞ cđa O).n O n 10,8 = 2.0,6 M n = M = 9n M = 27(Al) M Al Thí dụ 2: Đốt cháy hồn tồn 11,2 gam kim loại M cần 6,72 lít khí Cl2 (đktc) Xác định kim loại X Lưu Văn Dầu: Chemistry khơng đâu xa mà tim Lời giải 6,72 n Cl2 = 22, = 0,3 mol n = 11,2 mol M M Sơ đồ phản ứng: t M + Cl MCl n Bảo toàn Cl → n Cl = 2.n Cl2 n Cl = 2.0,3 = 0,6 mol Qui tắc hóa trị cho muối ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → n.n M = 1.n Cl n n = 11,2 56 = 1.0,6 M = n M M = 56 (Fe) Kim loại M Fe Thí dụ 3: Hịa tan hoàn toàn 12,4 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, ZnO và Al2O3 cần 400ml dung dịch HCl 1,5M Khối lượng muối thu dung dịch sau phản ứng là A 28,9 gam B 26,8 gam C 24,8 gam D 29,5 gam Lời giải Các phương trình hóa học: X tác dụng với dung dịch HCl : FeO + 2HCl → FeCl + H O Fe2 O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H O ZnO + 2HCl → ZnCl + H O Al O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H O Muối thu gồm FeCl2, FeCl3, ZnCl2 AlCl3 Số mol HCl là: n HCl = 0, 4.1,5 = 0,6 mol Gọi M2On oxit chung cho oxit X Sơ đồ phản ứng : M2 On + HCl → MCl n + H2 O 12,4 gam 0,6 mol Muèi B¶o toµn Cl ⎯⎯⎯⎯⎯ → n Cl = n HCl n Cl = 0,6 mol Hóa trị M không đổi Qui tắc hóa trị : (Hóa trị cđa O).n O = (Hãa trÞ cđa Cl).n Cl 2.n O = 1.n Cl n O = n Cl 0,6 = = 0,3 mol 2 m MCln − m M2On = m Cl − m O m muèi − 12, = 35,5.0,6 − 16.0,3 m muèi = 28,9 gam Đáp án A Thí dụ 4: Cho 2,66 gam hỗn hợp gồm MgO, FeO, Fe2O3 tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch H2SO4 0,1M, sau phản ứng thu 6,66 gam muối Giá trị V là A 250 B 400 C 500 D 1000 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim Lời giải Các phương trình hóa học: Hỡn hợp tác dụng với dung dịch H2SO4 (dung dịch H2SO4 0,1M thuộc loại dung dịch loãng): MgO + H 2SO → MgSO + H O FeO + H 2SO → FeSO + H2O Fe2 O3 + 3H 2SO → Fe2 (SO )3 + 3H O Muối thu gồm MgSO4, FeSO4 Fe2(SO4)3 Gọi M2On oxit chung cho oxit hỗn hợp Sơ đồ phản ứng : M On + H 2SO4 → M (SO4 )n + H O 2,66 gam 6,66 gam Qui tắc hóa trị : (Hóa trị cđa O).n O = (Hãa trÞ cđa SO ).n SO4 Hóa trị M không đổi m M2 (SO4 )n − m M2On n O = a mol 2.n O = 2.n SO4 n O = n SO4 Đặt : n SO4 = a mol = mSO4 − mO 6,66 − 2,66 = 96a − 16a a = 0,05 mol ⎯⎯⎯⎯⎯ → n H2SO4 = n SO4 n H2SO4 = 0,05 mol Bảo toàn SO V = Vdd H2SO4 = n H2SO4 C M, H2SO4 V= 0,05 = 0,5 lÝt = 500 ml 0,1 Đáp án C III Bảo toàn khối lượng Nội dung định luật: − Tổng khối lượng chất trước phản ứng tổng khối lượng chất sau phản ứng − Xét phản ứng tổng quát: A + B C + D Bảo toàn khối lượng ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → m A (pø) + m B (pø) = m C + m D Bảo toàn khối lượng m A (ban đầu) + m B (ban đầu) = m C + m D + m A (d) + mB (d) Bảo toàn khối lượng cho chất: Xét chất X có cơng thức l AxByCz Bảo toàn khối lượng cho X mX = mA + mB + mC Thí dụ 1: Hịa tan hồn tồn m gam hỡn hợp A gồm Fe kim loại M (hóa trị khơng đổi) dung dịch HCl dư, thu 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch chứa 4,575 gam hai muối Tính m Lời giải 1,008 = 0,045 mol Khí thu H2 n H2 = 22, Sơ đồ phản ứng: Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim FeCl Fe + HCl d → + H2 M MCl n 0,045 mol m gam A 4,575 gam muối Bảo toàn H → n HCl (pø) = 2.n H2 n HCl (pứ) = 2.0,045 = 0,09 mol Bảo toàn khối lượng ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → m A + m HCl (pø) = m muèi + m H2 m + 36,5.0,09 = 4,575 + 2.0,045 m = 1,38 gam Thí dụ 2: Nung 79 gam KMnO4 thời gian thấy lại 75 gam chất rắn Tính phần trăm KMnO4 bị nhiệt phân Lời giải Phương trình hóa học: t 2KMnO ⎯⎯ → K MnO + MnO + O (*) Chất rắn thu gồm K2MnO4, MnO2 KMnO4 dư Sơ đồ phản ứng : K MnO , MnO t0 KMnO ⎯⎯ → + O2 KMnO d 79 gam 75 gam Bảo toàn khối lượng m rắn đầu = m rắn sau + m O2 79 = 75 + 32.n O2 n O2 = 0,125 mol Theo (*) ⎯⎯⎯⎯ → n KMnO4 (pø) = 2.n O2 n KMnO4 (pø) = 2.0,125 = 0,25 mol %KMnO (bị nhiệt phân) = m KMnO4 (pứ) m KMnO4 (ban đầu) 100 = 158.0,25 100 = 50% 79 Thí dụ 3: Hịa tan hồn toàn 10,2 gam oxit kim loại M cần dùng 300ml dung dịch HCl 2M Xác định công thức oxit kim loại Lời giải n HCl = 0,3.2 = 0,6 mol Đặt công thức oxit kim loại M M2On Sơ đồ phản ứng: M On + HCl → MCl n + H O 10,2 gam 0,6 mol Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà chớnh tim chỳng ta n 0,6 Bảo toàn H ⎯⎯⎯⎯⎯ → n HCl = 2.n H2O n H2O = HCl = = 0,3 mol 2 Bảo toàn O ⎯⎯⎯⎯⎯ → n O = n H2O n O = 0,3 mol m M + m O = m M2On m M + 16.0,3 = 10,2 m M = 5, gam n = 5, : 0,3 = : n M = 9n M M = 27(Al) n ⎯⎯⎯ → nM : nO = : n M O Cơng thức oxit kim loại Al2O3 Thí dụ 4: Đốt cháy 11,2 gam bột Fe oxi, sau thời gian thu m gam rắn X Hịa tan hết X dung dịch HCl lỗng dư, thu 1,344 lít khí H2 (đktc) và dung dịch Y có chứa 13,0 gam FeCl3 Tính m Lời giải Số mol chất là: 11,2 n Fe = = 0,2 mol 56 13 n FeCl3 = = 0,08 mol 162,5 1,344 n H2 = = 0,06 mol 22, Các phương trình hóa học: Đốt cháy Fe O2: t 2Fe + O2 ⎯⎯ → 2FeO t 4Fe + 3O2 ⎯⎯ → 2Fe2O3 t 3Fe + 2O2 ⎯⎯ → Fe3O X tác dụng với dung dịch HCl thu khí H2 X chứa Fe dư X gồm: FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe dư: FeO + 2HCl → FeCl + H O Fe2 O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H O Fe3O + 8HCl → FeCl + 2FeCl3 + 4H O Fe + 2HCl → FeCl + H Qui X thành Fe O Sơ đồ phản ứng: Fe 0,2 mol + O2 ⎯⎯⎯ → FeCl2 Fe + HCl (d) ⎯⎯⎯⎯→ FeCl3 + O 0,08 mol m gam H2 0,06 mol H O Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim B¶o toµn Fe ⎯⎯⎯⎯⎯ → n Fe = n FeCl2 + n FeCl3 0,2 = n FeCl2 + 0,08 n FeCl2 = 0,12 mol Bảo toàn Cl n HCl (pø) = 2.n FeCl2 + 3.n FeCl3 n HCl (pø) = 2.0,12 + 3.0,08 = 0, 48 mol Bảo toàn H n HCl (pứ) = 2.n H2 + 2.n H2O 0, 48 = 2.0,06 + 2.n H2O n H2O = 0,18 mol B¶o toµn O (X + HCl) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯ → n O(X) = n H2O n O(X) = 0,18 mol m = m Fe(X) + m O(X) = 11,2 + 16.0,18 = 14,08 gam Thí dụ 5: Hịa tan hồn tồn 24 gam hỗn hợp A gồm oxit, hiđroxit và muối cacbonat kim loại M (có hóa trị khơng đổi) 100 gam dung dịch H2SO4 39,2%, thu 1,12 lít khí (đktc) và dung dịch B chứa muối trung hịa có nồng độ 39,41% Xác định kim loại M Lời giải Đặt công thức chất A M2On, M(OH)n, M2(CO3)n Các phương trình hóa học: M O n + nH 2SO → M (SO )n + nH O 2M(OH)n + nH 2SO → M (SO )n + 2nH O M (CO3 )n + H 2SO → M (SO )n + nCO2 + nH O Khí thu CO2 n CO2 = 1,12 = 0,05 mol 22, m H2SO4 = 39,2%.100 = 39,2 gam n H2SO4 = 39,2 = 0, mol 98 Sơ đồ phản ứng: M2 On M(OH)n + H2SO4 → M (SO4 )n + H 2O + CO2 M (CO ) 0,4 mol dd B 0,05 mol n 24 gam A Dung dịch B chứa muối Dung dịch B dung dịch M2(SO4)n H2SO4 ht Bảo toàn khối lượng m A + m dd H2SO4 = m dd B + m CO 2 24 + 100 = m dd B + 0,05.44 m dd B = 121,8 gam mM2 (SO4 )n = 39, 41%.121,8 48 gam ⎯⎯⎯⎯⎯ → n H2SO4 = n.n M2 (SO4 )n n M2 (SO4 )n = Bảo toàn SO (2M + 96n) n H2SO4 n = 0, mol n n = 0, = 48 M = 12n n M = 24 (Mg) Kim loại M Mg Thí dụ 6: Sau đun nóng 23,7 gam KMnO4 thu 22,74 gam hỗn hợp chất rắn X Cho hỡn hợp X tác dụng hồn tồn với dung dịch axit HCl 36,5% (d = 1,18g/ml) đun nóng Tính thể tích dung dịch axit HCl cần dùng Lời giải Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim Các phương trình hóa học: Nhiệt phân KMnO4 : t 2KMnO ⎯⎯ → K MnO + MnO + O Hỗn hợp rắn gồm K2MnO4, MnO2 có KMnO4 dư Hỡn hợp rắn tác dụng với dung dịch HCl : 2KMnO + 16HCl → 2KCl + 2MnCl + 5Cl + 8H 2O K MnO + 8HCl → 2KCl + MnCl + 2Cl + 4H O + 4HCl → MnCl + Cl + 2H O MnO2 Số mol KMnO4 : n KMnO4 = 23,7 = 0,15 mol 158 Sơ đồ phản ứng : O2 KMnO t0 ⎯⎯→ 23,7 gam 0,15 mol K MnO + HCl → KCl + MnCl + Cl + H O MnO2 ⎯⎯⎯ KMnO d 22,74 gam r¾n X ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → m KMnO4 (ban đầu) = m O2 + m X 23,7 = 32 n O2 + 22,74 BTKL (nhiÖt ph©n KMnO ) n O2 = 0,03 mol ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯ → 4.n KMnO4 = 2.n O2 + n O(X) 4.0,15 = 2.0,03 + n O(X) Bảo toàn O (nhiƯt ph©n KMnO ) n O(X) = 0,54 mol Bảo toàn O (X + HCl) n H2O = n O(X) n H2O = 0,54 mol B ả o toàn H (X + HCl) n HCl = 2.n H2O n HCl = 2.0,54 = 1,08 mol m HCl 100 C%(HCl) = m dd HCl m HCl C%(HCl) = 100 m dd HCl d dd HCl Vdd HCl d = dd HCl Vdd HCl 36,5.1,08 36,5 = 100 Vdd HCl = 91,53 ml 1,18.Vdd HCl Thí dụ 7: Nhiệt phân 30,225 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 KClO3, thu O2 24,625 gam hỗn hợp chất rắn Y gồm KMnO4, K2MnO4, KClO3, MnO2 KCl Cho toàn Y tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,8 mol HCl đặc, đun nóng Phần trăm khối lượng KMnO4 X A 39,21% B 66,67% C 33,33% D 60,80% Lời giải Các phương trình hóa học: Nhiệt phân hỡn hợp X : 10 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim Dung dịch Q tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư: Các phương trình hóa học: H 2SO + Ba(OH)2 → BaSO + 2H O + FeSO Ba(OH)2 → BaSO + Fe(OH)2 Fe2 (SO )3 + 3Ba(OH)2 → 3BaSO + 2Fe(OH)3 Sơ đồ phản ứng: Fe (SO ) Fe(OH)3 0,2 mol + Ba(OH)2 d FeSO ⎯⎯⎯⎯⎯→ Fe(OH)2 0,1 mol BaSO H 2SO m gam kÕt tña 0,1 mol dd Q Bảo toàn Fe(III) n Fe(OH)3 = 2.n Fe2 (SO4 )3 n Fe(OH)3 = 2.0,2 = 0, mol Bảo toàn Fe(II) n Fe(OH)2 = n FeSO4 n Fe(OH)2 = 0,1 mol ⎯⎯⎯⎯⎯ → n BaSO4 = n SO4 n BaSO4 = 0,8 mol Bảo toàn SO m = m Fe(OH)3 + m Fe(OH)2 + m BaSO4 = 107.0, + 90.0,1 + 233.0,8 = 238,2 gam Câu 27 Cho m gam hỡn hợp X gồm Al, MgO, MgSO4 tan hồn tồn 163,68 gam dung dịch H2SO4 28,74%; sau phản ứng thu dung dịch Y có chứa H2SO4 4,9% 6,048 lít H2 (đktc) Lấy 120 gam dung dịch Y cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Z dung dịch T Lọc lấy kết tủa Z và nung đến khối lượng không đổi thu a gam chất rắn Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch T thu 9,36 gam kết tủa Xác định giá trị m, a phần trăm khối lượng chất hỗn hợp X Lời giải Số mol chất là: 47,04 m H2SO4 = 163,68.28,74% = 47,04 gam n H2SO4 = = 0, 48 mol 98 6,048 n H2 = = 0,27 mol 22, Dung dịch H2SO4 28,74% dung dịch H2SO4 loãng Các phương trình hóa học: X tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng: 2Al + MgO + 3H 2SO4 → Al (SO4 )3 + 3H H 2SO4 → MgSO4 + H2O Dung dịch Y gồm: Al2(SO4)3, MgSO4, H2SO4 dư Dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư: 46 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim H 2SO + 2NaOH → Na 2SO + 2H O MgSO + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na 2SO Al2 (SO4 )3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na 2SO4 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H O Kết tủa Z Mg(OH)2; dung dịch T gồm: NaAlO2, Na2SO4 và NaOH dư t Nung Z: Mg(OH)2 ⎯⎯→ MgO + H O Sục CO2 dư vào dung dịch T: CO2 (d) + NaOH → NaHCO3 CO2 + NaAlO2 + 2H O → Al(OH)3 + NaHCO3 Sơ đồ phản ứng: H2 + H2O Al MgO + H 2SO → MgSO 4 X t Mg(OH)2 ⎯⎯ → MgO Al2 (SO )3 + NaOH d → MgSO ⎯⎯⎯⎯⎯ H SO d dd Y Z NaAlO2 + CO2 d → Al(OH)3 Na 2SO ⎯⎯⎯⎯ NaOH d 9,36 gam dd T 9,36 = 0,12 mol 78 Giả sử dung dịch Y ban đầu phần một, 120 gam dung dịch Y phần hai Xét phản ứng tạo khí H2: 2Al + 3H 2SO (lo·ng) → Al (SO )3 + 3H n Al(OH)3 = 0,27 mol 0,18 n Al (phÇn 1) = 0,18 mol Bảo toàn Al n Al (phÇn 2) = n Al(OH)3 n Al (phÇn 2) = 0,12 mol n Al (phÇn 1) n Al (phÇn 2) = 0,18 = 1,5 PhÇn gÊp 1,5 lÇn phÇn 0,12 m dd Y(phÇn 1) = m + m dd H2SO4 − m H2 = m + 163,68 − 2.0,27 = (m + 163,14) gam m dd Y(phÇn 1) m dd Y(phÇn 2) m dd Y(phÇn 1) m dd Y(phÇn 2) = 1,5 = 1,5 m + 163,14 = 1,5 m = 16,86 gam 120 m dd Y(phÇn 1) 120 = 1,5 m dd Y(phÇn 1) = 180 gam Xét phần một: 47 r¾n Lưu Văn Dầu: Chemistry khơng đâu xa mà tim m H2SO4 d 98.n H2SO4 d C%(H 2SO4 d) = 100 4,9 = 100 n H2SO4 d = 0,09 mol m dd Y(phÇn 1) 180 n H2SO4 (pø víi X) = 0, 48 0,09 = 0,39 mol Bảo toàn H ⎯⎯⎯⎯⎯ → 2.n H2SO4 (pø víi X) = 2.n H2 + 2.n H2O n H2SO4 (pø víi X) = n H2 + n H2O 0,39 = 0,27 + n H2O n H2O = 0,12 mol Bảo toàn O ⎯⎯⎯⎯⎯ → n MgO(X) = n H2O n MgO(X) = 0,12 mol m Al(X) + mMgO(X) + mMgSO4 (X) = m X 27.0,18 + 40.0,12 + 120.n MgSO4 (X) = 16,86 n MgSO4 (X) = 0,06 mol %m Al = m Al 27.0,18 100 = 100 = 28,83% mX 16,86 %m MgO = m MgO mX 100 = 40.0,12 100 = 28, 47% 16,86 %m MgSO4 = 100 − 28,83 − 28, 47 = 42,7% Bảo toàn Mg n MgO(rắn) = n MgO(X) + n MgSO4 (X) nMgO(r¾n) = 0,12 + 0,06 = 0,18 mol n MgO (rắn phần 1) n MgO (rắn phần 2) = 1,5 0,18 n MgO (rắn phần 2) = 1,5 n MgO (rắn phần 2) = 0,12 mol a = m MgO (rắn phần 2) = 40.0,12 = 4,8 gam Câu 28 Hịa tan hết 27,6 gam hỡn hợp A gồm R2SO3 RHSO3 (R kim loại) dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, sau phản ứng hoàn toàn thu tối đa V lít khí SO2 (đktc) dung dịch X Hấp thụ hết V lít khí SO2 vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaOH 1,5M KOH 0,5M, dung dịch sau phản ứng chứa 30,08 gam chất tan Cho 11,5 gam kim loại R vào 400 ml dung dịch HCl 1M thu dung dịch Y Cho lượng dư dung dịch AgNO3 vào dung dịch Y thu m gam kết tủa Xác định kim loại R giá trị m, V Lời giải Xét giai đoạn hấp thụ khí SO2 vào dung dịch NaOH và KOH: n NaOH = 0,2.1,5 = 0,3 mol n KOH = 0,2.0,5 = 0,1 mol Đặt MOH là công thức chung cho NaOH KOH: n MOH = n NaOH + n KOH n MOH = 0,3 + 0,1 = 0, mol m MOH = m NaOH + m KOH m MOH = 0,3.40 + 0,1.56 = 17,6 gam Đặt số mol SO2 a mol Trường hợp 1: MOH dư Phương trình hóa học: SO2 + 2MOH → M 2SO3 + H O a→ a mol Chất tan thu gồm M2SO3 và MOH dư 48 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim Sơ đồ phản ứng: M 2SO3 SO2 + MOH → + H2O MOH d a mol a mol 17,6 gam 30,08 gam chÊt tan ⎯⎯⎯→ m SO2 + m MOH = m chÊt tan + m H2O 64a + 17,6 = 30,08 + 18.a BTKL a = 0,27 mol 1 n MOH 0, = = 1, 48 T¹o lo¹i muèi : MHSO3 , M 2SO3 V« lÝ n SO2 0,27 Trường hợp 2: MOH hết, phản ứng tạo loại muối Các phương trình hóa học: SO2 + MOH → MHSO3 x→ x mol SO2 + 2MOH → y→ M 2SO3 + H2 O 2y y mol a = x + y nSO2 = x + y y = (0, − a) mol n MOH = x + 2y 0, = x + 2y Sơ đồ phản ứng: MHSO3 SO2 + MOH → + M 2SO3 a mol 17,6 gam H2O (0,4 −a) mol 30,08 gam chÊt tan BTKL ⎯⎯⎯ → m SO2 + m MOH = m chÊt tan + m H2O 64a + 17,6 = 30,08 + 18.(0, − a) a = 0,24 mol 1 n MOH 0, = = 1,67 T¹o lo¹i muèi : MHSO3 , M 2SO3 Tháa m·n n SO2 0,24 V = VSO2 = 0,24.22, = 5,376 lÝt Xét giai đoạn hịa tan A vào H2SO4 đặc, nóng: Các phương trình hóa học: R2SO3 + H2SO4 → R2SO4 + SO2 + H2 O 2RHSO3 + H 2SO4 → R2SO4 + 2SO2 + 2H O n R2SO3 + n RHSO3 = nSO2 n R2SO3 + n RHSO3 = 0,24 mol n A = n R2SO3 + n RHSO3 n A = 0,24 mol MA = m A 27,6 = = 115 M RHSO3 115 M R2SO3 R + 81 115 2R + 80 n A 0,24 17,5 R 34 R = 23(Na) Xét giai đoạn 11,5 gam Na tác dụng với dung dịch HCl: 49 Lưu Văn Dầu: Chemistry khơng đâu xa mà tim 11,5 n Na = = 0,5 mol 23 n HCl = 0, 4.1 = 0, mol HCl hÕt NaCl ⎯⎯⎯ → n Na n HCl Na cã ph¶n øng víi H 2O 0,5 0,4 Các phương trình hóa học: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2Na + 2H O → 2NaOH + H Sơ đồ phản ứng: NaCl Na + HCl → + H2 NaOH 0,5 mol 0,4 mol dd Y Bảo toàn Cl n NaCl = n HCl n NaCl = 0, mol Bảo toàn Na ⎯⎯⎯⎯⎯ → n NaCl + n NaOH = n Na 0, + n NaOH = 0,5 n NaOH = 0,1 mol Xét giai đoạn dung dịch Y tác dụng với AgNO3 dư: Các phương trình hóa học: NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 0, → 0, mol NaOH + AgNO3 → AgOH + NaNO3 0,1 → 0,1 mol kh«ng bỊn 2AgOH ⎯⎯⎯⎯→ Ag2 O + H O 0,1 → 0,05 mol m = mAgCl + mAg2O = 143,5.0,4 + 232.0,05 = 69 gam Câu 29 Cho A muối tan tốt nước B muối nitrat kim loại M có hóa trị khơng đổi Biết 50 gam dung dịch muối B có nồng độ 10,44% phản ứng vừa đủ 200 gam dung dịch muối A có nồng độ 1,36% thu 4,66 gam chất rắn muối sunfat kim loại M nói Xác định công thức phân tử A B Lời giải 1,36 m A = 200 = 2,72 gam 100 10, 44 m B = 50 = 5,22 gam 100 Đặt công thức B là M(NO3)n Muối sunfat M2(SO4)n 50 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim M(NO ) → M (SO ) n n Qui tắc hóa trị : (Hóa trị NO ).n NO3 = (Hãa trÞ SO ).n SO4 m M(NO3 )n n SO4 = a mol 1.n NO3 = 2.n SO4 Đặt : n NO3 = 2a mol − m M2 (SO4 )n = m NO3 − m SO4 5,22 − 4,66 = 62.2a − 96.a a = 0,02 mol m M + m SO4 = m M2 (SO4 )n m M + 96.0,02 = 4,66 m M = 2,74 gam n ⎯⎯⎯⎯⎯ → n M : n SO4 = : n M (SO ) n = 2,74 : 0,02 = : n M = 68,5n M M = 137(Ba) Công thức B là Ba(NO3)2 Muối A là muối sunfat hiđrosunfat Trường hợp 1: A là muối sunfat Đặt công thức A là X2(SO4)m m X + m SO4 = m A m X + 96.0,02 = 2,72 m X = 0,8 gam m ⎯⎯⎯⎯⎯ → n X : n SO4 = : m X (SO ) m = 0,8 : 0,02 = : m X = 20m X X = 40(Ca) CaSO lµ muèi Ýt tan Lo¹i Trường hợp 2: A là muối hiđrosunfat Đặt công thức A là X(HSO4)m m X + m HSO4 = m A m X + 97.0,02 = 2,72 m X = 0,78 gam m ⎯⎯⎯⎯⎯ → n X : n HSO4 = 1: m X(HSO ) m = 0,78 : 0,02 = 1: m X = 39m X X = 39(K) KHSO tan tèt Tháa m·n Công thức A là KHSO4 Câu 30 Nung a gam hiđroxit kim loại R không khí đến khối lượng khơng đổi, thấy khối lượng chất rắn giảm lần, đồng thời thu oxit kim loại Hòa tan hoàn toàn lượng oxit 330ml dung dịch H2SO4 1M, thu dung dịch X Cho X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, sau phản ứng hoàn toàn thu m gam kết tủa Tính a, m, biết lượng axit lấy dư 10% so với lượng cần thiết để phản ứng với oxit Lời giải Xét giai đoạn nung hiđroxit kim loại R: Đặt công thức hiđroxit là R(OH)n LÊy a = 100 gam a 100 = gam 9 S phn ng: m rắn giảm = t R(OH)n + O ⎯⎯ → R O m + H O (*) m R(OH)n − m R2Om = 100 100 800 100 − m R2Om = m R 2O m = gam 9 51 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim 100 (800 : 9) Bảo toàn R n R(OH)n = 2.n R2Om = R = 136n − 72m R + 17n 2R + 16m n = ; m = nm ⎯⎯⎯ → R = 56(Fe) Hiđroxit kim loại là Fe(OH)2, oxit kim loại là Fe2O3 Xét giai đoạn hòa tan Fe2O3 dung dịch H2SO4: n H2SO4 = 0,33.1 = 0,33 mol n H2SO4 (ban đầu) = n H2SO4 (pứ) + n H2SO4 (dư) n H2SO4 (ban đầu) = n H2SO4 (pø) + 10%.n H2SO4 (pø) n H2SO4 (d) = 10%.n H2SO4 (pứ) n H2SO4 (ban đầu) = 1,1.n H2SO4 (pø) 0,33 = 1,1.n H2SO4 (pø) n H2SO4 (pø) = 0,3 mol Phương trình hóa học: Fe2 O3 + 3H 2SO → Fe2 (SO )3 + 3H O 0,1 0,3 mol n Fe2O3 = 0,1 mol Dung dịch X gồm Fe2(SO4)3 H2SO4 dư ⎯⎯⎯⎯⎯ → n Fe(OH)2 = 2.n Fe2O3 n Fe(OH)2 = 2.0,1 = 0,2 mol Bảo toàn Fe a = m Fe(OH)2 = 90.0,2 = 18gam Xét giai đoạn X tác dụng với Ba(OH)2 dư: Các phương trình hóa học: H 2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + 2H O Fe2 (SO4 )3 + 3Ba(OH)2 → 3BaSO4 + 2Fe(OH)3 Sơ đồ phản ứng: Fe2 (SO )3 + Ba(OH)2 d Fe(OH)3 Fe2 O3 + H 2SO → ⎯⎯⎯⎯⎯→ H 2SO d BaSO 0,1 mol 0,33 mol dd X m gam Bảo toàn Fe ⎯⎯⎯⎯⎯ → n Fe(OH)3 = 2.n Fe2O3 n Fe(OH)3 = 2.0,1 = 0,2 mol ⎯⎯⎯⎯⎯ → n BaSO4 = n H2SO4 n BaSO4 = 0,33 mol Bảo toàn SO m = m Fe(OH)3 + m BaSO4 = 107.0,2 + 233.0,33 = 98,29 gam Câu 31 Cho 12,9 gam hỗn hợp gồm Fe, Mg Zn phản ứng với 400ml dung dịch X chứa HCl 1M H2SO4 2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 6,72 lít khí H2 (ở đktc) và dung dịch Y Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư lọc tách kết tủa đem nung ngoài khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 196,4 gam chất rắn E Tìm khối lượng mỡi kim loại hỗn hợp ban đầu Lời giải Đặt số mol kim loại Fe : a mol ; Mg : b mol ; Zn : c mol mFe + mMg + mZn = 12,9 56a + 24b + 65c = 12,9 (I) Số mol chất là: 52 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim n HCl = 0, 4.1 = 0, mol n H2SO4 = 0, 4.2 = 0,8 mol 6,72 = 0,3 mol 22, Dựa theo bảo toàn H n HCl + 2.n H2SO4 2.n H2 HCl H2SO4 dư Các kim loại hết n H2 = 0,6 Gọi HX axit chung cho axit X Các phương trình hóa học hỡn hợp kim loại tác dụng với HX: Fe + 2HX → FeX + H a→ a Mg + 2HX → MgX + b→ Zn n H2 mol H2 b + 2HX → ZnX mol + H2 c→ = a + b + c = 0,3 (II) c mol Kết tủa thu không chứa Zn(OH)2 Zn(OH)2 có tính lưỡng tính tan Ba(OH)2 dư: Zn(OH)2 + Ba(OH)2 → BaZnO2 + 2H2O Sơ đồ phản ứng: Fe a mol Mg b mol Zn c mol FeCl2 , FeSO HCl Fe(OH)2 Fe2 O3 0,4 mol MgCl , MgSO + Ba(OH)2 d t / kk + → ⎯⎯⎯⎯⎯→ Mg(OH)2 ⎯⎯⎯→ MgO H 2SO ZnCl2 , ZnSO BaSO BaSO 4 0,8 mol HCl d, H SO d 196,4 gam r¾n E dd X dd Y 12,9 gam Bảo toàn Fe trình → n Fe = 2.n Fe2O3 n Fe2O3 = n Fe a = mol 2 Bảo toàn Mg ⎯⎯⎯⎯⎯ → n MgO = n Mg n MgO = b mol ⎯⎯⎯⎯⎯→ n BaSO4 = n H2SO4 n BaSO4 = 0,8 mol B ả o toàn SO a m Fe2O3 + m MgO + m BaSO4 = m E 160 + 40.b + 233.0,8 = 196, (III) Tỉ hỵp (I), (II), (III) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ a = 0,05 mol ; b = 0,15 mol; c = 0,1 mol m Fe = 56.0,05 = 2,8 gam m Mg = 24.0,15 = 3,6 gam m Zn = 65.0,1 = 6,5 gam Câu 32 Cho 29,9 gam hỗn hợp A gồm kim loại M, oxit M2O, muối M2CO3 Hịa tan hồn tồn A vào nước thu dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng vừa đủ với 450 ml dung dịch H2SO4 1M thu khí C Hấp thụ tồn khí C 200ml dung dịch Ca(OH)2 0,35M thu gam kết tủa trắng dung dịch 53 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim D Đun nóng dung dịch D lại thấy xuất kết tủa Xác định kim loại M phần trăm khối lượng chất A Lời giải Các phương trình hóa học: A tác dụng với H2O: 2M + 2H 2O → 2MOH + H (1) M O + H O → 2MOH (2) Dung dịch B gồm: MOH, M2CO3 Dung dịch B tác dụng với dung dịch H2SO4: 2MOH + H 2SO4 → M 2SO + H O (3) M CO3 + H 2SO4 → M 2SO4 + CO2 + H O (4) Khí C CO2 Hấp thụ CO2 vào dung dịch Ca(OH)2: Đun nóng dung dịch D lại xuất kết tủa Dung dịch D là dung dịch Ca(HCO3)2: t Ca(HCO3 )2 ⎯⎯ → CaCO3 + CO + H O (5) CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 thu loại muối: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H 2O (6) 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3 )2 (7) Tính tốn: Xét giai đoạn hấp thụ CO2 vào dung dịch Ca(OH)2: n Ca(OH)2 = 0,2.0,35 = 0,07 mol = 0,04 mol 100 Sơ đồ phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + Ca(HCO3 )2 + H O n CaCO3 = 0,07 mol 0,04 mol Bảo toàn Ca ⎯⎯⎯⎯⎯ → n Ca(OH)2 = n CaCO3 + n Ca(HCO3 )2 0,07 = 0,04 + n Ca(HCO3 )2 n Ca(HCO3 )2 = 0,03 mol Bảo toàn C ⎯⎯⎯⎯⎯ → n CO2 = n CaCO3 + 2.n Ca(HCO3 )2 n CO2 = 0,04 + 2.0,03 = 0,1 mol Bảo toàn C n M2CO3 = n CO2 n M2CO3 = 0,1 mol n MOH n + n M2CO3 = n H2SO4 MOH + 0,1 = 0, 45.1 n MOH = 0,7 mol 2 Xét giai đoạn A tác dụng với H2O: Đặt số mol chất A là M : a mol ; M2O : b mol ; M2CO3 : 0, mol m M + m M2O + m M2CO3 = m A M.a + (2M + 16) b + (2 M + 60).0,1 = 29,9 Theo (3), (4) ⎯⎯⎯⎯⎯ → (a + 2b + 0,2).M + 16b = 23,9 (I) Sơ đồ phản ứng: 54 Lưu Văn Dầu: Chemistry khơng đâu xa mà tim M MOH a mol 0,7 mol + H2O M O ⎯⎯⎯→ M CO b mol 3 0,1 mol M CO3 dd B 0,1 mol 29,9 gam A Bảo toàn M n M + 2.n M2O = n MOH a + 2b = 0,7 (II) b 0,7 b 0,35 Tæ hỵp (I), (II) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ →(0,7 + 0,2).M + 16b = 23,9 0,9.M + 16b = 23,9 (III) 0,9.M 23,9 M 26,56 20,33 M 26,56 M = 23(Na) b 0,35 → 0,9.M + 16.0,35 23,9 M 20,33 ⎯⎯⎯⎯ Theo (III) ⎯⎯⎯⎯ → 0,9.23 + 16b = 23,9 b = 0,2 mol %m Na2O = m Na2O mA %m Na2CO3 = 100 = m Na2CO3 mA 62.0,2 100 = 41, 47% 29,9 100 = 106.0,1 100 = 35, 45% 29,9 %m Na = 100 − 41, 47 − 35, 45 = 23,08% Câu 33 Nung nóng hỡn hợp X chứa 15,8 gam KMnO4 24,5 gam KClO3 thời gian thu 36,3 gam hỗn hợp rắn Y gồm chất Cho Y tác dụng với dung dịch HCl đặc dư đun nóng, lượng khí clo sinh hấp thụ hoàn toàn vào 300 ml dung dịch KOH 5M 700C dung dịch Z Các phản ứng xảy hoàn toàn Khối lượng chất rắn khan thu cô cạn Z A 121,40 gam B 49,50 gam C 115,80 gam D 131,04 gam Lời giải Các phương trình phản ứng : Nhiệt phân hỡn hợp X : t 2KMnO ⎯⎯ → K MnO + MnO2 + O2 t 2KClO3 ⎯⎯ → 2KCl + 3O2 Chất rắn Y gồm K2MnO4, MnO2, KCl, KMnO4 dư, KClO3 dư Rắn Y tác dụng với dung dịch HCl đặc : K MnO4 + 8HCl → 2KCl + MnCl + 2Cl +4H 2O MnO2 + 4HCl → MnCl + Cl +2H 2O 2KMnO + 16HCl → 2KCl + 2MnCl + 5Cl +8H 2O KClO3 + 6HCl → KCl + 3Cl +3H O Khí Cl2 hấp thụ vào dung dịch KOH 700C : 70 C 3Cl + 6KOH ⎯⎯⎯ → 5KCl + KClO3 + 3H O 55 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim Dung dịch Z thu KCl, KClO3 có KOH dư Cơ cạn dung dịch Z chất rắn khan thu gồm KCl, KClO3 và KOH dư Tính tốn : Số mol chất : 15,8 n KMnO4 = 158 = 0,1 mol 24,5 = 0,2 mol n KClO3 = 122,5 n KOH = 0,3.5 = 1,5 mol Sơ đồ phản ứng : O2 KMnO 15,8 gam 0,1 mol → KClO3 24,5gam 0,2 mol X K MnO , MnO KMnO d KCl KClO3 d + HCl → KCl + MnCl + Cl + H O ⎯⎯⎯ 36,3 gam Y BTKL (nhiƯt ph©n X) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ m X = m Y + m O2 15,8 + 24,5 = 36,3 + 32.n O2 n O2 = 0,125 mol Bảo toàn O (nhiƯt ph©n X) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → 4.n KMnO4 + 3.n KClO3 = 2.n O2 + n O(Y) 4.0,1 + 3.0,2 = 2.0,125 + n O(Y) n O(Y) = 0,75mol B ả o toàn O(Y + HCl) n O(Y) = n H2O n H2O = 0,75 mol Bảo toàn H (Y + HCl) n HCl = 2.n H2O n HCl = 2.0,75 = 1,5 mol Bảo toàn K trình → n KCl(Y + HCl) = n KMnO4 + n KClO3 n KCl(Y + HCl) = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol Bảo toàn Mn trình n MnCl2 = n KMnO4 n MnCl2 = 0,1mol Bảo toàn Cl (nhiệt phân X) n Cl(Y) = n KClO3 n Cl(Y) = 0,2 mol B¶o toµn Cl (Y + HCl) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → n Cl(Y) + n HCl = n KCl(Y +HCl) + 2.n MnCl2 + 2.nCl2 0,2 + 1,5 = 0,3 + 2.0,1 + 2.n Cl2 n Cl2 = 0,6 mol Xét giai đoạn Cl2 tác dụng với KOH 700C : 56 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim 3Cl 70 C + 6KOH ⎯⎯⎯ → 5KCl + KClO3 + 3H O 0,6 → 1,2 0,2 mol n KOH(pø ) = 1,2 mol n KOH d = n KOH(ban đầu) n KOH(pứ ) = 1,5 1,2 = 0,3mol KCl : mol R¾n KClO3 : 0,2 mol m r¾ n = 74,5.1 + 122,5.0,2 + 56.0,3 = 115,8 gam KOH d :0,3 mol Đáp án C Câu 34 Nung nóng 60,01 gam hỗn hợp X gồm KMnO4, KClO3 MnO2, sau thời gian thu khí O2 và 48,81 gam chất rắn Y gồm K2MnO4, MnO2, KMnO4, KCl Để hòa tan hoàn toàn Y cần vừa đủ dung dịch chứa 1,6 mol HCl, thu 9,688 lít khí Cl2 (đktc) Phần trăm khối lượng KMnO4 bị nhiệt phân là A 70,83% B 75,00% C 77,08% D 72,92% Lời giải Các phương trình phản ứng : Nhiệt phân hỡn hợp X : t 2KMnO ⎯⎯ → K MnO + MnO2 + O2 t 2KClO3 ⎯⎯ → 2KCl + 3O2 Chất rắn Y gồm K2MnO4, MnO2, KCl, KMnO4 dư Rắn Y tác dụng với dung dịch HCl đặc : K MnO + 8HCl → 2KCl + MnCl + 2Cl + 4H O MnO2 + 4HCl → MnCl + Cl + 2H O 2KMnO + 16HCl → 2KCl + 2MnCl + 5Cl + 8H O Tính tốn : Gọi số mol chất hỗn hợp X là KMnO4 : a mol ; KClO3 : b mol ; MnO2 : c mol Ta có : mKMnO4 + mKClO3 + mMnO2 = mX 158a + 122,5b + 87c = 60,01 (I) Số mol khí Cl2 : n Cl2 = Sơ đồ phản ứng : KMnO a mol KClO3 → b mol MnO2 c mol 9,688 = 0, 4325mol 22, O2 K MnO , MnO2 KMnO d KCl + HCl (1,6 mol) → KCl + MnCl + Cl + H 2O ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ võa ®đ 0,4325mol 48,81 gam Y 60,01 gam X BTKL (nhiƯt ph©n X) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → m X = m Y + m O2 60,01 = 48,81 + 32 n O2 n O2 = 0,35 mol Bảo toàn H (Y + HCl) n HCl = 2.n H2O 1,6 = 2.n H2O n H2O = 0,8 mol 57 Lưu Văn Dầu: Chemistry không đâu xa mà tim B ả o toàn O(Y + HCl) n O(Y) = n H2O nO(Y) = 0,8 mol B¶o toàn O (nhiệt phân X) 4.n KMnO4 + 3.n KClO3 + 2.n MnO2 = 2.n O2 + n O(Y) 4a + 3b + 2c = 2.0,35 + 0,8 4a + 3b + 2c = 1,5 (II) B ả o toàn K n KCl(Y + HCl) = n KMnO4 (X) + n KClO3 (X) n KCl(Y +HCl) = (a + b) mol B ¶ o toµn Mn ⎯⎯⎯⎯⎯ → n MnCl2 = n KMnO4 (X) + n MnO2 (X) n MnCl2 = (a + c) mol Bảo toàn Cl (nhiệt phân X) → n KClO3 = n KCl(Y) n KCl(Y) = b mol B ả o toàn Cl (Y + HCl) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → n KCl(Y) + n HCl = n KCl(Y + HCl) + 2.n MnCl2 + 2.n Cl2 b + 1,6 = (a + b) + 2(a + c) + 2.0, 4325 3a + c = 0,735 (III) Tổ hợp (I), (II) và (III) ta : a = 0,24 mol ; b = 0,175 mol ; c = 0,0075 mol Xét giai đoạn nhiệt phân X : Gọi x số mol KMnO4 phản ứng t 2KMnO ⎯⎯ → K MnO + O2 + MnO2 x x→ 2KClO3 t ⎯⎯ → 2KCl + 0,175 → mol 3O2 0,2625 mol x + 0,2625 = 0,35 x = 0,175 mol Hiệu suất nhiệt phân KMnO4 : x 0,175 H KMnO4 = 100 = 100 = 72,92% a 0,24 n O2 = Đáp án D Câu 35 Nhiệt phân 40,3 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 KClO3, sau thời gian thu khí O2 29,9 gam chất rắn Y gồm KMnO4, K2MnO4, MnO2 KCl Để hịa tan hồn tồn Y cần vừa đủ dung dịch chứa 0,7 mol HCl Phần trăm khối lượng KMnO4 bị nhiệt phân A 50% B 80% C 75% D 60% Lời giải Các phương trình phản ứng : Nhiệt phân hỗn hợp X : t 2KMnO4 ⎯⎯ → K MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 t ⎯⎯ → 2KCl + 3O2 Chất rắn Y gồm K2MnO4, MnO2, KCl, KMnO4 dư Rắn Y tác dụng với dung dịch HCl đặc : 58 Lưu Văn Dầu: Chemistry khơng đâu xa mà tim K MnO + 8HCl → 2KCl + MnCl + 2Cl + 4H 2O + 4HCl → MnCl + Cl MnO2 2KMnO + 16HCl → 2KCl + 2H 2O + 2MnCl + 5Cl + 8H 2O Tính tốn : Gọi số mol chất hỡn hợp X là KMnO4 : a mol ; KClO3 : b mol Ta có : mKMnO4 + mKClO3 = m X 158a + 122,5b = 40,3 (I) Sơ đồ phản ứng : KMnO a mol → KClO3 b mol O2 K MnO , MnO KMnO d KCl + HCl (0,7 mol) → KCl + MnCl + Cl + H 2O ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ võa ®đ 29,9 gam Y 40,3 gam X BTKL (nhiƯt ph©n X) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → m X = m Y + m O2 40,3 = 29,9 + m O2 m O2 = 10, gam n O2 = 10, = 0,325 mol 32 Bảo toàn H (Y + HCl) n HCl = 2.n H2O 0,7 = 2.n H2O n H2O = 0,35 mol Bảo toàn O(Y + HCl) ⎯ → n O(Y) = n H2O n O(Y) = 0,35 mol Bảo toàn O (nhiệt phân X) → 4.n KMnO4 + 3.n KClO3 = 2.n O2 + n O(Y) 4a + 3b = 2.0,325 + 0,35 4a + 3b = (II) Tổ hợp (I) và (II) ta : a = 0,1 mol ; b = 0,2 mol Xét giai đoạn nhiệt phân X : Gọi x số mol KMnO4 phản ứng t 2KMnO ⎯⎯ → K MnO + O2 + MnO2 x x→ 2KClO3 0,2 → t ⎯⎯ → 2KCl mol + 3O2 0,3 x + 0,3 = 0,325 x = 0,05 mol Hiệu suất nhiệt phân KMnO4 : x 0,05 H KMnO4 = 100 = 100 = 50% a 0,1 n O2 = Đáp án A 59 mol Lưu Văn Dầu: Chemistry khơng đâu xa mà tim Câu 36: Trên hai đĩa cân vị trí cân có cốc thủy tinh Mỡi cốc đựng 100 gam dung dịch HCl 16,425% Thêm vào cốc thứ 20 gam bột CaCO3 Cần phải thêm vào cốc thứ hai x gam bột MgCO3 để phản ứng kết thúc đĩa cân vị trí cân Giá trị x gần với A 23,53 B 22,75 C 21,15 D 24,45 Lời giải 16, 425%.100 n HCl = = 0, 45 mol 36,5 20 n CaCO3 = = 0,2 mol 100 Xét cốc thứ nhất: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2 O ban đầu : pứ : 0,2 0, 45 0,2 → 0, m cèc tăng = m CaCO3 m CO mol 0,2 mol = 20 − 0,2.44 = 11,2 gam Xét cốc th hai: Đặt : n MgCO3 = a mol MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 + H O ban đầu : a 0, 45 mol Trng hp 1: HCl dư m MgCO3 − m CO2 = m cốc tăng 84a 44a = m cốc tăng Để cân vị trí cân m cốc tăng = m cốc tăng 11,2 = 84a 44a a = 0,28 mol 2.n MgCO3 n HCl MgCO3 d v« lÝ 0,56 0,45 Trường hợp 2: MgCO3 dư n n CO2 = HCl = 0,225 mol m MgCO3 m CO2 = m cốc tăng 84a − 44.0,225 = 11,2 84a = 21,1 a 0,25 mol 2.n MgCO3 n HCl MgCO3 d tháa m·n 0,55 0,45 x = 84a = 21,1 gam gÇn 21,15 nhÊt Đáp án C 60 ... BaO CaO + CO + H 2O Na CO 3 c mol 47,7 gam r¾n X 67,1 gam B Bảo to? ?n Ba n BaO = n Ba(HCO3 )2 n BaO = a mol Bảo to? ?n Ca ⎯⎯⎯⎯⎯ → n CaO = n CaCO3 n CaO = b mol m BaO. .. không đâu xa mà tim Bảo to? ?n C n BaCO3 = n CO2 n BaCO3 = 2a mol Bảo to? ?n S n BaSO3 = nSO2 n BaSO3 = (1,5a + 0,5bn) mol m BaCO3 + m BaSO3 = m kÕt tña 1 97.2 a + 2 17.( 1,5a + 0,5bn) = 137,05... 2O 0,2 mol Bảo to? ?n Mn ⎯⎯⎯⎯⎯ → n MnCl2 = n KMnO4 n MnCl2 = 0,2 mol Bảo to? ?n K n KCl = n KMnO4 n KCl = 0,2 mol Bảo to? ?n O n H2O = 4.n KMnO4 n H2O = 4.0,2 = 0,8 mol Bảo to? ?n H ⎯⎯⎯⎯⎯ →