Sở giáo dục đào tạo vĩnh phúc Phòng giáo dục đào tạo lập thạch TấN Chuyên đề: BI TOÁN VỀ OXI Tác giả chuyên đề : Chức vụ: Trần Thị Hồng Anh Giáo viên Đơn vị công tác : TRƯỜNG THCS LẬP THẠCH HUYỆN LẬP THẠCH – TỈNH VNH PHC Năm học 2015 2016 ThuVienDeThi.com THễNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ Tên chuyên đề: “BÀI TOÁN VỀ OXI ” Tác giả: - Họ tên : Trần Thị Hồng Anh - Chức vụ: Giáo viên - Đơn vị công tác: Trường THCS Lập Thạch- huyện Lập Thạch – tỉnh Vĩnh Phúc 2.Đối tượng học sinh bồi dưỡng: Đội tuyển HSG lớp 8,9 3.Thời gian bồi dưỡng: tiết PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU I Lí chọn đề tài: Hóa học mơn khoa học thực nghiệm địi hỏi tính hệ thống tính logic cao Một biện pháp quan trọng dạy học hóa học người thầy giáo coi trọng việc dẫn cho học sinh đường tìm kiến thức mà không dừng lại việc cung cấp kiến thức có sẵn, ý rèn luyện kĩ , khả vận dụng kiến thức, dạy cách học tự học Tạo điều kiện cho học sinh rèn luyện lực độc lập tư sáng tạo thơng qua tập hóa học sở để hình thành phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Vì vậy, việc phát bồi dưỡng học sinh giỏi nhiệm vụ quan trọng thường xuyên nhà trường giáo viên Số lượng chất lượng HSG thước đo để đánh giá chất lượng dạy học mối giáo viên nhà trường Qua thực tiễn giảng dạy với học sinh lớp 8, em có ý niệm ban đầu mơn nên cịn gặp nhiều trở ngại vướng mắc giải tốn hóa học Vì vậy, tơi lựa chọn chuyên đề : “BÀI TOÁN VỀ OXI ” đơn chất phi kim em làm quen quan trọng đời sống nhằm giúp cho học sinh nắm vững kiến thức phương pháp giải nhanh gọn, dễ hiểu Từ đó, em đề xuất tập phát huy tiềm sáng tạo , tự tin chiếm lĩnh kiến thức đạt kết cao kì thi HSG cấp II Mục đích phạm vi đề tài: 1.Mục đích - Giúp học sinh củng cố, mở rộng tính chất hóa học oxi, vận dụng tốt vào sống ThuVienDeThi.com - Xây dựng hệ thống tập định lượng oxi - Học sinh vận dụng giải nhanh, xác toán liên quan, tiết kiệm thời gian làm bài, đảm bảo làm đạt hiệu cao Phạm vi chuyên đề - Áp dụng HSG lớp 8,9 - Thời gian dự kiến bồi dưỡng : tiết PHẦN HAI: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I Hệ thống kiến thức sử dụng chuyên đề: Kiến thức bản: - Tính chất hóa học oxi ( SGK HH 8- T 81,82,83) + Oxi t¸c dơng víi phi kim, kim loại, hợp chất tạo thành oxit + Oxi phi kim hoạt động, có tính oxi mạnh - Sự oxi hóa ( SGK HH 8- T 85) : Sự tác dụng chất với oxi - Điều chế oxi ( SGK HH 8- T 92,93) +Trong PTN: Nhiệt phân chất KClO3 , KMnO4 , KNO3 , HgO +Trong CN: Hãa láng kh«ng khÝ chưng cất phân đoạn điƯn ph©n níc m - Các cơng thức tính số mol: n = (mol), khối lượng: m = n.M (g), M - Thành phần khơng khí: VO VKhơngkhí Thể tích chất khí: V = n.22,4 (l) Cơng thức tính tỉ khối chất khí: d A / B MA MB Công thức liên hệ số mol thể tích : n = V (mol) 22,4 - Định luật bảo toàn khối lượng: Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng chất thu tổng khối lượng chất tham gia phản ứng A+B B+C => m A + mB = mC + mD Kiến thức nâng cao: - Oxi tác dụng với hợp chất : NH3, SO2, C2H6O… - Định luật Avogađro a Nội dung: Ở điều kiện( nhiệt độ áp suất) thể tích chất khí chứa số phân tử khí b Hệ quả: ThuVienDeThi.com + Ở điều kiện (t,p), mol chất khí chiếm thể tích Đặc biệt đktc ( t= 00C, P = 1at = 760 mmHg) mol khí chiếm thể tích 22,4 lít + Tỷ lệ thể tích chất khí phản ứng hóa học tỷ lệ mol chúng t N2 + 3H2 2NH3 Tỉ lệ mol: Tỉ lệ thể tích: 1V 3V 2V + Khối lượng mol trung bình hỗn hợp khí M khối lượng 22,4 lít hỗn hợp khí đktc: M n1 M n2 M n3 M n1 n2 n3 - Mở rộng định luật bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng chất ban đầu tổng khối lượng chất thu - Định luật bảo tồn ngun tố: Trong phản ứng hóa học, nguyên tố bảo toàn => Tổng số mol nguyên tử nguyên tố trước sau phản ứng II.Phân loại dạng tập: Cơ sở phân loại: Bám sát hệ thống kiến thức SGK khả nhận thức học sinh Các dạng tập: - Dạng 1: Oxi tác dụng với kim loại - Dạng 2: Oxi tác dụng với phi kim - Dạng 3: Oxi tác dụng với hợp chất - Dạng 4: Bài tâp bồi dưỡng HSG III Hệ thống phương pháp sử dụng chuyên đề: - Vận dụng định luật bảo tồn khối lượng, bảo tồn ngun tố - Tính theo phương trình hóa học IV Một số tập minh họa: Dạng 1- Oxi tác dụng với kim loại a Tính theo chất phản ứng sản phẩm: Bài 1: Nung 22,4 gam sắt khí oxi thu 35,2 gam hỗn hợp rắn Tính thể tích khí oxi (ở đktc) tham gia phản ứng Phân tích - Hỗn hợp rắn thu gồm 2,3 chất sau : FeO , Fe2O3, Fe3O4, Fe dư - Ta lập phương trình tốn học khơng thể tính số ẩn nhiều số phương trình - Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng để tính tốn ThuVienDeThi.com Hướng dẫn giải Sơ đồ phản ứng: Fe + O2 Chất rắn Theo định luật bảo toàn khối lượng : mFe + mO = mchất rắn nO2 = 35,2 22,4 0,4 (mol) 32 Thể tích khí oxi tham gia phản ứng (đktc) là: VO = 0,4 22,4 = 8,96 lít Bài 2: Cho gam bột Fe tiếp xúc với oxi thời gian thu 1,24 gam hỗn hợp Fe2O3 Fe dư Tính lượng Fe dư Phân tích - Khối lượng chất rắn tăng lượng oxi phản ứng Hướng dẫn giải PTPƯ: 4Fe + 3O2 2Fe2O3 - Theo định luật bảo toàn khối lượng: mFe + mO = mchất rắn 1,24 nO2 = 0,0075 (mol) 32 4 nFe phản ứng = nO2 0,0075 0,01mol 3 - Khối lượng Fe dư là: 1- 0,01.56 = 0,44 (g) Bài 3: Cho 2,7 gam miếng nhơm để ngồi khơng khí thời gian, thấy khối lượng tăng thêm 1,44 gam Tính phần trăm khối lượng miếng nhơm bị oxi hóa oxi khơng khí Phân tích - Khối lượng miếng nhơm tăng thêm lượng oxi phản ứng - Khối lượng nhơm bị oxi hóa khối lượng nhơm tham gia phản ứng Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng: 4Al + 3O2 2Al2O3 Theo định luật bảo tồn khối lượng 1,44 gam khối lượng oxi phản ứng nO2 1,44 4 0,045mol nAl phản ứng = nO2 0,045 0,06mol 32 3 Khối lượng nhơm bị oxi hóa : mAl = 0,06 27 = 1,62 gam ThuVienDeThi.com %Al bị oxi hóa = 1,62 100% 60% 2,7 Bài 4: Cho x gam hỗn hợp kim loại Fe, Cu Al vào bình kín có chứa mol O2 Nung nóng bình thời gian thể tích oxi giảm cịn 96,5% thu 2,12 gam chất rắn Tính x Phân tích - Do ta khơng xác định có % kim loại phản ứng với O2 nên đặt ẩn để lập hệ phương trình giải hệ không thực - Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng để tính tốn Hướng dẫn giải Theo ta có PTHH: 4Al + 3O2 2Al2O3 4Fe + 3O2 2Fe2O3 2Cu + O2 2CuO Theo giả thiết, noxi phản ứng = 3,5 0,035mol 100 Khối lượng oxi phản ứng: moxi phản ứng = 0,035 32 = 1,12 (g) Khối lượng hỗn hợp kim loại là: x = 2,12 – 1,12 = (g) b.Xác định cơng thức hóa học sản phẩm Bài 1: Nung 2,1 gam bột sắt bình chứa oxi, đến phản ứng xảy hoàn toàn thu 2,9 gam oxit Xác định cơng thức phân tử oxit sắt Phân tích - Khối lượng oxit tăng khối lượng oxi phản ứng - Cần tính khối lượng oxi oxit Hướng dẫn giải n Fe 2,1 0,0375mol 56 Theo định luật bảo toàn khối lượng: no 2,9 2,1 0,05 mol 16 Gọi công thức tổng quát oxit sắt FexOy Ta có tỉ lệ: x : y = 0,0375 : 0,05 = : Vậy oxit cần tìm Fe3O4 ThuVienDeThi.com Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 16,8 gam Fe cần vừa đủ 4,48 lit oxi (đktc) tạo thành oxit sắt Xác định công thức phân tử oxit sắt Hướng dẫn giải 16,8 0,3mol 56 4,48 0,2mol nO = 0,2 = 0,4 mol 22,4 n Fe nO2 Gọi công thức tổng quát oxit sắt FexOy Ta có tỉ lệ: x : y = 0,3 : 0,4 = : Vậy oxit cần tìm Fe3O4 Bài 3: Cho 1,0 gam bột Fe tiếp xúc với oxi sau thời gian, thấy khối lượng bột vượt 1,41 gam Nếu tạo thành oxit là: A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D FeO Fe dư Hướng dẫn giải n Fe mol 56 Theo định luật bảo toàn khối lượng: no 1,41 0,41 mol 16 16 Gọi công thức tổng quát oxit sắt FexOy 0,41 : = 0,7 x : y = : 56 16 Vậy oxit cần tìm Fe2O3 Đáp án: B Ta có tỉ lệ: x : y < Dạng 2- Oxi tác dụng với phi kim Bài 1: Tính khối lượng cacbon đioxit CO2 đốt cháy gam cacbon Phân tích Dạng tốn tính theo PTHH Hướng dẫn giải t Phản ứng cháy: C + O2 CO2 nC = 3: 12 = 0,25 mol Theo phương trình phản ứng: nCO nC 0,25mol Khối lượng cacbon đioxit tạo thành: ThuVienDeThi.com mCO2 0,25 44 11gam Bài 2: Một viên than tổ ong có khối lượng 350 gam chứa 60% cacbon theo khối lượng Tính nhiệt lượng tỏa đốt cháy hoàn toàn viên than Biết đốt cháy mol C sinh nhiệt lượng 394 kJ Phân tích Bài tốn tính theo phương trình hóa học có lượng tạp chất Hướng dẫn giải t Phản ứng cháy: C + O2 CO2 - Số mol cacbon có viên than tổ ong là: nC 350 60 17,5mol 12 100 - Nhiệt lượng tỏa đốt cháy hoàn toàn viên than tổ ong là: Q = 17,5 394 = 6,895 kJ Bài 3: Cho 100 lít hỗn hợp A gồm H2, O2, N2 Đem đốt hỗn hợp đưa nhiệt độ áp suất ban đầu, sau cho nước ngưng tụ thu hỗn hợp B tích 64 lít Trộn vào B 100 lít khơng khí( 20% thể tích O2) đốt tiến hành tương tự thu hỗn hợp C tích 128 lít Xác định thể tích chất hỗn hợp A, B, C Biết thể tích đo điều kiện Phân tích - Thể tích hỗn hợp B giảm so với hỗn hợp A thể tích H2 O2 tham gia phản ứng - Thể tích hỗn hợp C giảm chứng tỏ B H2 dư Hướng dẫn giải t Phương trình phản ứng: 2H2 + O2 2H2O Sau lần (I) , hỗn hợp tích giảm: 100 – 64 = 36 lít VH phanung VO phanung 36 lít Theo phương trình: VH p / u 2VO 24 lít Sau lần phản ứng (II) , hỗn hợp tích tiếp tục giảm: 100 + 64 - 128 = 36 lít Chứng tỏ B cịn H2 dư => O2 hỗn hợp A phản ứng hết VO phản ứng = 12 lít => VH phản ứng = 24 lít Thể tích khí O2 100 lít khơng khí là: 2 2 2 ThuVienDeThi.com 100 20 lít > 12 lít => VH dư = 20 - 12 = lít Sau lần phản ứng: VH 24 24 48 lít VO2 = Vậy hỗn hợp A có: 48 lít H2; 12 lít O2 ; 40 lít N2 Hỗn hợp B có : 24lít H2; 40 lít N2 Hỗn hợp C có: lít O2 ; 120 lít N2 Dạng 3- Oxi tác dụng với hợp chất Bài 1: Cần gam O2 để đốt cháy hoàn tồn 8,96 lít khí CH4 (ở đktc) Phân tích Đây dạng tốn tính theo phương trình hóa học Hướng dẫn giải nCH 8,96 0,4mol 22,4 t CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O Theo phương trình: nO 2nCH 0,4.2 0,8mol Khối lượng oxi cần dùng là: mO 0,8.32 25,6 g Bài 2: Đốt hỗn hợp khí gồm lít khí O2 lít khí NH3 ( thể tích đo điều kiện nhiệt độ áp suất) Sau phản ứng thu chất lít Phân tích Dạng tốn tính theo phương trình hóa học có lượng chất dư Hướng dẫn giải Do đốt cháy NH3 khơng có xúc tác nên tạo N2 H2O t 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O Theo phương trình, lít O2 tác dụng với lít NH3 nên O2 dư 3,5lit 3.7 VH O (hơi) = V NH 10,5lít 2 VO2 (dư) = 1,75lít 4 Sau phản ứng có : VN = V NH ThuVienDeThi.com Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 20 lít hỗn hợp khí gồm CO CO2, cần lít khí O2 ( khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất) Xác định thành phần phần trăm theo thể tích khí hỗn hợp Hướng dẫn giải Phản ứng xảy đốt hỗn hợp t 2CO + O2 2CO2 Theo phương trình , ta có: VCO = VO = 2.8 = 16 lít VCO (trong hỗn hợp) = 20 -16 = lít Thành phần % thể tích khí hỗn hợp là: %VCO = (16:20) 100% = 80% VCO = 20% 2 Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam rượu etylic ( C2H6O) Tính thể tích CO2 khơng khí (đktc) cần dùng cho phản ứng, biết oxi chiếm 20% thể tích khơng khí Hướng dẫn giải Số mol rượu etylic = 9,2 : 46 = 0,2 mol t Phản ứng cháy: C2H6O + 3O2 2CO2 + 3H2O 0,2 0,6 0,4 mol a Thể tích khí CO2 (đktc): VCO 0,4 22,4 8,96lít b Thể tích khơng khí cần: VKhơng khí = ( 0,6 22,4)5 = 67,2 lít Bài 5: Hỗn hợp khí SO2 O2 có tỉ khối so với CH4 Cần thêm lít O2 vào 20 lít hỗn hợp khí tỉ khối so với CH4 giảm 1/6 tức 2,5 Các hỗn hợp khí điều kiện nhiệt độ áp suất Hướng dẫn giải Cách 1: Gọi x % thể tích SO2 hỗn hợp ban đầu, ta có: M = 16 = 48 = 64x +32 (1-x) x = 0,5 Vậy khí chiếm 50% Như 20 lít khí chiếm 10 lít Gọi V số lít O2 cần thêm vào, ta có: M , 2,5 16 40 64 10 32(10 V ) V = 20 lít 20 V 10 ThuVienDeThi.com Cách 2: Có thể coi hỗn hợp khí khí có khối lượng phân tử khối lượng phân tử trung bình hỗn hợp - Hỗn hợp khí ban đầu coi khí thứ có M = 48, cịn O2 thêm vào khí thứ hai, ta có phương trình: - M 2,5 16 40 48 20 32V V = 20 lít 20 V Dạng tập phát triển nâng cao: Bài 1: (Trích đề thi HSG hóa huyện Lập Thạch năm 2009 -2010) Đốt lượng Al 6,72 lít O2 Chất rắn thu sau phản ứng cho hòa tan hồn tồn vào dung dịch HCl thấy 13,44 lít H2 Xác định khối lượng Al dùng Biết thể tích khí đo đktc Phân tích: Cho chất rắn thu vào dung dịch HCl thấy có khí ra, chứng tỏ Al dư Hướng dẫn giải nO2 6,72 0,3mol , 22,4 4Al + 3O2 2Al + 6HCl nH t 13,44 0,6mol 22,4 2Al2O3 2AlCl3 + 3H2 (1) (2) Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O - Theo (1), (2) Số mol Al phản ứng = (3) 4 0,3 nO2 n H 0,6 0,8mol 3 3 - Khối lượng Al dùng: mAl = 0,8 27 = 21,6 (g) Bài 2: Đun nóng hỗn hợp A dạng bột có khối lượng 39,3 gam gồm kim loại Mg, Al, Fe Cu khí oxi dư đến thu hỗn hợp rắn có khối lượng khơng đổi 58,5 gam Tính thể tích khí O2 (ở đktc) tác dụng với hỗn hợp kim loại Phân tích: 11 ThuVienDeThi.com Nếu lập hệ phương trình với ẩn ta thấy giải hệ tìm nghiệm khó khăn ,áp dụng định luật bảo tồn đơn giản Hướng dẫn giải Ta có sơ đồ: 39,3 g hỗn hợp (Mg, Al, Fe,Cu) + O2 dư 58,5 (g) chất rắn Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: moxi phản ứng = 58,5 – 39,3 = 19,2 (g) nO 19,2 0,6mol 32 Thế tích O2 phản ứng (đktc) là: VO = 0,6 22,4 =13,44 lít Bài 3: Cho hỗn hợp A gồm Al, Zn, Mg Đem oxi hoá hoàn toàn 28,6 gam A oxi dư thu 44,6 gam hỗn hợp oxit B Hoà tan hết B dung dịch HCl thu dung dịch D Cô cạn dung dịch D hỗn hợp muối khan bao nhiêu? Hướng dẫn giải Gọi M kim loại đại diện cho ba kim loại với hoá trị n 2M + n O2 M2On (1) M2On + 2nHCl 2MCln + nH2O (2) - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng mO( oxit) = 44,6 – 28,6 = 16 gam nO (trong oxit) = mol - Bảo toàn nguyên tố O cho (1) (2) n O ( nước)= nO ( oxit) = mol Từ (2) nH O nO 1mol nHCl = nH O = mol - Bảo toàn nguyên tố Cl: nCl nHCl 2mol mmuối = mhh kim loại + m Cl = 28,6 + 235,5 = 99,6 gam Bài 4: Đốt cháy bột kim loại M khơng khí, thu oxit nó, oxi chiếm 20% khối lượng Hãy xác định kim loại Phân tích 12 ThuVienDeThi.com - Tóm tắt đề - Lập phương trình hóa học, lập biểu thức liên hệ khối lượng oxi oxit để tìm mối liên hệ khối lượng mol M kim loại với hóa trị n - Lập bảng giá trị Hướng dẫn giải Gọi oxit kim loại MxOy Ta có phương trình hóa học: 2xM + yO2 Theo đề , ta có: t 2MxOy 16 y 2y 100% 20% M = 32 xM 16 y x Đặt n = 2y/x Vì M kim loại nên n = 1; Lập bảng: n M 32 64 96 Kết Loại Đồng Loại Vậy kim loại M cần tìm đồng (Cu) Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu khơng khí thu 5,96 gam hỗn hợp oxit Hòa tan hết hỗn hợp oxit dung dịch HCl 2M Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng Hướng dẫn giải mO = moxit mkl = 5,96 4,04 = 1,92 gam nO 1,92 0,12 mol 16 Hòa tan hết hỗn hợp ba oxit dung dịch HCl tạo thành H2O , thực chất phản ứng là: 2H+ + O2 H2O 0,24 0,12 mol 13 ThuVienDeThi.com Vậy thể tích dung dịch HCl cần dùng là: VHCl 0,24 0,12 lít Bài 6: Một bình kín thể tích khơng đổi chứa bột S C( thể tích khơng đáng kể) Bơm khơng khí vào bình đến áp suất p = 2atm 250C Bật tia lửa điện để S C cháy hết, sau đưa bình 250C Tính áp suất bình lúc Hướng dẫn giải t Phản ứng xảy bình: S + O2 SO2 t C + O2 CO2 Theo phản ứng trên, số mol khí trước( n1) sau phản ứng khơng đổi (n2) Theo đề thể tích bình nhiệt độ khơng đổi Do đó, từ PV = nRT P1/ P2 = n1/n2 = ( n1 = n2) (P1 P2 áp suất trước sau phản ứng) P1 = P2 = 2atm Bài 7: Hỗn hợp A gồm KClO3, Ca(ClO2)2, Ca(ClO3)2, CaCl2 KCl nặng 83,68 gam Nhiệt phân hoàn toàn A ta thu chất rắn B gồm CaCl2, KCl 17,472 lít khí (ở đktc) Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu kết tủa C dung dịch D Lượng KCl dung dịch D nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có A % khối lượng KClO3 có A A 47,83% B 56,72% C 54,67% D 58,55% Hướng dẫn giải to KClO to Ca(ClO3 )2 o t 83,68 gam A Ca(ClO2 )2 CaCl KCl ( A ) KCl O2 (1) CaCl2 3O2 (2) CaCl2 2O2 (3) CaCl2 KCl ( A ) h2 B n O2 0,78 mol 14 ThuVienDeThi.com Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mA = mB + m O mB = 83,68 320,78 = 58,72 gam Cho chất rắn B tác dụng với 0,18 mol K2CO3 CaCl2 K 2CO3 CaCO3 2KCl (4) 0,36 mol hỗn hợp D Hỗn hợp B 0,18 0,18 KCl KCl ( B) ( B) m KCl ( B ) m B m CaCl2 ( B) 58,72 0,18 111 38,74 gam m KCl ( D ) m KCl ( B) m KCl ( pt 4) 38,74 0,36 74,5 65,56 gam 3 m KCl ( D ) 65,56 8,94 gam 22 22 m KCl ( A ) m KCl pt (1) = m KCl (B) m KCl (A) 38,74 8,94 29,8 gam Theo phản ứng (1): m KClO3 29,8 122,5 49 gam 74,5 Thành phần % khối lượng KClO3 A là: % mKClO 49 100% 58,55% => 83,68 ỏp ỏn D Bi 8: 11,2 lít hỗn hợp X gồm hiđro metan CH4 (đktc) có tỉ khối so với oxi 0,325 Đốt hỗn hợp với 28,8 gam khí oxi Phản ứng xong, làm lạnh để nước ngưng tụ hết hỗn hợp khí Y 1/ Viết phương trình hoá học xảy Xác định % thể tích khí X? 2/ Xác định % thể tích % khối lượng khí Y Hướng dẫn giải = 0,325 x 32 =10,4 gam nhhkhi = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol áp dụng phương pháp đường chéo ta có CH4 16 8,4 10,4 M H2 5,6 15 ThuVienDeThi.com phÇn phÇn => nCH = 0,3mol n H = 0,2mol % VCH = 0,3/0,5 x 100% = 60% % VH = 100% - 60% = 40% Sè mol khÝ oxi nO = 28,8 : 32 = 0,9 mol 4 2 t O2 2H2O 0,1mol t 2O2 CO2 + 2H2O 0,6mol 0,3mol 2H2 + 0,2mol CH4 + 0,3mol Hỗn hợp khí Y gồm CO2 khí O2(dư) - Thnh phần phần trăm thể tích khí hỗn hợp B + nO d = 0,9 - (0,6 + 0,1) = 0,2 mol % VO = 0,2/ 0,5 x 100% = 40% + nCO = 0,3 mol % VCO = 0,3/ 0,5 x 100% = 60% - Thành phần phần trăm khối lượng khí hỗn hợp B + mCO = 0,3 x44 =13,2 gam % mCO = 13,2/19,6 x 100% = 67,34% + mO = 0,2 x 32 = 6,4gam % mO = 6,4/19,6 x 100% = 32,66% 2 2 2 2 Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí CH4(đktc) cho tồn sản phẩm vào dung dịch chứa 22,2 gam Ca(OH)2 khối lượng dung dịch tăng hay giảm gam? Hướng dẫn giải nCH 8,96 0,4mol ; 22,4 nCa (OH ) 22,2 0,3mol 74 t CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O (1) 0,4 0,4 0,8 (mol) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) 0,3 0,3 0,3 CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (3) 0,1 0,1 0,1 Theo (1), nCO = nCH = 0,4 mol Xết tỉ lệ: nCa (OH ) = 0,3 < nCO = 0,4 < nCa (OH ) = 0,6 2 16 ThuVienDeThi.com Vậy xảy phản ứng (2) (3) Theo (3) nCaCO nCa (OH ) 0,3mol ; theo (4) : nCO phản ứng= 0,4 – 0,3 = 0,1 mol nCaCO nCO 0,1mol Số mol CaCO3 lại sau phản ứng (4) là: 0,3 – 0,1 = 0,2 (mol) Ta có: (mCO m H O ) mCaCO 0,4.44 0,8.18 0,2.100 12 gam Vậy khối lượng dung dịch tăng lên 12 gam 3 2 2 Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 1,88 gam chất hữu A (chứa C, H, O) cần 1,904 lít O2 (đktc) thu CO2 nước theo tỉ lệ thể tích 4:3 Hãy xác định cơng thức phân tử A Biết tỉ khối A so với khơng khí nhỏ Hướng dẫn giải 1,88 gam A + 0,085 mol O2 4a mol CO2 + 3a mol H2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m CO2 m H2O 1,88 0,085 32 46 gam Ta có: 444a + 183a = 46 a = 0,02 mol Trong chất A có: nC = 4a = 0,08 mol nH = 3a2 = 0,12 mol nO = 4a2 + 3a 0,0852 = 0,05 mol nC : nH : no = 0,08 : 0,12 : 0,05 = : 12 : Cơng thức đơn giản A (C8H12O5)n Tacó MA < 29 = 203 ↔ 188n < 203 => n < 1,08 Vậy n = Công thức phân tử A là: C8H12O5 Bài 11: (Trích đề thi HSG lớp Thành phố Hồ Chí Minh, 2002-2003) Đun nóng 22,12 gam KMnO4 thu 21,216 gam hỗn hợp rắn a) Tính thể tích khí oxi thu đktc? b) Tính phần trăm khối lượng KMnO4 bị nhiệt phân? c) Để thu lượng oxi phải nhiệt phân gam HgO? Biết hiệu suất phản ứng 80% Hướng dẫn giải 17 ThuVienDeThi.com a) Phương trình phản ứng: 2KMnO4 t K2MnO4 + MnO2 + O2 (1) 0,06 0,03 mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: mKMnO4 = mchất rắn + mO2 => mO = mKMnO - mchất rắn = 22,12 – 21,16 = 0,96 gam => VO 0,96 22,4 0,672lít 32 b) Tính % KMnO4 bị nhiệt phân Từ (1) => nKMnO => phản ứng = nO = 0,03 2= 0,06 mol mKMnO4 phản ứng = 0,06 158 = 9,48 gam Vậy % mKMnO phản ứng c) Phương trình phản ứng: = 9,48 100% 22,12 2HgO t 42,86% 2Hg + O2 0,06 (2) 0,03 mol => nHgO = nO = 0,03 = 0,06 mol =>Vì hiệu suất đạt 80% nên mHgO cần dùng = 0,06 217 100 = 16,275 (gam) 80 V Bài tập tự giải Bài 1: Cho 2,106 gam kim loại M tác dụng hết với oxi thu 2,784 g chất rắn Xác định kim loại M Đáp số: M Fe Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 1,25 gam hợp chất hữu thu 2,24 lít CO2 (đktc) m gam H2O Tính thành phần % khối lượng nguyên tố A Xác định công thức phân tử A, biết d A / O 1,8125 Tính m Đáp số: %mC = 82,76% ; %mH = 17,24% A C4H10 m = 2,25 (g) Bài 3: Lấy mol SO2 trộn với mol O2 điều kiện thích hợp , thu mol SO3 Tính hiệu suất phản ứng SO2 18 ThuVienDeThi.com Đáp số: H = 50% Bài 4: Trích đề thi HSG lớp huyện Yên Lạc năm 2012- 2013 Hỗn hợp A gồm cacbon oxit khơng khí Trong tỉ lệ thể tích khí cacbon oxit khơng khí 3:5( khơng khí , khí oxi chiếm 20% thể tích cịn lại khí nitơ) Đốt cháy hỗn hợp khí A thời gian hỗn hợp khí B Trong B % thể tích khí nitơ tăng 3,33% so với thể tích nitơ A Tính thể tích khí B Biết khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất Đáp số:VCO dư = lít; VO dư = 0,5 lít V N = lít; VCO = lít Bài : Trích đề thi HSG lớp huyện Thanh Chương năm 2010- 2011 Nung m gam hỗn hợp A gồm KMnO4 KClO3 thu chất rắn B khí oxi, lúc KClO3 bị phân hủy hồn tồn cịn KMnO4 bị phân hủy khơng hồn tồn Trong B có 0,894 gam KCl chiếm 8,132% khối lượng Trộn lượng oxi với khơng khí theo tỉ lệ tích 1:3 bình kín thu hỗn hợp khí X Cho vào bình 0,528 gam cacbon đốt cháy hết cacbon thu hỗn hợp khí Y gồm khí CO2 chiếm 22,92% thể tích Tính m ( Coi khơng khí gồm 20% thể tích oxi cịn lại nitơ) Đáp số: TH1: m=12,53 gam TH2: m=11,6468gam Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 4,741 gam đơn chất X oxi cho toàn sản phẩm thu hấp thụ hết vào 100ml dung dịch NaOH 25% (d = 1,28g/ml) dung dịch A Nồng độ NaOH A giảm 1/4 so với nồng độ dung dịch ban đầu A có khả hấp thụ tối đa 17,92 lít khí CO2 (đktc) Xác định X sản phẩm đốt cháy X Đáp số: X H2 Oxit H2O Bài 7: Trích đề thi HSG lớp huyện Thiệu Hóa năm 2012- 2013 Một hỗn hợp X tích 17,92 lit gồm hidro axetilen C2H2, có tỉ khối so với nitơ 0,5 Đốt hỗn hợp X với 35,84 lít khí oxi Phản ứng xong, làm lạnh để nước ngưng tụ hết hỗn hợp khí Y Các khí đo điều kiện tiêu chuẩn Viết phương trình hóa học xảy Xác định % thể tích % khối lượng Y Đáp số: % VO = 33,33%; % VC O =66,67% 2 2 % mO =26,67%; % mC O = 73,33% 2 Bài 8: Trích đề thi HSG lớp huyện Vĩnh Tường năm 2013- 2014 19 ThuVienDeThi.com Hỗn hợp khí O2 SO2 có tỉ khối so với H2 24 Sau đun nóng hỗn hợp với chất xúc tác thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với hidro 30 ( Các khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất) Tính thành phần % thể tích khí sau phản ứng Đáp số: % VSO = 50% % VO dư = 37,5% % VSO = 12,5% Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn 28 lít khí metan (đktc), hấp thụ tồn sản phẩm cháy vào bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH)2 thấy khối lượng bình tăng m1 gam tách m2 gam kết tủa trắng Viết phương trình hóa học xảy Tính m1, m2 Đáp số: m1 = 100 gam m2 = 246,25 gam Bài 10: Trích đề thi HSG lớp huyện Lập Thạch năm 2011- 2012 Đốt cháy hồn tồn 4,48 lít khí H2 3,36 lít O2 Ngưng tụ sản phẩm, thu chất lỏng A khí B Cho tồn khí B phản ứng hết với 5,6 gam sắt thu hỗn hợp chất rắn C Hịa tan tồn chất rắn C vào dung dịch chứa 14,6 gam HCl thu dung dịch D khí E Xác định chất có A,B, C, D, E Tính khối lượng chất có A, C số mol chất có dung dịch D Các khí đo điều kiện tiêu chuẩn Đáp số: A: H2O = 3,6 gam ; B: O2; C: Fe = 1,4 gam Fe3O4 = 5,8 gam D: FeCl2 0,05 mol ; FeCl3 0,05 mol; HCl 0,15 mol E : H2 Bài 11: Trong công nghiệp sử dụng cacbon để làm nhiên liệu Tính nhiệt lượng tỏa đốt cháy kg than chứa 90% C, biết mol cacbon tỏa 394KJ Đáp số: 147750 KJ Bài 12: Dùng lượng O2 vừa đủ để đốt cháy hết hidrocacbon thấy thể tích sau phản ứng thể tích khí trước phản ứng Dẫn khí sau cháy qua H2SO4 đặc thấy thể tích khí giảm nửa Biết khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất Xác định công thức phân tử hidrocacbon Đáp số: C2H4 Bài 13: Có hỗn hợp khí X gồm hidrocacbon A O2 Trong thể tích O2 gấp lần thể tích O2 cần để đốt cháy hết A Đốt cháy hoàn toàn X thu hỗn hợp khí Y tích thể tích X Khi làm ngưng tụ hết nước thể tích Y giảm 40% Biết thể tích đo điều kiện nhiệt độ áp suất Xác định CTPT A Đáp số: CH4 2 20 ThuVienDeThi.com ...THÔNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ Tên chuyên đề: “BÀI TOÁN VỀ OXI ” Tác giả: - Họ tên : Trần Thị Hồng Anh - Chức vụ: Giáo viên - Đơn vị... gian làm bài, đảm bảo làm đạt hiệu cao Phạm vi chuyên đề - Áp dụng HSG lớp 8,9 - Thời gian dự kiến bồi dưỡng : tiết PHẦN HAI: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I Hệ thống kiến thức sử dụng chuyên đề: Kiến thức... tơi lựa chọn chuyên đề : “BÀI TOÁN VỀ OXI ” đơn chất phi kim em làm quen quan trọng đời sống nhằm giúp cho học sinh nắm vững kiến thức phương pháp giải nhanh gọn, dễ hiểu Từ đó, em đề xuất tập