chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học lớp 9 cđ17

36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Chuyên đề 17: AXIT A) KIẾN THỨC LÍ THUYẾT Axit gì? - Phân tử axit gồm hay nhiều nguyên tử H liên kết với gốc axit - Axit hợp chất hóa học có cơng thức H nA (A gốc axit), có vị chua thường tan nước để tạo dung dịch có nồng độ pH < Độ pH lớn tính axit yếu ngược lại - Axit phân tử hay ion có khả nhường proton H+ cho bazơ Phân loại axit Axit phân loại dự vào số tiêu chí sau: a Dựa vào tính chất hóa học axit - Axit mạnh: Axit clohiđric HCl, axit sulfuric H2SO4, axit nitric HNO3… - Axit yếu: Axit sunfuhiđric H2S, axit cacbonic H2CO3, axit sunfurơ H2SO3, axit nitrơ HNO2 … b Dựa vào thành phần nguyên tố - Axit khơng có oxi: HCl, H2S, HBr, HI, HF… - Axit có oxi: H2SO4, HNO3, H3PO4, H2CO3… c Phân loại khác - Axit vô cơ: HCl, H2SO4, HNO3… - Axit hữu cơ: CH3COOH, HCOOH… Cách xác định độ mạnh, yếu axit * Axit vô cơ: a) Dựa vào linh động nguyên tử hiđro axit Nếu H linh động, tính axit mạnh ngược lại b) Với axit có oxi nguyên tố, oxi, axit yếu: HClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO c) Với axit nguyên tố chu kỳ, nguyên tố hóa trị cao nhất, nguyên tố trung tâm có tính phi kim yếu axit yếu: HClO4 > H2SO4 > H3PO4 d) Với axit nguyên tố nhóm A + Axit có oxi: Tính axit tăng dần từ lên: HIO4 < HBrO4 < HClO4 + Axit khơng có oxi: Tính axit giảm dần từ lên: HI > HBr > HCl > HF * Axit hữu ( chứa nhóm – COOH) + Nếu R đẩy electron (gốc R no) tính axit giảm: HCOOH > CH3COOH > CH3CH2COOH > CH3CH2CH2COOH > n-C4H9COOH + Nếu R hút e (gốc R không no, thơm có ngun tố halogen,…), tính axit mạnh Những tính chất axit a) Tính chất vật lý axit - Tan nước, có vị chua - Khi tiếp xúc với axit mạnh, có cảm giác đau nhói - Là chất điện li nên dẫn điện b) Tính chất hóa học axit - Làm đổi màu chất thị (quỳ tím, giấy thị pH, dung dịch phenol phtalein) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Axit làm đổi màu quỳ tím - Tác dụng với số kim loại trước H tạo thành muối giải phóng hiđro 2HCl + Mg  MgCl2 + H2 + Trong phản ứng axit HCl, H2SO4 loãng, H3PO4 với kim loại có nhiều hóa trị Fe muối tạo thành muối có hóa trị thấp + Đối với axit sulfuric đặc nóng axit nitric đặc nóng tác dụng với hầu hết kim loại trừ (Au, Pt) + H2SO4 đặc, nóng: tạo khí SO2 tạo S, H2S với kim loại mạnh + HNO3 đặc, nóng tạo NO2 + HNO3 lỗng tạo NO, với kim loại mạnh tạo sản phẩm khử: N2O, N2, NH4NO3 + Trong phản ứng với axit H2SO4 đặc nóng; HNO3 đặc nóng HNO3 lỗng kim loại có nhiều hóa trị sắt tạo muối có hóa trị cao t 2Fe + 6H2SO4 (đặc)  Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 - Tác dụng với bazơ tạo thành muối nước Mg(OH)2 + H2SO4  MgSO4 + 2H2O * Lưu ý: H2SO4 đặc nóng, HNO3 đặc nóng, HNO3 lỗng oxi hóa Fe(OH)2 thành muối sắt (III) + sản phẩm khử SO2/NO2/NO + nước - Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối + nước Ag2O + 2HCl → 2AgCl + H2O CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O * Lưu ý: H2SO4 đặc nóng, HNO3 đặc nóng, HNO3 lỗng oxi hóa oxit FeO, Fe3O4 thành muối sắt (III) + sản phẩm khử SO2/NO2/NO + nước - Tác dụng với muối tạo muối axit BaCl2 + H2SO4  BaSO4 + 2HCl AgNO3 + HCl  AgCl + HNO3 CaCO3 + 2HNO3  Ca(NO3)2 + CO2 + H2O ĐK: Sản phẩm có chứa chất kết tủa bay * Lưu ý: H2SO4 đặc nóng, HNO3 đặc nóng, HNO3 lỗng oxi hóa mi sắt (II) FeS, FeS2… tạo thành muối sắt (III) + sản phẩm khử SO2/NO2/NO + H2O Một số ứng dụng quan trọng axit sống - Loại bỏ gỉ sắt ăn mòn khác từ kim loại - Axit sulfuric dùng làm chất điện phân pin xe - Axit mạnh dùng nhiều cơng nghiệp chế biến khống sản, cơng nghiệp hóa chất - Trong khai thác dầu, Axit clohydric sử dụng để bơm vào tầng đá giếng dầu nhằm hòa tan phần đá hay gọi “rửa giếng”, từ tạo lỗ rỗng lớn - Hòa tan vàng bạch kim cách trộn axit HCl HNO3 đặc với tỷ lệ 3:1 - Dùng làm chất phụ gia chế biến bảo quản đồ uống, thực phẩm - Axit nitric tác dụng với ammoniac để tạo phân bón amoni nitrat, phân bón - Axit cacboxylic tham gia phản ứng este hóa với rượu cồn, để tạo este Trong y học: 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN + Axit acetylsalicylic (Aspirin) sử dụng thuốc giảm đau làm giảm sốt + Axit boric dùng làm chất khử trùng vết bỏng vết cắt nhỏ Khi pha lỗng dung dịch rửa mắt Đồng thời, chất chống vi khuẩn sử dụng để điều trị bệnh mụn trứng cá, bệnh phồng chân vận động viên làm chất bảo quản chai mẫu nước tiểu thí nghiệm + Axit clohydric có dày giúp thể tiêu hóa thức ăn + Amino axit dùng để tổng hợp protein cần thiết cho phát triển sinh vật sửa chữa mô thể + Các axit nucleic cần thiết cho việc sản xuất ADN, ARN chuyển đặc tính sang lai qua gen + Axit cacbonic cần thiết để trì cân độ pH thể B) BÀI TẬP LUYỆN THI HSG CẤP TỈNH HÓA Bài Cho BaO vào dung dịch H 2SO4 loãng, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu kết tủa A dung dịch B Cho Al dư vào dung dịch B thu khí E dung dịch D Cho dung dịch Na 2CO3 vào dung dịch D thu kết tủa F Xác định chất A, B, D, E, F viết phương trình hóa học phản ứng xảy Bài A, B, C, D, E, F hợp chất có oxi nguyên tố X tác dụng với dung dịch NaOH tạo chất Z H2O X có tổng số proton nơtron nguyên tử bé 35, có tổng đại số số oxi hóa dương cao lần số oxi hóa âm -1 Hãy lập luận để xác định chất viết phương trình phản ứng Biết dung dịch A, B, C làm quỳ tím hóa đỏ, dung dịch E, F phản ứng với axit mạnh bazơ mạnh Bài Cho than vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu khí A Chia A thành phần Cho phần vào dung dịch NaOH dư; cho phần vào dung dịch thuốc tím; cho phần vào dung dịch nước brom Viết PTHH Bài Khí A khơng màu, sục qua dung dịch brom làm dung dịch đậm màu Khí B khơng màu, sục lượng dư B qua dung dịch brom làm dung dịch brom màu Nếu sục khí A vào dung dịch H 2SO4 đặc có khí B Xác định A, B viết PTHH Bài Cho từ từ dung dịch A chứa x mol HCl vào dung dịch B chứa y mol Na2CO3 Sau cho hết A vào B dung dịch C Dung dịch C chứa chất gì? Bao nhiêu mol (tính theo x y)? Bài Cho 11 gam hỗn hợp gồm Fe, Al có tỉ lệ số mol tương ứng 1:2 vào 800 ml dung dịch loãng chứa H 2SO4 0,25M HCl 0,45M đến phản ứng hoàn toàn thu V lít khí H2 (đktc) Tính V Bài Nhỏ từ từ giọt hết 200 ml dung dịch NaOH vào 200 ml dung dịch gồm AlCl 1M HCl 1M thu 7,8 gam kết tủa Tính nồng CM dung dịch NaOH Bài Hịa tan hoàn toàn 16,4 gam hỗn hợp X gồm MgO MgCO dung dịch H2SO4 Sau phản ứng thu dung dịch A 2,24 lít khí CO (đktc) Cho 300 ml dung dịch Ba(OH) 1,5M vào A thu 110,6 gam kết tủa 500 ml dung dịch B Tính CM dung dịch B Bài A chất rắn khan Cho m gam A vào dung dịch HCl 10%, dung dịch B, khơng có kết tủa chất bay tạo thành Trong dung dịch B, nồng độ HCl 6,1% Cho NaOH vào dung dịch B để trung hịa hồn tồn axit, dung dịch C Cô cạn dung dịch C thu 16,03 gam NaCl A chất Tính m Bài 10 A hỗn hợp gồm M2CO3, MHCO3, MCl Cho 43,71 gam hỗn hợp A tác dụng hết với dung dịch HCl thu dung dịch B 17,6 gam khí C Chia dung dịch B làm hai phần Phần tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8M Phần phản ứng với dung dịch AgNO dư thu 68,88 gam kết tủa trắng Xác định tên kim loại M Bài 11 Hịa tan hồn tồn lượng hỗn hợp gồm Fe FeO dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ thu dung dịch X số nguyên tử hiđro : số nguyên tử oxi = 48 : 25 Tính nồng độ phần trăm chất tan dung dịch X Bài 12 Cho x gam dung dịch H2SO4 nồng độ y% tác dụng hết với lượng dư hỗn hợp khối lượng Na, Mg Lượng H2 (khí nhất) thu 0, 05x gam Viết phương trình phản ứng tính nồng độ phần trăm dung dịch H2SO4 Bài 13 Hòa tan vào nước 7,14 gam hỗn hợp muối cacbonat hiđrocacbonat kim loại R (hóa trị I ) Sau thêm dung dịch HCl dư vào, thấy 1,344 lít khí (đktc) Xác định cơng thức muối tính % khối lượng nguyên tố hỗn hợp muối ban đầu 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Bài 14 M dung dịch chứa 0,8 mol HCl N dung dịch chứa hỗn hợp 0,2 mol Na 2CO3 0,5 mol NaHCO Đổ từ từ N vào M hết Nêu tượng xảy tính thể tích khí ỏ đktc Bài 15 A dung dịch chứa 0,3 mol NaOH B dung dịch chứa 0,13 mol H3PO4 TN1: Đổ từ từ giọt A vào B hết TN2: Đổ từ từ giọt B vào A cho đết hết Viết thứ tự phản ứng xảy tính số mol chất thu sau phản ứng Bài 16 Cho từ từ 100 ml dung dịch hỗn hợp Na2CO3 1M KHCO3 aM vào 200 ml dung dịch HCl 1M, sau phản ứng xảy hồn tồn thu 2,688 lít CO2 (ở đktc) Tính a ? Bài 17 M dung dịch chứa 0,8 mol HCl N dung dịch chứa hỗn hợp 0,2 mol Na2CO3 0,5 mol NaHCO3 TN1: Đổ từ từ M vào N hết TN2: Trộn nhanh dung dịch M N vào hết Tính thể tích khí (đktc) thí nghiệm Bài 18 Cho hỗn hợp gồm gam CuO 3,6 gam FeO vào 300 ml dung dich HCl 0,8M Sau phản ứng có m gam chất rắn khơng tan Trình bày cách khác để tính giá trị m Bài 19 Hỗn hợp A gồm MgO, Al2O3 Chia hỗn hợp làm phần nhau, khối lượng phần 21,3 gam Phần 1: Cho tác dụng với 200 ml dung dịch HCl, làm bay dung dịch sau phản ứng thu 43,3 gam chất rắn khan Phần 2: Cho tác dụng với 500 ml dung dịch HCl, làm bay dung dịch sau phản ứng thu 54,3 gam chất rắn khan Tính nồng độ mol/lít dung dịch HCl dùng thành phần % theo khối lượng chất hỗn hợp A Bài 20 Cho lượng kim loại R tác dụng với oxi thu 9,6 gam hỗn hợp R RO Hịa tan hồn tồn hỗn hợp dung dịch HCl dư thu dung dịch chứa 28,5 gam muối Xác định R Bài 21 Hịa tan hồn tồn hỗn hợp gồm x mol FeS2 y mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu dung dịch X ( chứa hai muối sunfat) khí NO ( sản phẩm khử nhất) Tính tỉ số x/y Bài 22 Để m gam bột sắt ngồi khơng khí, sau thời gian biến thành hỗn hợp A có khối lượng 12 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Cho A tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thấy sinh 2,24 lít khí NO đktc Tính m Bài 23 Hỗn hợp X gồm Zn, Fe, Cu Cho 9,25 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư thu 2,24 lít khí (đktc) Mặt khác 0,3 mol X phản ứng vừa đủ với 7,84 lít khí clo (đktc) Tính khối lượng kim loại X Bài 24 A hỗn hợp gồm sắt từ oxit, đồng (II) oxit, nhơm oxit Để hồ tan hết 44,3 gam A cần 500 ml dung dịch H3PO4 1M Nếu lấy 0,7 mol hỗn hợp A cho tác dụng với H dư nhiệt độ cao sau phản ứng thu 21,6 gam H2O Tính % khối lượng chất A Bài 25 Hòa tan a gam oxit sắt FexOy vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu khí SO2 nhất.Mặt khác, khử hoàn toàn a gam oxit sắt khí CO, hịa tan lượng sắt tạo thành dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) thu lượng SO2 gấp lần lượng SO2 thí nghiệm a) Viết phương trình phản ứng xảy hai thí nghiệm b) Xác định định cơng thức hóa học oxit sắt Bài 26 Cho hỗn hợp X gồm Fe kim loại A ( hóa trị II ) tan hết dung dịch HCl dư thấy thoát 4,48 lít khí đktc Cơ cạn dung dịch sau phản ứng 26,75 gam muối khan Xác định M, biết nA: nFe > : Bài 27 Hòa tan hết 16,2 gam kim loại X lít dung dịch HNO 0,5M Sau phản ứng kết thúc thu 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO N2 (đktc) nặng 7,2 gam Xác định kim loại X Bài 28 Hòa tan 9,96 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe dung dịch chứa 1,175 mol HCl, thu dung dịch Y Cho dung dịch chứa 1,2 mol NaOH vào dung dịch Y, phản ứng hoàn tồn, lọc kết tủa, nung khơng khí đến khối lượng không đổi, thu 13,65 gam chất rắn Viết phương trình phản ứng tính số mol Al, Fe hỗn hợp X Cho 3,64 gam hỗn hợp R gồm oxit, hidroxit muối cacbonat trung hòa kim loại M có hóa trị II tác dụng vừa đủ với 117,6 gam dung dịch H2SO4 10% Sau phản ứng 448 ml chất khí (đktc) dung dịch muối có nồng độ 10,876% Biết khối lượng riêng dung dịch muối 1,093 g/ml quy đổi nồng độ mol giá trị 0,545M a Xác định kim loại M b Tính % khối lượng chất có hỗn hợp R 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Bài 29 Cho 25,65g hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu vào m gam dung dịch Y chứa HCl HSO4 thu m5 gam dung dịch Z chứa muối tan V lít (đktc) khí H cịn lại m3 gam kim loại khơng tan Cho từ từ dung dịch Na2CO3 tới dư vào dung dịch Z thu 23,3 gam hỗn hợp chất rắn T Các phản ứng xảy hoàn toàn a) Tính khối lượng kim loại có hỗn hợp X Biết m2 – m1 = gam b) Tính khối lượng muối có dung dịch Z Bài 30 Nung a gam hỗn hợp X gồm Fe S điều kiện khơng có khơng khí phản ứng xảy hoàn toàn, thu chất rắn Y Chia Y làm phần - Phần cho tác dụng với dung dịch HCl dư, thu hỗn hợp khí Z Biết Z có tỉ khối hidro 13 - Phần cho tác dụng hết với 55 gam dung dịch H 2SO4 98%, đun nóng, thu V lít khí SO2 dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch BaCl2 dư, thu 58,25 gam kết tủa Tính a V Biết thể tích khí đo đktc BÀI GIẢI Bài Cho BaO vào dung dịch H 2SO4 lỗng, sau phản ứng xảy hồn tồn thu kết tủa A dung dịch B Cho Al dư vào dung dịch B thu khí E dung dịch D Cho dung dịch Na 2CO3 vào dung dịch D thu kết tủa F Xác định chất A, B, D, E, F viết phương trình hóa học phản ứng xảy GIẢI BaO + H2SO4  BaSO4 (A) + H2O BaO + H2O  Ba(OH)2 Vì Al + dung dịch B  khí  dung dịch B chứa H2SO4 dư Ba(OH)2 Na2CO3 + dung dịch D  Kết tủa  D chứa Al2(SO4)3 Ba(AlO2)2 2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2 ( E) Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O  2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2 (F) 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O  Ba(AlO2)2 + 3H2 (E) Ba(AlO2)2 + Na2CO3  BaCO3 + 2NaAlO2 ( F) Bài A, B, C, D, E, F hợp chất có oxi nguyên tố X tác dụng với dung dịch NaOH tạo chất Z H2O X có tổng số proton nơtron nguyên tử bé 35, có tổng đại số số oxi hóa dương cao lần số oxi hóa âm -1 Hãy lập luận để xác định chất viết phương trình phản ứng Biết dung dịch A, B, C làm quỳ tím hóa đỏ, dung dịch E, F phản ứng với axit mạnh bazơ mạnh GIẢI   Vì pX + nX < 35; nX  pX pX < 17 X chu kì bé  X nhóm A Gọi x, y số oxi hóa dương cao số oxi hóa âm X Theo đề, ta có: x + y = x + 2y = -1  x = 5; y = -3  X thuộc nhóm VA X N P A, B, C axit chúng làm quỳ tím hóa đỏ D, E, F tác dụng với NaOH cho chất Z H2O nên D, E, F oxit axit muối axit E, F tác dụng với axit mạnh bazơ mạnh nên E, F phải muối axit Từ lập luận trên, lựa chọn X phot P tạo muối axit A, B, C, D, E, F tác dụng với NaOH tạo Z nước, nên trường hợp P có số oxi hóa cao +5 Ta có: A: H3PO4; B: HPO3; C: H4P2O7; D: P2O5; E: NaH2PO4; F: Na2HPO4; Z: Na3PO4 H3PO4 + 3NaOH  Na3PO4 + 3H2O HPO3 + 3NaOH  Na3PO4 + 2H2O H4P2O7 + 6NaOH  2Na3PO4 + 5H2O P2O5 + 6NaOH  2Na3PO4 + 3H2O NaH2PO4 + 2NaOH  Na3PO4 + 2H2O 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Na2HPO4 + NaOH  Na3PO4 + H2O NaH2PO4 + HCl  NaCl + H3PO4 Na2HPO4 + 2HCl  3NaCl + H3PO4 Bài Cho than vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu khí A Chia A thành phần Cho phần vào dung dịch NaOH dư; cho phần vào dung dịch thuốc tím; cho phần vào dung dịch nước brom Viết PTHH GIẢI t0  CO + 2SO + 2H O C + 2H2SO4 (đ) 2 A: CO2 SO2 Vì NaOH dư nên: 2NaOH + SO2  Na2SO3 + H2O 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O Dung dịch thuốc tím: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 Nước brom: SO2 + 2H2O + Br2  H2SO4 + 2HBr Bài Khí A không màu, sục qua dung dịch brom làm dung dịch đậm màu Khí B khơng màu, sục lượng dư B qua dung dịch brom làm dung dịch brom màu Nếu sục khí A vào dung dịch H2SO4 đặc có khí B Xác định A, B viết PTHH GIẢI  Khí A không màu, làm đậm màu dung dịch brom A HI ( khí hiđro iotua): 2HI + Br2  2HBr + I2 Khí B khơng màu, làm màu dung dịch brom sản phẩm HI với axit H 2SO4 đặc  B H2S SO2: H2S + 4Br2 + 4H2O  8HBr + H2SO4 ( H2S + Br2  2HBr + S) SO2 + Br2 + H2O  H2SO4 + 2HBr 8HI + H2SO4 (đ)  4I2 + H2S + 4H2O 2HI + H2SO4 (đ)  I2 + SO2 + 2H2O Bài Cho từ từ dung dịch A chứa x mol HCl vào dung dịch B chứa y mol Na2CO3 Sau cho hết A vào B dung dịch C Dung dịch C chứa chất gì? Bao nhiêu mol (tính theo x y)? GIẢI Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na 2CO3, phản ứng xảy theo thứ tự sau: HCl + Na 2CO3  NaHCO3 + NaCl  NaCl + CO2 + H2O (1) HCl + NaHCO3  NaCl + CO2 + H2O (2) Xét trường hợp xảy ra: * Trường hợp 1: x = y  xảy (1), chất phản ứng vừa đủ: NaHCO3 : x mol   dung dịch C gồm NaCl: x mol * Trường hợp 2: x < y  xảy (1), Na2CO3 dư  NaHCO3 : x mol   NaCl: x mol   dung dịch C gồm  Na2CO3 d : (y  x) mol * Trường hợp 3: x = 2y  chất phản ứng vừa đủ để xảy (1) (2)  dung dịch C có NaCl: x = 2y mol * Trường hợp 4: x > 2y  xảy (1) (2) hoàn toàn; HCl dư sau phản ứng: NaCl: 2y mol   dung dịch C gồm HCl d : (x  2y) mol * Trường hợp 5: y< x < 2y  phản ứng (1) xảy hoàn toàn (2) xảy phần 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN NaCl: x mol  NaHCO : (2y  x) mol  dung dịch C gồm  Bài Cho 11 gam hỗn hợp gồm Fe, Al có tỉ lệ số mol tương ứng 1:2 vào 800 ml dung dịch loãng chứa H 2SO4 0,25M HCl 0,45M đến phản ứng hồn tồn thu V lít khí H2 (đktc) Tính V GIẢI  nH(ban đầu)  nHCl  2.nH2SO4  0,8.0,45 2.0,8.0,25  0,76 (mol) Gọi x số mol Fe  Số mol Al 2x  56x + 27.2x = 110x = 11  x = 0,1 (mol); nAl = 0,2 mol  Al2(SO4)3 + 3H2 (1) 2Al + 3H2SO4   2AlCl3 + 3H2 2Al + 6HCl  (2)  FeSO4 + H2 Fe + H2SO4  (3)  FeCl2 + H2 Fe + 2HCl  (4) Nếu kim loại hết thì:  nH(pư)  3.nAl  2.nFe  3.0,2 2.0,1 0,8 (mol)  0,76 (mol) (trái vớigiảthiết) 0, 76  0,38 (mol)  V  0,38.22,  8,512 (lít)  Bài Nhỏ từ từ giọt hết 200 ml dung dịch NaOH vào 200 ml dung dịch gồm AlCl 1M HCl 1M thu 7,8 gam kết tủa Tính nồng CM dung dịch NaOH GIẢI  TH1: NaOH + HCl NaCl + H2O 0,2 mol 0,2 mol AlCl3 + 3NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl 0,1 mol 0,3 mol 0,1 mol 0,3 0,2 CM (NaOH)   2,5M 0,2 TH2: NaOH + HCl  NaCl + H2O 0,2 mol 0,2 mol AlCl3 + 3NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl 0,2 mol 0,6 mol 0,2 mol Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O (0,2 – 0,1) mol 0,1 mol 0,6  0,1 0,2 CM (NaOH)   4,5M 0,2 Bài Hịa tan hồn tồn 16,4 gam hỗn hợp X gồm MgO MgCO dung dịch H2SO4 Sau phản ứng thu dung dịch A 2,24 lít khí CO (đktc) Cho 300 ml dung dịch Ba(OH) 1,5M vào A thu 110,6 gam kết tủa 500 ml dung dịch B Tính CM dung dịch B GIẢI Kim loại dư, axit hết  n H  nCO = 0,1 mol MgCO3 + H2SO4  MgSO4 + CO2 + H2O 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol nMgO = (16,4 – 0,1.84)/40 = 0,2 (mol) MgO + H2SO4  MgSO4 + H2O 0,2 mol 0,2 mol nMgSO = 0,1 + 0,2 = 0,3 (mol); nBa(OH) (1) (2) = 0,45 (mol) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN dung dịch A chứa: MgSO4 có H2SO4 dư Nếu H2SO4 hết: Ba(OH)2 + MgSO4  BaSO4 + Mg(OH)2 0,3 mol 0,3 mol 0,3 mol 0,3 mol mkt = 0,3.233 + 0,3.58 = 87,3 (g) < 110,6 (g) ( trái với giả thiết)  H2SO4 dư Vì H2SO4 dư nên thứ tự phản ứng sau: Ba(OH)2 + H2SO4  BaSO4 + 2H2O (3) Ba(OH)2 + MgSO4  BaSO4 + Mg(OH)2 (4) TH1: Nếu Ba(OH)2 dư Theo (4):  nBaSO (3) n n = (110,6 -87,3)/233 = 0,1 (mol)   0,45 0,4  0,05  Ba(OH)2 (dö) TH2: Nếu MgSO4 dư Theo (3,4): nBaSO (4)  nMg(OH)  nMgSO (mol) nBaSO  nBa(OH)  0,45  = 0,3 (mol) nBa(OH) (3,4)  nBaSO  0,1 0,3  0,4 (mol) CM (Ba(OH)2) = 0,05/0,5 = 0,1M n (mol)  Mg(OH)2 = (110,6 – 233.0,45)/58 = 0,1 (mol) n  MgSO4 (4) = 0,1 (mol)  MgSO4 (dö) = 0,3 – 0,1 = 0,2 (mol)  CM (MgSO4) = 0,2/0,5 = 0,4M Bài A chất rắn khan Cho m gam A vào dung dịch HCl 10%, dung dịch B, khơng có kết tủa chất bay tạo thành Trong dung dịch B, nồng độ HCl 6,1% Cho NaOH vào dung dịch B để trung hịa hồn tồn axit, dung dịch C Cô cạn dung dịch C thu 16,03 gam NaCl A chất Tính m GIẢI Theo đề, A là: NaOH, Na2O NaCl 16,03 nNaCl = 58,5 = 0,274 (mol) TH1: A NaOH có khối lượng m gam (x mol) nHCl = nNaCl = 0,274 (mol) mHCl = 0,274.36,5 = 10 (g)  mdd HCl 10% = 100 (g)  mdd B = 40x + 100 (g) NaOH + HCl  NaCl + H2O x mol x mol NaOH + HCl  NaCl + H2O (0,274– x) 36,5.( 0,274  x ) 40x  100 100% = 6,1%  x = 0,1 (mol)  m = 40.0,1 = (g) C%(HCl dư) = TH2: A Na2O có khối lượng m gam ( x mol) nHCl = nNaCl = 0,274 (mol) mHCl = 0,274.36,5 = 10 (g)  mdd HCl 10% = 100 (g)  mdd B = 62x + 100 (g) Na2O + 2HCl  2NaCl + H2O x mol 2x mol NaOH + HCl  NaCl + H2O (0,274– 2x) 36,5.( 0,274  x) 62 x  100 C%(HCl) = 100% = 6,1%  x = 0,05 (mol)  m = 62.0,1 = 3,15 (g) TH3: A NaCl có khối lượng m gam ( x mol)  nNaCl ( tạo ra) = 0,274 – x (mol) NaOH + HCl  NaCl + H2O (0,274-x) ( 0,274-x) mHCl = 36,5.(0,274-x) (g)  mdd HCl 10% = 365.(0,274-x) (g) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN  mdd B = 58,5.x + 365.(0,274-x) = 100 -306,5x (g) 36,5.( 0,274  x) C%(HCl dư) = 100  306,5 x 100% = 6,1%  x = 0,219 (mol)  m = 58,5.0,219 = 12,81 (g) Bài 10 A hỗn hợp gồm M2CO3, MHCO3, MCl Cho 43,71 gam hỗn hợp A tác dụng hết với dung dịch HCl thu dung dịch B 17,6 gam khí C Chia dung dịch B làm hai phần Phần tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8M Phần phản ứng với dung dịch AgNO dư thu 68,88 gam kết tủa trắng Xác định tên kim loại M GIẢI Từ công thức M2CO3, MHCO3 MCl  M có hóa trị I Gọi x, y, z số mol M2CO3, MHCO3 MCl có 43,71 gam hh M2CO3 + 2HCl  2MCl + CO2 + H2O; MHCO3 + HCl  MCl + CO2 + H2O x mol 2x 2x x y mol y y y nCO = x + y = 17,6/44 = 0,4 (mol) ( *) dung dịch B chứa: ( x + 0,5y + 0,5z) mol MCl HCl dư KOH + HCl  KCl + H2O 0,1 mol 0,1 mol Phần 2: nAgCl = 68,88/143,5 = 0,48 (mol) AgNO3 + HCl  AgCl + HNO3; AgNO3 + MCl  AgCl + MNO3 0,1 mol 0,1 mol 0,38 mol 0,38 mol  x + 0,5y + 0,5z = 0,38  2x + y + z = 0,76 (mol) (**)   z  0,36  x 0,36  z Từ ( *) (**)  x + z = 0,36 ( ***)   Mặt khác, ta có: (2M + 60).x + ( M + 61).y + (M + 35,5).z = 43,71  (2x +y + z).M + 61.(x + y) - x + 35,5z = 43,71  0,76.M + 61.0,4 – (0,36 – z) + 35,5z = 43,71 Phần 1: nKOH = 0,125.0,8 = 0,1 (mol); 19,67  0,76.M 36,5  0,76 M + 36,5.z = 19,67  z = 19,67  0,76.M 19,67  0,76M   19,67  0,76M  13,14 36 ,  Vì < z < 0,36 0< < 0,36    8,59 < M < 25,88 M có hóa trị I  M Na (23) Bài 11 Hịa tan hoàn toàn lượng hỗn hợp gồm Fe FeO dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ thu dung dịch X số nguyên tử hiđro : số nguyên tử oxi = 48 : 25 Tính nồng độ phần trăm chất tan dung dịch X GIẢI Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 FeO + H2SO4  FeSO4 + H2O Chọn mol chất Giả sử dung dịch X có mol FeSO4 x mol H2O 2x 48   50x  48x  192  x  96 (mol) Theo đề ta có : x  25 C%(FeSO4 )  152.1 100%  8,1% 152.1 96.18 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Bài 12 Cho x gam dung dịch H2SO4 nồng độ y% tác dụng hết với lượng dư hỗn hợp khối lượng Na,10 Mg Lượng H2 (khí nhất) thu 0, 05x gam Viết phương trình phản ứng tính nồng độ phần trăm dung dịch H2SO4 GIẢI Giả sử khối lượng dung dịch H2SO4 ban đầu x = 100 (g)  nH  0, 05.100  2, (mol ) H2SO4 + 2Na  Na2SO4 + H2 (1) H2SO4 + Mg  MgSO4 + H2 (2) Do Na Mg cịn dư nên có phản ứng 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 (3) 2NaOH + MgSO4  Na2SO4 + Mg(OH)2 (1) Theo (1) (2): nH (3) nH  (1;2)  nH SO4  y (mol ) 98 1 100  y 100  y nH O   (mol ) 2 18 36 Theo (3): y 100  y nH    2, (mol )  y  15,81 ( g )  C%(H2SO4 )  15,81% 98 36 Bài 13 Hòa tan vào nước 7,14 gam hỗn hợp muối cacbonat hiđrocacbonat kim loại R (hóa trị I ) Sau thêm dung dịch HCl dư vào, thấy thoát 1,344 lít khí (đktc) Xác định cơng thức muối tính % khối lượng nguyên tố hỗn hợp muối ban đầu GIẢI Muối cacbonat hiđrocacbonat R ( hóa trị I) có cơng thức dạng R2CO3 RHCO3 nCO = 1,344/22,4 = 0,06 (mol) R2CO3 + 2HCl  2RCl + CO2 + H2O (1) RHCO3 + HCl  RCl + CO2 + H2O (2) Theo (1) (2): Tổng số mol hỗn hợp muối R2CO3 RHCO3 = nCO = 0,06 (mol)  Khối lượng mol trung bình muối R2CO3 RHCO3 = 7,14/0,06 = 119 (g/mol) M R CO M RHCO M R CO M RHCO 3>  > 119 > Vì MR > MH =   2.MR + 60 > 119 > MR + 61  29,5 < MR < 58; mặt khác R có hóa trị I  R K (39) Bài 14 M dung dịch chứa 0,8 mol HCl N dung dịch chứa hỗn hợp 0,2 mol Na 2CO3 0,5 mol NaHCO3 Đổ từ từ N vào M hết Nêu tượng xảy tính thể tích khí ỏ đktc GIẢI HT: Có khí khơng màu, khơng mùi từ đầu ( giọt dung dịch N rơi xuống gặp dung dịch M) Gọi x số mol Na2CO3 phản ứng y số mol NaHCO3 phản ứng Vì đổ từ từ N vào M hết, nên phản ứng sau xảy đồng thời: Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O x mol 2x mol x mol NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O y mol y mol y mol Vì phản ứng xảy đồng thời dung dich N đồng  Mặt khác: nHCl = 2x + y = 0,8 (II) x 0,2   y 0,5 (I) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 2AlCl3 + 3Ba(OH)2 → BaCl2 + 2Al(OH)3 (đoạn 3) x ( 3) 34 x 0,5x (mol) 2Al(OH)3 + Ba(OH)2 → Ba(AlO2)2 + 4H2O (đoạn 4) Tổng số mol Ba(OH)2 thời điểm khối lượng kết tủa cực đại (đỉnh đoạn 3) là: (x – 3a) +3a + 0,5x = 1,5x = 0,75  x = 0,5 (mol) x a= 15 = 233.(x – 3a + 3a) + 78.(2a + ) = 139,9  m max y khối lượng kết tủa lớn giai đoạn  y = 233.(x - 3a) = 233.(0,5 - 0,2) = 69,9 (g) BÀI 13 Hịa tan hồn tồn lượng kim loại M dung dịch H2SO4 96%, đun nóng (lấy dư 10% so với lượng cần cho phản ứng) Dung dịch thu có nồng độ muối 67,37% Xác định kim loại M GIẢI - Dung dịch H2SO4 96% dung dịch axit đặc - Đặt hóa trị kim loại M a Chọn số mol M mol t  M2(SO4)a + aSO2 + 2aH2O 2M + 2aH2SO4  -  2a  H2SO4 lấy dư 10% nên   10 =98. 2a + 2a=215,6a gam 100   Do mH SO khối  a mol lượng chất tan H 2SO4 ban đầu là: 100.m 100 215,6a H2SO4 mdd H SO = = =224,583a (gam) C% 96 - Khối lượng dung dịch H2SO4 ban đầu là: - Theo ĐL BTKL ta có khối lượng dung dịch sau phản ứng là: mdd sau phản ứng =mM +mdd H SO - mSO =2M +224,583a - 64a =2M +160,583a  gam  C%M (SO4 )a = (2M+96a).1 100 = 67,37  M =18,67a 2M+160,583a Kẻ bảng ta có: a M 18,67 37,34 56 Kết luận Loại Loại Fe Vậy kim loại M sắt (Fe) BÀI 14 Cho hỗn hợp A gồm Zn Fe, dung dịch B dung dịch HCl Tiến hành thí nghiệm sau: -Thí nghiệm 1: Cho 18,6 gam hỗn hợp A tác dụng với 500 ml dung dịch B sau phản ứng kết thúc, hỗn hợp sản phẩm làm bay cách cẩn thận, thu 34,575 gam chất rắn khan -Thí nghiệm 2: Cho 18,6 gam hỗn hợp A tác dụng với 800 ml dung dịch B Sau phản ứng kết thúc, hỗn hợp sản phẩm làm bay cách cẩn thận, thu 39,9 gam chất rắn khan Tính nồng độ mol dung dịch B khối lượng kim loại hỗn hợp A Giả thiết phản ứng xảy hồn tồn GIẢI Ta có mMuối = mKL+ mgốc axit Ta thấy khối chất rắn tăng thí nghiệm khối lượng gốc Cl tham gia phản ứng 15,975 Xét thí nghiệm 1: mC l= 34,575 – 18,6 = 15,975 gam => nCl= 35,5 = 0,45 mol 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ƠN THI VÀO 10 CHUN 21,3 Thí nghiệm 2: mCl = 39,9 – 18,6 = 21,3 gam.=> nCl= 35,5 = 0,6 mol 35 Ta thấy thí nghiệm có khối lượng kim loại nhau, thí nghiệm tăng lượng axit khối lượng chất rắn sau phản ứng tăng chứng tỏ thí nghiệm dư kim loại Mặt khác: gọi a nồng độ dung dịch HCl => nHCl (ở TN1) = 0,5a mol; nHCl (ở TN2) = 0,8a mol Nếu 0,5a mol HCl phản ứng số mol Cl có muối tạo thành là: 0,45 mol 0,8a.0,45 Nếu 0,8 a mol HCl phản ứng số mol Cl có muối là: 0,5a = 0,72 (mol) Theo số mol Cl muối tạo thành 0,6 mol => thí nghiệm cịn dư axit - Xét thí nghiệm 1: Vì HCl phản ứng hết nên: nHCl = 0,5.a = 0,45 mol 0, 45 = 0,5 CM (dung dịchB) = 0,9 M - Xét thí nghiệm 2: kim loại phản ứng hết nHCl (pư) = 0,6 mol Gọi x, y số mol kim loại Zn Fe Theo ta có : 65x + 56y =18,6 (*) PTHH: (1) Zn + 2.HCl   ZnCl2 + H2  x 2x mol     (2) Fe + 2.HCl FeCl2 + H2 y 2y mol Theo PTHH ta có: nHCl = 2x + 2y = 0,6 mol (**)  m Zn = 0, 2.65 = 13 gam 65x + 56y = 18,  x = 0,    2x + 2y = 0,  y = 0,1  m Fe = 0,1.56 = 5, gam Từ (*) (**) ta có hệ PT:  BÀI 15 Hịa tan hồn tồn 15,75 gam hỗn hợp X gồm Al, Al 2O3, Na2O vào nước dư dung dịch Y Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Y thấy lượng kết tủa biến thiên theo đồ thị hình bên Viết phương trình hố học phản ứng xảy tính phần trăm khối lượng Al hỗn hợp ban đầu GIẢI - Đặt x, y, z số mol Al, Al2O3, Na2O 15,75 gam hỗn hợp X  mX =27x +102y +62z =15,75 (I) - Phương trình hóa học:  2NaOH Na2O + H2O  z  2z mol  2NaAlO2 + 3H2 2Al + 2NaOH + H2O  x  x  x  1,5x mol Al2O3 + 2NaOH y  2y    2NaAlO2 + H2O 2y mol 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN  NaOH : 2z - (x + 2y) (mol)   NaAlO2 : x + 2y (mol) - Từ phương trình hóa học đồ thị suy dung dịch Y gồm  36 - Khi nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Y: Với 0,15 mol HCl xảy phản ứng trung hòa NaOH: HCl + NaOH  NaCl + H2O 0,15  0,15 mol  2z  (x  2y)  0,15 (II) Với 0,75 mol HCl xảy phản ứng sau: HCl + NaOH  NaCl + H2O 0,15  0,15 mol HCl + NaAlO2 + H2O  NaCl + x+2y x+2y 3HCl + Al(OH)3  AlCl3 + 3H2O 3(x+2y) (x+2y) mol  n Giải hệ: =0,15+4(x +2y) =0,75 Al(OH)3 x+2y mol  x  2y  0,15 27x +102y +62z =15,75 x  0,05 mol    y  0,05 mol 2z  (x  2y)  0,15 x  2y  0,15 z  0,15 mol   HCl (III) %mAl = 27.0,05 100% =8,57% 15,75 - Thành phần phần trăm khối lượng Al hỗn hợp X là: BÀI 16 Hòa tan hoàn toàn 37,06 gam hỗn hợp X gồm Fe(NO3)3 , Fe2O3 Cu dung dịch chứa 0,42(mol) H 2SO4 lỗng thu khí NO (sản phẩm khử nhất) dung dịch Y chứa hai muối sunfat Cho tiếp bột Cu vào dung dịch Y không thấy có phản ứng xảy Tính phần trăm khối lượng Cu hỗn hợp X GIẢI Vì dung dịch Y chứa muối sunfat mà không phản ứng với Cu nên Y chứa FeSO4 CuSO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2O3 + 3H2SO4  (1)  CuSO4 + 2FeSO4 Cu + Fe2(SO4)3  (2)   Fe(NO3)3 + 5Cu + 6H2SO4 FeSO4 + 5CuSO4 + 3NO + 6H2O (3) Fe(NO ) : x mol  3 FeSO : (x+2y) mol  37,06 (gam) X Fe O3 : y mol  H 2SO   { NO  H O { 123 CuSO : z mol 3x mol  Cu: z mol 0,42mol 0,42mol BTN BTH  Bảo tồn H ta có: số mol H2O = số mol H2SO4 = 0,42 (mol) BTKL   37,06+0,42.98=3x.30+152.(x+2y)+160z+18.0,42 242x + 304y + 160z = 70,66 (I) 242x +160y +64z = 37,06 (II) BTS   x + 2y + z = 0,42 (III) Từ (I), (II), (III) ta có: x = 0,05; y = 0,04; z =0,29 Phần trăm khối lượng Cu X %mCu = BÀI 17 0,29×64 ×100%= 50,08% 37,06 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUN Hịa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm Al, Cu, FeS vào dung dịch chứa 0,64 mol H 2SO4 đặc, đun nóng thu37 dung dịch Y (chất tan gồm muối trung hòa) 0,48 mol SO (là chất khí nhất) Cho 0,5 mol NaOH phản ứng hết với dung dịch Y thu 15,26 gam kết tủa Tính % theo khối lượng FeS X GIẢI Các PTHH xảy ra: t0 2Al + 6H2SO4 đặc  Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) t   CuSO4 + SO2 + 2H2O (2) Cu + 2H2SO4 đặc t 2FeS + 10H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O Cu + Fe2(SO4)3 → 2FeSO4 + CuSO4 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4 2NaOH + FeSO4 → Fe(OH)2 + Na2SO4 6NaOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 6NaOH + Al2(SO4)3 → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O n =n BTNT H: H2SO4 H2O = 0,64 mol Bảo toàn số mol nguyên tử O (1,2,3) ta có: nO  nO  nO  nO (H2SO4 ) (SO4 )  0,64.4  nO (SO4 ) O  n(SO )  (SO2 ) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (H2O)  0,48.2  0,64  nO (SO4)  0,96(mol) 0,96  0,24(mol) nNa  2.nSO  nAlO  nAlO  0,5 2.0,24  0,02(mol) 2 Theo (5,6,7,8,9) ta có: nOH  nOH  nOH  0,5 0,02.4  0,42(mol) (KT ) (NaOH) (pu9) Ta có:  mKL (KT)  mKT  mOH(KT)  15,26 0,42.17  8,12(gam)  mY  mKL (KT )  mAl (AlO2 )  mSO  8,12  0,02.27 0,24.96  31,7(gam) Áp dụng ĐLBTKL (1,2,3,4)  mX  mY  mSO  mH 2O  mH 2SO4  31,7 0,48.64  0,64.18 0,64.98  11,22(gam) Mặt khác ta có: nS (FeS)  nS(muối)  nS (SO2 )  nS (H 2SO4 )  0,24  0,48 0,64  0,08(mol)  nFeS  mFeS  0,08.88  7,04(gam) %mFeS  7,04 100%  62,745% 11,22 Vậy: BÀI 18 Hòa tan hỗn hợp gồm 2,7 gam Al 5,1 gam Al 2O3 vào cốc chứa 200 ml dung dịch H2SO4 M thu dung dịch X Thêm tiếp 64,26 gam BaO vào dung dịch X, sau phản ứng xảy hồn tồn tiến hành lọc kết tủa đem nung đến khối lượng khơng đổi thu a gam chất rắn Tính a GIẢI n Al  0,1 (mol) n Al2O3  0,05 (mol) n H 2SO4  0, (mol) n BaO  0, 42 (mol) ; ; ; Các phản ứng hóa học xảy ra: 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 2Al + 3H2SO4 0,1mol 0,15 Al2O3 + 3H2SO4 0,05 mol 0,15 Ban đầu Phản ứng Dư BaO 0,42 0,1 0,32     Al2(SO4)3 + 3H2  0,05 (1) Al2(SO4)3 + 3H2O 0,05 (2)  BaSO4  + H2O + H2SO4  (0,4-0,15-0,15) 0,1 mol 0,1  Ba(OH)2 + H2 BaO + 2H2O  0,32 0,32 Tổng số mol Al2(SO4)3 thu phản ứng (1) (2) là: 0,1 mol Ban đầu Phản ứng Dư  2Al(OH)3  + 3BaSO4  3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3  0,32 0,1 0,2 0,1 mol 0,2 0,3 0,02 (mol)  Ba(AlO2)2 + 4H2O Ba(OH)2 + 2Al(OH)3  Ban đầu 0,02 0,2 Phản ứng 0,02 mol 0,4 Dư 0,16 (mol) Kết tủa thu gồm BaSO4 0,4 mol Al(OH)3 0,16 mol Nung kết tủa xảy phản ứng: 38 (3) (4) (5) (6) o t 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O (7) 0,16 a 102 0,  233  101,36 gam Khối lượng chất rắn thu là: BÀI 19 Hỗn hợp X gồm kim loại Cu oxit sắt có cơng thức Fe xOy Hịa tan hồn tồn 15,68 gam X lượng dư H2SO4 đặc (nóng), thu dung dịch Y (chỉ chứa muối sunfat kim loại, axit dư, nước) khí SO2 Hấp thụ tồn khí SO2 500 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2 M thu 17,36 gam kết tủa Xác định cơng thức hóa học FexOy, biết cô cạn dung dịch Y thu 40,0 gam hỗn hợp muối khan GIẢI Ta có sơ đồ mơ tả phản ứng sau: CuSO Cu   H 2SO4 đặ c, to  Ba (OH) hh X    dd Y Fe (SO )  H 2O  SO     BaSO  Oy 14Fe2x H SO  15,68 gam Khí SO2 phản ứng với Ba(OH)2, xảy trường hợp: Trường hợp 1: có phản ứng tạo kết tủa BaSO3, Ba(OH)2 dư SO2 + Ba(OH)2    n SO2  n BaSO3 BaSO3↓ + H2O (1) 17, 36   0, 08 (mol) 217 Trường hợp 2: có thêm phản ứng tạo muối Ba(HSO3)2 2SO2 + Ba(OH)2   Ba(HSO3)2 (2) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN    n SO2 (2)  2n Ba (OH)2 (2)  0, 2.0,  n Ba (OH) (1)  2.(0,1  0, 08)  0, 04 (mol) 39 Tổng số mol SO2 thu là: 0,08 + 0,04 = 0,12 (mol) Coi hỗn hợp X ban đầu gồm Cu (a mol), Fe (b mol) O (c mol)  m hh X  64a  56b  16c  15,68 (gam) Bảo toàn nguyên tố Cu, Fe S, ta có:   Cu 2Fe   CuSO4 Fe2(SO4)3 Khối lượng muối sunfat khan là: Bảo toàn nguyên tố S Bảo toàn nguyên tố H (I)  n CuSO4  a mol  n Fe2 (SO4 )3  0,5b mol 160a  200b  40 (gam)  n H2SO4  a  1,5b  n SO2 (II)  n H2O  n H2SO4  (a  1,5b  n SO2 ) mol Bảo toàn khối lượng, ta có: m hh X  m H2SO4  m CuSO4  m Fe2 (SO4 )3  mSO2  m H2O  15, 68  98.(a  1,5b  n SO2 )  40  64n SO2  18.(a  1,5b  n SO2 )  80a  120b  16n SO2  24,32 (III) 64a  56b  16c  15, 68  160a  200b  40 80a  120b  16n SO2  24,32  Từ (I), (II) (III), ta có hệ phương trình: 64a  56b  16c  15, 68 a  0, 06 (mol)   n SO2  0, 08  160a  200b  40  b  0,152 (mol ) 80a  120b  16.0, 08  24,32 c  0, 208 (mol)    Với  n SO2  Với  x n Fe 0,152    0, 73 y n O 0, 208 (loại) 64a  56b  16c  15, 68 a  0,1 (mol)    0,12  160a  200b  40  b  0,12 (mol) 80a  120b  16.0,12  24,32 c  0,16 (mol)   x n Fe 0,12    y n O 0,16 ⇒ Vậy công thức oxit sắt cần tìm là: Fe O BÀI 20 Cho 16,5 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu vào dung dịch chứa a mol H 2SO4 đặc nóng, cạn hỗn hợp sau phản ứng, thu 54,9 gam chất rắn khan Cho 16,5 gam X vào dung dịch chứa 1,5a mol H 2SO4 đặc nóng, cạn hỗn hợp sau phản ứng, thu 61,14 gam chất rắn khan Biết trình trên, muối tạo thành muối sunfat trung hòa SO sản phẩm khử H 2SO4 Mặt khác, cho 16,5 gam X phản ứng vừa hết với dung dịch AgNO3, thu dung dịch Y (khơng cịn AgNO 3) Cho Y tác dụng với 1,46 mol KOH dung dịch, thu 20,71 gam kết tủa T dung dịch Z chứa 127,69 gam chất tan Biết phản ứng hóa học xảy hồn tồn Tính a thành phần phần trăm theo khối lượng chất X GIẢI 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Al : x ( mol)  Fe : y ( mol) Cu : z ( mol)   m hh = 27x + 56y + 64z = 16, (I) Đặt số mol 16,5 gam hỗn hợp o PTHH: 2Al + 6H2SO4 (đặc) 2Fe + 6H2SO4(đặc) Cu + 2H2SO4(đặc) t   Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 3H2O o t   Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 3H2O to  CuSO4 + SO2↑ + H2O (1) (2) (3) Ta thấy: -Thí nghiệm (1): 16,5 gam X + a mol H2SO4  m 2 =59,4-16,5=38,4(gam)  n 2 =0,4(mol) SO4 trongmuèi (1) SO4 trongmuèi(1) - Thí nghiệm (2): 16,5 (gam) X +1,5.a mol H2SO4 m =61,14-16,5=44,64(gam)  n 2 =0,465(mol) SO4 trongmuèi(2)  SO24 trongmuèi(2) * Nhận xét: + n 2 >n SO4 trongmuèi(2) SO24 trongmuèi(1)  (1) H2SO4 hết  a = n (SO ) 0,8 mol + n 2 0) Theo phương trình phản ứng (4,5,6,7)  Hỗn hợp muối gồm: 0,01 mol K2SO4; (0,09 a) mol Fe2(SO4)3; (3a 0,02) mol FeSO4 m =mK SO +mFe (SO )  mFeSO  a  0,03 Theo ta có: muèi (mol) nFe  0,02  0,02  a  0,07mol   Chất rắn Y gồm: nFe O  0,08mol Gọi số mol Fe(NO3)3 X x (x > 0) Xét phản ứng nhiệt phân X: t  2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 4Fe(NO3)3  (8) x 0,5x 3x 0,75x (mol) t   4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 (9) 3x 0,75x 1,5x 3x (mol) t   4Fe + 3O2 2Fe2O3 (10) (0,16 - 4x) (0,12-3x) (0,08-2x) (mol) n  3x (mol)  nCO  3x (mol) Theo (8): NO n  nO (9)  nO (10)   a  0,12 (mol) Theo (8),(9), (10): O (8) m  mFe  mNO  mCO  12,88 62.0,12  60.0,12  27,52(gam) Khối lượng X là: BÀI 26 Hịa tan hồn tồn 5,68 gam hỗn hợp X gồm kim loại R kim loại M vào dung dịch hỗn hợp gồm HNO H2SO4 đặc nóng, thu dung dịch Y 8,064 lít hỗn hợp khí Z (đktc) Khí Z gồm khí (trong có khí có màu nâu) có khối lượng 17,64 gam Chất tan Y gồm muối trung hịa kim loại R (hóa trị II) kim loại M (hóa trị III) Chia dung dịch Y thành phần Cô cạn cẩn thận phần thứ nhất, thu 13,76 gam muối khan T Thêm dung dịch NaOH đặc, dư vào phần thứ hai, thu 4,35 gam kết tủa Y1 4 0 2 2  2 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Nung Y1 đến khối lượng không đổi, thu gam chất rắn Y2 Khi hòa tan Y2 vào dung dịch H2SO4 đặc,47 nóng khơng có khí Giả thiết phản ứng xảy hoàn toàn 1) Cho biết Z gồm khí gì? Xác định số mol khí phần trăm khối lượng lưu huỳnh có muối khan T 2) Xác định hai kim loại R M GIẢI  1) Z chứa khí có màu nâu Z chứa NO2  MZ  17,64  49  M NO  46  0,36 khí cịn lại Z phải có M > 49 nZ = 0,36 (mol)  Khí cịn lại SO2 (64) Gọi số mol NO2 SO2 a mol b mol Theo giả thiết ta có: nz  a b  0,36 a  0,3(mol) nNO  0,3 (mol)    mZ  46a  64b  17,64 b  0,06(mol) nSO  0,06 (mol) NO  { 2 3   0,3 mol  R  HNO3  R , M       H 2O M  H 2SO  SO 24 , NO3   SO   { { 44 43 5,68 gam  dd Y 10,06 2mol3 Z Sơ đồ phản ứng: 2 côcạn 1/ 2dd Y  13,76gammuố i khan T   H SO đặ c  NaOH đặ c, dư t 1/ 2dd Y   Y1    Raé n Y (Y   khô ngcókhí ) { 4  4,35gam 3gam  Xét trình cho nhận e cho X vào dung dịch hỗn hợp HNO3 H2SO4 đặc, nóng Nhường e kim loại: SO24 NO3 3 Nhận e (trong H2SO4); (trong HNO3)  R + 2e 6 4 R  4H  SO24  2e  SO2  2H2O nR 2nR 0,12 0,06 3  M + 3e M  nM 5 4 2H  N O3  e   NO2  H2O 3nM 0,3  Theo định luật bảo toàn e: 2nR  3nM  0,12 0,3  0,42mol Xét dung dịch Y: Theo bảo tồn điện tích:  2nSO  nNO  0,42 mol Từ (*) (**) 2 0,3 (*) 2nR  3nM  2nSO  1nNO 2 3 2  (**)  m  2.13,76  27,52gam Cô cạn dung dịch Y thu khối lượng muối khan: muoái mmuoái=96.nSO +62.nNO +5,68 =27,52  96.nSO +62.nNO =21,84 24 24 2nSO  nNO  0,42 nSO  0,15mol   96n  62n  21 ,84 n  0,12mol SO NO   NO 2  2 2    nS ( muoái T ) nSO  0,15(mol) %mS( muoái T ) Vậy phẩn trăm khối lượng S muối là: 2) Vì khơng có khí cho Y2 vào H2SO4 đặc, nóng 2 0,15.32 100%  17,44% 27,52 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN  Hóa trị M, R khơng đổi nung  mH O  4,35  1,35 (g)  nH O  0,075 (mol) Xét trường hợp xảy ra: Trường hợp 1: Kết tủa Y1 gồm R(OH)2 M(OH)3 với x, y số mol tương ứng t  RO + H2O R(OH)2  x x t   2M(OH)3 M2O3 + 3H2O y 1,5y  nH O  x  1,5y  0,075mol 2 0 nR X  2nR(OH)  2x (mol)  n  2nM (OH)  2y (mol) Theo bảo toàn mol nguyên tử ta có:  M X 2n  3n  0,42 (mol)  x  1,5y  0,105(mol)  0,075 (vô lý)  Loại M Theo (*): R Trường hợp 2: Kết tủa Y1 có M(OH)3  MM O   M2O3 + 3H2O 2M(OH)3  Trường hợp 3: Kết tủa Y1 có R(OH)2 t  RO + H2O R(OH)2  t0 3  120  M M  36 0,025 (loại)  M RO   40 (g/ mol)  M R  40  16  24 (g/ mol)  0,075 R Mg Từ (*) ta tính được: nM  0,42  2.2.0,075  0,04(mol) 2,08  M   52 (g/ mol)  M mM  5,68 2.0,075.24  2,08(gam) 0,04 M Cr  thỏa mãn Cr(OH)3 + NaOH  NaCrO2 + 2H2O  Vậy: R Mg M Cr 48 ... H2O 2x 48   50x  48x  192  x  96 (mol) Theo đề ta có : x  25 C%(FeSO4 )  152.1 100%  8,1% 152.1 96 .18 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Bài 12 Cho x gam dung... phương trình hóa học phản ứng xảy GIẢI   1) Phản ứng hóa học xảy ra: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑ Sản phẩm cuối tinh thể muối ngậm nước có dạng: FeSO4.aH2O Theo đề bài, ta có: 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG... phản ứng 15 ,97 5 Xét thí nghiệm 1: mC l= 34,575 – 18,6 = 15 ,97 5 gam => nCl= 35,5 = 0,45 mol 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 21,3 Thí nghiệm 2: mCl = 39, 9 – 18,6 = 21,3