chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học lớp 9 cđ22

36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Chuyên đề 22: PHI KIM A LÍ THUYẾT I TÍNH CHẤT CHUNG CỦA PHI KIM 1.Tính chất vật lý : Trạng thái phi kim điều kiện thường Phần lớn phi kim không dẫn Rắn : C, Si, P, S, I2, B… Lỏng: Br2 Khí : N2 , H2 , O2 , Cl2 , F2… điện , dẫn nhiệt , nhiệt độ nóng chảy thấp , sô phi kim độc : Cl2 , 2.Tính chất hóa học : a.Tác dụng với kim loại : - Oxi tác dụng với kim loại tạo thành oxit : t° → 4Na + O2 2Na2O t° → 3Fe + 2O2 Fe3O4 (Fe2O3.FeO) - Các phi kim tác dụng với kim loại tạo thành muối : t° → 2Na + Cl2 2NaCl t° → Zn + S ZnS b.Tác dụng với hiđro : nhiều phi kim tác dụng với hiđro tạo thành hợp chất khí t° → Cl2 + H2 2HCl t° → S + H2 H2S c.Tác dụng với oxi : nhiều phi kim tác dụng với oxi tạo thành oxit axit (trừ F2 , Cl2 , Br2 , I2) t°  → C + O2 CO2 t° → 4P + 5O2 2P2O5 II MỘT SỐ PHI KIM TIÊU BIỂU : So sánh tính chất hóa học clo cacbon a.Tính chất vật lí : Clo Cacbon Là chất khí màu Cacbon trạng thái rắn , màu đen Than có tính hấp thụ màu chất tan dung vàng lục, mùi hắc, dịch tan * Các dạng thù hình cacbon : nước, độc - Dạng thù hình nguyên tố đơn chất khác nguyên tố hóa học tạo nên - Dạng thù hình cacbon : + Kim cương + Than chì + Cacbon vơ định hình b.Tính chất hóa học : Chất Clo Cacbon Tính chất t° °C Với H2  → 500  → Cl2 + H2 2HCl C + 2H2 CH4 t° 2000 °C Với kim loại → → 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 2C + Ca CaC2 t° Với O2 Không phản ứng trực tiếp → C + O2 CO2 1000 °C Với H2O ← → → Cl2 + H2O HCl + HClO C + H2O CO + H2 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Với dung dịch kiềm Không phản ứng  → Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O Với dung dịch muối Phản ứng oxi hóa khử Phản ứng với hiđrocacbon Nước Javen  → Cl2 + Ca(OH)2 (bột) CaOCl2 + H2O Cloruavôi t° → Cl2 + 2FeCl2 2FeCl3 t°  → Cl2 + NaBr Br2 + 2NaCl Clo thường chất oxi hóa CH4 + Cl2 2.Một số hợp chất cacbon : Cacbon oxit (CO) Tính Cacbon oxit chất khí , chất khơng màu , khơng mùi , nhẹ vật lí khơng khí , tan nước , độc Tính chất hóa học + Ở điều kiện thường CO oxit trung tính , khơng tác dụng với nước , kiềm , axit + CO chất khử : nhiệt độ cao CO khử nhiều oxit kim loại : Fe2O3 , CuO , PbO , … t° → CuO + CO Cu + CO2 t° → Fe3O4 + 4O2 3Fe + 4CO2 + Ngồi cịn tác dụng với nhiều chất khác : t° → 2CO + O2 2CO2 t °, Ni  → CO + 3H2 CH4 + H2O 3.Silic (Si) as → CH3Cl + HCl Cacbonđioxit (CO2) CO2 chất khí khơng màu , nóng khơng khí 1,5 lần khơng trì cháy , sống + CO2 oxit axit phản ứng oxit bazơ , dung dịch bazơ  → CaO + CO2 CaCO3  → CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O + Khi tan nước CO2 tạo thành dung dịch axit cacbonic ← → CO2 + H2O H2CO3 + Ngoài CO2 tác dụng với : C , Mg , Al , … t°  → CO2 + C 2CO t° → CO2 + 2Mg 2MgO + C  Ta không dùng CO2 để dập tắt đám cháy Mg Al Không phản ứng Cacbonthường khử t° → O2 + C CO2 t°  → CO2 + C 2CO t° → Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO Khơng phản ứng Muối cacbonat Tính tan : Các muối cacbonat kim loại kiềm (Trừ Li2CO3) , amoni tan tốt nước Các muối hiđrocacbon tan tốt nước (trừ NaHCO3 tan) Muối cacbonat có tính chất hóa học chung muối + Tác dụng với axit  → 2HCl + CaCO3 CaCl2 + CO2 + H2O + Tác dụng với kiềm  → NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O + Phản ứng nhiệt phân t° → 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O t°  → CaCO3 CaO + CO2 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN * Silic - Là chất rắn , màu xanh khó nóng chảy , sáng kim loại , dẫn điện Silic chất bán dẫn - Si phản ứng với nhiều phi kim kim loại Ví dụ : t° → Si + O2 SiO2 t°  → Si + 2S Si S2 t° → Si + 2Mg Mg2Si - Si không phản ứng với hiđro * Hợp chất silic – công nghiệp siliccat : tự nhiên hỗn hợp silic tồn dạng hợp chất : thạch anh (SiO2 nguyên chất) , cát trắng (SiO2 có lẫn tạp chất) , đất sét (Al2O3 2SiO2 2H2O) * Silic đioxit (SiO2) - Tinh thể trắng , khó nóng chảy , khó sơi , làm nguội châm khối nóng chảy tạo nên dạng vơ định hình thủy tinh thạch anh - Silic đioxit oxit axit tác dụng với kiềm , oxit bazơ tạo thành muối siliccat nhiệt độ cao Ví dụ : t°  → SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O t° → SiO2 + CaO CaSiO3 - Silic phản ứng với kim loại Mg , C Ví dụ : t°  → SiO2 + 2Mg 2MgO + Si * Công nghiệp silicat : sản xuất đồ gốm , xi măng , thủy tinh III Sơ Lược Về Bảng Tuần Hồn Các Ngun Tố Hóa Học 1) NGUYÊN TẮC SẮP XẾP CÁC NGUYÊN TỐ : Các nguyên tố bảng tuần hoàn nguyên tố xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử 2) CẤU TẠO BẢNG TUẦN HOÀN : a) Ô nguyên tố : Cho biết : số hiệu nguyên tử , KHHH , tên nguyên tố , nguyên tử khối ngun tố Ví dụ : Số hiệu nguyên tử 20 KHHH Ca Tên nguyên tố Can Nguyên tử khối xi Số hiệu nguyên tử số thứ tự nguyên tố bảng tuần hồn Số hiệu có trị số số proton hạt nhân nguyên tử nguyên tố b) Chu kỳ : - Chu kỳ gồm nguyên tố mà nguyên tử chúng có số lớp electron xếp thành hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân Số thứ tự chu kỳ = số Hiđro có lớp electron, chu kỳ Silic có lớp electron, chu kỳ c) Nhóm 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN - Nhóm gồm nguyên tố mà nguyên tử chúng có số electron lớp ngồi xếp thành cột theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tử Số thứ tự nhóm = số SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HỒN VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ TÍNH CHẤT CÁC NGUYÊN TỐ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN a) Trong chu kỳ (từ trái sang phải) - Số electron lớp nguyên tử nguyên tố tăng dần từ đến electron - Tính kim loại nguyên tố giảm đồng thời tính phi kim nguyên tố tăng dần - Đầu chu kỳ kim loại mạnh , cuối phi kim mạnh , kết thúc chu kỳ khí (từ chu kỳ chu kỳ 7) b) Trong nhóm (từ xuống) - Số electron nguyên tử tăng dần , tính kim loại nguyên tố tăng dần , đồng thời tính phi kim nguyên tố giảm dần Ý NGHĨA CỦA BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC a) Biết vị trí nguyên tố suy cấu tạo nguyên tử tính chất nguyên tố Ví dụ : Biết nguyên tố A có số hiệu 11 , ta biết : - A số 11 có điện tích hạt nhân 11+ có số electron 11 - A chu kỳ , có ba lớp electron - A nhóm I , lớp ngồi có electron b) Biết cấu tạo ngun tử ngun tố suy đốn vị trí tính chất nguyên tố Ví dụ : Một nguyên tố X nguyên tử có ba lớp electron , lớp ngồi có electron , có điện tích hạt nhân 17+ Hãy suy đốn vị trí tính chất hóa học Giải Từ số liệu nguyên tử ta biết ngun tố X 17 , thuộc chu kỳ , nhóm VII,X phi kim mạnh B CÁC DẠNG BÀI TẬP THEO CHỦ ĐỀ CHỦ ĐỀ 1: XÁC ĐỊNH CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - VỊ TRÍ CỦA NGUYÊN TỐ TRONG BTH – SO SÁNH TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ I.Phương pháp : - So sánh tính kim loại , phi kim dựa vào biến đổi tính chất nguyên tố chu kỳ nhóm - Biết vị trí suy cấu tạo ngược lại + Số thứ tự chu kỳ = Số lớp electron nguyên tử + Số electron lớp ngồi = Số thứ tự nhóm + Số proton = Số lớp electron = Số hiệu nguyên tử * Lưu ý : Số electron lớp nguyên tử cho biết nguyên tử nguyên tố kim loại hay phi kim : + Số electron lớp 1,2,3  kim loại (trừ H , Bo) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN + Số electron lớp ngồi kim loại , phi kim + Số electron lớp 5,6,7  phi kim II.Bài tập mẫu : Bài : Xác định nguyên tố X vị trí nguyên tố X bảng tuần hồn biết ngun tử ngun tố X có tổng số electron 13 , có lớp electron lớp ngồi Hướng dẫn giải - Có 13 electron  có 13 proton  số thứ tự 13 - Có lớp electron  X chu kỳ - Có electron lớp ngồi  X nhóm III kim loại Vậy X nguyên tố bảng tuần hoàn có số thứ tự 13 thuộc chu kỳ phân nhóm III nguyên tố kim loại Bài : Nguyên tố X chu kỳ có electron lớp ngồi , có số hiệu 11 Hãy xác định vẽ cấu tạo nguyên tử Hướng dẫn giải Nguyên tố X chu kỳ  X có lớp electron - Có electron lớp ngồi  nhóm I - Số hiệu 11 : nguyên tử X có 11 proton 11 electron - Có electron lớp nên X kim loại đầu chu kỳ Bài : Hãy so sánh xếp tính phi kim giảm đần nguyên tố sau : Br , N , Cl , S , Si Hướng dẫn giải Cl , Si S chu kỳ nên tính phi kim : Cl > S > Si (1) Br Cl nhóm nên tính phi kim : Cl > Br (2) N chu kỳ đầu nhóm V clo nhóm VII nên tính phi kim : Cl > N (3) Từ (1) , (2) (3) suy : tính phi kim nguyên tố xếp giảm dần sau : Cl , N , Br , S , Si CHỦ ĐỀ 2: BỔ TÚC VÀ VIẾT PTHH – HOÀN THÀNH SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG – GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG – ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT I.Phương pháp : - Nắm vững tính chất hóa học phi kim chất - Chuỗi biến đổi hóa học phi kim có dạng : ° / +O H 2O oxitbaz / baz t → + → +  → Phi kim oxit axit axit muối II.Bài tập mẫu Bài : Viết phương trình phản ứng thực chuỗi biến đổi hóa học sau : (1) ( 2) ( 3) ( 4) → → → → FeS2 SO2 SO3 H2SO4 BaSO4 (6) (7) → →  H2SO3 Na2SO4 SO2 Hướng dẫn giải t° → (1) 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 2O / 450°C V  → (2) 3SO2 + O2 2SO3 t° → (3) SO2 + H2O H2SO4 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN  → (4) H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl ← → (5) SO2 + H2O H2SO3  → (6) H2SO3 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O  → (7) Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + H2O Bài : Sục khí CO2 vào dung dịch nước vơi , ta thấy nước vôi xuất kết tủa , tiếp tục sục khí CO2 vào dung dịch nước vơi ta thấy chất tan Sau thêm dung dịch Ba(OH)2 thấy xuất kết tủa trở lại Hãy giải thích viết phương trình phản ứng Hướng dẫn giải Khi sục khí CO2 vào nước vơi xuất kết tủa CO2 phản ứng với Ca(OH)2 tạo thành CaCO3 :  → CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Tiếp tục xục khí CO2 đến kết tủa tan :  → CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 Nếu thêm dung dịch Ba (OH)2 xuất lại kết tủa Ba(OH)2 phản ứng với Ca(HCO3)2  → Ba(OH)2 + Ca(HCO3)2 BaCO3 + CaCO3 + 2H2O Bài : Từ muối ăn hóa chất cần thiết , viết phương trình điều chế nước Javen , clorua vôi Hướng dẫn giải - Điều chế nước Javen : / cmx đpdd  → 2NaCl + H2O 2NaOH + Cl2 + H2  → Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O Nước Javen - Điều chế clorua vôi :  → Cl2 + Ca(OH)2 (bột) CaOCl2 + H2O Cloruavơi Bài : Khí clo tác dụng với chất sau : a.Axit HCl b.Dung dịch KOH c.Dung dịch NaBr d.Dung dịch thuốc tím Viết phương trình phản ứng ? Hướng dẫn giải Clo tác dụng với dung dịch KOH , dung dịch NaBr Các phản ứng :  → Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O  → Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2 Bài : Hãy xác định chất A , B , C , D , E sơ đồ phản ứng sau viết phương trình hồn thành phản ứng  → H2 + A B  → B + MnO2 C + A + H2O  → A + NaOH D + E + H2O Hướng dẫn giải 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Vì H2 + A  → B  → B + MnO2 C + A + H2O Điều chứng tỏ A chất khí Cl2 ; B : HCl ; D : NaCl : E : NaClO Các phương trình phản ứng : t° → H2 + Cl2 2HCl t° → 4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + 2H2O  → Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O CHỦ ĐỀ 3: NHẬN BIẾT VÀ TÁCH CHẤT CHẤT PHI KIM I.Phương pháp : - Dựa vào dấu hiệu đặc trưng màu , mùi , tan hay không tan , … - Dấu hiệu nhân biết Chất cần nhận biết Thuốc thử Dấu hiệu PTPƯ Cl2 Quỳ tím ẩm - Hóa đỏ màu :  → Cl2 + H2O HCl + HClO Đung dịch KI + hồ tinh bột [O] oxi hóa hợp chất có màu xanh  → 2KI + Cl2 2KCl + I2  → Hồ tin bột + I2 dd xanh tím S (màu vàng) Tạo khí SO2 mùi hắc P (đỏ) Tạo dung dịch làm giấy quỳ tím hóa đỏ C Đơt cháy khơng khí Tạo khí làm đục nước vơi O2 Que đóm Bùng cháy H2 CuO (đen) , to Xuất màu đỏ : t° → H2 + CuO Cu + H2O N2 Sinh vật nhỏ Chết Khí HCl Quỳ tím ẩm Hóa đỏ Sục vào dung dịch AgNO3 Kết tủa trắng  → HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 NH3 Quỳ tím ẩm Hóa xanh Mùi Khai CO CuO , to Hóa đỏ đồng : t° → CuO + CO Cu + CO2 Dd PdCl2 Kết tủa Pd :  → PdCl2 + CO + H2O Pd + 2HCl + CO2 CO2 Nước vôi Vẫn đục :  → CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O SO2 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Nước brom (màu nâu đỏ) Mất màu : H2S Mùi Dung dịch Pb(NO3)2 NO Khơng khí NO2 Màu Quỳ tím ẩm  → SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 Trứng thối Kết tủa PbS màu đem :  → Pb(NO3)2 + H2S PbS + 2HNO3 Hóa nâu đỏ : t° → NO + ½ O2 NO2 Nâu đỏ Hóa đỏ :  → 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO II.Bài tập mẫu : Bài : Có ba chất khí đựng riêng biệt ba lọ : H2 , HCl khí Cl2 Dùng phương pháp hóa học để nhận biết chất khí Hướng dẫn giải Dùng giấy quỳ tím nhúng vào lọ , lọ làm giấy quỳ tím đỏ lọ chứa khí HCl , Lọ từ từ làm giấy quỳ tím màu nhận lọ chứa khí Clo  → Cl2 + H2O HCl + HClO  → HClO HCl + [O] Oxi nguyên tử oxi hóa chất có màu nên giấy quỳ tím màu Lọ khơng làm biến đổi màu nhân H2 Bài : Có chất khí đựng lọ riêng biệt H2S , CO2 , NH3 NO2 Bằng phương pháp hóa học phân biết chất khí Hướng dẫn giải - Dùng giấy quỳ tím ẩm cho vào lọ chứa khí , lọ làm giấy quỳ tím ẩm hóa xanh nhân lọ chứa khí NH3 - Lọ làm giấy quỳ tím ẩm hóa đỏ nhân khí NO2 - Hai khí cịn lại lội qua dung dịch Pb(NO3)2 mẫu thử xuất kết tủa đen nhân khí H2S , cịn lại khí CO2  → Pb(NO3)2 + H2S PbS + 2HNO3 Bài : Khí Oxi có lẫn khí CO CO2 Làm để thu đượ khí oxit tinh khiết Hướng dẫn giải Dần hỗn hợp khí qua dung dịch PdCl2 khí Co bị giữ lại :  → PdCl2 + CO + H2O Pd + 2HCl + CO2 Tiếp tục dẫn hỗn hợp khí cịn lại qua dung dịch nước vơi thu khí oxi tinh khiết  → CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Bài : Có hỗn hợp khí gồm : H2 , H2S CO2 Làm tách riêng biệt khí Hướng dẫn giải Dẫn hỗn hợp khí lội qua dung dịch nước vơi CO2 H2S bị giữ lại :  → CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O  → H2S + Ca(OH)2 CaS + 2H2O 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ƠN THI VÀO 10 CHUN Thu khí hiđro Lọc kết tủa cho tác dụng với HCl thu khí CO2  → CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O Lấy nước lọc cho phản ứng với dung dịch HCl thu dung dịch khí H2S  → CaS + 2HCl CaCl2 + H2S CHỦ ĐỀ 4: XÁC ĐỊNH PHI KIM VÀ CÔNG THỨC HỢP CHẤT CỦA PHI KIM I.Phương pháp : - Gọi công thức hợp chất oxit hợp chất khí nguyên tố : R2On H8 – nR (với n : hóa trị R) - Dựa váo % nguyên tố hợp chất Từ cơng thức tính % nguyên tố hợp chất Suy đại lượng cần tìm - Hoặc dựa vào phương trình hóa học , lập tỉ lệ đại lượng biết đại lượng liên quan suy đại lượng cần tìm * Lưu ý : Hóa trị oxit cao + hóa trị hợp chất với hiđro = II.Bài tập mẫu : Bài : Oxit ngun tố R có cơng thức chung RO3 oxi chiếm 60% khối lượng a.Hãy xác định tên nguyên tố A b.So sánh tính chất hóa học ngun tố A với nguyên tố xung quanh Hướng dẫn giải a.Công thức chung oxit RO3 16.3.100% = 60% R + 48 %O = (với R : khối lượng mol R) ⇔ (R + 48).60 = 4800 ⇒ R = 32  R lưu huỳnh (S) b.Lưu huỳnh nguyên tố phi kim , tính phi kim lưu huỳnh yếu Al , O mạnh P , Se Bài : Nguyên tố X tạo thành hợp chất khí với hiđro H2X hợp chất có hóa trị cao với oxi chứa 40% X Hãy xác định tên nguyên tố X Hướng dẫn giải Vì hợp chất khí với hiđro X có cơng thức hóa học H2X Suy X có hóa trị cao với oxi IV Nên cơng thức hóa học (CTHH) cao X với oxi : XO3 Ta có : X 100% = 40% X + 48 %X = Giải rat a X = 32  X lưu huỳnh Vậy X nguyên tố lưu huỳnh Bài : Cho gam oxit (RO3) tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 7,1 gam muối khan Xác định tên nguyên tố R Hướng dẫn giải Phương trình : RO3 + 2NaOH  Na2RO4 + H2O R + 48 110 + R (g) 7,1 (g) R + 48 110 + R = ⇔ ( R + 48).7,1 = (110 ) + R ).4 7,1 Ta có tỉ số : 10 ⇒ 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN R = 32  Lưu huỳnh Vậy nguyên tố R lưu huỳnh CHỦ ĐỀ 5: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHẦN TRĂM VỀ THỂ TÍCH I.Phương pháp : Tương tự phần tính % khối lượng hỗn hợp muối kim loại : - Tính số mol chất hỗn hợp cho - Viết phương trình phản ứng - Gọi x , y số mol chất khí A , B , … - Dựa vào phương trình hóa học lập phương trình tốn học suy đại lượng cần tìm - Hỗn hợp khí X gồm A , B , … V 100% ⇒ Vhh %VA = %VB = 100% - %VA Hoặc công thức : nA.100 nhh %VA = %nA = nB.100 nhh %VB = %nB = * Lưu ý : Khi thể tích đo điều kiện nhiệt độ áp suất tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol II.Bài tập mẫu: Bài 1: Một hỗn hợp khí X tích 6,72 lít (ở đktc) gồm khí N2, O2, Cl2 có khối lượng 10,95 gam Xác định % thể tích khí hỗn hợp ban đầu Biết thể tích khí oxi gấp đơi thể tích khí clo Hướng dẫn giải Ta có : V 6,72 = = 0,3(mol ) 22,4 22,4 nX = Gọi x , y , z số mol khí N2 , O2 , Cl2 Theo số mol hỗn hợp khí ta có : x + y + z = 0,3 (a) Theo khối lượng khí : 28x + 32y + 71z = 10,95 (b) Và y = 2z (vì thể tích oxi gấp lần thể tích clo) (c)   x + y + z = 0,3  28 x + 32 y + 71z = 10,95  y − 2z =  Từ (a) , (b) (c) ta có hệ : Giải hệ phương trình ta : x = 0,15 (mol) ; y = 0,1 (mol) ; z = 0,05 (mol) 0,15.100 = 50% 0,3 %VN2 = 0,.100% = 33,33% 0,3 %VO2 = %VCl2 = 100% - (50% + 33,33%) = 16,67 % Bài : Có hỗn hợp X gồm khí CO , CO2 HCl - Cho a gam hỗn hợp X lội qua dung dịch nước vơi thu 10 g kết tủa 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ƠN THI VÀO 10 CHUN b Tính m thể tích khí oxi (đktc) dùng 19 Hướng dẫn giải 2,24 n(CO+ CO ) = = 0,1(mol) nC = 0,1(mol) 22,4 ⇒ %mC = 100% - 8% = 92% 0,1.12 = 1,3(g) 92% Khối lượng mẫu than là: 5,91 n = = 0,03(mol) nBa(OH) = 0,04.1= 0,04(mol) BaCO nKOH = 0,04.0,5 = 0,02(mol) 197 ; ; nBa(OH) nBaCO Ta thấy > ⇒ có trường hợp xảy Trường hợp 1: chưa tạo kết tủa tối đa CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,03 0,03 0,03 mol ⇒ nCO = 0,1 – 0,03 = 0,07(mol) t  → C + O2 0,03 CO2 0,03 mol t0 → 2C + O2 2CO 0,035 0,07 mol VO = Ta có: (0,03 + 0,035).22,4 = 1,456(lít) Trường hợp 2: tạo kết tủa tối đa sau kết tủa tan phần CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,04 0,04 0,04 mol CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O 0,01 0,02 0,01 mol CO2 + H2O + K2CO3 → 2KHCO3 0,01 0,01 mol Số mol kết tủa tan: 0,04 – 0,03 = 0,01(mol) CO2 + H2O + BaCO3 → Ba(HCO3)2 0,01 0,01 mol nCO ⇒ = 0,04 + 0,01 + 0,01 + 0,01 = 0,07(mol) ⇒ nCO = 0,1 – 0,07 = 0,03(mol) t  → C + O2 0,07 CO2 0,07 t0 mol → 2C + O2 2CO 0,015 0,03 mol VO = Ta có: (0,07 + 0,015).22,4 = 1,904(lít) Vậy thể tích O2 1,456 lít 1,904 lít 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Câu 11: Hỗn hợp X gồm SO2 O2, điều kiện tiêu chuẩn lít khí X có khối lượng 2,5 gam Cho 4,48 lít (ở 20 đktc) khí X vào bình kín (có xúc tác V 2O5) nung nóng thời gian, thu hợp Y Dẫn tồn Y vào dung dịch Ba(OH)2 dư, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 33,51 gam kết tủa Z Tính phần tram khối lượng chất hỗn hợp Y Giải: Khối lượng mol trung bình X: 2,5 MX = = 56gam 22,4 Gọi x y số mol SO2 O2 hỗn hợp ban đầu Theo giả thiết ta có: nX = x + y = 0,2 x = 0,15  nSO2 = 0,15mol  ⇒ ⇒  64x + 32y  M X = x + y = 56 y = 0,05 nO2 = 0,05mol  Các phương trình hóa học xảy ra: t0, V O  → 2SO2 + O2 2SO3 (1) Ba(OH)2 + SO2 → BaSO3 + H2O (2) Ba(OH)2 + SO3 → BaSO4 + H2O (3) Giả sử phản ứng (1) xảy hoàn toàn sau phản ứng hỗn hợp Y gồm: 0,1 mol SO3 0,05 mol SO2 Kết tủa tạo thành BaSO4 BaSO3 nBaSO = nSO = 0,1mol; nBaSO = nSO = 0,05mol 3 ⇒ mBaSO + mBaSO = 0,1× 233+ 0,05× 217 = 34,15gam ≠ 33,51gam ⇒ Phản ứng xảy khơng hồn tồn Đặt số mol SO2 phản ứng a mol t0, V O  → 2SO2 + O2 2SO3 → → a 0,5a a Kết tủa thu gồm: a mol BaSO4 (0,15-a) mol BaSO3 ⇒ m kết tủa = 233a + (0,15-a)217 = 33,51 a = 0,06 Hỗn hợp Y gồm: 0,06 mol SO3; 0,09 mol SO2 0,05 – 0,5a = 0,02 mol O2 ⇒ mY = 0,06× 80 + 0,09× 64 + 0,02× 32 = 11,2gam 0,06× 80 × 100% = 42,86% 11,2 0,09× 64 %mSO = × 100% = 51,43% 11,2 %mO = 100%− 42,86%− 51,43% = 5,71% %mSO = Câu 12: Trong phịng thí nghiệm, để điều chế lượng khí Clo người ta dùng m1 (gam) MnO2 (chứa 2% tạp chất trơ) dùng m2 (gam) KMnO4 (chứa 10% tạp chất trơ) tác dụng với dung dịch HCl dư Viết phương trình phản ứng so sánh m1 với m2? Giải: 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 21 Ta có phương trình phản ứng xảy ra: MnO2 + 4HCl đặc → MnCl2 + Cl2 + 2H2O m1 98 m1 98 87 100 87 100 (mol) 2KMnO4 + 16HCl đặc → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O m2 90 m2 90 158 100 158 100 (mol) m1 98 nMnO = 87 100 mol m2 90 nKMnO = 158 100 mol m1 98 m2 90 → 87 100 = 158 100 → m1 ≈ 1,26 m2 Câu 13:Cho hỗn hợp X gồm O2 SO2 có tỉ khối H2 28 Lấy 4,48 lít (đktc) đun nóng với xúc tác V2O5 thu hỗn hợp Y Cho tồn Y qua dung dịch Ba(OH) dư thu 33,51 gam kết tủa Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp SO3 từ X Giải: 4,48 nX = = 0,2 (mol) 22,4 Ta có: - Gọi a, b số mol dung dịch SO2 O2 a+ b = 0,2 a = 0,15 ⇒  64a+ 32b = 0,2× 56  b = 0,05 Theo đề ra, ta có: to ,V O  → - Phương trình hóa học: 2SO2+ O2 2SO3 - Vì O2 lấy vào thiếu so với SO2 nên hiệu suất phản ứng oxi hóa tính theo oxi - Gọi x số mol SO2 phản ứng, y số mol SO2 dư nBaSO = x ( mol ) ; nBaSO   = y ( mol ) ⇒ x + y = 0,15 x = 0,06 ⇒  233x + 217y = 33,51  b = 0,09 - Theo đề ra, ta có: n SO (pư) 0,06 nO ( pö) = = =  0,03 (mol) 2 - Theo phương trình hóa học: 0,03 H% =   100% = 60% 0,05 Vậy hiệu suất phản ứng oxi hóa SO2 là: Câu 14: Trộn gam cacbon với 28,8 gam sắt (II) oxit, sau nung nóng hỗn hợp, phản ứng xong thu hỗn hợp chất rắn X có khối lượng 26,4 gam a Tính hiệu suất phản ứng xảy ra, biết sản phẩm phản ứng sắt khí cacbon oxit b Đem toàn chất rắn X tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư thu V lít hỗn hợp hai khí SO2 CO2 (ở đktc) Tìm giá trị V 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Giải: t → Fe + CO (thí nghiệm 1) 1C + 1FeO  nbđ 0,5 0,4 0 mol  → npư 0,3 0,3 0,3 0,3 mol nsau 0,2 0,1 0,3 0,3 mol (BTKL: mC + mFeO = mX + mCO ⇒mCO=8,4 gam ⇒nCO=0,3 mol ⇒nFeO (phản ứng)= 0,3 mol) + Như hiệu suất phản ứng tính theo FeO: 0,3.100% = 75% 0, H% = 22 + Chất rắn X sau thí nghiệm (1) bao gồm 0,2 mol C; 0,1 mol FeO 0,3 mol Fe SO 0, 2molC   H 2SO 0,1molFeO → CO 0,3molFe Fe (SO )   nCO BTNT C ⇒ = 0,2 mol; n e cho = 3.n Fe + 1.n FeO + 4.n C = 1,8 => n so2 = 0,9mol  n = 2.n  e nhan SO BTe:  ⇒V=(0,2+0,9).22.4=24,64 lít Câu 15: Cho hỗn hợp X gồm SO2 O2 theo tỉ lệ mol 1:1 qua V2O5 nóng xúc tác, thu hỗn hợp Y có khối lượng 19,2 gam Hịa tan hỗn hợp Y nước sau thêm Ba(NO 3)2 dư thu kết tủa có khối lượng 37,28 gam Tính hiệu suất phản ứng SO2 O2 Giải: nSO2 = nO2 = a Đặt (mol) Ta có: mX = mY = 19, 64a + 32a = 19, => a = 0, (mol) Đặt nSO3 = x (mol) o PTHH: 2SO3 x (0, − x) mol O2 dư Hỗn hợp Y gồm: x mol SO3; (0, − x) mol SO2 dư; → H2SO4 SO3 + H2O  (mol) 2SO2 x H2SO4 Theo PTHH (2) (3), ta có: 0,16 H= *100% = 80% 0, Vậy x = nSO3 + O2 0,5x t  → V2 O5 → BaSO4 + 2HNO3 + Ba(NO3)2  37, 28 = nH SO4 = nBaSO4 = = 0,16 233 (mol) (1) (2) (3) Câu 16: Cho gam bột kim loại M có hóa trị khơng đổi vào bình đựng 2,24 lít khí Cl2 (đktc), sau phản ứng hồn tồn thu chất rắn X Cho X tan hết dung dịch HCl dư thấy có 3,36 lít khí H2 thoát (đktc) Xác định kim loại M Giải: 2, 24 3,36 nCl2 = = 0,1(mol ) nH = = 0,15(mol ) 22, 22, a Ta có: , PTHH: 2M + nCl2 → 2MCln (1) 0,2/n ← 0,1 (mol) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 2M dư + 2nHCl- → 2MCln + nH2 (2) 23 0,3/n ← 0,15 (mol) 0,2 0,3 0,5 Theo (1,2): nM = n + n = n (mol) 0,5 ⇒ mM = n M = ⇔ M = 12.n Biện luận: n M 12 (loại) 24 (Mg thỏa mãn) 36 (loại) Vậy kim loại M Mg Câu 17: Cho nước qua than nóng đỏ ta thu 29,12 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO, CO 2, H2 Cho tồn qua ống sứ nung nóng đựng CuO dư, phản ứng kết thúc thấy khối lượng chất rắn ống sứ giảm 16 gam Nếu cho X vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu m gam kết tủa Tính m Giải: Ta có sơ đồ phản ứng: CO CO Cu  t0 t0 C + H 2O  → CO2 + CuO  → + CuO  H 2O H  (1) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2) 29,12 nX = 22,4 = 1,3 (mol) Khối lượng chất rắn giảm cho X qua ống chứa CuO dư nung nóng khối lượng oxi CuO phản ứng 16 n n = 1,3 − = 0,3(mol) Mà nO = nCO + H = 16 = (mol) ⇒ CO2 ( X ) nCaCO = nCO = 0,3(mol) ⇒ mCaCO = 0,3.100 = 30( gam) 3 Theo (2) Câu 18: Khử hoàn toàn m gam hỗn hợp oxit FeO, Fe 2O3 Fe3O4 khí CO nhiệt độ cao Sau phản ứng thu sản phẩm khí C02 kim loại Fe Hấp thụ hết lượng khí CO2 nước vơi (dư) a gam kết tủa Hịa tan hồn tồn lượng Fe dung dịch HC1 dư thu V lít H (đktc) Mối liên hệ m, V a Giải: a = 0,01.a nCO nCaCO ⇒ mO = 0,16a 100 nO (oxit) = nCO = = = V V nH 22,4 ⇒ 22,4 nFe = = mFe = 56 = 2,5V mhh = mFe + mO = 2,5V + 0,16a Câu 19: Nhiệt phân 8,06 gam hỗn hợp X gồm KC1O3 KMnO4, thu dược O2 m gam chất rắn gồm K2MnO4, MnO2 KC1 Toàn lượng O2 tác dụng hết với cacbon nóng đỏ, thu 1,792 lít hỗn hợp khí Y (đktc) có tỉ khối so với H2 lả 20 Thành phần phần trăm theo khối lượng KMnO4 hỗn hợp X A 41,88% B 58,12% C 6,24% D 39,21% Giải: ⇒ nCO + nCO = 0,08 nhhX = 0,08 mol mol 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 24 dhhY /H = M hhY M hhY = = 20 ⇔ M hhY = 40 MH 2 g/mol nCO = 0,06 nCO = 0,02 ⇒ Sử dụng phương pháp đường chéo ta tính được: mol, mol 2nO = 2nCO + nCO ⇒ nO = 0,07 2 Bảo tồn ngun tố oxi ta có: mol 6nKClO + 2nKMnO = 4nO = 0,28 Nhiệt phân hh X, sử dụng PP bảo tồn e ta có: mol (1) 122,5nKClO + 158nKMnO = 8,06 Từ khối lượng hhX ta có phương trình tốn học: (2) nKClO = 0,04 nKMnO = 0,02 ⇒ %mKMnO4 = 39,21% Từ (1), (2) giải hệ PT ta có mol, mol Câu 20: Thực ba thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Hịa tan 56 gam Fe 500 gam dung dịch H2SO4 20% thu V1 lít khí X - Thí nghiệm 2: Cho 4,74 gam KMnO4 vào 200 ml dung dịch HCl 0,8M thu V2 lít khí Y - Thí nghiệm 3: Nung 95,95 gam KNO3 nhiệt độ cao thu V3 lít khí Z Viết phương trình phản ứng xảy thí nghiệm Xác định giá trị V1, V2, V3 Nêu phương pháp sử dụng để thu khí X, Y, Z phịng thí nghiệm Trộn ba khí X, Y, Z với lượng cho vào bình kín, sau bật tia lửa điện để thực phản ứng đưa bình nhiệt độ phịng thu dung dịch A Tính nồng độ phần trăm chất tan dung dịch A (Biết phản ứng xảy hoàn toàn, thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn) Hướng dẫn giải Thí nghiệm 1: 56 500.20 đầ u) ñau) n(ban = = mol n(ban = = 1,02 mol Fe H2SO4 56 100.98 ; - Phương trình hóa học: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ (1) nH = nFe = mol ⇒ - Theo (1): V1 = 22,4 = 22,4 Thí nghiệm 2: 4,74 đầ u) n(ban = = 0,03 mol n(ban đầu) = 0,2.0,8 = 0,16 mol KMnO4 HCl 158 ; - Phương trình hóa học: 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O (1) nCl = nHCl = 0,05 mol ⇒ 16 - Theo (2): V2 = 0,05 22,4 = 1,12 Thí nghiệm 3: 95,95 đầ u) n(ban = = 0,95 mol KNO3 101 o - Phương trình hóa học: 2KNO3 t  → 2KNO2 + O2↑ (3) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 25 nO = nKNO = 0,475 mol ⇒ - Theo (3): V3 = 0,475 22,4 = 10,64 Trong phịng thí nghiệm, - Thu khí H2 phương pháp đẩy khơng khí, úp ngược bình thu - Thu khí Cl2 phương pháp đẩy khơng khí, ngửa bình thu - Thu khí O2 phương pháp đẩy nước Phương trình hóa học: o 2H2 + O2 t  → 2H2O (1) to H2 + Cl2 → nH Nhận thấy 2HCl (2) = 2nO + nCl 2 ⇒ Các khí phản ứng vừa đủ với tạo thành 0,95 mol H2O 0,1 mol HCl 0,1.36,5 100% 0,1.36,5+ 0,95.18 C%HCl = = 17,59% Câu 21: Thổi luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe 2O3, FeO, Al2O3 nung nóng thu 2,5 gam chất rắn Tồn khí sục vào nước vơi dư thấy có 15 gam kết tủa trắng Khối lượng hỗn hợp oxit kim loại ban đầu : A 7,4 gam B 4,9 gam C 9,8 gam D 23 gam Giải: Trong oxit CuO, Fe2O3, FeO, Al2O3 có CuO, Fe2O3, FeO bị khử CO (to) Bản chất phản ứng khử oxit kim loại CO CO lấy oxi oxit kim loại tạo CO2 Phương trình phản ứng : to → CO2 CO + O  (1) ¬ ¬ mol: 0,15 0,15 0,15 Khí CO2 sinh tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư : Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (2) mol: 0,15 ¬ 0,15 n = nCO = nCO2 = nCaCO3 = 0,15 Theo phản ứng ta thấy : O mol Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có: moxit + mCO phản ứng = mchâtrắn + mCO ⇒ moxit = 2,5+ 0,15.44− 0,15.28 = 4,9 gam Hoặc tính sau : moxit = mchâtrắn + mO (trong oxit bịtách ra) = 2,5+ 0,15.16 = 4,9 gam Câu 22: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO H2 qua ống đựng 16,8 gam hỗn hợp oxit : CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hồn tồn Sau phản ứng thu m gam chất rắn hỗn hợp khí nặng khối lượng hỗn hợp V 0,32 gam Tính V m A 0,224 lít 14,48 gam B 0,448 lít 18,46 gam C 0,112 lít 12,28 gam D 0,448 lít 16,48 gam Giải: Bản chất phản ứng khử oxit : to → CO2 CO + O  o (1) → H2O H2 + O  (2) Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hỗn hợp khí ban đầu khối lượng nguyên tử oxi oxit tham gia phản ứng Do : t 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 0,32 nO = = 0,02 mol 26 16 mO = 0,32 gam ⇒ Theo phản ứng (1) (2) ta suy : n CO + n H = n O = 0, 02 mol V = 0, 02.22, = 0, 448 ⇒ (CO + H ) lít Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có : moxit = mchất rắn + 0,32 ⇒ 16,8 = m + 0,32 ⇒ m = 16,48 gam Câu 23: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO Fe 2O3 Cho luồng CO qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng Sau kết thúc thí nghiệm thu 64 gam chất rắn A ống sứ 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 20,4 Giá trị m : A 105,6 gam B 35,2 gam C 70,4 gam D 140,8 gam Giải: 11,2 nB = = 0,5 22,5 mol Bản chất phản ứng khử oxit sắt : to mol: → CO2 CO + O  → x x (1) M B = 20,4.2 = 40,8 gam/ mol ⇒ M CO < M B < M CO Theo giả thiết ta có : Vậy B gồm CO2 CO dư Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp B ta có : 44 – 40,8 = 3,2 nCO 28 n 3,2 40,8 ⇒ CO = = n 12,8 CO 40,8 – 28 = 12,8 nCO 2 44 ⇒ nCO = 0,5 = 0,1 mol; nCO = 0,5 = 0,4 mol ⇒ nCO phản ứng = nCO = 0,4 mol 2 5 Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có: mX + mCO phản ứng = mA + mCO ⇒ m X = 64 + 0,4.44 − 0,4.28 = 70,4 gam Câu 24: Cho luồng CO qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO Fe 2O3 đốt nóng Sau kết thúc thí nghiệm thu B gồm chất nặng 4,784 gam Khí khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu 9,062 gam kết tủa Phần trăm khối lượng Fe2O3 hỗn hợp A : A 86,96% B 16,04% C 13,04% D 6,01% Giải: Bản chất phản ứng khử oxit sắt : to → CO2 CO + O  (1) ¬ mol: 0,046 0,046 Lượng CO2 sinh hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư : CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O ¬ mol: 0,046 0,046 Theo (1), (2) giả thiết ta có : n CO = n CO2 = n BaCO3 = 0, 046 mol (2) Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có : m mA + mCO = mB + CO2 ⇒ mA = 4,784 + 0,046.44 − 0,046.28 = 5,52 gam 27 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Gọi số mol FeO Fe2O3 hỗn hợp B x y, ta có :  x + y = 0,04  x = 0, 01   72x + 160y = 5,52 ⇒  y = 0, 03 0, 01.72.101 = 13, 04% 5,52 ⇒ % FeO = ; % Fe2O3 = 86,96% Câu 25: Cho 4,48 lít CO (đktc) từ từ qua ống sứ nung nóng đựng gam oxit sắt đến phản ứng xảy hoàn tồn Khí thu sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro 20 Công thức oxit sắt phần trăm thể tích khí CO2 hỗn hợp khí sau phản ứng : A FeO; 75% B Fe2O3; 75% C Fe2O3; 65% D Fe3O4; 65% Giải: o FexOy + yCO t  → xFe + yCO2 (1) M < M < M CO Khí thu có M = 40 ⇒ CO Vậy khí thu gồm CO2 CO dư Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố C ta suy : nCO ban đầu = nCO + nCO dư = 0,2 mol Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp CO2 CO dư ta có : 44 – 40 = nCO 28 n 40 ⇒ CO = = n 12 CO2 40 – 28 = 12 nCO 44 %CO = 100 = 75% Phần trăm thể tích CO2 hỗn hợp : 75 nCO phản ứng = nCO = 0,2 = 0,15 100 mol Bản chất phản ứng khử oxit sắt : to → CO2 CO + O (trong oxit sắt)  ⇒ nCO = nO (trong oxit sắt) = 0,15 mol ⇒ mO = 0,15.16 = 2,4 gam ⇒ mFe = − 2,4 = 5,6 gam ⇒ nFe = 0,1 mol n Fe x 0,1 = = = nO y 0,15 Ta có: ⇒ Oxit sắt có cơng thức Fe2O3 Câu 26: Hỗn hợp hai khí NO N2O có tỉ khối hiđro 16,75 Tỉ lệ số mol tỉ lệ thể tích NO N2O hỗn hợp : A : B : C : D : Giải: M (NO, N2O) =16,75.2 =33,5 VN2O = 33,5 − 30 = 44 − 33,5 VNO Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có : Câu 27: Đốt cháy hồn tồn m gam cacbon V lít khí oxi (đktc), thu hỗn hợp khí A có tỉ khối so với oxi 1,25 Xác định thành phần phần trăm theo thể tích khí A Giải: Theo giả thiết : M A = 1,25.32 = 40 ⇒ Có thể xảy trường hợp sau : ● Trường hợp : Hỗn hợp A gồm hai khí O2 dư CO2 Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có : 28 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN VCO n CO2 40 − 32 = = = = VO2 n O2 44 − 40 100% = 66,67% ⇒ %CO2 = + ; %O2 = (100 – 66,67)% = 33,33% ● Trường hợp : Hỗn hợp A gồm hai khí CO CO2 Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có : VCO2 n CO2 40 − 28 12 = = = = VCO n CO 44 − 40 100% = 75% ⇒ %CO2 = + ; %CO = (100 – 75)% = 25% Câu 28: Một hỗn hợp gồm O2, O3 điều kiện tiêu chuẩn có tỉ khối với hiđro 19,2 Thành phần % khối lượng O3 hỗn hợp : A 66,67% B 50% C 35% D 75% Giải: Áp dụng sơ đồ đường chéo : VO3 n O3 19, 2.2 − 32 6, = = = = VO2 n O2 48 − 19, 2.2 9, ⇒ 2.48 %O3 = 100 = 50% 2.48 + 3.32 ⇒ Câu 29: Thổi luồng khí CO dư qua ống đựng hỗn hợp oxit Fe 3O4 CuO nung nóng đến phản ứng xảy hoàn toàn thu 2,32 gam hỗn hợp kim loại Khí đưa vào bình đựng dung dịch Ca(OH) dư thấy có gam kết tủa trắng Khối lượng hỗn hợp oxit kim loại ban đầu : A 3,12 gam B 3,21 gam C gam D 4,2 gam Giải: Phương trình phản ứng : o t → 3Fe + 4CO2 Fe3O4 + 4CO  o t → Cu + CO2 CuO + CO  Bản chất phản ứng CO lấy oxi oxit kim loại tạo CO2 to → CO2 CO + O  Khí CO2 sinh tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư : CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O n =n CaCO3 nO (trong oxit) = nCO = CO2 = 0,05 mol m = mkim loaïi + mO (trong oxit) ⇒ oxit = 2,32 + 0,05.16 = 3,12 gam Câu 30: Một bình kín chứa V lít NH3 V’ lít O2 điều kiện Nung nóng bình có xúc tác NH3 chuyển hết thành NO, sau NO chuyển hết thành NO NO2 lượng O2 cịn lại bình hấp thụ vừa vặn hết nước thành dung dịch HNO3 Tỉ số V’:V là: A B C D Giải: Các phương trình phản ứng: xt,t o → 4NO + 6H2O 4NH3 + 5O2  V 5V/4 V 2NO + O2 2NO2 V V/2 V 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 5V V − − 29 2) V → (V’ 5V V V' − − =2⇒ ⇒ V = (V’ )→ V Đáp án B Câu 31: Hỗn hợp X gồm khí SO2 O2 có tỉ khối so với CH4 Thể tích O2 cần thêm vào 20 lít hỗn hợp X để hỗn hợp Y có tỉ khối so với CH4 2,5 (các hỗn hợp khí điều kiện nhiệt độ áp suất) : A 10 lít B 20 lít C 30 lít D 40 lít Giải: Gọi x % thể tích SO2 hỗn hợp ban đầu, ta có: M = 16.3 = 48 = 64.x + 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: 64.10 + 32(10 + V) M ' = 2,5.16 = 40 = ⇒ V = 20 lít 20 + V Câu 32: Hỗn hợp A gồm O2 O3 có tỉ khối so với hiđro 20 Hỗn hợp B gồm H CO có tỉ khối so với hiđro 3,6 Thể tích khí A (đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn mol khí B : A 19,38 lít B 28 lít C 35,84 lít D 16,8 lít Giải: m Quy đổi hỗn hợp A thành O, ta có (O2 ,O3) = mO Phương trình phản ứng: H2 + O → H2O CO + O → CO nO = n( CO, H ) = mol m ⇒ (O2 ,O3) = mO = 4.16 = 64 gam 64 = 1, mol ⇒ nA = 20.2 ⇒ VA = 1,6.22,4 = 35,84 lít Câu 33: Đốt cháy hồn tồn m gam đơn chất X (là chất rắn màu đỏ) oxi dư, thu chất rắn Y (chất Y tan nước tạo thành axit tương ứng với Y) Cho toàn chất rắn Y vào 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,5M KOH 1M đến phản ứng xảy hồn tồn, cạn dung dịch sau phản ứng, làm khô chất thu 47,24 gam chất rắn khan Tìm giá trị m Giải: Chất rắn X có màu đỏ, đốt cháy oxi dư tạo chất rắn Y tan nước tạo thành axit tương ứng ⇒ với Y X P (photpho đỏ), Y P2O5 t°  → 4P + 5O2 2P2O5 (1)  → P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (2) nNaOH = 0,5.0,5 = 0,25 nKOH = 1.0,5 = 0,5 Theo đề bài: mol; mol Gọi cơng thức trung bình hỗn hợp KOH NaOH MOH nMOH = 0,25+ 0,5 = 0,75 mM = mNa + mK = 23.0,25+ 39.0,5 = 25,25 Có: mol; gam Cho Y vào dung dịch chứa MOH: 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 30  → P2O5 + 6MOH 2M3PO4 + 3H2O (1)  → P2O5 + 4MOH 2M2HPO4 + H2O (2)  → P2O5 + 2MOH + H2O 2MH2PO4 (3) ⇒ − Nếu phản ứng (1) vừa đủ chất rắn M3PO4 n 0,75 mchất rắn = mM + mPO = mM + M 95 = 25,25+ 95 = 49 ⇒ 3 − Nếu phản ứng (2) vừa đủ ⇒ ⇒ mchất rắn = mM + mHPO gam chất rắn M2HPO4 n 0,75 = mM + M 96 = 25,25+ 96 = 61,25 2 ⇒ − Nếu phản ứng (3) vừa đủ chất rắn MH2PO4 ⇒ mchất rắn = mM + mH PO = mM + nM 97 = 25,25+ 0,75.97 = 98 Theo đề bài: mchất rắn = 47,24 < 49 ⇒ ⇒ nH Gọi số mol P2O5 a 2O = 3.nP O gam gam xảy phản ứng (1) MOH dư = 3a mchất rắn + mH 2O = mNaOH + mKOH + mP O Theo định luật bảo toàn khối lượng: ⇔ 47,24 + 18.3a = 0,25.40 + 0,5.56 + 142a ⇔ a = 0,105 mol ⇒ nP = 2.nP O = 2.0,105 = 0,21 ⇒ m = 0,21.31 = 6,51 mol gam Câu 34: Một bình cầu dung tích 448 ml nạp đầy oxi cân Phóng điện để ozon hố, sau nạp thêm cho đầy oxi cân Khối lượng hai trường hợp chênh lệch 0,03 gam Biết thể tích nạp đktc Thành phần % thể tích ozon hỗn hợp sau phản ứng : A 9,375 % B 10,375 % C 8,375 % D.11,375 % Giải: Phương trình phản ứng : to → 2O3 3O2  Thể tích bình khơng đổi, khối lượng chênh lệch ozon hóa Cứ mol oxi thay mol ozon khối lượng tăng 16 gam 0,03 22,4.1000 16 Vậy khối lượng tăng 0,03 gam số ml ozon (đktc) : = 42 ml 42 100% %O3 = 448 = 9,375% Câu 35: Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp CuO Fe xOy H2 dư nhiệt độ cao thu 17,6 gam hỗn hợp kim loại Khối lượng H2O tạo thành : A 1,8 gam B 5,4 gam C 7,2 gam D 3,6 gam Giải: 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Thực chất phản ứng khử oxit 31 H2 + O → H2O mO (trong oxit) = moxit − m kim loại = 24 − 17,6 = 6,4 gam 6, n H 2O = n O = = 0, mO ( H2O) = 6,4 m = 0, 4.18 = 7, 16 ⇒ gam ⇒ mol ⇒ H 2O gam Câu 36: Cho nước qua than nóng đỏ, thu 15,68 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO, CO H2 Cho toàn X tác dụng hồn tồn với CuO (dư) nung nóng, thu hỗn hợp chất rắn Y Hịa tan tồn Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu 13,44 lít SO2 (đktc) Tính phần trăm theo thể tích khí X Giải: nX = 15,68 13,44 = 0,7mol;nSO2 = = 0,6mol 22,4 22,4 Mol Mol t → CO + H2 (1) C + H2O  x :x t0 → CO + 2H2(2) C + 2H2O  y : 2y t0 → Cu + CO2 (3) CO + CuO  t → Cu + H2O(3) H2 + CuO  Cu + 2H2SO4 đặc nóng → CuSO4 + SO2 + 2H2O Mol 0,6 0,6 n Theo phản ứng 3,4 ⇒ nCO + H2 = nCu = 0,6 mol 2x + 3y = 0,7 x = 0,2 ⇒  ⇒ 2x + 2y = 0,6 y = 0,1 0,2 0,1 %VCO = 100% = 28,57%;%VCO2 = 100% = 14,29% 0,7 0,7 ⇒ ⇒ %VH2 = 57,14% Câu 37: Trong bình kín chứa 10 lít nitơ 10 lít hiđro nhiệt độ oC 10 atm Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình 0oC Biết có 60% hiđro tham gia phản ứng, áp suất bình sau phản ứng : A 10 atm B atm C atm D 8,5 atm Giải: nH = n Theo phương trình phản ứng tổng hợp NH3 ta thấy N2 H2 phản ứng theo tỉ lệ N2 nH VH = = n VN Theo đề ta thấy N2 Vậy H2 thiếu nên hiệu suất phản ứng tính theo H2 Thể tích H2 phản ứng 10.60% = lít Phương trình phản ứng hoá học : N + 3H € 2NH (1) 2 bđ: 10 10 : lít ¬ → pư: : lít spư: 4 : lít Tổng thể tích N H2 ban đầu 20 lít Theo (1) ta thấy tổng thể tích hỗn hợp N 2, H2 NH3 sau phản ứng 14 lít 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN (n : n = 3:1) 32 Câu 38: Sau trình tổng hợp NH3 từ H2 N2 H2 N2 , áp suất bình giảm 10% so với áp suất lúc đầu Biết nhiệt độ phản ứng giữ không đổi trước sau phản ứng Phần trăm theo thể tích N 2, H2, NH3 hỗn hợp khí thu sau phản ứng : A 25% ; 25% ; 50% B 30% ; 25% ; 45% C 22,22% ; 66,67% ; 11,11% D 20% ; 40% ; 40% Giải: Giả sử lúc đầu ta lấy mol N2 mol H2 Trong bình kín có nhiệt độ khơng đổi áp suất tỉ lệ thuận với số mol hỗn hợp khí : n1 p1 p1 90 = = n2 p2 90%p1 ⇒ n2 4.100 = 3,6 mol nhỗn hợp khí sau phản ứng = = Phương trình phản ứng hoá học: N + 3H € 2NH 2 Số mol ban đầu: Số mol phản ứng: x 3x 2x Số mol sau phản ứng: 1–x 3–3x 2x ⇒ nhỗn hợp khí sau phản ứng = (1–x) + (3–3x) + 2x = – 2x = 3,6 ⇒ x = 0,2 1− 0,2 %VN = 100 = 22,22% 3,6 3− 3.0,2 %VH = 100 = 66,67% 3,6 0,2.2 %VNH = 100 = 11,11% 3,6 ⇒ Câu 39: Hỗn hợp X gồm N H có M X = 12, Dẫn X qua bình đựng bột Fe nung nóng biết hiệu 2 suất tổng hợp NH3 đạt 40% thu hỗn hợp Y M Y có giá trị : A 15,12 B 18,23 C 14,76 D 13,48 Giải: Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp N2 H2 ta có : 12,4 – = 10,4 nN 28 nN 10,4 2 ⇒ = = 12,4 n 15,6 H 28 – 12,4 = 15,6 nH 2 Với tỉ lệ suy H2 thiếu, hiệu suất phản ứng tính theo H2  nN2 = mol  n = mol  H2 Trong hỗn hợp X ta chọn  Số mol H2 phản ứng 3.40% = 1,2 mol, suy số mol N2 phản ứng 0,4 mol, số mol NH3 sinh 0,8 mol Sau phản ứng số mol khí giảm (1,2 + 0,4) – 0,8 = 0,8 mol Sau phản ứng số mol khí giảm 0,8 mol nên : nY = nX − 0,8 = + 3− 0,8 = 4,2 mol m = mX = mN + mH = 2.28+ 3.2 = 62 gam 2 Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : Y m 62 MY = Y = = 14,76 nY 4,2 Vậy Câu 40: Dẫn 2,24 lít NH3 (đktc) qua ống đựng 32 gam CuO nung nóng thu chất rắn A khí B Ngâm chất rắn A dung dịch HCl 2M dư Tính thể tích dung dịch axit tham gia phản ứng ? Coi hiệu suất trình phản ứng 100% 33 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ƠN THI VÀO 10 CHUN A 0,10 lít B 0,52 lít C 0,25 lít D 0,35 lít Giải: Theo giả thiết ta có : n NH3 = 0,1 mol, n CuO = 0, mol Phương trình phản ứng : o t  → → 3Cu + N2 + 3H2O (1) 0,15 Cu : 0,15 mol  CuO dö : 0,15 mol Theo (1) giả thiết ta thấy chất rắn A gồm :  Phản ứng A với dung dịch HCl : CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O (2) → mol: 0,25 0,5 0,5 = 0,25M Theo (2) giả thiết ta suy : [HCl] = Câu 41: Khối lượng (gam) thể tích (lít) khí oxi đủ dùng để đốt cháy hồn toàn gam cacbon là: A 5,6 B 5,6 C 6,4 4,48 D 4,48 6,4 Giải: nC = = 0,25(mol) 12 mol: 2NH3 + 3CuO 0,1 → 0,15 Phương trình phản ứng : o t  → C + O2 CO2 0,25 0,25 (mol) ⇒ mO = 0,25.32 = 8gam ; VO = 0,25.22,4 = 5,6 lít 2 ... kim : + Số electron lớp 1,2,3  kim loại (trừ H , Bo) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN + Số electron lớp ngồi kim loại , phi kim + Số electron lớp 5,6,7  phi kim ... chúng có số lớp electron xếp thành hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân Số thứ tự chu kỳ = số Hiđro có lớp electron, chu kỳ Silic có lớp electron, chu kỳ c) Nhóm 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG... mkhi 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN = my mkhi = my − mFe = 102,1− 61,6 = 40,5gam nkhi = 0 ,9( mol) nFe = 61,6 56 = 1,1mol Gọi số mol Cl2 O2 a b mol nkhi = a+ b = 0 ,9( I)