Mét sã bµi tËp on thi hsg tØnh Mét sè bµi tËp «n thi hsg tØnh 1 Cã 2 dung dÞch A vµ B dung dÞch A chøa 0,25 mol Na2CO3 vµ 0,50 mol NaHCO3; dung dÞch B chøa 0,80 mol HCl Gi¶ sö tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm[.]
Một số tập ôn thi hsg tỉnh Có dung dịch A B : dung dịch A chøa 0,25 mol Na 2CO3 vµ 0,50 mol NaHCO3; dung dịch B chứa 0,80 mol HCl Giả sử tiến hành c¸c thÝ nghiƯm sau : Cho rÊt tõ tõ đến hết dung dịch A vào dung dịch B Cho từ từ đến hết dung dịch B vào dung dÞch A Trén nhanh hai dung dÞch A dung dịch B Tính thể tích khí CO2 thoát trờng hợp (giả sử lợng CO2 tan nớc không đáng kể) Hớng dẫn giải : Cho từ từ đến hết dung dịch A vào dung dịch B Vì lúc đầu dung dịch có HCl d nên phản ứng hoá học diễn lần lợt : Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O (1) NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O (2) Giả sử, đến vừa hết HCl số mol Na 2CO3 đà cho vào x mol, NaHCO đà cho vào y, ta có : x 0,25 = y 0,5 ⇒ 0,5x – 0,25y = (I) vµ nHCl = 2x + y = 0,8 (II) ⇒ x = 0,2 mol, y = 0,4 mol Sè mol CO2 = x + y = 0,6 mol, VCO = 13,44 lÝt Cho rÊt tõ từ đến hết dung dịch B vào dung dịch A Vì lúc đầu dung dịch thiếu HCl nên phản ứng hoá học diễn lần lợt : Na2CO3 + HCl → NaCl + NaHCO3 (3) NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O (4) - Sè mol HCl tham gia ph¶n øng (3) = 0,25 mol - Sè mol HCl tham gia ph¶n øng (4) = 0,8 - 0,25 = 0,55 mol - Sè mol CO2 = Sè mol HCl tham gia ph¶n øng (4) = 0,55 mol, VCO = 12,32 lÝt Trén nhanh hai dung dịch A dung dịch B Không biết xác HCl phản ứng theo thứ tự : Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O (1) HCl → NaCl + CO2 + H2O (2) NaHCO3 + hay Na2CO3 + NaHCO3 + HCl → NaCl + NaHCO3 HCl → NaCl + CO2 + H2O (3) (4) Do ®ã chØ xác định khoảng giá trị thể tích CO2 thoát - Giả sử phản ứng Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O xảy hoàn toàn đến phản ứng NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O Sè mol CO2 = 0,25 + (0,8 – 2.0,25) = 0,55 mol, VCO = 12,32 lÝt - Cßn nÕu NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O xảy hoàn toàn đến ph¶n øng Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O 0,8- 0,5 = 0,65 mol, VCO = 14,56 lít Vậy thể tích CO2 thu đợc : 12,32 ≤ VCO ≤ 14,56 lÝt Sè mol CO2 = 0,5 + Một học sinh xác định nồng độ ion dung dịch với kết : Na + 0,10 mol/lÝt, Ba2+ 0,20 mol/lÝt, HCO3- 0,12 mol/lÝt Cl- 0,36 mol/lít Kết xác định cation đợc khẳng định xác, kết xác định học sinh hay sai Để kiểm tra lại, ngời ta cô cạn 1,0 lít dung dịch sau đem chất rắn nung nóng nhiệt độ cao đén khối lợng không đổi thu đợc 43,60 gam chất rắn Vậy dung dịch nồng độ xác ion ? Hớng dẫn giải : Theo định luật bảo toàn điện tích : [Na+] + 2[Ba2+] = [Cl-] + [HCO3-] thùc tÕ : 0,10 + 2.0,2 = 0,5 ≠ 0,36 + 0,12 = 0,48 Vì kết xác điịnh không xác Khi cô cạn dung dịch : 2HCO3- t → CO2 + CO32- + H2O Ba2+ + CO32- → BaCO3 V× sè mol HCO3- ≤ 0,5 – 0,36 < số mol Ba2+ nên coi toàn CO32- nằm muối BaCO3 Do muối thu đợc cô cạn dung dịch NaCl, BaCl2, BaCO3 Khi nung nóng hỗn hợp rắn đến khối lợng không ®æi : BaCO3 t → BaO + CO2 Khối lợng hỗn hợp rắn cuối : n m = mNa + mBa + mCl + mO = 23.0,1 + 137.0,2 + 35,5nCl + 16 HCO3 = 46,3 gam ⇒ 35,5nCl + n HCO3− = 13,9 Mặt khác: nCl + n HCO3 = 0,5 nCl = 0,36 mol; n HCO3− = 0,14 mol VËy kqu¶ xác định HCO3- không xác Nồng độ ion dung dịch ban đầu : [Na +] = 0,10 mol/lÝt; [Ba2+] = 0,20 mol/lÝt; [Cl-] = 0,36 mol/lÝt; [HCO3-] = 0,14 mol/lít Hoà tan 21,25 gam hỗn hợp chất rắn A gồm Na 2CO3, K2SO3 FeS2 vào 100 ml dung dịch H2SO4 loÃng 2M thu đợc khí X Thêm tiếp lợng d BaCl2 vào bình phản ứng, sau phản ứng hoàn toàn thu đợc 49,80 gam chất rắn B Dẫn khí X qua dung dịch CuSO thu đợc m1 gam kết tủa Mặt khác, nÕu dÉn chËm X qua dung dÞch Br d lợng Br2 đà phản ứng 68,0 gam Viết phơng trình hoá học tính khối lợng chất hỗn hợp A, tính m1 Hớng dẫn giải : Các phản ứng hoá học : CO32- + 2H+ → SO42- + CO2 + H2O (1) SO32FeS2 2+ + 2H+ → + 2H + 2- Ba + SO4 H2S + Cu2+ SO42- + SO2 + H2O → Fe → BaSO4 → CuS 2+ + H 2S + S (2) (3) (4) + 2H+ (5) H2S + 4H2O + 4Br2 → H2SO4 + 8HBr (6) SO2 + 2H2O + Br2 → H2SO4 + 2HBr (7) Gäi sè mol Na2CO3, K2SO3 FeS2 21,25 gam hỗn hợp lần lợt x, y vµ z mol - Sè mol H2SO4 = 0,1.2 = 0,2 mol - Khối lợng hỗn hợp : m = 106x + 158y + 120z = 21,25 21,25 21,25 n Ba (OH )2 cã ph¶n øng (3), (4) ⇒ n CO2 = n Ba (OH )2 - n BaCO3 = 0,38 mol Ta cã : x + y = 0,38 vµ m = 84x + 100y = 33,6 ⇒ x = 0,275 mol vµ y = 0,105 mol m MgCO3 = 84x = 23,1 gam vµ m CaCO3 = 100y = 10,5 gam 10 Trộn 16,8 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeCO vµ Fe3O4 cho vµo èng sø, nung nãng ống sứ dẫn từ từ 4,48 lít hỗn hợp khí B gồm CO H (tỉ khối cđa X so víi H lµ 4,25) qua èng Khí thoát đợc hấp thụ vào nớc vôi d thấy có 7,0 gam kết tủa 1,344 lít khí thoát ra, khí đem đốt cháy hoàn toàn cho qua dung dịch nớc vôi d, không thấy kết tủa xuất Viết phơng trình hoá học xảy xác định thành phần % khối lợng chất hỗn hợp A Biết khí đo đktc, phản ứng xảy hoàn toàn Hớng dẫn giải : - Các phơng trình hoá häc : o FeCO3 t → FeO + CO2↑ (1) Fe3O4 + 4CO → Fe3O4 + 4H2 to FeO + CO to 3Fe + 4CO2↑ (2) 3Fe + H2O → to → (3) CO2↑ Fe + (4) FeO + H2 → Fe + H 2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (5) (6) to - Gäi sè mol Fe, FeCO3 vµ Fe3O4 hỗn hợp lần lợt a, b c mol 56a + 116b + 232c = 16,8 (I) - Số mol khí hỗn hợp đầu : M = 4,25.2 = 8,5 nCO = x mol; n H = y mol Ta cã : x + y = 4,48 28x + y = 8,5 =0,2 mol; M = 22,4 x +y ⇒ x = 0,05 mol; y = 0,15 mol - Vì hỗn hợp khí sau phản ứng không hấp thụ Ca(OH) đốt cháy thu đợc sản phẩm không làm đục nớc vôi nên chứa H2 Số mol H2 không tham gia ph¶n øng khư : z = 1,344 = 0,06 mol 22,4 ⇒ sè mol H2 ph¶n øng 0,09 mol, CO phản ứng hoàn toàn tạo 0,05 mol CO Mặt khác, tổng số mol CO2 thu đợc : x+b= 7,0 = 0,07 ⇒ b = 0,02 mol 100 Theo phơng trình phản ứng hoá học từ (1) → (5) : b + 4c = 0,14 %mFe = ⇒ c = 0,03 mol, thay b vµ c vµo (I) ⇒ mFe = 56a = 7,52 gam 56a 116 b 100% = 44,76%; %m FeCO3 = 100% = 13,81% 16,8 16,8 %m Fe3O = 232c 100% =41,43% 16,8 11 Trong bình kín có dung tích không đổi, ngêi ta thùc hiƯn ph¶n øng: N2 + 3H2 2NH3 nhiệt độ thí nghiệm, phản ứng đạt tới c©n b»ng ta cã p N2=0,38 atm; pH2=0,4 atm; pNH3= atm TÝnh KP NÕu hót bít H2 khái bình lợng đến áp suất riêng phần N trạng thái cân 0,45 atm dừng lại Tính áp suất riêng phần H NH3 trạng thái cân Biết nhiệt độ phản ứng không đổi Hớng dẫn giải : Theo phơng trình phản ứng: N2 + 3H2 2NH3 áp dụng định luật tác dụng khối lợng cho c©n b»ng (1) KP = p 2NH3 p N p 3H = 22 0,38.0,4 = 164,5 (atm) −2 Khi hót bít H2 theo nguyªn lý chun dịch cân cân (1) chuyển dịch theo chiều nghịch (chống lại giảm nồng độ hay áp suất riêng phần H 2) áp suất N2 tăng tỉ lệ với số mol nên áp suất riêng phần N2 tăng là: 0,45 - 0,38 = 0,07 atm; áp suất riêng NH giảm lần áp suất N2 tăng: 0,07.2 = 0,14 atm Vậy áp suất riêng phần NH3 thời điểm cân là: - 0,14 = 1,86 atm áp dụng định luật tác dụng khối lợng cho cân (1) KP = p 2NH3 p N p 3H = 1,86 0,45.p 3H = 164,5 (atm) −2 ⇒ p H = 0,36 atm 12 Hoµ tan hoµn toµn 0,368 gam hỗn hợp Al Zn cần vừa đủ 25 lÝt dung dÞch HNO cã pH = Sau phản ứng thu đợc dung dịch A chứa muối (không có khí thoát ra) a) Viết phơng trình phản ứng xảy b) Tính khối lợng kim loại hỗn hợp c) Thêm vào dung dịch A lợng d dung dịch NH3 Tính khối lợng kết tủa thu đợc Hớng dẫn giải : a) Al, Zn tác dụng dung dịch HNO khí thoát ra, dung dịch chứa muối => sản phẩm có NH4NO3 8Al + 30HNO3 = 4Zn + 10HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O (1) 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O b) Dung dÞch HNO3: HNO3 = H + + -pH => nång ®é HNO3 = [H ] = 10 + NO3 (2) - (3) -3 = 10 M => sè mol HNO3 = CMV = 25.10-3 = 0,025 mol Gäi số mol Al, Zn 0,368 gam hỗn hợp lần lợt x, y mol Theo phơng trình phản øng (1) vµ (2) ta cã: 27x + 65y= 0,368 vµ 30x/8 + 10y/4 = 0,025 => x = 4.10-3 mol, y = 4.10-3 mol mAl = 27x = 0,108 gam, mZn = 65y = 0,260 gam c) Dung dÞch A chứa Al(NO3)3; Zn(NO3)2 cho tác dụng với dung dịch NH3 d: Al(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O → Zn(NO3)2 + 2NH3 + 4NH3 → Zn(OH)3↓ + Al(OH)3↓ 2H2O → Zn(OH)3↓ Zn(NH3)4 2+ Khối lợng kết tủa thu đợc m = 78x = 0,312 gam + + 3NH4NO3 (4) + 2NH4NO3 (5) 2OH - (6) ... (đktc) Xác định công thức muối đà đem nung (giả thi? ??t phản ứng hoàn toàn) Hớng dẫn giải : - Muối khan nung nóng thu đợc CO2 nớc, muối phải muối hiđrocacbonat o 2M(HCO3)n t → M2(CO3)n + nCO2↑ +... 116 b 100% = 44,76%; %m FeCO3 = 100% = 13,81% 16,8 16,8 %m Fe3O = 232c 100% =41,43% 16,8 11 Trong mét b×nh kÝn cã dung tÝch không đổi, ngời ta thực phản ứng: N2 + 3H2 2NH3 nhiệt độ thí nghiệm,... + n HCO3 = 0,5 ⇒ nCl = 0,36 mol; n HCO3− = 0,14 mol Vậy kquả xác định HCO3- không xác Nồng độ ion dung dịch ban đầu : [Na +] = 0,10 mol/lÝt; [Ba2+] = 0,20 mol/lÝt; [Cl-] = 0,36 mol/lÝt; [HCO3-]