tìm khoảng biến thiên của một lượng chất

TÌM KHOẢNG BIẾN THIÊN CỦA MỘT LƯỢNG CHẤT Cực trị trong giải tốn hố học I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ - Thường gặp: hỗn hợp A B cĩ tính chất tương tự tác dụng với chất X thường lấy thiếu - Nế

TÌM KHOẢNG BIẾN THIÊN CỦA MỘT LƯỢNG CHẤT

( Cực trị trong giải tốn hố học ) I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ

- Thường gặp: hỗn hợp A

B (cĩ tính chất tương tự ) tác dụng với chất X ( thường lấy

thiếu )

- Nếu lượng chất X lấy vào phản ứng thay đổi thì lượng sản phẩm do hỗn hợp A

B tạo ra

cũng thay đổi trong một khoảng nào đĩ ( gọi chung là khoảng biến thiên )

Phương pháp :

1) Nếu hỗn hợp đã biết lượng của mỗi chất thì xét 2 trường hợp :

 A tác dụng trước rồi đến B ⇒ lượng chất cần tìm m1

 B tác dụng trước rồi đến A ⇒ lượng chất cần tìm m2

⇒ khoảng biến thiên : m1 < m < m2 ( hoặc ngược lại )

2) Nếu hỗn hợp chưa biết khối lượng của mỗi chất thì xét 2 trường hợp :

 Hỗn hợp chỉ cĩ chất A ⇒ lượng chất cần tìm m1

 Hỗn hợp chỉ cĩ chất B ⇒ lượng chất cần tìm m2

3) Cĩ thể dùng phương pháp đại số (dựa vào giới hạn của đại lượng đã biết ⇒ khoảng biến thiên của một đại lượng chưa biết.) :

hh

n

M < < M

nặng ï nhẹ ; Hiệu suất: 0 < H% < 100%

0 < số mol A < số mol hỗn hợp A,B

Nếu . ï .

x A y B

m

x y

+ thì A < m < B ( hoặc ngược lại )

II- BÀI TẬP ÁP DỤNG

1) Cho hỗn hợp gồm 8 gam CuO và 3,6 gam FeO vào trong 300ml dung dịch HCl 0,8M Sau phản ứng cĩ m gam chất rắn khơng tan Hỏi m nằm trong khoảng nào ?

Hướng dẫn :

Số mol CuO = 0,1 số mol FeO = 0,05 số mol HCl = 0,24 Vậy HCl khơng đủ tác dụng với hỗn hợp oxit

+ Nếu CuO phản ứng trước :

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O

0,1 → 0,2

FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O

Sau phản ứng : mFeO ( dư ) = 3,6 – (0,02 × 72 ) = 2,16 gam

+ Nếu FeO phản ứng trước

FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O

0,05→ 0,1

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O

0,07 ←0,14

Sau phản ứng : mCuO ( dư ) = 8 – (0,07 × 80 ) = 2,4 gam

Vì thực tế FeO và CuO cùng phản ứng với HCl nên 2,16 gam < m < 2,4 gam

Cách 2 : Có thể đặt RO là CTHH đại diện cho hỗn hợp

RO + 2HCl → RCl2 + H2O

0,12 ← 0,24

nRO = 0,15 – 0,12 = 0,03

khối lượng RO dư : m = 0,03 × M

Vì 72< M < 80 nên ⇒ 72× 0.03 < m < 80 × 0,03

2,16gam < m < 2,4 gam

2) Nung 20 gam hỗn hợp MgCO3, CaCO3, BaCO3 ở nhiệt độ cao thì thu được khí A Dẫn khí A vào trong dung dịch nước vôi thì thu được 10 gam kết tủa và ddB Đun nóng B hoàn toàn thì tạo thành thêm 6 gam kết tủa Hỏi % khối lượng của MgCO3 nằm trong khoảng nào ?

Hướng dẫn : số mol kết tủa CaCO3 = 0,1 mol , Số mol CaCO3 ( tạo thêm ) = 0,06 mol

MgCO 3

0 t

→ MgO + CO2 ↑

CaCO 3

0 t

→ CaO + CO2 ↑

BaCO 3

0 t

→ BaO + CO2 ↑

CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO3 ↓ + H2O

2CO 2 + Ca(OH) 2 → Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2

0 t

→ CaCO3 ↓ + H2O + CO2 ↑

0,06 Trong đó x,y,z là số mol MgCO3, CaCO3, BaCO3 trong 100gam hỗn hợp

Theo các ptpư : nCO2 =nCaCO3( )4 + ×2 nCaCO3( )6 =0 1 2 0 06 0 22mol, + × , = ,

Suy ra ta có hệ pt : 84x 100y 197z 100

x y z 0 22 5 1 1, ,



y z 0 22 5 1 1 x

(1) (2)





Từ (1) và (2) ta có : 100y 197z 100 84x

Suy ra ta có : 100 100 84x 197

1 1 x,

−

− giải ra được 0,625 < x < 1,032 Vậy khối lượng MgCO3 nằm trong khoảng : 52,5 % → 86,69 %

3) Đốt cháy 10,5 gam hỗn hợp A gồm CH4; C2H4; C2H2 trong oxi thu được khí B Dẫn khí B vào trong dung dịch nước vôi dư thì thấy có 75gam kết tủa Hỏi % khối lượng của

4) Một hỗn hợp khí A gồm etilen , propilen , hiđro có tỉ trọng ( đktc) là P A ( g/l) Cho A đi qua xúc tác Ni, nung nóng thì thu được hỗn hợp khí B.

a/ Với giá trị nào của P A thì hỗn hợp khí B không làm mất màu dung dịch brom

b/ Xác định % thể tích của hỗn hợp A, nếu P A = 0,741g/l ; P B = 1,176 g/l

Hướng dẫn :

Đặt số mol gồm etilen , propilen , hiđro : x,y,z

Để khí B không làm mất màu dung dịch Brom thì Anken không dư ( số mol H 2 = số mol

2 anken )

⇒ z ≥ x + y

28x 42y 2z

Biện luận : z = x+y ⇒ (1) ⇔ A

30x 44y

44 8 p

+ ⇒ 0,67 < pA < 0,98 Nếu z > x+y ⇒ MA giảm ⇒ pA giảm ⇒ pA ≤ 0,67

5) Một bình kín dung tích 8,96 lít chứa đầy hỗn hợp X gồm N2, O2, SO2 tỉ lệ mol 3 :1 :1 Đốt cháy lưu huỳnh trong hỗn hợp X thì thu được hỗn hợp khí Y ( sau khi đã đưa bình về nhiệt độ ban đầu ) Biết dY =1 089,

a/ Áp suất trong bình có thay đổi hay không ? Vì sao ?

b/ Xác định % thể tích của hỗn hợp khí Y

c/ Khi số mol của oxi biến đổi thì dY biến đổi trong khoảng nào

(ĐS : b/ 60%N2 ; 10%O2 ; 30%SO2 , c/ Y

X

1 d≤ ≤1 18, )

6) Hoà tan hỗn hợp 6,4 gam CuO và 16 gam Fe2O3 trong 320ml dung dịch HCl 2M Sau phản ứng có m rắn không tan và m’ gam muối Xác định m và m’ biến thiên trong khoảng nào ?

7) Hoà tan vừa đủ 6 gam hỗn hợp gồm kim loại X ( hoá trị I) và kim loại Y ( hoá trị II) trong hỗn hợp hai axit HNO3 và H2SO4 thấy có 2,688 lít hỗn hợp khí NO2 và SO2 sinh ra ( đktc) nặng 5,88 gam Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m ( gam) muối khan a/ Tìm m

b/ Khi tỉ lệ số mol của các khí thay đổi thì m biến thiên trong khoảng nào ?

8) Cho 46,7 gam hỗn hợp X gồm CuO, ZnO, FeO vào trong 800ml ddHCl 1,75M Lượng axit còn dư phải trung hoà đúng 200ml ddNaOH 1M Xác định khoảng biến thiên

% khối lượng FeO trong hỗn hợp X

9/ Hỗn hợp A gồm 0,56 gam Fe và 16 gam Fe2O3 Trộn A với a mol bột nhôm rồi nung ở nhiệt độ cao( không có không khí ) thu được hỗn hợp B Nếu cho B tan trong H2SO4 loãng dư thì thu được V lít khí , nhưng nếu cho B tan trong NaOH dư thì thu được 0,25V lít khí ( các khí trong cùng điều kiện)

a/ Viết các PTHH xảy ra

b/ Tìm khoảng biến thiên của khối lượng nhôm ( nếu phản ứng nhiệt nhôm chỉ tạo ra Fe)

Hướng dẫn : Fe2O3 + 2Al →t 0 Al2O3 + 2Fe

Viết các PTHH của rắn B với H2SO4 loãng và NaOH ( dư )

⇒ tỉ lệ : 1,5(a 2x) (0,01 2x)−1,5(a 2x)+− + =0, 25VV ⇔ x 4,5a 0,01

11

−

vì 0 < x ≤ 0,1 nên ⇒ 2,22 103 < a ≤ 0,2467

hay : 0,06 gam < mAl ≤ 6,661 gam

10/ Cho 6,2 gam hỗn hợp X gồm Na và K tác dụng với dung dịch HCl dư Tính khối lượng muối tạo thành

Hướng dẫn :

Các phương trình phản ứng xảy ra:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 ↑

2K + 2HCl → 2KCl + H2 ↑

Ta có : 6, 2

39 < n kl <

6, 2 23 Theo PTPƯ ta có : số mol KL = số mol Cl-

Khối lượng muối tạo thành là : m = mKl + mCl = 6,2 + 35,5 nkl

Thay ( 1 ) vào ( 2) ta được : 11,84 gam < m < 15,77 gam

* Có thể giả sử chỉ có Na ⇒ m 1 , giả sử chỉ có K ⇒ m 2 ⇒ m 1 < m < m 2