phương pháp bảo toàn về lượng

Môđun 1: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN VỀ LƯỢNG 1.1 Lý thuyết • Bảo toàn khối lượng theo phản ứng: Tổng khối lượng các chất tham gia vào phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng. Ví dụ: trong phản ứng A + B → C + D Ta có: m A + m B = m C + m D • Bảo toàn khối lượng theo một nguyên tố Tổng khối lượng một nguyên tố trong các chất phản ứng bằng tổng khối lượng một nguyên tố đó trong các chất sản phẩm sau phản ứng (vì là một nguyên tố nên phương trình khối lượng tương đương phương trình số mol). Như vậy tổng số mol của một nguyên tố trong hỗn hợp trước phản ứng bằng tổng số mol nguyên tố đó trong hỗn hợp sau phản ứng. (Σ n X ) trước pư = (Σ n X ) sau pư Như vậy: Gọi m T là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, m S là tổng khối lượng các chất sau phản ứng. Theo bảo toàn khối lượng, luôn có: m T = m S • Bảo toàn khối lượng về chất Khối lượng của một hợp chất bằng tổng khối lượng các ion có trong chất đó, hoặc bằng tổng khối lượng các nguyên tố trong chất đó. Thí dụ: khối lượng muối = khối lượng kim loại + khối lượng gốc axit; khối lượng oxit kim loại = khối lượng kim loại + khối lượng oxi • Một số mối quan hệ - Quan hệ sản phẩm: 2M I ⇔ H 2 .; M II ⇔ H 2 . 2M III ⇔ 3H 2 . 2Cl - ⇔ H 2 ; SO 4 2- ⇔ H 2 ; 2OH - ⇔ H 2 - Quan hệ thay thế: +) Thay thế cation: 2Na + ⇔ Mg 2+ ; 3K + ⇔ Al 3+ ; 3Ca 2+ ⇔ 2Fe 3+ … +) Thay thế anion: 2Cl - ⇔ CO 3 2- ; 2Cl - ⇔ O 2- ; 2Cl - ⇔ SO 4 2- ; O 2- ⇔ SO 4 2- …. - Quan hệ trung hòa (kết hợp): H + ⇔ OH - ; Mg 2+ ⇔ CO 3 2- ; Mg 2+ ⇔ SO 4 2- ; Fe 3+ ⇔ 3OH - ; 3Mg 2+ ⇔ 2PO 4 3- ; …. 1.2. Bài tập áp dụng 1.2.1 Toán Vô cơ - Dạng 1: Tính lượng chất của một sản phẩm phản ứng Ví dụ: Lấy 13,4g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat kim loại hoá trị II đem hoà trong dung dịch HCl dư, nhận được 3,36 L CO 2 (đktc) và dung dịch X. Tính khối lượng muối khan khi cô cạn dung dịch X. Bài toán có thể giải theo phương pháp bảo toàn về lượng hoặc tăng giảm khối lượng. A. 14,8 g B. 15,05 g C. 16,8 g D. 17,2g - Dạng 2: Phản ứng nhiệt nhôm Ví dụ: Lấy 21,4g hỗn hợp X gồm Al, Fe 2 O 3 đem nung một thời gian ta nhận được hỗn hợp Y gồm Al, Al 2 O 3 , Fe, Fe 2 O 3 . Hỗn hợp Y hoà tan vừa đủ trong 100 mL NaOH 2M. Vậy khối lượng Fe 2 O 3 trong hỗn hợp X là 1 A. 12,02 g B.14,8 g C. 15,2 g D.16,0 g - Dạng 3: Khử oxit kim loại bằng CO hoặc H 2 Hỗn hợp rắn X gồm Fe 2 O 3 và FeO đem đốt nóng cho CO đi qua được hỗn hợp rắn Y và khí CO 2 . Theo bảo toàn khối lượng thì m X + m CO = m Y + m 2 CO Ví dụ: Cho khí CO đi qua ống chứa 0,04 mol X gồm FeO và Fe 2 O 3 đốt nóng, ta nhận được 4,784g chất rắn Y (gồm 4 chất), khí đi ra khỏi ống dẫn qua dung dịch Ba(OH) 2 dư thì nhận được 9,062g kết tủa. Vậy số mol FeO, Fe 2 O 3 trong hỗn hợp X lần lượt là A. 0,01; 0,03 B. 0,02; 0,02 C. 0,03; 0,02 D. 0,025; 0,015 Dạng 4: Chuyển kim loại thành oxit kim loại Ví dụ: Lấy 14,3g hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn đem đốt trong oxi dư, sau khi phản ứng hoàn toàn thì nhận được 22,3g hỗn hợp Y gồm 3 oxit. Tính thể tích dung dịch HCl 2M tối thiểu cần dùng để hoà tan hỗn hợp Y. A. 400 mL B. 500 mL C. 600 mL D. 750 mL Dạng 5: Chuyển kim loại thành muối Ví dụ: Lấy 10,2g hỗn hợp Mg và Al đem hoà tan trong H 2 SO 4 loãng dư thì nhận được 11,2 L H 2 . Tính khối lượng muối sunfat tạo thành. A. 44,6 g B. 50,8 g C. 58,2 g D. 60,4 g Dạng 6: Chuyển hợp chất này thành hợp chất khác Ví dụ: Lấy 48g Fe 2 O 3 đem đốt nóng cho CO đi qua ta thu được hỗn hợp X (gồm 4 chất rắn). Hỗn hợp X đem hoà tan trong dung dịch H 2 SO 4 đậm đặc, nóng dư thu được SO 2 và dung dịch Y. Tính khối lượng muối khan khi cô cạn dung dịch Y. A. 100g B. 115g C. 120g D. 135g • Bài tập có lời giải Bài 1. Cho 24,4 gam hỗn hợp Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl 2 . Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m gam muối clorua. Vậy m có giá trị là A. 2,66 g B. 22,6 g C. 26,6 g D. 6,26 g Hướng dẫn giải       = = Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m hh +    = m kết tủa + m ⇒ m = 24,4 + 0,2.208 – 39,4 = 26,6 gam Đáp án C. Bài 2. Hòa tan 10,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí A (đktc) và 1,54 gam chất rắn B và dung dịch C. Cô cạn dung dịch C thu được m gam muối, m có giá trị là: A. 33,45 B. 33,25 C. 32,99 D. 35,58 Hướng dẫn giải Theo định luật bảo toàn khối lượng: m = m (Al + Mg) +   − = (10,14 – 1,54) + 0,7.35,5 = 6,6 + 24,85 = 33,45g Đáp án A. Bài 3. Hòa tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl dư thấy tạo ra 2,24 lít khí H 2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Khối lượng muối khan thu được là A. 1,71 g B. 17,1 g C. 3,42 g D. 34,2 g Hướng dẫn giải Theo phương trình điện li 2            − + = = = × = ⇒ m muối = m kim loại +   − = 10 + 0,2.35,5 = 17,1 g Đáp án B. Bài 4. Trộn 5,4 gam Al với 6,0 gam Fe 2 O 3 rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được m gam hỗn hợp chất rắn. Giá trị của m là A. 2,24 g B. 9,40 g C. 10,20 g D. 11,40 g Hướng dẫn giải Theo định luật bảo toàn khối lượng : m hh sau = m hh trước = 5,4 + 6,0 = 11,4 g Đáp án C. Bài 5. Cho 0,52 gam hỗn hợp 2 kim loại Mg và Fe tan hoàn toàn trong dung dịch H 2 SO 4 loãng, dư thấy có 0,336 lít khí thoát ra (đktc). Khối lượng hỗn hợp muối sunfat khan thu được là A. 2 gam B. 2,4 gam C. 3,92 gam D. 1,96 gam Hướng dẫn giải Ta có muối thu được gồm MgSO 4 và Al 2 (SO 4 ) 3 . Theo định luật bảo toàn khối lượng: m muối = m kim loại +     − . Trong đó:           − = = = m muối = 0,52 + 0,015.96 = 1,96 gam Đáp án D. Bài 6. Cho 2,81 gam hỗn hợp A gồm 3 oxit Fe 2 O 3 , MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300 mL dung dịch H 2 SO 4 0,1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng hỗn hợp các muối sunfat khan tạo ra là A. 3,81 g B. 4,81 g C. 5,21 g D. 4,8 g Hướng dẫn giải Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m oxit +      = m muối +     ⇒ m muối = m oxit +      –     Trong đó:           = = = m muối = 2,81+ 0.03.98 – 0,03.18 = 5,21g Đáp án C. Bài 7. Thổi một luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe 2 O 3 , FeO, Al 2 O 3 nung nóng thu được 2,5 gam chất rắn. Toàn bộ khí thoát ra sục vào nước vôi trong dư thấy có 15 gam kết tủa trắng. Khối lượng của hỗn hợp oxit kim loại ban đầu là A. 7,4 gam B. 4,9 gam C. 9,8 gam D. 23 gam Hướng dẫn giải Các phương trình hoá học M x O y + yCO   → xM + yCO 2 Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O Ta có: m oxit = m kim loại + m oxi Trong đó: n O = n CO =       = = m oxit = 2,5 + 0,15.16 = 4,9 g Bài 8. Chia 1,24 gam hỗn hợp hai kim loại có hóa trị không đổi thành hai phần bằng nhau. Phần 1: bị oxi hóa hoàn toàn thu được 0,78 gam hỗn hợp oxit. Phần 2: tan hoàn toàn trong dung dịch H 2 SO 4 loãng thu được V lít H 2 (đktc). Cô cạn dung dịch thu được m gam muối khan. 1. Giá trị của V là A. 2,24 L B. 0,112 L C. 5,6 L D. 0,224 L 2. Giá trị của m là 3 A. 1,58 g B. 15,8 g C. 2,54 g D. 25,4 g Hướng dẫn giải 1. Ta nhận thấy, khi kim loại tác dụng với oxi và H 2 SO 4 , số mol O 2– bằng SO 4 2– , hay:           − − = = Trong đó m O = m oxit – m kim loại = 0,78 –   = 0,16 g          − = = = mol.      = = L Đáp án D. 2. m muối = m kim loại +     − =   + 0,01.96 = 1,58 g Đáp án A. Bài 9. Hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Mg và Fe vào dung dịch axit HCl dư thấy có 11,2 lít khí thoát ra (đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì khối lượng muối khan thu được là A. 35,5 g B. 45,5 g C. 55,5 gam D. 65,5 g Hướng dẫn giải      = = 0,5 (mol) ⇒ n HCl =    = 0,5.2 = 1 mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, m kim loại + m HCl = m muối + m Hiđro ⇒ m muối = m kim loại + m HCl – m Hiđro = 20 + 1.36,5 – 2.0,5 = 55,5 g Cách 2: m muối = m kim loại +   − = 20 + 1.35,5 = 55,5 g Đáp án A. Bài 10. Hoà tan hết 38,60 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại M trong dung dịch HCl dư thấy thoát ra 14,56 lít H 2 (đktc). Khối lượng hỗn hợp muối clorua khan thu được là A. 48,75 gam B. 84,75 gam C. 74,85 gam D. 78,45 gam Hướng dẫn giải Ta có: m muối = m kim loại +   − Trong đó:           − = = = × = 1,3 mol m muối = 38,6 + 1,3.35,5 = 84,75 (g). Đáp án B. Bài 11. Cho tan hoàn toàn 8,0 g hỗn hợp X gồm FeS và FeS 2 trong 290 mL dung dịch HNO 3 , thu được khí NO và dung dịch Y. Để tác dụng hết với các chất trong dung dịch Y, cần 250 mL dung dịch Ba(OH) 2 1 M. Kết tủa tạo thành đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 32,03 gam chất rắn Z. a. Khối lượng mỗi chất trong X là A. 3,6 g FeS và 4,4 g FeS 2 B. 4,4 gam FeS và 3,6 g FeS 2 C. 2,2 g FeS và 5,8 g FeS 2 D. 4,6 gam FeS và 3,4 g FeS 2 b. Thể tích khí NO (đktc) thu được là A. 1,12 lít B. 2,24 lít C. 3,36 lít D. 6,72 lít c. Nồng độ mol của dung dịch HNO 3 đã dùng là A. 1 M B. 1,5 M C. 2 M D. 0,5 M Hướng dẫn giải a. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng đối với nguyên tố Fe và S Ta có : x mol FeS và y mol FeS → 0,5(x+y) mol Fe 2 O 3 và (x+2y) mol BaSO 4 4               + = + =   ⇔   + + + = + =   Giải hệ được x = 0,05 và y = 0,03 Khối lượng của FeS = 88.x = 88.0,05 = 4,4 gam Khối lượng của FeS 2 : 8 – 4,4 = 3,6 gam. Đáp án B. b. Áp dụng định luật bảo toàn electron FeS – 9e → Fe +3 + S +6 0,05 … 0,45 mol FeS 2 – 15e → Fe +3 + 2S +6 0,03 … 0,45 mol N +5 + 3e → N +2 3x …… x mol 3x = 0,45 + 0,45 , x = 0,3 mol. V NO = 0,3.22,4 = 6,72 L Đáp án D. c.    + = x + y = 0,08 mol. Để làm kết tủa hết lượng Fe 3+ cần 0,24 mol OH – hay 0,12 mol Ba(OH) 2 Kết tủa (x + 2y) = 0,11 mol SO 4 2– cần 0,11 mol Ba 2+ hay 0,11 mol Ba(OH) 2 Số mol Ba(OH) 2 đã dùng = 0,12 + 0,11 = 0,23 < 0,25 Còn: 0,25 – 0,23 = 0,02 mol Ba(OH) 2 trung hoà với 0,04 mol HNO 3 dư               − = + + = 0,08.3 + 0,3 + 0,04 = 0,58 (mol)  !    ! " = = Đáp án C. Bài 13. Thổi 8,96 lít CO (đktc) qua 16 gam Fe x O y nung nóng. Dẫn toàn bộ lượng khí sau phản ứng qua dung dịch Ca(OH) 2 dư, thấy tạo ra 30 gam kết tủa. Khối lượng sắt thu được là A. 9,2 g B. 6,4 g C. 9,6 g D. 11,2 g Hướng dẫn giải Fe x O y + yCO → xFe + yCO 2 1 y x y n CO = "  = 0,4 (mol) CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O          = = =     > ⇒ CO dư và Fe x O y hết Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:            + = + 16 + 28.0,3 = m Fe + 0,3.44 ⇒ m Fe = 11,2 (gam) Hoặc:         = − = 16 – 0,3.16 = 11,2 (gam) Đáp án D. Bài 14. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với 9,66 gam hỗn hợp X gồm Fe x O y và nhôm, thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch D, 0,672 lít khí (đktc) và chất không tan Z. Sục CO 2 đến dư vào dung dịch D lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn. a. Khối lượng của Fe x O y và Al trong X lần lượt là A. 6,96 g và 2,7g B. 5,04 g và 4,62 g C. 2,52 g và 7,14 g D. 4,26 g và 5,4 g 5 b. Công thức của oxit sắt là A. FeO B. Fe 2 O 3 C. Fe 3 O 4 D. Không xác định Hướng dẫn giải a. 2yAl + 3Fe x O y → yAl 2 O 3 + 3xFe (1) Al + NaOH + H 2 O → NaAlO 2 + 3/2H 2 (2) 0,02 0,02 0,03 NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2 O → Al(OH) 3 + NaHCO 3 (3) 2Al(OH) 3   → Al 2 O 3 + 3H 2 O (4) Nhận xét: Tất cả lượng Al ban đầu đều chuyển hết về Al 2 O 3 (4). Do đó n Al (ban đầu) = 2   #      = × =0,1 mol ⇒ m Al = 0,1.27 = 2,7 g      = 9,66 – 2,7 = 6,96 g Đáp án A. b. n Al (ban đầu) = 2   #      = × =0,1 (mol) ⇒ m Al = 0,1.27 = 2,7 g Theo định luật bảo toàn khối lượng nguyên tố oxi, ta có:     $%   $% #    = = 1,5.0,08 = 0,12 mol  "   "  − = = n Fe : n O = 0,09 : 0,12 = 3 : 4. CTPT là Fe 3 O 4 Đáp án C. Bài 15. Khử hoàn toàn 32 gam hỗn hợp CuO và Fe 2 O 3 bằng khí H 2 thấy tạo ra 9 gam H 2 O. Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được là A. 12 g B. 16 g C. 24 g D. 26 g Hướng dẫn giải Vì H 2 lấy oxi của oxit kim loại → H 2 O Ta có: n O (trong oxit) =     = "  = 0,5 (mol) m O = 0,5.16 = 8 gam ⇒ m kim loại = 32 – 8 = 24 g Đáp án C. Bài 16. Thổi một luồng khí CO dư đi qua ống đựng hỗn hợp 2 oxit Fe 3 O 4 và CuO nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,32 gam hỗn hợp kim loại. Khí thoát ra được đưa vào bình đựng dung dịch Ca(OH) 2 dư thấy có 5 gam kết tủa trắng. Khối lượng hỗn hợp 2 oxit kim loại ban đầu là A. 3,12 g B. 3,21 g C. 4 g D. 4,2 g Hướng dẫn giải Fe 3 O 4 + 4CO   → 3Fe + 4CO 2 CuO + CO   → Cu + CO 2 CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O CO lấy oxi trong oxit → CO 2 n O (trong oxit) = n CO =      = = 0,05 mol ⇒ m oxit = m kim loại + m oxi trong oxit = 2,32 + 0,05.16 = 3,12 g Đáp án A. 6 • Bài tập rèn luyện kỹ năng 1. Cho 11,36g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 phản ứng hết với dd HNO 3 loãng dư thu được 1,344lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) ở đkc và dd X. Cô cạn dd X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 38,72 B. 35,50 C. 49,09 D. 34,36 2. Hòa tan hết 7,74g hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500ml dd hỗn hợp HCl 1M và H 2 SO 4 0,28M thu được dd X và 8,736 lit H 2 ở đkc. Cô cạn dd X thu được lượng muối khan là A. 38,93g B. 103,85g C. 25,95g D. 77,86g 3. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS 2 và a mol Cu 2 S vào axit HNO 3 vừa đủ thu được dd X (chỉ chứa 2 muối sunfat khan) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là A. 0,04 B. 0,075 C. 0,12 D. 0,06 4. Nung hỗn hợp bột gồm 15,2g Cr 2 O 3 và m gam Al ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 23,3g hỗn hợp rắn X. Cho toàn bộ hỗn hợp X phản ứng với axit HCl dư thấy thoát ra V lit khí H 2 (đkc). Giá trị của V là A. 4,48 B. 7,84 C. 10,08 D. 3,36 5. Hòa tan hoàn toàn 2,81g hỗn hợp gồm Fe 2 O 3 , MgO, ZnO trong 500ml dd H 2 SO 4 0,1M vừa đủ. Cô cạn dd sau phản ứng thì thu được số gam muối khan là A. 6,81 B. 4,81 C. 3,81 D. 5,81 6. Cho 0,52g hỗn hợp 2 kim loại Mg và Fe tan hoàn toàn trong dd H 2 SO 4 dư thấy có 0,336 lit khí thoát ra (đkc). Khối lượng hỗn hợp muối sunfat khan thu được là A. 2g B. 2,4g C. 3,92g D. 1,96g 7 Lấy 33,6 g hỗn hợp X gồm Na 2 CO 3 và K 2 CO 3 hoà tan trong dung dịch H 2 SO 4 dư thu được dung dịch Y và 6,72 L CO 2 (đktc). Khối lượng muối khan sau khi cô cạn dung dịch Y là A. 33,6 g B. 44,4 g C. 47,4 g D. 50,2 g 8. Hoà tan hết m (g) hỗn hợp gồm M 2 CO 3 và RCO 3 trong dung dịch HCl dư thu được dung dịch Y và V (L) khí CO 2 (đktc). Cô cạn dung dịch Y thì được (m + 3,3)g muối khan. Vậy thể tích khí CO 2 là A. 2,24 L B. 3,36 L D. 4,48 L D. 6,72 L 9. Cho khí CO đi qua m (g) hỗn hợp gồm Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 đun nóng, sau khi phản ứng xong hỗn hợp rắn thu được có khối lượng 5,5g, khí đi ra dẫn qua dung dịch nước vôi trong dư thấy có 5g kết tủa. Vậy m có giá trị là A. 6,3g B. 7,3g C. 5,8g D. 6,5g 10. Lấy 2,81 g hỗn hợp X gồm Fe 2 O 3 , MgO, ZnO hoà tan vừa đủ trong 500 mL dung dịch H 2 SO 4 0,1M. Dung dịch sau phản ứng đem cô cạn được m (g) muối khan. Vậy m có giá trị là A. 6,81 B. 4,81 C. 3,81 D. 5,81 11. Lấy a (g) hỗn hợp X gồm Al và Al 2 O 3 đem hoà tan vào H 2 SO 4 loãng dư thì nhận được 6,72 L H 2 (đktc) và dung dịch Y, cho NH 3 dư vào dung dịch Y, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi được 20,4g chất rắn. Vậy giá trị của a là A. 12,4 B. 15,6 C. 17,2 D. 16,8 12. Lấy 8,12 g Fe x O y đem đốt nóng cho CO đi qua, lượng Fe tạo thành đem hoà tan trong dung dịch H 2 SO 4 dư thì nhận được 2,352 L H 2 (đktc). Vậy công thức phân tử của Fe x O y là A. FeO B. Fe 2 O 3 C. Fe 3 O 4 D. Fe 4 O 6 13. Lấy a (g) hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2 O 3 đem hoà tan trong dung dịch HCl dư thì nhận được 2,24 L H 2 (đktc) và dung dịch Y, cho NaOH dư vào dung dịch Y, lọc kết tủa nung ngoài không khí thu được 24 g chất rắn. Vậy giá trị của a là A. 13,6 B. 17,6 C. 21,6 D. 29,6 7 14. Lấy 0,52 g hỗn hợp Mg và Fe đem hoà tan vào dung dịch H 2 SO 4 loãng dư thì nhận được 0,336 L H 2 (đktc) và m (g) muối khan. Vậy giá trị của m là A. 2,00 B. 3,92 C. 2,40 D. 1,96 15. Cho một lượng CO dư đi qua m (g) hỗn hợp CuO, Fe 2 O 3 , FeO, Al 2 O 3 đốt nóng, thu được 2,5g chất rắn; khí đi qua dẫn qua nước vôi trong dư có 15g kết tủa. Vậy m là A. 7,4g B. 9,8g C. 4,9g D. 23g 16. Lấy 10,14g hỗn hợp X gồm Mg, Al, Cu đem hoà tan trong HCl dư thì thu được 7,84 L H 2 (đktc) và 1,54g chất rắn không tan, và dung dịch Z. Đem cô cạn dung dịch Z thì thu được muối khan có khối lượng là A. 33,45g B. 32,99g C. 33,25g D. 35,38g 1.2.2 Toán Hữu cơ Dạng 1: Các bài toán cộng Hiđro Bài 1. Hỗn hợp X gồm 0,04 mol C 2 H 2 và 0,06 mol H 2 đem đốt nóng có mặt xúc tác Ni ta được hỗn hợp Y (gồm 4 chất). Lấy một nữa hỗn hợp Y cho qua bình nước brom dư; thì còn lại 448 mL khí Z (đktc) đi ra khỏi bình, tỉ khối hơi của Z so vơi H 2 bằng 1,5. Vậy khối lượng tăng lên ở bình brom là A. 0,2g B. 0,4g C. 0,6g D. 1,2g Bài 2. Hỗn hợp X gồm 0,02 mol axetilen và 0,03 mol hiđro dẫn qua xúc tác Ni đốt nóng được hỗn hợp Y gồm C 2 H 2 , H 2 , C 2 H 4 , C 2 H 6 . Đem trộn hỗn hợp Y với 1,68 L oxi (đktc) trong bình 4 lít, sau đó đốt cháy ở 109,2 0 C và p (atm). Vậy giá trị của p là A. 0,672 B. 0,784 C. 0,96 D. 1,12 Dạng 2: Thiết lập CTPT hợp chất hữu cơ dựa vào sản phẩm đốt cháy Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 1 lít khí X cần 5 lít oxi, sau phản ứng thu được 3 lít CO 2 và 4 lít hơi nước. Biết các khí đo ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất. Công tức phân tử của X là: A. C 3 H 6 B. C 3 H 8 C.C 3 H 8 O D.C 3 H 6 O 2 Bài 2: Nicotin có trong thuốc lá là một chất rất độc, có thể gây ung thu phổi. Đốt cháy 16,2 gam nicotin bằng oxi vừa đủ thu được 44g CO 2 , 12,6g H 2 O và 2,24 lít N 2 (đktc). Biết 85 < M nicotin < 230. Công thức phân tử đúng của nicotin là: A. C 5 H 7 NO B. C 5 H 7 NO 2 C. C 10 H 14 N 2 D.C 10 H 13 N 3 Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 2,79 g hợp chất hữu cơ Y rồi cho các sản phẩm cháy đi qua các bình đựng CaCl 2 khan và KOH, thấy bình CaCl 2 tăng thêm 1,89 gam, khối lượng bình KOH tăng 7,92 gam và còn lại 336 ml khí N 2 (đktc) ra khỏi bình. Biết Y chỉ chứa một nguyên tử nitơ. Công thức phân tử của Y là: A. C 6 H 7 ON B. C 6 H 7 N C. C 5 H 9 N D.C 5 H 7 N Bài 4: Phân tích các thành phần nguyên tố của 1 axit cacboxylic A thu được 34,615%C và 3,84%H. A là: A. axit axetic B. axit fomic C. axit acrylic D. axit manolic Bài 5: Chất A (C, H, O) với thành phần khối lượng các nguyên tố thoả mãn: 8(m C + m H ) = 7 m O . Biết A có thể điều chế trực tiếp từ glucozơ. Công tức phân tử của A là: A. CH 2 O B. C 2 H 4 O 2 C. C 3 H 6 O 3 D. C 4 H 8 O 4 Bài 6: Để Hiđro hoá 1 hiđrocacbon A mạch hở chưa no thành no phải dùng một thể tích H 2 gấp đôi thể tích hơi hiđrocacbon đã dùng. Mặt khác đốt cháy một thể tích hơi hiđrocacbon trên thu được 9 thể tích hỗn hợp CO 2 và hơi H 2 O (các thể tích đo ở cung điều kiện). CTPT của A là: A.C 3 H 6 B. C 5 H 8 C. C 6 H 10 D.C 4 H 8 Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam 1 hiđrocacbon A thu được 4,032 lít CO 2 (đktc). CTPT của hiđrocacbon A là: A. C 6 H 14 B. C 6 H 12 C. C 3 H 8 D. C 3 H 6 Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hợp chất hữu cơ A thu được 4,4 gam CO 2 và 1,8 gam H 2 O. Biết tỉ khối của A với He là 7,5. CTPT của A là: A. CH 2 O B. CH 4 C. C 2 H 4 O 2 D. C 2 H 6 8 Bài 9: Có 3 chất hữu cơ A, B, C mà phân tử của chúng lập thành 1 cấp số cộng. Bất cứ chất nào khi cháy cũng chỉ tạo CO 2 và H 2 O, trong đó n CO2 : n H2O = 2 : 3. CTPT của A, B, C lần lượt là: A. C 2 H 4 , C 2 H 4 O, C 2 H 4 O 2 B. C 2 H 4 , C 2 H 6 O, C 2 H 6 O 2 C. C 3 H 8 , C 3 H 8 O, C 3 H 8 O 2 D. C 2 H 6 , C 2 H 6 O, C 2 H 6 O 2 Bài 10: Đốt cháy 200 ml hơi một chất hữu cơ A chứa C, H, O trong 900 ml O 2 , thể tích hỗn hợp khí thu được là 1,3 lít. Sau khi co hơi nước nhưng tụ chỉ con 700 ml. Tiếp theo cho qua dung dịch KOH đặc chỉ còn 100 ml (các thể tích đo ở cùng điều kiện). CTPT của A là: A. C 3 H 6 B. C 3 H 6 C. C 3 H 8 O D. C 3 H 8 Bài 11: Trộn 400 cm 3 hỗn hợp hợp chất hữu cơ A và nitơ với 900 cm 3 oxi dư rồi đốt. Thể tích hỗn hợp sau phản ứng là 1,4 lít. Sau khi cho hơi nước ngưng tụ thì còn 800 cm 3 , tiếp tục cho qua dung dịch KOH thì còn 400 cm 3 . CTPT của A là: A. C 2 H 4 B. CH 4 C. C 2 H 6 D. C 3 H 8 Bài 12: Cứ 5,5 thể tích oxi thì đốt cháy vừa đủ 1 thể tích khí hiđrocacbon. CTPT của hiđrocacbon là: A. C 4 H 6 B. C 5 H 2 C. C 6 H 6 D. A, B đúng Bài 13: Oxi hoá hoàn toàn 4,6 gam hợp chất hữu cơ A bằng CuO đun nóng. Sau phản ứng thu được 4,48 lít CO 2 (đktc) và H 2 O, đồng thời nhận thấy khối lượng CuO ban đầu giảm bớt 9,6 gam. CTPT của A là: A. C 2 H 6 O B. C 3 H 8 O C. C 2 H 6 O 2 D. C 4 H 12 O 2 Bài 14: Đốt cháy hoàn toàn 1hiđrocacbon A cần dùng 28,8 gam oxi thu được 13,44 lít CO 2 (đktc)> Bíêt tỉ khối hơi của A đối với không khí là d với 2 < d < 2,5. CTPT của A là: A. C 4 H 8 B.C 5 H 10 C. C 5 H 12 D. C 4 H 10 Bài 15: Đốt cháy hoàn toàn 18 gam hợp chất A cần dùng 16,8 lít oxi (đktc). Hỗn hợp sản phẩm cháy gồm CO 2 và hơi nước có tỷ lệ về thể tích V CO2 : V H2O = 3: 2. Biết tỉ khối hơi của A đối với H 2 là36.CTPT của A là: A. C 2 H 6 O B. C 2 H 6 O 2 C. C 3 H 8 O 2 D. C 3 H 4 O 2 Bài 16: Đốt cháy hoàn toàn m gam hợp chất hữu cơ A thì thu được a gam CO 2 và b gam H 2 O. Biết 3a = 11b và 7m = 3(a + b). CTPT của A là: (biết tỉ khối hơi của A đối với không khí nhỏ hơn 3) A. C 3 H 8 B. C 2 H 6 C. C 3 H 4 O 2 D. C 3 H 6 O 2 Bài 17: Đốt cháy 1,08 hợp chất hữu cơ X rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH) 2 thấy bình nặng thêm 4,6 gam đồng thời tạo thành 6,475 gam muối axit và 5,91 gam muối trung hoà. Tỉ khối hơi của X đối với He là 13,5. CTPT của X là: A. C 3 H 6 O 2 B. C 4 H 6 C. C 4 H 10 D. C 3 H 8 O 2 Bài 18: Đốt cháy hợp chất hữu cơ A (Chứa C, H, O) phải dùng 1 lượng oxi bằng 8 lần lượng oxi có trong A và thu được lượng CO 2 và H 2 O theo tỉ lệ khối lượng m CO2 : m H2O = 22 : 9. Biết tỉ khối hơi của X so với H 2 là 29. CTPT của X là: A. C 2 H 6 O 2 B. C 2 H 6 O C. C 3 H 6 O D. C 3 H 6 O 2 Bài 19: Đốt cháy hoàn toàn 1 mol ancol no A cần 2,5 mol O 2 . CTPT của A là: A. C 2 H 6 O B. C 2 H 6 O 2 C. C 3 H 8 O 3 D. C 3 H 6 O 2 Bài 20: Đốt cháy hoàn toàn1,12 gam hợp chất hữu cơ A rồi cho hấp thụtoàn bộ sản phẩm cháy trong dung dịch Ba(OH) 2 dư thấy khối lượng bình chứa tăng 3,36 gam. Biết n CO2 = 1,5.n H2O và tỷ khối hơi của A đối với H 2 nhỏ hơn 30. CTPT của A là: A. C 3 H 4 O B. C 3 H 4 O 2 C. C 6 H 8 O 2 D. C 6 H 8 O Bài 21: Đốt cháy hoàn toàn a gam 1 hiđrocacbon A mạch hở. Sản phẩm cháy đượcdẫn qua bình chứa nước vôi trong có dư, thu được 3 gam kết tủa, đồng thời bình nặng thêm 1,68 gam. CTPT của A là: A. C 2 H 6 B. C 3 H 8 C. C 3 H 4 D. C 2 H 2 Bài 22: Cho 5 cm 3 C x H y ở thể khí với 30 cm 3 O 2 (lấy dư) vào khí nhiên kế. Sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh, trong khí nhiên kế còn 20 cm 3 mà 15 cm 3 bị hấp thụ bởi dung dịch KOH. Phần còn lại bị hấp thụ bởi photpho. CXTPT của hiđrocacbon là: A. CH 4 B. C 2 H 6 C. C 3 H 8 D. C 4 H 10 9 Dạng 3: Tính lượng chất và sản phẩm phản ứng Bài 1: Trung hoà 5,48 gam hỗn hợp gồm axit axetic, phenol và axit benzoic, cần dùng 600 ml dung dịch NaOH 0,1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn khan có khối lượng là: A. 8,64 gam B. 6,84 gam C. 4,90 gam D. 6,80 gam Bài 2: Xà phòng hoá hoàn toàn 17,24 gam chất béo cần vừa đủ 0,06 mol NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được khối lượng xà phòng là: A. 17,80 gam B. 18,24 gam C. 16,68 gam D. 38 gam Bài 3: Cho 5,9 gam amin đơn chức X tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Làm bay hơi dung dịch Y được 9,55 gam muối khan. Số công thức cấu tạo ứng với công thức phân tử của X là: A. 5 B.4 C. 2 D. 3 Bài 4: Trong phân tử amino axit X có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl. Cho 15,0 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 19,4 gam muối khan. Công thức của X là: A. H 2 NC 3 H 6 COOH B. H 2 NCH 2 COOH C. H 2 NC 2 H 4 COOH D. H 2 NC 4 H 8 COOH Bài 5: Cho 3,6 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch gồm KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dụng dịch thu được 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan. Công thức phân tử của X là: A. C 2 H 5 COOH B. CH 3 COOH C. HCOOH D. C 3 H 7 COOH Bài 6: Lấy 15,6 g hỗn hợp gồm ancol etylic và một ancol đồng đẳng chia thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng Na dư thu được 2,24 L H 2 (đktc). Phần 2 đem trộn với 30 g axit axetic rồi thực hiện phản ứng este, hiệu suất 80% thì thu được m (g) este. Vậy m có giá trị là A. 10,08 g B. 12,96 g C. 13,44 g D. 15,68 g Bài 7: Xà phòng hoá hoàn toàn 89g chất béo X bằng dung dịch NaOH vừa đủ nhận được 9,2g glixerol và m (g) xà phòng. Vậy giá trị của m là A. 78,4 g B. 89,6 g C. 91,8 g D. 96,6 g • Bài tập rèn luyện kỹ năng Bài 1. Lấy 10,4g 1 axit hữu cơ 2 lần axit cho tác dụng vừa đủ với 100 mL dung dịch NaOH 2M được dung dịch X, đem cô cạn dung dịch thì được m(g) muối khan. Vậy giá trị của m là A. 12,6 B. 14,8 C. 16,6 D. 18,8 Bài 2. Chất hữu cơ X (C, H, O) tác dụng được với NaOH nhưng không phản ứng với Na. Lấy m(g) X đốt cháy thì cần 8,4 L oxi, thu được 6,72 L CO 2 và 5,4g H 2 O. Vậy số đồng phân cùng chức với X là A. 3 B. 5 C. 6 D. 4 Bài 3. Đem đun nóng hỗn hợp gồm 2 ancol no, đơn là đồng đẳng kế tiếp với H 2 SO 4 đặc, 140 0 C thu được 8,8g hỗn hợp 3 ete và 1,8g H 2 O. CTPT 2 ancol trong hỗn hợp X: A. CH 3 OH và C 2 H 5 OH B. C 4 H 9 OH và C 5 H 10 OH C. C 3 H 7 OH và C 4 H 9 OH D. C 2 H 5 OH và C 3 H 7 OH Bài 4. Đốt cháy m (g) 1 ancol đơn chức cần V lít oxi, thu được 17,6g CO 2 và 9,0g H 2 O. Vậy thể tích oxi là A. 11,2 L B. 15,68 L C. 13,44 L D. 17,92 L Bài 5. Đốt cháy a (g) hỗn hợp X gồm 2 ancol no, đơn chức thu được 6,72 lít CO 2 (đktc). Nếu đun nóng a (g) hỗn hợp X trên với H 2 SO 4 đặc, 170 0 C thì thu được hỗn hợp Y gồm 2 olefin, đem đốt cháy hết Y thì được b (g) CO 2 và H 2 O. Vậy b có giá trị là A. 15,8 g B. 18,6 g C. 17,2 g D. 19,6 g Bài 6. Đốt cháy hết 0,1 mol axit cacboxylic đơn chức X cần V lít khí oxi, thu được 0,3 mol CO 2 và 0,2 mol H 2 O. Vậy V có giá trị là A. 8,96 L B. 11,2 L C. 6,72 L D. 4,48 L 10 . Môđun 1: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN VỀ LƯỢNG 1.1 Lý thuyết • Bảo toàn khối lượng theo phản ứng: Tổng khối lượng các chất tham gia vào phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau phản. m T là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, m S là tổng khối lượng các chất sau phản ứng. Theo bảo toàn khối lượng, luôn có: m T = m S • Bảo toàn khối lượng về chất Khối lượng của một hợp. CO 2 (đktc) và dung dịch X. Tính khối lượng muối khan khi cô cạn dung dịch X. Bài toán có thể giải theo phương pháp bảo toàn về lượng hoặc tăng giảm khối lượng. A. 14,8 g B. 15,05 g C. 16,8 g