Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bin lun - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 1 Cỏc phng phỏp khỏc mi qua violet/trinhyenkhanh ti nhộ I. nguyên tắc của ph-ơng pháp Ph-ơng pháp biện luận th-ờng sử dụng các công cụ toán học nh- bất đẳng thức, giải ph-ơng trình nghiệm nguyên, kết hợp với những đặc điểm, tính chất, của đối t-ợng cần tìm để giải bài tập. II. Các tr-ờng hợp th-ờng gặp 1. Xác định kim loại Ví dụ 1. Hoà tan hoàn toàn 1,52 g hỗn hợp (X) gồm Fe và kim loại M thuộc nhóm IIA trong dung dịch HCl d- thấy tạo ra 0,672 lít khí (đktc). Mặt khác, 0,95 g kim loại M nói trên không khử hết đ-ợc 2 g CuO ở nhiệt độ cao. Kim loại M là A. canxi. B. beri. C. bagie. D. bari. H-ớng dẫn giải Gọi công thức chung của Fe và kim loại M là R. R + 2HCl RCl 2 + H 2 2 H n = 0,672 22 ,4 = 0,03 (mol) n R = 0,03 mol 1,52 M 0, 03 = 50,67 (g/mol) Do M Fe = 56 g/mol > 50,67 g/mol nên nguyên tử khối của M phải < 50,67 g/mol. Khi cho M tác dụng với CuO : M + CuO MO + Cu n M = x mol < n CuO = 0,025 mol M M = 0, 95 x > 0,95 0,025 = 38 (g/mol) 38 g/mol < M M < 50,67 g/mol ; kết hợp với dữ kiện M là kim loại thuộc nhóm IIA M là canxi (M = 40 g/mol). Đáp án A đúng. Ví dụ 2. Hoà tan m gam một kim loại R vào 200 g dung dịch HCl 7,3% (vừa đủ), thu đ-ợc dung dịch (X) trong đó nồng độ % muối clorua của R là 11,966%. Giá trị của m và tên kim loại R là A. 11 và sắt. B. 11 và mangan. C. 9,732 và magie. D. 9,732 và nhôm. H-ớng dẫn giải 2R + 2nHCl 2RCl n + nH 2 n HCl = 200 7,3 100 36,5 = 0,4 (mol) 2 H n = 0, 4 2 = 0,2 (mol). n RCl m = (m + 0,435,5) = (m + 14,2) g. m dung dịch sau phản ứng = (m + 200 0,4) = (m + 199,6) g. m 14,2 11,96 m 199,6 100 m = 11 n R = R 11 0,4 Mn M R = 27,5n. Lập bảng biện luận ta có : n 1 2 3 R M 27,5 55 82,5 Vậy kim loại R phải là mangan. Đáp án B đúng 2. Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ Trong một số bài tập xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ, nếu chỉ sử dụng những ph-ơng pháp thông th-ờng đôi khi việc giải sẽ rất phức tạp hoặc đi tới bế tắc do không đủ dữ kiện. Khi đó, nếu sử dụng ph-ơng pháp biện luận sẽ cho kết quả tốt hơn. Ví dụ : Đốt cháy hoàn toàn 22,5 g chất hữu cơ (X) thu đ-ợc 49,5 g CO 2 và 27 g H 2 O. Công thức phân tử của (X) là A. C 12 H 16 O 5 . B. C 3 H 8 O 3 . C. C 6 H 8 O. D. C 6 H 16 O H-ớng dẫn giải Phân tích : Ta tính khối l-ợng của C, H có trong 22,5 g (X) rồi so sánh với 22,5 ; nếu tổng khối l-ợng của hai nguyên tố C, H nhỏ hơn 22,5 g thì trong (X) có oxi ; nếu hai khối l-ợng đó bằng nhau thì (X) là hiđrocacbon. Sau đó lập tỉ lệ n C : n H : n O và biện luận để tìm ra công thức phân tử của (X). Bài giải : m C trong 22,5 g (X) = 49, 6 44 12 = 13,5 (g). m H trong 22,5 g (X) = 27 18 2 = 3 (g). Vậy trong 22,5 g (X) có : 22,5 13,5 3 = 6 (g) oxi. Ta có tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố trong (X) là : n C : n H : n O = 13,5 3 6 :: 12 1 16 = 1,125 : 3 : 0,375 = 3 : 8 : 1 Công thức phân tử của (X) có dạng (C 3 H 8 O) n hay C 3n H 8n O n Ta lại có : 8n 23n + 2 n 1 và n là số nguyên d-ơng n = 1 Công thức phân tử của (X) là C 3 H 8 O. 3. Phản ứng giữa hai dung dịch muối Ví dụ : Cho 8,94 g muối MX (M là kim loại kiềm, còn X là halogen) vào dung dịch AgNO 3 d-, sau khi phản ứng kết thúc thu đ-ợc 17,22 g kết tủa. Công thức www.nguoithay.org Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bin lun - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 2 của muối MX là A. NaCl. B. KCl. C. NaBr. D. KBr. H-ớng dẫn giải MX + AgNO 3 MNO 3 + AgX Gọi nguyên tử khối của M, X lần l-ợt là M và X. Ta có : (M + X) g MX phản ứng tạo ra (108 + X) g kết tủa. 8,94 g MX phản ứng tạo ra 17,22 g kết tủa. 17,22M + 8,28X = 965,52 8,61M + 4,14X = 482,76 (1) Do AgX kết tủa nên X phải là Cl hoặc Br hoặc I X 35,5. Mặt khác, để ph-ơng trình (1) có nghiệm thì : 4,14X < (482,76 8,617) X < 102,05. Vậy X chỉ có thể là clo hoặc brom. * Nếu X là clo ta có M = 39 hay M là kali. Muối MX là KCl. * Nếu X là brom ta có M = 17,6 (loại vì không có nghiệm phù hợp). Đáp án B đúng. 4. Xác định số hạt trong nguyên tử Ví dụ : Hợp chất (A) có công thức phân tử là MX x ; trong đó M là kim loại và chiếm 46,667% về khối l-ợng. X là phi kim ở chu kì 3. Trong hạt nhân nguyên tử M có số proton ít hơn số nơtron là 4 hạt, trong hạt nhân nguyên tử X có số proton bằng số nơtron. Tổng số proton trong một phân tử (A) là 58. Xác định M, X và tên gọi của (A). H-ớng dẫn giải Gọi N, N và P, P lần l-ợt là số notron, số proton trong nguyên tử M và nguyên tử X. A (M) = N + P = (2P + 4) A (X) = N + P = 2P Ta có : (xP + P) = 58 %m M = 2P 4 P 2 P 2 46,667 2xP ' 2P 4 xP' P 2 58 2 100 P = 26 xP = 32 Do X là phi kim ở chu kì 3 nên X chỉ có thể là Si (P = 14) ; P (P = 15) ; S (P = 16) hoặc Cl (P = 17). Mặt khác, x phải là số nguyên d-ơng nên chỉ có cặp x = 2 và P = 16 là thoả mãn. Vậy M là sắt ; X là l-u huỳnh và (A) là pirit sắt (FeS 2 ). III. Bài tập có lời giải 1. Bài tập trắc nghiệm Bài 1. Cho hỗn hợp khí (X) gồm 0,1 mol etan, 0,2 mol eten, 0,1 mol etin v 0,36 mol hiđro đi qua ống sứ đựng Ni, đung nóng thu đ-ợc hỗn hợp khí (Y). Dẫn hỗn hợp khí (Y) qua bình đựng n-ớc brom d-, khối l-ợng bình n-ớc brom tăng 1,64 g và có hỗn hợp khí (Z) thoát ra khỏi bình. Khối l-ợng của hỗn hợp khí (Z) là A. 8,20 g. B. 10,28 g. C. 9,58 g. D. 13,26 g. H-ớng dẫn giải Ta có : m (Z) + m khí bị n-ớc brom hấp thụ = m hỗn hợp (Y) = m hỗn hợp (X) = (0,130 + 0,228 + 0,126 + 0,362) = 11,92 (g) m (Z) = 11,92 1,64 = 10,28 (g). Đáp án B đúng. Bài 2. Cho a gam hỗn hợp (M) gồm hai muối NaCl và NaBr tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO 3 thu đ-ợc kết tủa có khối l-ợng gấp m lần khối l-ợng của AgNO 3 đã phản ứng. Khoảng xác định của m là A. m > 0. B. 1,8 < m < 1,9. C. 0,844 < m < 1,106. D. 1,023 < m < 1,189. H-ớng dẫn giải Gọi công thức chung của NaCl và NaBr là NaX. NaX + AgNO 3 NaNO 3 + AgX Ta có : 3 AgX X AgNO m 108 M m 170 = m Giả sử hỗn hợp (M) chỉ có muối NaCl, ta có : m = 108 35,5 170 = 0,844 Giả sử hỗn hợp (M) chỉ chứa muối NaBr ta có : m = 108 80 170 = 1,106 Vậy khoảng xác định của m là : 0,844 < m < 1,106 Đáp án C đúng. Bài 3. Hiđro hoá hoàn toàn 4,2 g một anđehit đơn chức (X) cần vừa đủ 3,36 lít khí hiđro (đktc). Biết (X) chứa không quá 4 nguyên tử C, tên gọi của (X) là A. etanal. B. propenal. C. propanal. D. metanal. H-ớng dẫn giải Gọi công thức phân tử của (X) là C n H 2n+1 2k CHO (n và k là số nguyên tử C và số liên kết trong gốc hiđrocabon). C n H 2n+1 2k CHO + (k + 1)H 2 C n H 2n+1 CH 2 OH (14n + 30 2k) g (k + 1) mol 4,2 g 0,15 mol 2 H n = 0,15 mol 0,15(14n + 30 2k) = 4,2(k + 1) n = 30k 2 14 Do số nguyên tử C trong (X) 4 n 3 ; k 2 Nếu k = 0 n < 0 (loại) Nếu k = 1 n = 2 (thoả mãn) www.nguoithay.org Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bin lun - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 3 Nếu k = 2 n = 4,143 > 4 (loại) Vậy (X) là propenal. Đáp án B đúng. Bài 4. Cho ba hợp chất hữu cơ (X), (Y) và (Z) đều chứa C, H, N trong phân tử. Thành phần % về khối l-ợng của N trong (X), (Y) và (Z) lần l-ợt là 45,16%, 23,73% và 15,05%. Biết (X), (Y) và (Z) đều tác dụng với axit HCl cho ra muối amoni có dạng RNH 3 Cl. Tên gọi (X), (Y) và (Z) lần l-ợt là A. metylamin, etylamin và anilin. B. etylamin, propylamin và phenylamin. C. metylamin, propylamin và benzylamin D. metylamin, propylamin và phenylamin. H-ớng dẫn giải Do cả ba chất (X), (Y) và (Z) đều tác dụng với axit HCl và cho ra muối RNH 3 Cl nên cả ba chất đó đều là amin đơn chức, bậc I. * Gọi công thức phân tử của amin (X) là C a H b N, ta có : 14 45,16 12a + b + 14 100 12a + b = 17 Chỉ có a = 1 và b = 5 thoả mãn. Công thức phân tử của (X) là CH 5 N hay CH 3 NH 2 . Gọi công thức phân tử của amin (Y) là C m H n N, ta có : 14 23,73 12m + n + 14 100 12m + n = 45 Chỉ có cặp m = 3, n = 9 là thoả mãn. Công thức phân tử của (Y) là C 3 H 9 N hay C 3 H 7 NH 2 . * Gọi công thức phân tử của amin (Z) là C p H q N, ta có : 14 15,05 12p + q + 14 100 12p + q = 79 p, q đều là số nguyên d-ơng và q 2p + 3 79 12p 2p + 3 p 76 5,428 14 . Mặt khác, 12p < 79 p < 79 6,583 12 Vậy 5,428 p < 6,583 ; do p l số nguyên d-ơng nên p = 6 và q = 7 Công thức phân tử của (Z) là C 6 H 7 N hay C 6 H 5 NH 2 . Đáp án C đúng. 2. Bài tập tự luận Bài 1. Đốt cháy hoàn toàn a gam một hợp chất hữu cơ (B) chứa C, H, N thu đ-ợc 2,24 lít khí CO 2 , 1,12 lít khí N 2 và 0,25 mol H 2 O. Xác định công thức phân tử của (B). Biết các thể tích khí đ-ợc đo ở đktc. H-ớng dẫn giải Khối l-ợng của các nguyên tố thu đ-ợc khi đốt cháy hoàn toàn a gam (B) là : m C = 12 2, 2 4 22, 4 = 1,2 (g) ; m N = 28 1,12 22, 4 = 1,4 (g) ; m H = 20,25 = 0,5 (g). Ta có tỉ lệ : n C : n H : n N = 1,2 0,5 1,4 :: 12 1 14 = 0,1 : 0,5 : 0,1 = 1 : 5 : 1 Công thức thực nghiệm của (B) là C n H 5n N n . Do 5n 2n + 2 + n n 1 n = 1. Vậy công thức phân tử của (X) là CH 5 N. Bài 2. Oxi hoá hoàn toàn 4,6 g chất hữu cơ (D) bằng CuO đun nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thu đ-ợc 4,48 lít khí CO 2 (đktc) và n-ớc, đồng thời thấy khối l-ợng chất rắn thu đ-ợc giảm 9,6 g so với khối l-ợng của CuO ban đầu. Xác định công thức phân tử của (D). H-ớng dẫn giải Sơ đồ phản ứng : (D) + CuO CO 2 + H 2 O + Cu Khối l-ợng của CuO giảm là do một phần oxi trong CuO chuyển vào CO 2 và n-ớc. (Khối l-ợng oxi đã chuyển vào CO 2 và n-ớc = 9,6 g). Nên có thể tóm tắt sơ đồ phản ứng nh- sau : (D) + [O] CO 2 + H 2 O 2 CO 4,48 m 22,4 44 = 8,8 (g) m C = 8,8 22 12 = 2,4 (g). Theo định luật bảo toàn khối l-ợng, ta có : 1,2 0,5 1,4 :: 12 1 14 2 HO m = 4,6 + 9,6 8,8 = 5,4 (g) m H = 5,4 18 2 = 0,6 (g). m O có trong 4,6 g (D) = 4,6 2,4 0,6 = 1,6 (g). Ta có tỉ lệ : n C : n H : n O = 2, 4 0,6 1,6 :: 12 1 16 = 0,2 : 0,6 : 0,1 = 2 : 6 : 1 Công thức thực nghiệm của (D) là C 2n H 6n O n . Ta có : 6n 22n + 2 n 1 và n nguyên d-ơng n = 1. Công thức phân tử của (D) là C 2 H 6 O. Bài 3. Đốt cháy hoàn toàn 3,1 g chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 0,225 mol oxi, thu đ-ợc 4,4 g CO 2 , hơi n-ớc và 1,12 lít khí nitơ (đktc). Xác định công thức phân tử của (A). H-ớng dẫn giải Khối l-ợng của các nguyên tố thu đ-ợc khi đốt cháy hoàn toàn 3,1 g (A) là : m C = 12 4, 4 44 = 1,2 (g) ; m N = 28 1,12 22, 4 = 1,4 (g). www.nguoithay.org Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bin lun - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 4 m oxi cần dùng là = 0,22532 = 7,2 (g). Theo định luật bảo toàn khối l-ợng, ta có : m (A) + 2 O n = 2 CO m + 2 HO m + 2 N m 2 HO m = 4,5 g m H = 2 4,5 18 = 0,5 (g). Ta có tỉ lệ : n C : n H : n N = 1,2 0,5 1,4 :: 12 1 14 = 0,1 : 0,5 : 0,1 = 1 : 5 : 1 Công thức thực nghiệm của (A) là C n H 5n N n . Do 5n 2n + 2 + n n 1 n = 1. Vậy công thức phân tử của (A) là CH 5 N. Bài 4. Hỗn hợp (X) gồm một số hiđrocacbon mạch hở là đồng đẳng liên tiếp nhau có tổng phân tử khối là 648. Cho biết phân tử khối chất nặng nhất gấp 8 lần phân tử khối chất nhẹ nhất. Xác định công thức phân tử của các hiđrocacbon. H-ớng dẫn giải Các hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp thì phân tử khối của chúng lập thành một cấp số cộng có công sai là 14. Gọi số hiđrocacbon có trong (X) là n. Ta có : M n = 8M 1 = M 1 + (n 1)14 7M 1 = (n 1)14 M 1 = 2(n 1) (1) S n = 1n MM 2 n = 648 1 9M n 2 = 648 hay M 1 = 144 n (2) Từ (1) và (2), ta có ph-ơng trình : n 2 n 72 = 0 Giải ra ta đ-ợc n = 9 (loại nghiệm n = 8) M 1 = 16. Gọi công thức phân tử của hiđrocacbon này là C x H y , ta có : 12x + y = 16 Chỉ có x = 1 và y = 4 thoả mãn. Vậy 9 hiđrocacbon đó là : CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 4 H 10 , C 5 H 12 , C 6 H 14 , C 7 H 16 , C 8 H 18 và C 9 H 20 . Bài 5. Hỗn hợp (X) gồm nhiều ankan liên tiếp nhau. Tổng phân tử khối của các ankan trong hỗn hợp (X) là 204. Xác định công thức của các ankan trong hỗn hợp (X). H-ớng dẫn giải T-ơng tự nh- bài 4, ta có : M n = M 1 + (n 1)14 S n = 1n MM 2 n = 1 2M 14(n 1 ) 2 n = 204 [M 1 + 7(n 1)]n = 204 M 1 + 7(n 1) = 204 n (1) 7(n 1) < 204 n 7n 2 7n 204 < 0 Giải ra ta đ-ợc 4,92 < n < 5,92 (n nguyên, d-ơng) 1 n 5. Thay các giá trị của n vào (1) ta thấy chỉ có n = 4, M 1 = 30 là thoả mãn. Vậy hỗn hợp (X) gồm bốn ankan : C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 4 H 10 và C 5 H 12 . IV. Bài tập tự giải 1. Bài tập trắc nghiệm Bài 1. Đốt cháy hoàn toàn 0,448 lít hỗn hợp khí (A) gồm propan và một hiđrocacbon không no (X) thu đ-ợc 2,2 g khí cacbonic và 1,08 g n-ớc. Công thức phân tử của hiđrocacbon (X) là A. C 2 H 2 . B. C 2 H 4 . C. C 3 H 4 . D. C 3 H 6 . Đáp án : B Bài 2. Cho 3 hợp chất hữu cơ (X), (Y) và (Z). Thành phần % về khối l-ợng của các nguyên tố trong (X) là : cacbon 24,24% ; hiđro 4,04% và clo 71,71%. Khi đốt cháy 0,12 g chất (Y) thu đ-ợc 0,176 g CO 2 và 0,072 g H 2 O. Thuỷ phân (X) hoặc khử (Y) đều thu đ-ợc (Z). Các chất (X), (Y), (Z) lần l-ợt là A. 1,1 đicloetan, etanđial và etanđiol. B. 1,1,2 tricloetan, 2 hiđroxietannal và etanđiol. C. etyl clorua, etanal và etanol. D. 1,2 đicloetan, 2 hiđroxietanal và etanđiol. Đáp án : D Bài 3. Hỗn hợp (X) gồm hai hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp. Phân tử khối trung bình của hỗn hợp (X) là 31,6. Cho 6,32 g hỗn hợp (X) lội qua 200 g dung dịch chứa chất xúc tác thích hợp thì thu đ-ợc dung dịch (Y) và thấy thoát ra 2,688 lít khí khô (Z) ở đktc. Phân tử khối trung bình hỗn hợp (Z) là 33. Biết rằng dung dịch (Y) chứa anđehit. Nồng độ % của anđehit trong dung dịch (Y) là A. 1,043%. B. 1,208%. C. 1,305%. D. 1,407%. Đáp án : C Bài 4. Trong hạt nhân nguyên tử M có số proton ít hơn số nơtron là 4 hạt. Trong hạt nhân nguyên tử X có số proton bằng số nơtron. Tổng số proton trong hợp chất MX n là 58. Công thức phân tử hợp chất MX n là A. FeS 2 . B. MgO. C. FeS. D. FeO. Đáp án : A Bài 5. Cho hỗn hợp (X) gồm a mol Mg và b mol Zn vào dung dịch (Y) chứa x mol Cu(NO 3 ) 2 và y mol AgNO 3 . Biết a < y x + 2 ; biểu thức liên hệ giữa b với a, x và y để dung dịch sau phản ứng chứa 3 ion kim loại là A. b > (x a) B. b < (x a) C. b < y x + - a 2 D. b < y x + 2 Đáp án : C www.nguoithay.org Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bin lun - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 5 Bài 6. (X) là ancol no, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 0,35 mol (X) cần vừa đủ 31,36 lít oxi (đktc). Biết ancol (X) có khả năng hoà tan Cu(OH) 2 tạo thành dung dịch có màu xanh. Tên gọi của (X) là A. glixerol (glixerin hay propan 1,2,3 triol). B. etan 1,2 điol. C. propan 1,2 điol. D. propan 1,3 điol. Đáp án : C Bài 7. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol axit hữu cơ (X) đơn chức cần 3,36 lít khí oxi (đktc). Tên gọi của X là A. axit acrylic (axit propenoic). B. axit fomic (axit metanoic). C. axit axetic (axit etanoic). D. axit metacrylic (axit 2 metylpropenoic). Đáp án : A Bài 8. Oxi hoá 4,0 g một monoancol thì thu đ-ợc 5,6 g hỗn hợp (X) gồm anđehit, ancol và n-ớc. Cho hỗn hợp (X) tác dụng hết với dung dịch AgNO 3 /NH 3 d- thì khối l-ợng bạc thu đ-ợc là A. 10,8 g. B. 21,6 g. C. 16,2 g. D. 43,2 g. Đáp án : D Bài 9. (X) là một hiđrocacbon mạch hở. 0,1 mol (X) tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch Br 2 /CCl 4 1M tạo ra một dẫn xuất có chứa 90,22% brom về khối l-ợng. Biết hiđrocacbon (X) tác dụng với dung dịch AgNO 3 /NH 3 tạo ra kết tủa. Công thức cấu tạo của hiđrocacbon (X) là A. CH C C CH. B. CH 2 = CH C CH. C. CH 2 = CH CH 2 C CH. D. CH C CH 2 C CH. Đáp án : B Bài 10. Hỗn hợp (X) chứa hai axit cacboxylic no, đơn chức là đồng đẳng kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Trộn đều hỗn hợp (X) với một axit thuộc dãy đồng đẳng của axit acrylic đ-ợc hỗn hợp (Y). Lấy 2,96 g hỗn hợp (Y) cho tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sau phản ứng cô cạn dung dịch thu đ-ợc 4,06 g hỗn hợp muối khan. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 5,92 g hỗn hợp (Y) thu đ-ợc 4,48 lít khí CO 2 (đktc). Tên gọi của các axit trong hỗn hợp (Y) là A. axit metanoic, axit etanoic, axit acrylic. B. axit metanoic, axit etanoic, axit metacrylic. C. axit etanoic, axit propanoic, axit acrylic. D. axit etanoic, axit propanoic, axit metacrylic. Đáp án : A 2. Bài tập tự luận Bài 1. Nạp một hỗn hợp khí (X) gồm hiđrocacbon (A) và oxi (d-) theo tỉ lệ thể tích 1 : 4 vào khí nhiên kế. Sau khi cho nổ và ng-ng tụ hơi n-ớc rồi đ-a về nhệt độ ban đầu thì thu đ-ợc hỗn hợp khí (Y). áp suất của hỗn hợp (Y) bằng một nửa áp suất của hỗn hợp khí (X). Xác định công thức phân tử của hiđrocacbon (A). Đáp án : Công thức phân tử của hiđrocacbon (A) là C 2 H 6 (etan) Bài 2. Hỗn hợp (X) gồm x hiđrocacbon mạch hở có dạng tổng quát là C n H m ; trong đó m lập thành cấp số cộng có tổng bằng 32 và có công sai bằng 4. Tổng phân tử khối của các hiđrocacbon trong hỗn hợp (X) là 212. Phân tử khối của các hiđrocacbon từ M 1 đến M x 1 cũng lập thành cấp số cộng có công sai bằng 16. Xác định công thức phân tử của các hiđrocacbon trong hỗn hợp (X). Đáp án : C 2 H 2 , C 3 H 6, C 4 H 10 và C 6 H 14 Bài 3. Cho 4,58 g hỗn hợp (A) gồm ba kim loại Zn, Fe và Cu vào cốc đựng 85 ml dung dịch CuSO 4 1M. Sau phản ứng thu đ-ợc dung dịch (B) và kết tủa (C). Lọc tách kết tủa (C) rồi nung trong không khí đến khối l-ợng không đổi đ-ợc 6 g chất rắn (D). Thêm NaOH d- vào dung dịch (B), lọc kết tủa, rửa sạch rồi nung ở nhiệt độ cao đến khối l-ợng không đổi thì đ-ợc 5,2 g chất rắn (E). Tính thành phần phần trăm theo khối l-ợng của từng kim loại trong hỗn hợp (A). Giả thiết rằng các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Đáp án : Zn (28,38%) ; Fe (36,68%) ; Cu (34,94%) Bài 4. Cho 0,702 g muối RX (R là kim loại kiềm còn X là halogen) tác dụng với dung dịch AgNO 3 d Sau khi phản ứng kết thúc thu đ-ợc dung dịch (A) và 1,722 g kết tủa (B). Xác định các nguyên tố R và X. Đáp án : R là natri và X là clo Bài 5. Cho 2 dung dịch : dung dịch (A) chứa Al 2 (SO 4 ) 3 và dung dịch (B) chứa NaOH đều ch-a biết nồng độ. Tiến hành hai thí nghiệm sau : Thí nghiệm 1 : Trộn 100 ml dung dịch (A) với 120 ml dung dịch (B) thu đ-ợc kết tủa. Nung kết tủa đó đến khối l-ợng không đổi đ-ợc 2,04 g chất rắn. Thí nghiệm 2 : Trộn 100 ml dung dịch (A) với 200 ml dung dịch (B) thu đ-ợc kết tủa. Nung kết tủa đó đến khối l-ợng không đổi đ-ợc 2,04 g chất rắn. a) Xác định nồng độ mol của hai dung dịch (A) và (B). b) Phải thêm vào 100 ml dung dịch (A) bao nhiêu mililít dung dịch (B) để chất rắn thu đ-ợc sau khi nung kết tủa có khối l-ợng 1,36 g ? Đáp án : a) [Al 2 (SO 4 ) 3 ] = 0,3M ; [NaOH] = 1M b) V B = 80 ml hoặc V B = 640/3ml Bài 6. Cho 3,72 g hỗn hợp (A) gồm hai kim loại Zn và Fe vào 200 ml dung dịch (B) chứa hỗn hợp HCl 0,5M và H 2 SO 4 0,15M. a) Hỗn hợp (A) đã tan hết trong dung dịch (B) hay ch-a ? b) Nếu khối l-ợng khí hiđro bay lên là 0,12 g thì khối l-ợng muối khan thu đ-ợc khi cô cạn dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu gam ? Đáp án : a) Hỗn hợp (A) đã tan hết trong dung dịch (B) b) 8,23 g khối l-ợng muối 8,73 g Bài 7. Cho 2,2 g hỗn hợp (A) gồm hai kim loại Al và Fe phản ứng hoàn toàn với 2 lít dung dịch HCl 0,3M (D = 1,05 g/ml). www.nguoithay.org Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bin lun - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 6 a) Tính thể tích khí hiđro bay lên ở đktc. b) Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch thu đ-ợc sau phản ứng. Đáp án : V hiđro = 6,72 lít ; C%AlCl 3 = 1,27% Bài 8. Cho 3,94 g hỗn hợp (A) gồm hai kim loại M và M (có hoá trị không đổi và đều đứng tr-ớc hiđro trong dãy hoạt động hoá học) tan hoàn toàn trong dung dịch hỗn hợp HCl và H 2 SO 4 loãng thấy có 1,12 lít khí hiđro bay lên (đktc). Tính khối l-ợng muối thu đ-ợc. Đáp án : 7,49 g khối l-ợng muối 8,74 g Bài 9. Hoà tan 19,2 g kim loại R trong dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng, d- thu đ-ợc SO 2 (là sản phẩm khử duy nhất). Cho khí này hấp thụ hoàn toàn vào 1 lít dung dịch NaOH 0,7M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đ-ợc 41,8 g chất rắn khan. Xác định kim loại R. Đáp án : Kim loại R là đồng Bài 10. Đun nóng một ankan (A) ở thể khí với chất xúc tác thích hợp để xảy ra phản ứng tách một phân tử H 2 , sau phản ứng thu đ-ợc hỗn hợp khí (A) có tỉ khối so với hiđro bằng 12,571. Lập công thức phân tử của (A) và tính hiệu suất của phản ứng tách hiđro. Đáp án : Có hai tr-ờng hợp : * C 2 H 6 (H = 19,3%) * C 3 H 8 (H = 75%) Bài 11. Cho hỗn hợp (X) gồm hai kim loại Al và M, trong đó số mol M nhiều hơn số mol Al. Hoà tan hoàn toàn 1,08 g hỗn hợp (X) bằng 100 ml dung dịch HCl thu đ-ợc 1,176 lít khí (đktc) và dung dịch (Y). Cho dung dịch (Y) tác dụng với dung dịch AgNO 3 d- thu đ-ợc 17,9375 g kết tủa. Biết M có hoá trị II, tính nồng độ mol của dung dịch HCl và xác định kim loại M. Đáp án : [HCl] = 1,25M ; M là magie Bài 12. Một hỗn hợp khí (A) gồm ba hiđrocacbon (X), (Y), (Z), trong đó (Y) và (Z) có cùng số nguyên tử C trong phân tử và số mol (X) gấp 4 lần tổng số mol của (Y) và (Z) có trong hỗn hợp. Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp (A) thu đ-ợc 1,568 lít khí CO 2 và 2,025 g n-ớc. Xác định công thức phân tử của ba hiđrocacbon trong hỗn hợp khí (A), biết các thể tích khí đều đo ở đktc. Đáp án : Hỗn hợp (A) gồm ba hiđrocacbon CH 4 , C 3 H 8 , C 3 H 4 hoặc ba hiđrocacbon CH 4 , C 3 H 8 , C 3 H 6 Bài 13. Hỗn hợp (A) gồm hai kim loại X và Y có hoá trị không đổi và khác hoá trị I. Lấy 7,68 g hỗn hợp (A) chia thành hai phần bằng nhau : Phần (1) nung trong oxi d- đến phản ứng hoàn toàn thu đ-ợc 6,0 g hỗn hợp chất rắn (B) gồm hai oxit. Phần (2) hoà tan hoàn toàn trong dung dịch chứa HCl và H 2 SO 4 loãng, thu đ-ợc V lít khí H 2 (đktc) và dung dịch (C). Cô cạn dung dịch (C) đ-ợc m gam muối khan. a) Tính V và tìm khoảng xác định của m. b) Xác định hai kim loại X và Y, biết số mol của hỗn hợp (A) ứng với mỗi phần trên là 0,1 mol và M X , M Y > 20 g/mol. Đáp án : a) 13,425 < m < 16,8 ; b) X và Y là nhôm và kẽm Bài 14. Để đốt cháy hoàn toàn 1 mol axit cacboxylic đơn chức (X) cần vừa đủ 3,5 mol oxi. a) Tìm công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của (X). b) Trộn 7,4 g (X) với một l-ợng vừa đủ ancol no (Y) rồi đun nóng hỗn hợp với axit H 2 SO 4 đặc. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu đ-ợc 8,7 g este (Z). Trong phân tử (Z) chỉ có nhóm chức este. Tìm công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của ancol (Y), biết tỉ khối của (Y) so với oxi nhỏ hơn 2. Đáp án : a) Công thức phân tử của (X) là C 3 H 6 O 2 (CH 3 CH 2 COOH) b) Công thức phân tử của (Y) là C 2 H 6 O 2 (HOCH 2 CH 2 OH) Bài 15. Nhiệt phân hoàn toàn 20 g hỗn hợp (A) gồm MgCO 3 , CaCO 3 và BaCO 3 thu đ-ợc khí (B) và chất rắn (D). Cho khí (B) hấp thụ hết vào n-ớc vôi trong thu đ-ợc 10 g kết tủa và dung dịch (E). Đun nóng dung dịch (E) tới phản ứng hoàn toàn thấy tạo thành thêm 6,0 g kết tủa. Tìm khoảng xác định của thành phần % về khối l-ợng của MgCO 3 trong hỗn hợp (A). Đáp án : 52,5% < % 3 MgCO m < 86,75% Bài 16. Khối l-ợng riêng của hỗn hợp (X) gồm C 2 H 4 , C 3 H 6 và H 2 (đktc) là a g/lít. Khi cho hỗn hợp (X) đi qua bình kín có xúc tác Ni đun nóng một thời gian thì thu đ-ợc hỗn hợp khí (Y). Với những giá trị nào của a thì hỗn hợp (Y) không làm mất màu dung dịch brom ? Đáp án : Có hai tr-ờng hợp : 0,6696 < a < 0,9821 hoặc a 0,6696 Bài 17. Chất hữu cơ (A) chứa C, H, O và N. Khi đốt cháy hoàn toàn (A) thu đ-ợc số mol n-ớc gấp 1,75 lần số mol CO 2 . Tổng số mol CO 2 , H 2 O tạo thành bằng hai lần số mol oxi đã phản ứng ; M (A) < 95 g/mol. Xác định công thức phân tử của (A). Đáp án : Công thức phân tử của (A) là C 2 H 7 O 2 N Bài 18. Hỗn hợp khí (A) gồm một olefin và hiđro (có tỉ lệ mol là 1 : 1) ở 82 0o C, 1 atm. Cho hỗn hợp (A) đi qua ống đựng bột Ni đun nóng (làm xúc tác) ; sau một thời gian phản ứng thu đ-ợc hỗn hợp khí (B) có tỉ khối so với hiđro bằng 23,2. Biết hiệu suất phản ứng cộng hiđro là H, xác định công thức phân tử của olefin và tính H. Đáp án : Có ba tr-ờng hợp thoả mãn : *C 4 H 8 ; H = 75% *C 5 H 10 ; H = 44,8% * C 6 H 12 ; H = 14,6% Bài 19. Hoà tan lần l-ợt a gam Mg, b gam Fe và c gam một oxit sắt trong dung dịch H 2 SO 4 loãng, d- thu đ-ợc 1,23 lít khí hiđro (ở 27 0 C, 1 atm) và dung dịch (B). 1/5 l-ợng dung dịch (B) tác dụng vừa đủ với 60 ml dung dịch KMnO 4 0,05M www.nguoithay.org Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bin lun - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 7 thu đ-ợc 7,314 g muối trung hoà. Xác định công thức của oxit sắt đã dùng. Đáp án : Fe 3 O 4 Bài 20. Nguyên tố brom có hai đồng vị A 1 và A 2 . Tổng số các hạt không mang điện trong A 1 và A 2 là 90. Nếu cho 1,2 g Ca tác dụng vừa đủ với brom thu đ-ợc 5,994 g canxi bromua (CaBr 2 ). Biết tỉ lệ số khối của A 1 và A 2 là 605 : 495. a) Tính nguyên tử khối trung bình của brom, A 1 và A 2 . b) Có bao nhiêu nguyên tử A 1 và bao nhiêu nguyên tử A 2 trong 1 phân tử Br 2 ? Đáp án : a) M = 79,9 ; A 1 = 79 và A 2 = 81 b) * Số nguyên tử đồng vị 79 35 Br = 3,313. 10 23 * Số nguyên tử đồng vị 81 35 Br = 2,71. 10 23 www.nguoithay.org . mangan. Đáp án B đúng 2. Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ Trong một số bài tập xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ, nếu chỉ sử dụng những ph-ơng pháp thông th-ờng đôi khi. 7 Công thức phân tử của (Z) là C 6 H 7 N hay C 6 H 5 NH 2 . Đáp án C đúng. 2. Bài tập tự luận Bài 1. Đốt cháy hoàn toàn a gam một hợp chất hữu cơ (B) chứa C, H, N thu đ-ợc 2,24 lít khí. là A. glixerol (glixerin hay propan 1,2,3 triol). B. etan 1,2 điol. C. propan 1,2 điol. D. propan 1,3 điol. Đáp án : C Bài 7. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol axit hữu cơ (X) đơn chức cần 3,36