Phương pháp bảo toàn khối lượng

Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com I. Cơ sở của phơng pháp Cơ sở của phơng pháp là định luật bảo toàn khối lợng : Trong một phản ứng hoá học, tổng khối lợng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lợng các sản phẩm. Đồng tác giả của định luật này là Lômônôxốp [Lomonosov (17111765) Nga] và Lavoadiê [Lavoisier (1743 1794) Pháp]. Hệ quả 1 : Vế trớc của phơng trình phản ứng có bao nhiêu nguyên tố thì vế sau cũng có bấy nhiêu nguyên tố đó. Hệ quả 2 : Vế trớc của phản ứng có bao nhiêu nguyên tử của một nguyên tố thì vế sau cũng có bấy nhiêu nguyên tử của nguyên tố đó. Hệ quả 3 : Dù cho trong các phản ứng hoá học, các chất phản ứng với nhau vừa đủ hay d thì khối lợng các chất trớc phản ứng luôn bằng khối lợng các chất sau phản ứng (gồm sản phẩm của phản ứng và chất d). II. Các trờng hợp thờng gặp 1. Phản ứng của kim loại với phi kim Ví dụ 1. Oxi hoá hoàn toàn 7,92 g hỗn hợp bột (X) gồm hai kim loại Fe và Cu thu đợc 10,32 g hỗn hợp (Y) chứa hai oxit. Đun nóng hỗn hợp (Y) rồi cho khí CO đi qua. Thể tích khí CO (đktc) cần dùng để khử hoàn toàn hỗn hợp (Y) là A. 2,24 lít. B. 3,36 lít. C. 4,48 lít. D. 6,72 lít. Hớng dẫn giải m oxi = 10,32 7,92 = 2,4 (g) n O = 2,4 16 = 0,15 (mol). Sơ đồ phản ứng : CO + [O] CO 2 Số mol CO phản ứng bằng số mol O phản ứng. V CO = 0,15ì 22,4 = 3,36 (lít). Đáp án B đúng. Ví dụ 2. Cho m gam hỗn hợp ba kim loại Fe, Cu và Al vào một bình kín có chứa 1 mol oxi. Nung nóng bình một thời gian cho đến khi thể tích oxi giảm đi 3,5% thì thu đợc 2,12 g chất rắn. Tính m. Hớng dẫn giải Phân tích : Có rất nhiều em học sinh khi giải bài tập này đã viết đầy đủ 3 ph- ơng trình hoá học rồi đặt ẩn và giải. Thực tế là ta không biết đợc có bao nhiêu % mỗi kim loại đã phản ứng với oxi nên việc giải hệ phơng trình là không thể thực hiện đợc. Dễ dàng nhận thấy tổng khối lợng của hỗn hợp sau phản ứng bằng khối lợng kim loại ban đầu cộng với khối lợng oxi đã phản ứng. Cho nên chỉ việc tính khối lợng oxi đã phản ứng là bao nhiêu, sau đó lấy khối lợng chất rắn thu đợc sau phản ứng trừ đi khối lợng oxi đã phản ứng ta sẽ tính đợc khối lợng các kim loại ban đầu. Bài giải : n oxi phản ứng = 3,5 = 0,035 (mol) 100 . m oxi đã phản ứng = 0,035ì32 = 1,12 (g). Khối lợng các kim loại bằng khối lợng chất rắn sau phản ứng trừ đi khối lợng oxi đã phản ứng m = (2,12 1,12) = 1 (g). 2. Phản ứng của kim loại với axit Ví dụ 1. Cho m gam hỗn hợp gồm các kim loại hoạt động tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc dung dịch (X) và n mol khí (đktc). Cô cạn dung dịch (X) thu đợc p gam muối khan. Biểu thức liên hệ giữa m, n và p là A. p = m + 71n. B. p = 2m + 71. C. p = m + 35,5n. D. p = 2m + 35,5n. Hớng dẫn giải Ta có : m muối = m kim loại + m HCl phản ứng m hiđro bay lên p = m + 73n 2n = m + 71n. Đáp án A đúng. Ví dụ 2. Hỗn hợp (X) gồm kim loại R (hoá trị II) và nhôm. Cho 7,8 g hỗn hợp (X) tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng, d. Khi phản ứng kết thúc thu đợc dung dịch chứa hai muối và 8,96 lít khí (đktc). Tính khối lợng muối thu đợc và thể tích dung dịch axit H 2 SO 4 2M tối thiểu đã dùng. (Trích đề thi tuyển sinh vào khối chuyên hoá trờng ĐH KHTN Hà Nội 2007) Hớng dẫn giải Phân tích : Do cha biết R là kim loại gì nên nhiều em học sinh giải bài tập này theo hớng tìm kim loại R trớc, sau đó mới tính khối lợng của hỗn hợp muối, cách giải này dẫn đến việc phải biện luận khá dài dòng và không bám sát yêu cầu đề ra (chỉ yêu cầu tính khối lợng muối chứ không phải xác định kim loại R). Nếu chú ý ta thấy số mol khớ H 2 sinh ra bao giờ cũng bằng số mol axit H 2 SO 4 phản ứng, vận dụng định luật bảo toàn khối lợng ta sẽ tính đợc khối lợng của hai muối rất nhanh. Bài giải : Các phơng trình hoá học : R + H 2 SO 4 RSO 4 + H 2 2Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 H 2 n = 8,96 = 0,4 (mol) 22,4 2 4 H SO n phản ứng = 0,4 mol. Theo hai phơng trình hoá học trên và định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m kim loại + 2 4 H SO m phản ứng = m muối + m hiđro 7,8 + 98ì0,4 = m muối + 2ì0, 4 m muối = 46,2 (g). +) Khối lợng muối thu đợc là 46,2 g. +) Thể tích dung dịch axit H 2 SO 4 tối thiểu cần dùng là 0,4 = 0,2 2 (lít). 3. Phản ứng của oxit kim loại với axit Ví dụ : Ho tan ho n to n 2,81 g hỗn hợp gồm Fe 2 O 3 , MgO và ZnO trong 500 ml dung dịch H 2 SO 4 0,1M (vừa đủ). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì khối l- Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 1 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com ợng muối khan thu đợc là A. 6,81 g. B. 4,81 g. C. 3,81 g. D. 5,81 g. (Trích thi tuyn sinh v o i hc khi A nm 2007) Hớng dẫn giải Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O MgO + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 O ZnO + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 O Ta thấy : n nớc sinh ra = 2 4 H SO n phản ứng = 0,05 mol. Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : 2,81 + 0,05ì98 = m hỗn hợp muối sunfat khan + 18ì0,05 m hỗn hợp muối sunfat khan = 6,81 g. Đáp án A đúng. 4. Phản ứng của kim loại với ancol Ví dụ 1. Cho 2,48 g hỗn hợp hai ancol no, đơn chức (hỗn hợp X) tác dụng vừa đủ với kim loại Na thu đợc 672 ml khí hiđro (đktc) và hỗn hợp hai ancolat natri (hỗn hợp Y). Khối lợng hỗn hợp (Y) là A. 3,80 g. B. 3,14 g. C. 3,17 g. D. 3,86 g. Hớng dẫn giải Gọi công thức chung của hai ancol là ROH. 2ROH + 2Na 2RONa + H 2 H 2 n = 0,672 = 0,03 (mol) 22,4 n Na phản ứng = 0,06 mol. m Na phản ứng = 0,06ì23 = 1,38 (g). Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m (Y) = m (X) + m Na H 2 m = 2,48 + 1,38 0,06 = 3,80 (g). Đáp án A đúng. Ví dụ 2. Cho 1,52 g hỗn hợp hai ancol đơn chức tác dụng với Na vừa đủ thu đợc 2,18 g chất rắn và V lít khí H 2 (đktc). Tính V. Hớng dẫn giải Gọi số mol H 2 sinh ra là x, ta có : 1,52 + 23ì2x = 2,18 + 2x x = 0,015. Vậy V = 0,015ì22,4 = 0,336 (lít). 5. Phản ứng đốt cháy các hợp chất Ví dụ 1. Cho 6,76 g hỗn hợp axit axetic, ancol metylic và phenol tác dụng vừa đủ với kim loại kali, thấy thoát ra 0,672 lít khí hiđro (đktc) và dung dịch (X). Cô cạn dung dịch (X) thu đợc m gam chất rắn. Giá trị của m là A. 9,04. B. 7,87. C. 9,07. D. 7,90. Hớng dẫn giải H 2 n = 0,672 22,4 = 0,03 (mol). n K phản ứng = 0,06 mol m K phản ứng = 2,34 g. Ta có : 6,76 + 2,34 = m chất rắn + 0,03ì2 m chất rắn = 9,04 g. Đáp án A đúng. Ví dụ 2. Để đốt cháy 16 g hợp chất hữu cơ (X) cần dùng 44,8 lít khí oxi, sau phản ứng thu đợc V lít khí CO 2 và m gam nớc với tỉ lệ 2 2 H O CO n : n = 2 : 1. Hãy tính V và m (các thể tích khí đo ở đktc). Hớng dẫn giải Phân tích : Do đề bài cho thể tích oxi nên chúng ta phải chuyển đổi sang khối lợng, các sản phẩm của phản ứng cháy có mối liên hệ về số mol nên chúng ta chỉ việc đặt một ẩn (chẳng hạn ẩn số là số mol của khí cacbonic) rồi áp dụng định luật bảo toàn khối lợng để tính khối lợng của CO 2 và H 2 O, sau đó đổi ra thể tích của khí CO 2 . Bài giải Sơ đồ phản ứng : X + O 2 CO 2 + H 2 O n oxi = 2 mol m oxi = 2ì32 = 64 (g). Gọi số mol CO 2 là a Số mol nớc là 2a. Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : 44a + 18aì2 = 16 + 64 = 80 a = 1. Vậy V = 1ì22,4 = 22,4 (lít) ; m = 2ì18 = 36 (g). Vớ d 3. Đốt cháy hoàn toàn a gam chất (X) (là hợp chất của photpho) cần a/17 mol O 2 thu đợc P 2 O 5 và 13,5a/17 gam nớc. Xác định công thức phân tử của (X). Biết M X < 65 g/mol. (Trích đề thi tuyển sinh vào Đại học Đà Nẵng nm 2001) Hớng dẫn giải Sơ đồ phản ứng : (X) + O 2 P 2 O 5 + H 2 O Khối lợng P trong a gam (X) là 15,5a 17 gam. Khối lợng H trong a gam (X) là 1,5a 17 gam. Khối lợng P và H trong a g (X) là : 15,5a 17 + 1,5a 17 = m X cháy = a gam. Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 2 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Vậy trong (X) không có oxi n P : n H = ì 15,5a 1,5a : = 1:3 17 31 17 (X) có công thức dạng (PH 3 ) n ; do M X = 34n < 65 g/mol nên n = 1. Vy CTPT (X) là PH 3 . 6. Phản ứng của muối với axit Ví dụ 1. Cho 7,26 g hỗn hợp (X) gồm ba muối Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , CaCO 3 tan hoàn toàn trong dung dịch HCl d, thấy có 1,344 lít khí không màu bay ra (đktc) và dung dịch (Y). Cô cạn dung dịch (Y) thu đợc m gam muối khan. Giá trị của m là A. 7,38. B. 7,92. C. 4,62. D. 9,0. Hớng dẫn giải Sơ đồ phản ứng : Muối cacbonat + HCl muối clorua + CO 2 + H 2 O 2 2 CO H O n n = sinh ra = 0,06 mol ; n HCl phản ứng = 2ì0,06 = 0,12 (mol). 7,26 + 36,5ì0,12 = m muối clorua + 0,06(44 + 18) m muối clorua = 7,92 g. Đáp án B đúng. Ví dụ 2. Hỗn hợp (A) gồm hai muối cacbonat của một kim loại hoá trị II và một kim loại hoá trị III. Hoà tan 10 g hỗn hợp (A) bằng dung dịch HCl d, thu đợc dung dịch (X) và 0,672 lít CO 2 (đktc). Hỏi cô cạn dung dịch (X) thu đợc bao nhiêu gam muối khan ? Hớng dẫn giải Phân tích : Nhiều em học sinh "băn khoăn" liệu HCl d thì có thể tính đợc khối l- ợng muối khan theo định luật bảo toàn khối lợng hay không ? Thực tế axit HCl rất dễ bay hơi nên khi cô cạn dung dịch (X) thì HCl sẽ bay hơi cùng với nớc. Tính khối lợng muối khan khi cô cạn dung dịch (X) là tính khối lợng hỗn hợp muối clorua tạo thành sau phản ứng. Bài giải : Gọi công thức phân tử của hai muối cacbonat là MCO 3 và M 2 (CO 3 ) 3 . Ta có các phơng trình hoá học : MCO 3 + 2HCl MCl 2 + H 2 O + CO 2 M 2 (CO 3 ) 3 + 6HCl 2MCl 3 + 3H 2 O + 3CO 2 Theo hai phơng trình trên, ta có : 2 2 CO H O n n = CO 2 n = 0,672 = 0,03 22,4 (mol) 2 H O n = 0,03 mol. n HCl phản ứng = 2 CO 2 n = 2ì0,03 = 0,06 (mol). Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m hỗn hợp (A) + m axit HCl phản ứng = m hỗn hợp muối clorua + 2 O H m + 2 CO m 10 + 36,5ì0,06 = m hỗn hợp muối clorua + 0,03(18 + 44) m muối khan thu đợc = m hỗn hợp muối clorua = 10,33 g. 7. Phản ứng giữa hai dung dịch muối Ví dụ 1. Cho 26,45 g hỗn hợp (X) chứa hai muối NaCl và NaBr vào dung dịch AgNO 3 0,4M (vừa đủ), thấy tạo thành 51,95 g kết tủa. Thể tích dung dịch AgNO 3 đã dùng là A. 0,50 lít. B. 0,75 lít. C. 0,85 lít. D. 0,625 lít. Hớng dẫn giải Sơ đồ phản ứng : (X) + AgNO 3 kết tủa (AgCl, AgBr) + NaNO 3 AgNO 3 n = NaNO 3 n 26,45 + 170x = 51,95 + 85x (x là số mol của AgNO 3 ) x = 25,5 85 = 0,3 (mol) V = 0,3 0,75 0,4 = (lít). Đáp án B đúng. Ví dụ 2. Hỗn hợp (X) chứa hai muối NaCl và NaBr có khối lợng là 22 g. Để kết tủa hoàn toàn hỗn hợp (X) phải dùng 1,5 lít dung dịch AgNO 3 0,2M. Xác định khối lợng kết tủa thu đợc sau phản ứng. Hớng dẫn giải Các phơng trình hoá học : NaCl + AgNO 3 NaNO 3 + AgCl NaBr + AgNO 3 NaNO 3 + AgBr AgNO 3 n = 0,2ì1,5 = 0,3 (mol) NaNO 3 n sinh ra sau phản ứng = 0,3 mol. Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m X + 3 AgNO m = 3 NaNO m + m kết tủa 22 + 170ì0,3 = 85ì0,3 + m kết tủa m kết tủa = 47,5 g. 8. Phản ứng của oxit kim loại với chất khử Ví dụ 1. Khử hoàn toàn m gam oxit Fe x O y bằng khí CO d ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thu đợc 0,84 g Fe và 0,448 lít khí CO 2 (đktc). Giá trị của m là A. 1,72. B. 1,60. C. 1,48. D. 1,16. Hớng dẫn giải Ta có : n CO phản ứng = CO 2 n = 0,02 mol. Theo định luật bảo toàn khối lợng : m oxit + m CO phản ứng = m Fe + CO 2 m tạo thành m + 0,02ì28 = 0,84 + 0,02ì44 m = 1,16 g. Đáp án D đúng. Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 3 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Ví dụ 2. Khử m gam hỗn hợp (X) gồm FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 và CuO bằng khí CO d ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thu đợc 40 g hỗn hợp chất rắn (Y) và hỗn hợp khí (Z). Cho hỗn hợp khí (Z) lội từ từ qua dung dịch Ba(OH) 2 d thì thu đợc 59,1 g kết tủa. Tính m. Hớng dẫn giải * Phân tích : Đây là bài tập không cho hiệu suất của phản ứng, tỉ lệ khối lợng hoặc số mol của các oxit ban đầu, do đó không thể áp dụng cách đặt ẩn để giải hệ phơng trình đợc. Sử dụng phơng pháp bảo toàn khối lợng ta sẽ tính đợc giá trị m. * Bài giải : Hỗn hợp khí (Z) gồm CO và CO 2 , khi cho hỗn hợp (Z) qua dung dịch Ba(OH) 2 d thì chỉ có phản ứng : CO 2 + Ba(OH) 2 BaCO 3 + H 2 O 2 3 CO CaCO n n= = 59,1 197 = 0,3 (mol). Ta thấy : n CO phản ứng = 2 CO n n CO = 0,3 mol. Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : 2 CO hỗn hợp ( ) hỗn hợp (X) CO ph Y ản ứng m + m = m + m m + 0,3ì28 = 40 + 0,3ì44 m = 44,8 g. 9. Phản ứng của kim loại với dung dịch muối Ví dụ 1. Nhúng một thanh nhôm nặng 50 g vào 400 ml dung dịch CuSO 4 0,5M. Sau một thời gian phản ứng lấy thanh nhôm ra, cân lại thấy nặng 52,76 g. Khối l- ợng kim loại Cu bám vào thanh nhôm là A. 2,76 g. B. 3,84 g. C. 13,8 g. D. 12,8 g. Hớng dẫn giải Phơng trình hoá học : 2Al + 3CuSO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Cu Gọi số mol CuSO 4 phản ứng là x, ta có : n Al phản ứng = 2x 3 mol. m Al sau phản ứng = m Al d + m Cu bám vào = (50 27 ì 2x 3 ) + 64x = 52,76 x = 0,06 m Cu bám vào = 3,84 g. Đáp án B đúng. Ví dụ 2. Lắc kĩ 1,6 g bột Cu trong 100 ml dung dịch hỗn hợp AgNO 3 0,2M và Fe(NO 3 ) 3 0,15M đợc dung dịch (X) và chất rắn (Y). Tính khối lợng của chất rắn (Y). Hớng dẫn giải Phân tích : Khi cho Cu vào dung dịch hỗn hợp AgNO 3 và Fe(NO 3 ) 3 thì AgNO 3 sẽ phản ứng trớc, nếu Cu vẫn còn d sau phản ứng đó sẽ phản ứng tiếp với Fe(NO 3 ) 3 . Khối lợng của chất rắn (Y) là khối lợng của Ag và có thể có Cu còn d. Bài giải : Các phơng trình hoá học có thể xảy ra : Cu + 2AgNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag (1) Cu + 2Fe(NO 3 ) 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2Fe(NO 3 ) 2 (2) Cu 1,6 n = = 0,025 (mol) 64 ; AgNO 3 n = 0,2 0,1= 0,02 (mol) . Fe(NO ) 3 3 n = 0,15 0,1= 0,015 (mol) . n Cu phản ứng ở (1) = 0,02 2 = 0,01 (mol) n Cu phản ứng ở (2) = 0,015 2 = 0,0075 (mol). Vậy sau hai phản ứng (1) và (2) kim loại đồng vẫn d. n Cu d = 0,025 0,01 0,0075 = 0,0075 (mol). m hỗn hợp (Y) = m Ag + m Cu d = 0,02ì108 + 0,0075ì64 = 2,64 (g). 10. Phản ứng nhiệt phân muối Ví dụ 1. Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp muối (X) gồm CaCO 3 và Na 2 CO 3 thu đợc 11,6 g chất rắn và 2,24 lít khí (đktc). Thành phần % về khối l- ợng của Na 2 CO 3 trong hỗn hợp (X) là A. 62,5%. B. 16%. C. 84%. D. 37,5%. Hớng dẫn giải Khi nhiệt phân hỗn hợp (X), chỉ có muối CaCO 3 bị nhiệt phân : CaCO 3 CaO + CO 2 CO 2 n = 2,24 0,1 22,4 = (mol) CO 2 m = 4,4 (g). m (X) ban đầu = 11,6 + 4,4 = 16 (g). CO 2 n = CaCO 3 n trong hỗn hợp (X) CaCO 3 m trong hỗn hợp (X) = 100ì0,1 = 10 (g). Na CO 2 3 m trong hỗn hợp (X) = 6 (g). % Na CO 2 3 m trong hỗn hợp (X) = 6 100% 16 ì = 37,5%. Đáp án D đúng. Ví dụ 2. Nung 10 g hỗn hợp (A) gồm MgCO 3 , CaCO 3 và Al 2 O 3 cho đến khi khối lợng hỗn hợp không đổi thấy có 2,1952 lít khí bay lên (đktc). Tính khối l- ợng chất rắn thu đợc sau phản ứng. Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 4 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com Hớng dẫn giải 2 CO m = 2,1952 44 4,312 22,4 ì = (g). m chất rắn thu đợc sau phản ứng = m hỗn hợp (A) CO 2 m = 10 4,312 = 5,688 (g). 11. Phản ứng tách nớc của ancol Khi tách nớc từ ancol (có xúc tác là axit H 2 SO 4 đặc, nóng) tuỳ theo điều kiện nhiệt độ mà sản phẩm tạo ra là anken và nớc hoặc ete và nớc hoặc là sinh ra cả anken, ete và nớc. Cả ba trờng hợp này đều có thể vận dụng định luật bảo toàn khối lợng để tính khối lợng hoặc số mol của các chất trong phản ứng. Ví dụ : Đun 13,28 g hỗn hợp 3 ancol no, đơn chức với H 2 SO 4 đặc ở 140 o C thu đợc 11,12 g hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau. Số mol mỗi ete thu đợc là A. 0,04 mol. B. 0,01 mol. C. 0,02 mol. D. 0,08 mol. Hớng dẫn giải Khi đun hỗn hợp x ancol ta đợc x(x+1) 2 ete (trong đó có x ete đối xứng) Suy ra khi đun hỗn hợp 3 ancol nói trên thì đợc 3(3 1) 6 2 + = ete Sơ đồ phản ứng : Ancol Ete + nớc Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m ancol phản ứng = m ete + m nớc n ớc ancol phản ứng ete m = m - m = 13,28 11,12 = 2,16 (g). n ete = H O 2 n = 2,16 18 = 0,12 (mol). Do số mol các ete bằng nhau nên số mol mỗi ete là : 0,12 6 = 0,02 (mol) Đáp án C đúng. 12. Phản ứng xà phòng hoá Ví dụ : Xà phòng hoá 8,8 g etyl axetat bằng 200 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thì số gam chất rắn khan thu đợc là A. 8,56 g. B. 8,2 g. C. 3,28 g. D. 10,4 g. (Trích đề thi tuyển sinh vào Đại học khối A năm 2007) Hớng dẫn giải n NaOH = 0,04 mol ; CH COOC H 3 2 5 n = 0,1 mol. Phơng trình hoá học của phản ứng xà phòng hoá : CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH CH 3 COONa + C 2 H 5 OH NaOH phản ứng hết còn este d. C H OH 2 5 n = 0,04 mol C H OH 2 5 m = 1,84 g ; m NaOH = 1,6 g. CH COOC H 3 2 5 m = 3,52 g. Khi đun nóng để cô cạn dung dịch CH 3 COOC 2 H 5 d và C 2 H 5 OH sẽ bay hơi. 1,6 + 3,52 = m muối + 1,84 m muối = 3,28 g. Đáp án C đúng. III. BI TP Có LI GII 1. Bài tập trắc nghiệm Bài 1. Để khử hoàn toàn 17,6 g hỗn hợp (X) gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 cần vừa đủ 2,24 lít khí CO (đktc). Khối lợng chất rắn thu đợc sau phản ứng là A. 20,8 g. B. 14,4 g. C. 16 g. D. 19,2 g. Hớng dẫn giải Các phơng trình hoá học : Fe 2 O 3 + 3CO Fe + 3CO 2 Fe 3 O 4 + 4CO Fe + 4CO 2 FeO + CO Fe + CO 2 Ta thấy : 2 CO sinh ra n = n CO đã phản ứng = 0,1 mol. Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m chất rắn thu đợc sau phản ứng = m (X) + m CO phản ứng 2 CO sinh ra m = 17,6 + 0,1(28 44) = 16 (g). Đáp án C đúng. Bài 2. (X) là một amino axit no chỉ chứa một nhóm NH 2 và một nhóm COOH trong phân tử. Cho 0,89 g (X) tác dụng vừa đủ với axit HCl tạo ra 1,255 g muối. Công thức cấu tạo thu gọn của (X) là A. NH 2 CH 2 COOH. B. CH 3 CH(NH 2 )COOH. C. CH 3 CH 2 CH(NH 2 )COOH. D. C 3 H 7 CH(NH 2 )COOH. Hớng dẫn giải Gọi CTPT của amino axit (X) là NH 2 RCOOH (R là gốc hiđrocacbon). NH 2 RCOOH + HCl HOOCRNH 3 Cl Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : muối X HCl m + m = m 0,89 + m HCl = 1,255 Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 5 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com m HCl = 0,365 g HCl 0,365 n 36,5 = = 0,01 (mol) n X = 0,01 mol. M X = 0,89 0,01 = 89 (g/mol) m R = 89 (16 + 45) = 28 (g) R là C 2 H 4 . Công thức cấu tạo của (X) là CH 3 CH(NH 2 )COOH. Đáp án B đúng. Bài 3. Hòa tan hoàn toàn 3,53 g hỗn hợp (X) gồm ba kim loại Mg, Al và Fe trong dung dịch HCl thu đợc 2,352 lít khí H 2 (đktc) và dung dịch (T). Cô cạn dung dịch (T) thu đợc m gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của m là A. 12,405. B. 10,985. C. 11,195. D. 7,2575. Hớng dẫn giải 2 H n = 0,105 mol n HCl phản ứng = 0,21 mol. m HCl phản ứng = 7,665 g. Ta có : 3,53 + 7,665 = m + 0,105ì2 m = 10,985 g. Đáp án B đúng. Bài 4. Ho tan 9,14 g hỗn hợp Al, Cu và Mg bằng dung dịch HCl d thu đợc dung dịch (Z), 2,54 g chất rắn (Y) và 7,84 lít khí (X) ở đktc. Khối lợng muối khan thu đợc khi cô cạn dung dịch (Z) là A. 31,45 g. B. 19,025 g. C. 33,99 g. D. 21,565 g. Hớng dẫn giải Do kim loại đồng không tác dụng với dung dịch HCl nên 2,54 g chất rắn thu đợc chính là khối lợng của kim loại Cu trong hỗn hợp ban đầu. m của Al và Mg trong hỗn hợp ban đầu = 9,14 2,54 = 6,6 (g). n HCl phản ứng = 2 H 2n = 2 7,84 22,4 ì = 0,7 (mol). Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m Al và Mg phản ứng + m HCl phản ứng = m hỗn hợp muối clorua + 2 H m 6,6 + 0,7ì36,5 = m muối clorua + 2ì0,35 m muối clorua = 31,45 g. Đáp án A đúng. Bài 5. Cho 3,6 g etylamin tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch H 2 SO 4 thu đợc 8,5 g muối. Nồng độ mol của dung dịch H 2 SO 4 là A. 0,5M. B. 0,6M. C. 0,7M. D. 0,8M. Hớng dẫn giải 2 4 H SO m = 8,5 3,6 = 4,9 (g) 2 4 H SO n = 4,9 98 = 0,05 (mol). [H 2 SO 4 ] = 0,05 0,5 0,1 = (M). Đáp án A đúng. Bài 6. Cho 15,4 g hỗn hợp C 2 H 5 OH và C 2 H 4 (OH) 2 tác dụng với một lợng kim loại Na vừa đủ thấy thoát ra 4,48 lít hiđro (đktc) và dung dịch muối (X). Cô cạn dung dịch (X) thu đợc m gam muối khan. Giá trị của m là A. 19,6. B. 24,4. C. 19,8. D. 24,2. Hớng dẫn giải n Na phản ứng = 2 H 2n = 2ì0,2 = 0,4 (mol). Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : 15,4 + 23ì0,4 = m muối + 2ì0,2 m muối = 24,2 g. Đáp án D đúng. Bài 7. Cho 8,15 g hỗn hợp (X) gồm Na và một kim loại kiềm tác dụng hết với dung dịch HCl loãng, d thu đợc dung dịch (Y) và V lít khí H 2 (đktc). Cô cạn dung dịch (Y) thu đợc 17,025 g hỗn hợp muối khan. Giá trị của V là A. 2,8. B. 3,36. C. 5,6. D. 2,24. Hớng dẫn giải Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m X + m HCl phản ứng = m muối + 2 H m 8,15 + 73V 22,4 = 17,025 + 2V 22,4 V = 2,8 lít. Đáp án A đúng. Bài 8. Cho 15 g hỗn hợp (X) gồm hai kim loại Al và R (kim loại R đứng trớc hiđro trong dãy điện hoá) tác dụng với 1,0 lít dung dịch hỗn hợp axit HCl xM và H 2 SO 4 yM (với x = 3y) thu đợc 8,4 lít khí H 2 (đktc), dung dịch (Y) và 2,55 g kim loại không tan. Khối lợng muối khan thu đợc khi cô cạn dung dịch (Y) là A. 12,45 g. B. 42,825 g. C. 60,975 g. D. 30,375 g. Hớng dẫn giải Do kim loại còn d nên axit đã phản ứng hết. m kim loại phản ứng = 12,45 g. H 2 n = 0,375 mol = x 2 + y x + 2y = 0,75 (1) Mặt khác, ta lại có : x = 3y (2) Từ (1) và (2) x = 0,45 và y = 0,15 m muối khan = m kim loại phản ứng + Cl m + 2 4 SO m = 12,45 + 35,5ì0,45 + 96ì0,15 = 42,825 (g). Đáp án B đúng. Bài 9. Cho 2,48 g hỗn hợp hai ancol đơn chức tác dụng với kim loại Na Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 6 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com vừa đủ thấy thoát ra 0,672 lít khí (đktc). Khối lợng hỗn hợp natri ancolat thu đợc là A. 3,83 g. B. 3,80 g. C. 3,11 g. D. 3,14 g. Hớng dẫn giải m natri ancolat = 2,48 + 0,06ì23 0,03ì2 = 3,80 (g). Đáp án B đúng. Bài 10. Hoà tan hoàn toàn 3,16 g hỗn hợp (X) gồm ba kim loại Fe, Al và Mg vào dung dịch HCl d thu đợc 2,688 lít khí (đktc) và dung dịch (Y). Khối lợng muối khan thu đợc khi cô cạn dung dịch (Y) là A. 11,68 g. B. 11,80 g. C. 7,42 g. D. 7,30 g. Hớng dẫn giải 2 H n = 2,688 0,12 22,4 = (mol) n HCl phản ứng = 0,24 mol. m muối khan = m hỗn hợp (X) + m HCl phản ứng m hiđro = 3,16 + 36,5ì0,24 2ì0,12 = 11,68 (g). Đáp án A đúng. Bài 11. Este (E) đợc tạo bởi ancol đa chức (X) và axit đơn chức (Y). Biết 8,90 g (E) tác dụng vừa đủ với 0,3 lít dung dịch NaOH 0,1M thu đợc ancol (X) và 9,18 g muối của axit (Y) ; tỉ khối hơi của (E) so với heli bằng 222,5. (E) là A. glixerol tripanmitat (tripanmitin). B. glixerol tristearat (tristearin). C. glixerol trioleat (triolein). D. glixerol trioxalat. Hớng dẫn giải M (E) = 222,5ì4 = 890 (g/mol) n (E) phản ứng với NaOH = 0,01 mol. n NaOH phản ứng = 0,03 mol = 3n (E) (E) là este của ancol 3 chức (X) và axit đơn chức (Y). m (X) sinh ra = m (E) + m NaOH m muối = 8,90 + 0,03ì40 9,18 = 0,92 (g). M (X) = 0,92 92 0,01 = (g/mol) (X) là glixerol. M (Y) = 9,18 23 1 284 0,03 + = (g/mol). Gọi công thức phân tử (Y) là C x H y COOH, ta có : 2x + y = 284 45 = 239. Chỉ có cặp x = 17 và y = 35 là thoả mãn. Vậy (E) là glixerol tristearat (tristearin). Đáp án B đúng. Bài 12. Cho 1,75 g hỗn hợp ba kim loại Fe, Al, Zn tan hoàn toàn trong dung dịch HCl d thu đợc dung dịch (X) và 1,12 lít khí (đktc). Khối lợng muối khan thu đợc khi cô cạn dung dịch (X) là A. 3,5 g. B. 5,3 g. C. 3,475 g. D. 3,745 g. Hớng dẫn giải m muối khan = 1,75 + 0,1ì36,5 0,05ì2 = 5,3 (g). Đáp án B đúng. Bài 13. Hoà tan 10 g hỗn hợp (X) gồm Fe và một kim loại R hoá trị II (R đứng trớc hiđro trong dãy điện hoá) vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp hai axit H 2 SO 4 và HCl (trong đó nồng độ mol của HCl bằng ba lần nồng độ mol của dung dịch H 2 SO 4 ). Sau phản ứng thu đợc 5,6 lít khí (đktc), dung dịch (Y) và 1,7 g chất rắn không tan. Lọc, tách, rồi tiến hành cô cạn dung dịch (Y) thu đợc m gam muối khan. Giá trị của m là A. 26,20. B. 30,24. C. 28,55. D. 26,67. Hớng dẫn giải Do kim loại d nên axit phản ứng hết. Gọi [H 2 SO 4 ] = aM ; ta có [HCl] = 3aM + H n = 2a + 3a = 5a (mol). H 2 n = 0,25 mol + H n phản ứng = 0,50 = 5a a = 0,1. m kim loại đã phản ứng = 10 1,7 = 8,3 (g). Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m muối khan = m kim loại phản ứng + Cl m + 2 4 SO m = 8,3 + 0,3ì35,5 + 0,1ì96 = 28,55 (g). Đáp án C đúng. Bài 14. Hoà tan hoàn toàn 12,1 g hỗn hợp hai kim loại M, M (đều là kim loại đứng trớc H trong dãy điện hoá) bằng dung dịch HCl d thu đợc dung dịch (X) và V lít khí (đktc). Cô cạn dung dịch (X) thu đợc 26,3 g hỗn hợp muối khan. Giá trị của V là A. 2,24. B. 4,48. C. 5,6. D. 8,96. Hớng dẫn giải Ta có : m hỗn hợp kim loại + m HCl phản ứng = m muối + H 2 m 12,1 + 36,5ì2a = 26,3 + 2a a = 0,2 V = 0,2ì22,4 = 4,48 (lít). Đáp án B đúng. Bài 15. Cho 24,6 g hỗn hợp (X) gồm HCOOH, CH 3 COOH và phenol tác dụng vừa đủ với 400 ml dung dịch NaOH 1M. Khối lợng muối khan thu đợc khi cô cạn dung dịch sau phản ứng là A. 33,4 g. B. 84,2 g. C. 64,5 g. D. 40,6 g. Hớng dẫn giải Ta thấy số mol nớc sinh ra sau các phản ứng của hỗn hợp (X) với NaOH chính bằng số mol NaOH phản ứng. n NaOH = 0,4 mol n nớc sinh ra ở các phản ứng = 0,4 mol. Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m (X) + m NaOH = m muối + m nớc Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 7 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com 24,6 + 16 = m muối + 0,4ì18 m muối = 33,4 g. Đáp án A đúng. Bài 16. Cho 1,04 g hỗn hợp hai kim loại hoạt động tác dụng với dung dịch axit H 2 SO 4 vừa đủ thu đợc dung dịch (Y) và 0,672 lít khí (đktc). Khối lợng muối khan thu đợc khi cô cạn dung dịch (Y) là A. 0,46 g. B. 1,68 g. C. 2,08 g. D. 3,92 g. Hớng dẫn giải m muối khan = 1,04 + 96ì0,03 = 3,92 (g). Đáp án D đúng. Bài 17. Nung 13,4 g hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại hoá trị II, sau phản ứng thu đợc 6,8 g chất rắn và khí (X). Cho toàn bộ lợng khí (X) tác dụng với 75 ml dung dịch NaOH 1M đợc dung dịch (Y). Khối lợng muối khan thu đợc khi cô cạn dung dịch (Y) là A. 5,8 g. B. 4,2 g. C. 6,3 g. D. 6,5 g. (Trích đề thi tuyển sinh vào Đại học khối B năm 2007) Hớng dẫn giải CO 2 m = 13,4 6,8 = 6,6 (g) 2 CO n = 6,6 44 = 0,15 (mol). n NaOH = 0,075 mol < 2 CO n = 0,15 mol Chỉ có muối NaHCO 3 đợc tạo thành. NaOH + CO 2 NaHCO 3 NaHCO 3 n = n NaOH = 0,075 mol m muối khan = 0,075ì84 = 6,3 (g). Đáp án C đúng. Bài 18. Cho 336,3 ml dung dịch KOH 12% (D =1,11 g/ml) vào 200 ml dung dịch H 3 PO 4 1,5M thu đợc dung dịch (X). Cô cạn dung dịch (X) thì khối lợng hỗn hợp các chất rắn khan thu đợc là A. 59,8 g. B. 56 g. C. 91,6 g. D. 94,6 g. Hớng dẫn giải n KOH = 0,8 mol ; P 3 H O 4 n = 0,3 mol. P 3 H O 4 2n < n KOH < P 3 H O 4 3n Xảy ra 2 phản ứng : 2KOH + H 3 PO 4 K 2 HPO 4 + 2H 2 O 3KOH + H 3 PO 4 K 3 PO 4 + 3H 2 O Sau phản ứng trong dung dịch có muối K 3 PO 4 , K 2 HPO 4 và nớc. Cô cạn dung dịch thu đợc chất rắn khan chỉ gồm hai muối K 3 PO 4 và K 2 HPO 4 . Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m chất rắn khan = m KOH + 3 4 P H O m m nớc sinh ra = 0,8ì56 + 0,3ì98 0,8ì18 = 59,8 (g). Đáp án A đúng. Bài 19. Dẫn khí CO d đi vào ống sứ chứa 5,64 g hỗn hợp (X) gồm Fe và ba oxit của Fe (đã đợc đun nóng ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đợc m gam Fe và khí CO 2 . Sục toàn bộ lợng khí CO 2 đó vào dung dịch Ca(OH) 2 d thu đợc 8 g kết tủa. Giá trị của m là A. 3,08. B. 4,36. C. 2,12. D. 2,8. Hớng dẫn giải CO + FeO Fe + CO 2 3CO + Fe 2 O 3 2Fe + 3CO 2 4CO + Fe 3 O 4 3Fe + 4CO 2 CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O 2 CO n = 3 CaCO n = 0,08 mol n CO phản ứng = 0,08 mol. m Fe thu đợc = m hỗn hợp(X) + m CO 2 CO m = 5,64 0,08(44 28) = 4,36 (g). Đáp án B đúng. 2. Bài tập tự luận Bài 1. Cho 1,75 g hỗn hợp ba kim loại Fe, Al và Zn tan hoàn toàn trong dung dịch H 2 SO 4 loãng thu đợc 1,12 lít khí (đktc). Hỏi khi cô cạn dung dịch thu đựơc bao nhiêu gam muối khan ? Tính thể tích dung dịch H 2 SO 4 0,5M cần dùng cho thí nghiệm trên. Hớng dẫn giải * Để tính khối lợng muối khan ta áp dụng cách làm nh các ví dụ trên. * Tính thể tích dung dịch H 2 SO 4 trớc hết phải tính số mol axit H 2 SO 4 đã phản ứng. * Phải viết đúng thứ tự các phản ứng do các kim loại có tính khử khác nhau. Các phơng trình hoá học : 2Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 Fe + H 2 SO 4 FeSO 4 + H 2 Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m muối khan = m kim loại + 2 4 S H O m phản ứng 2 H m 2 H n = 1,12 22,4 = 2 4 S H O n phản ứng = 0,05 (mol). Vậy : m muối khan = 1,75 + 98ì0,05 2ì0,05 = 6,55 (g). Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 8 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com 2 4 dung dịch H SO cần dùng V = 0,05 0,5 = 0,1 (mol). Bài 2. Đốt cháy hoàn toàn 2,7 g hợp chất hữu cơ (A) cần dùng ít nhất 2,016 lít khí oxi (đktc). Sản phẩm sinh ra gồm khí cacbonic và hơi nớc có thể tích bằng nhau ở cùng điều kiện. Xác định công thức phân tử của (A). Biết phân tử (A) có chứa hai nguyên tử oxi. Hớng dẫn giải Phân tích : Chúng ta cần tính số mol của CO 2 và số mol của H 2 O, từ đó tính đ- ợc khối lợng C và khối lợng H trong 2,7 g (A). Lấy khối lợng của (A) đem đốt cháy trừ đi tổng khối lợng của C và H ta biết đợc khối lợng O trong 2,7 g (A). Sau đó lập tỉ lệ n C : n H : n O và dựa vào dữ kiện (A) có hai nguyên tử O để suy ra công thức phân tử của (A). Bài giải : Khối lợng oxi cần dùng cho phản ứng đốt cháy 2,7 g (A) là : 2,016 32 = 2,88 (g) 22,4 ì Gọi số mol của CO 2 là x Số mol H 2 O cũng là x (do thể tích bằng nhau nên số mol cũng bằng nhau). Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : 2,7 + 2,88 = 44x + 18x 5,88 = 62x x = 0,09. m C trong 2,7 g (A) = 0,09ì12 = 1,08 (g) ; m H trong 2,7 g (A) = 0,09ì2 = 0,18 (g). m C + m H = 1,08 + 0,18 = 1,26 (g). m O = 2,7 1,26 = 1,44 (g) n O = 1,44 16 = 0,09 (mol). Ta có tỉ lệ n C : n H : n O = 0,09 : 0,18 : 0,09 = 1 : 2 : 1. Công thức thực nghiệm của (A) là (CH 2 O) n . Do (A) có hai nguyên tử O nên công thức phân tử của (A) là C 2 H 4 O 2 . Bài 3. Cho 3,8 g hỗn hợp (X) gồm bốn kim loại Al, Mg, Zn và Cu tác dụng hoàn toàn với oxi d thu đợc hỗn hợp chất rắn (Y) có khối lợng là 5,24 g. Tính thể tích dung dịch HCl 1M tối thiểu cần dùng để hoà tan hoàn toàn hỗn hợp (Y). Hớng dẫn giải Phân tích : Thông thờng khi gặp những bài tập dạng này các em học sinh thờng viết đầy đủ 4 phản ứng của kim loại tác dụng với oxi, sau đó là 4 phản ứng của oxit với axit HCl, đặt ẩn là số mol của từng kim loại, rồi dựa vào các phơng trình phản ứng vừa viết để tính số mol HCl phản ứng. Từ đó tính đợc thể tích dung dịch HCl tối thiểu cần dùng. Tuy nhiên, nếu vận dụng định luật bảo toàn khối lợng và nhận xét về tỉ lệ số mol của các chất tham gia phản ứng chúng ta có thể tính đợc số mol HCl nhanh hơn nhiều. Bài giải : Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m oxi phản ứng = m (Y) m (X) = 5,24 3,8 = 1,44 (g) n O = 1, 44 16 = 0,09 (mol) Mặt khác, ta lại có : H n + : 2 O n = 2 : 1 n HCl : n O = 1 : 2 n HCl đã phản ứng = 0,18 mol. dung dịch HCl tối thiểu cần dùng V = 0,18 1 = 180 (ml). Bài 4. Cho 7,16 g hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại hoá trị II tác dụng vừa đủ với dung dịch axit sunfuric thu đợc 1,344 lít CO 2 (đktc) và dung dịch muối (A). Cô cạn dung dịch muối (A) thu đợc bao nhiêu gam muối khan ? Hớng dẫn giải MCO 3 + H 2 SO 4 MSO 4 + CO 2 + H 2 O 2 CO n = 1,344 22,4 = 0,06 (mol) = 2 4 H SO n phản ứng = 2 O H n . Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : 7,16 + 98ì0,06 = m muối sunfat + (44 +18)ì0,06 Khối lợng muối khan thu đợc khi cô cạn dung dịch (A) là 9,32 g. Bài 5. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp (A) gồm 0,1 mol etylen glicol và a mol glixerol cần dùng 21,28 lít khí oxi (đktc), sau phản ứng thu đợc 17,92 lít khí CO 2 (đktc) và 19,8 g H 2 O. Tính a. Hớng dẫn giải 2 CO m = 17,92 44 22,4 ì = 35,2 (g) ; m oxi = 21,28 32 22,4 ì = 30,4 (g). Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m etylen glicol + m glixerol + m oxi = m nớc + m cacbonic (0,1ì62 + aì92 + 30,4) = (19,8 + 35,2) a = 0,2 mol Bài 6. Hợp chất (A) chứa các nguyên tố C, H, O. Ngời ta đốt cháy 4,5 g (A) sau đó cho toàn bộ sản phẩm cháy đi vào bình đựng nớc vôi trong thì thu đợc 5 g kết tủa và 200 ml dung dịch muối 0,25M. Dung dịch này có khối lợng lớn hơn khối lợng nớc vôi đã dùng là 4,3 g. Xác định công thức phân tử của (A), cho biết (A) có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Hớng dẫn giải 2 CO n = 0,15 mol n C = 0,15 mol. Ta có : (m + 2 CO m + 2 H O m 3 CaCO m ) = (m + 4,3) 2 H O m = 2,7 g. Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 9 Chuyờn cỏc phng phỏp gii bi tp húa hc: Phng phỏp bo ton khi lng - Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com 2 H O 2,7 n 18 = = 0,15 (mol) n H = 0,15ì2 = 0,3 (mol). Tổng khối lợng C và H trong 4,5 g (A) là : 0,15ì12 + 0,15ì2 = 2,1 (g). m O trong 4,5 g (A) là : 4,5 2,1 = 2,4 (g) n O = 2,4 16 = 0,15 (mol). n C : n H : n O = 0,15 : 0,3 : 0,15 = 1 : 2 : 1 Công thức đơn giản nhất của A là CH 2 O CTPT của A là CH 2 O. Bài 7. Cho 21 g hn hp (X) gm ba kim loi Fe, Zn và Al tan ho n to n trong dung dch H 2 SO 4 0,5M (vừa đủ) thu đợc dung dch (Y) và 13,44 lít khí H 2 (ktc). Cô cn dung dch (Y) thu đợc bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan ? Hớng dẫn giải 2 4 2 H SO H 13,44 n n 22,4 = = = 0,6 (mol). Theo nh lut bo to n khối l ợng, ta có : m muối khan = 21 + 98ì0,6 2ì0,6 = 78 (g). Bi 8. Ho tan ho n to n 5,95 g h n hp hai mui M 2 CO 3 và MCO 3 (M và M là hai kim loi) trong dung dch HCl d thy to th nh 0,05 mol khí CO 2 . Cô cn dung dch sau phản ứng thu đợc bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan ? Hớng dẫn giải M 2 CO 3 + 2HCl 2MCl + H 2 O + CO 2 MCO 3 + 2HCl MCl 2 + H 2 O + CO 2 Ta thy : n HCl phản ứng = 2 CO 2n = 2ì0,05 = 0,1 (mol). 2 2 H O CO n n = = 0,05 mol. p dụng định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m hỗn hợp muối clorua = (5,95 + 36,5ì0,1) 0,05(44 + 18) = 6,5 (g). Bài 9. Hoà tan 11,2 g hỗn hợp (E) gồm hai kim loại A và B (đứng trớc H trong dãy điện hoá) vào dung dịch HCl d (dung dịch D). Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu đợc 39,6 g muối khan. a) Hãy tính thể tích hiđro bay lên ở đktc. b) Cho 22,4 g hỗn hợp (E) vào 500 ml dung dịch (D) thu đợc 16,8 lít khí. Cô cạn dung dịch thu đợc chất rắn (F). Tính khối lợng chất rắn (F) và nồng độ mol của dung dịch (D). Hớng dẫn giải a) Gọi số mol của H 2 là x, ta có : 11,2 + 73x = 39,6 + 2x x = 0,4 hay 2 H V = 0,4ì22,4 = 8,96 (lít). b) 2 H n = 0,75 mol < 2ì0,4 = 0,8 (mol) Kim loại d và axit hết. n HCl = 2ì0,75 = 1,5 (mol) [HCl] = 1,5 0,5 = 3 (M). m (F) = m muối + m kim loại d = m kim loại ban đầu + m HCl phản ứng 2 H m = 22,4 + 1,5ì36,5 0,75ì2 = 75,65 (g). Bài 10. Cho 53,4 g hỗn hợp bột (A) gồm sắt và đồng. Đốt nóng hỗn hợp (A) trong không khí một thời gian thu đợc hỗn hợp rắn (B) có khối lợng là 72,6 g gồm ba oxit của sắt và đồng(II) oxit. Để hoà tan hết hỗn hợp (B) cần dùng bao nhiêu mililít dung dịch hỗn hợp hai axit HCl 2M và H 2 SO 4 1M ? Sau khi hoà tan, đem cô cạn dung dịch một cách cẩn thận thì thu đợc bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan ? Hớng dẫn giải Ta có : m oxi phản ứng = m hỗn hợp oxit m hỗn hợp kim loại = 72,6 53,4 = 19,2 (g) 2 O n = 19,2 16 = 1,2 (mol) ; H n + = 2 O 2n = 1,2 ì 2 = 2,4 (mol). V dung dịch hỗn hợp axit tối thiểu = 2,4 2 1 2 + ì = 0,6 (lít) = 600 ml m hỗn hợp muối khan = m (A) + Cl m + 2 4 SO m = 53,4 + 0,6(2ì35,5 + 1ì96) = 153,6 (g). Bài 11. Khử hoàn toàn 4,06 g một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng dung dịch Ca(OH) 2 d, thấy tạo thành 7 g kết tủa. Nếu lấy lợng kim loại sinh ra hoà tan hết vào dung dịch HCl d thì thu đợc 1,176 lít khí H 2 (đktc). a) Xác định công thức của oxit kim loại. b) Cho 4,06 g oxit đó tác dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng, d thu đợc dung dịch (X) và khí SO 2 . Hãy xác định nồng độ mol của muối trong dung dịch X (coi thể tích của dung dịch là không đổi trong quá trình phản ứng). (Trích đề thi tuyển sinh khối A năm 2003) Hớng dẫn giải a) Đặt công thức của oxit kim loại là R x O y , khối lợng mol nguyên tử của R là M và số mol của 4,06 g oxit là a. Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca nhng k li bing! 10 [...]... K2MnO4 + MnO2 + O2 (2) 252,8 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) n KMnO4 7 = 158 = 1,6 (mol) n oxi sinh ra = 0,8 mol n CO = 2 áp dụng định luật bảo toàn khối lợng cho phản ứng (1), ta có : 100 = 0,07 (mol) ya = 0,07 n CO = (I) m + m H 2 O - m O2 áp dụng định luật bảo toàn khối lợng cho phản ứng (1), ta có : a = CO2 = 24,16 + 8,64 32ì0,8 = 7,2 (g) 4,06 + 28ì0,07 = m R + 44ì0,07 mR = 2,94 g = Mxa (II) y R... tính khối lợng của hỗn hợp sản phẩm cháy nh thế nào để từ đó tính khối lợng của các nguyên tố C và là I và II vào dung dịch chứa hỗn hợp hai axit HNO3 và H2SO4 (vừa đủ), thu đợc hỗn khối lợng H trong a gam (B) Công thức phân tử của (B) Thực ra, tổng khối lợng của hai 2,688 lít phảnhợp khí NO2 và SO2 (đktc) cómuối khan là 5,88 g Cô cạn dung dịch sau ứng thu đợc bao nhiêu gam ? bình tăng chính là khối. .. KHTN Hà Nội năm 2007) n n CO2 = 0,02 mol và N 2 = 0,005 mol Hớng dẫn giải Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : Phân tích : Thông thờng, các bài tập đốt cháy hợp chất hữu cơ sinh ra hỗn hợp 0,45 + moxi = 0,02ì44 + 0,035ì18 + 0,005ì28 = 1,65 sản phẩm khí cacbonic và nớc, hỗn hợp này sẽ đợc hấp thụ hoàn toàn bằng cách dẫn hỗn hợp lần lợt qua bình (1) đựng H2SO4 d (hoặc một chất khác nh P2O5 để... tính đợc tỉ lệ số mol của CO2, nghiệm thấy khối lợng bình (1) tăng 24,16 g và khối lợng bình (2) tăng 8,64 g Ln = nN ợng oxi tiêu tốn đúng bằng lợng oxi tạo ra khi nhiệt phân hoàn toàn 252,8 g KMnO4 2 = 4 : 1 N2 trong hỗn hợp (B) là : CO2 Tính a và xác định CTPT của (B) Mà tổng số mol của CO2, N2 trong hỗn hợp (B) là 0,025 mol (Trích đề thi tuyển sinh vào khối THPT Chuyên Hoá ĐH KHTN Hà Nội năm 2007)... 2,688 lít phảnhợp khí NO2 và SO2 (đktc) cómuối khan là 5,88 g Cô cạn dung dịch sau ứng thu đợc bao nhiêu gam ? bình tăng chính là khối lợng của hỗn hợp sản phẩm cháy, áp dụng định luật bảo toàn khối lợng sẽ tính đợc khối lợng của (B) phản ứng Kết hợp với dữ kiện số mol Hớng dẫn giải oxi cần dùng cho phản ứng cháy (tính đợc qua số mol KMnO4 bị nhiệt phân) ta sẽ Gọi số mol của NO2 và SO2 tơng ứng là... dụng với CuO (d) đun nóng Dựa vào các phơng trình trên, ta có : Sau khi phản ứng hoàn toàn thấy khối lợng chất rắn trong bình giảm 0,32 g Hỗn n HNO 2n NO hợp hơi (Y) thu đợc có tỉ khối so với H2 là 15,5 Giá trị của m là 3 = 2 = 0,1 (mol) A 0,32 B 0,92 C 0,64 D 0,46 n H SO 2n SO (Trích đề thi tuyển sinh vào Đại học khối B năm 2007) 2 4 = 2 = = 0,04 (mol) Đáp án : B n H O 2n SO n NO Bài 4 Cho 7,6 g propan1,2điol... hỗn hợp đến phản ứng hoàn toàn, thu đợc chất rắn có khối định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên (X) lợng 136 g Thành phần phần trăm theo khối lợng của KClO3 và KCl trong hỗn Hớng dẫn giải hợp muối (X) là 21, 28 A 56,2% và 43,8% B 56,81% và 43,19% ì 32 C 85,21% và 14,79% D 84,28% và 15,72% 22, 4 m(A) = 35,2 + 19,8 = 24,6 (g) Đáp án : B 18, 4 Bài 6 Đốt cháy hoàn toàn 6 g một ancol đơn chức... 2,5 g chất rắn Tính m và khối lợng khí trong bình sau khi A 7,25 B 8,98 C 9,52 D 10,27 nung (Trích đề thi tuyển sinh vào Cao đẳng khối A và B năm 2007) Đáp án : B Đáp án : m = 1,732 g ; khối lợng khí sau khi nung là 20,565 g Bài 3 Hoà tan 18,4 g hỗn hợp hai kim loại hóa trị II và III bằng dung dịch HCl d Bài 11 (X) là một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn thu đợc dung dịch (A)... nớc, etanol d và chất rắn (Y) Phân tử khối trung dung dịch sau phản ứng (biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn) bình của (X) bằng 40 Hiệu suất phản ứng oxi hoá là Đáp án : Khối lợng muối khan thu đợc là 53,9 g A 25% B 35% C 75% D 65% C%NaCl = 11,3%, C%NaOH d = 10,84% Đáp án : A Bài 4 Cho 200 g muối M2CO3, M2CO3 và RCO3 tác dụng với 4 lít dung dịch Bài 13 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm một ankan và... chất rắn (A) và dung dịch (B) Cô cạn dung dịch (B) CO2 và nớc Cho toàn bộ sản phẩm cháy lần lợt đi qua bình (1) đựng axit H2SO4 thu đợc 25 g muối khan Nung chất rắn (A) đến khối lợng không đổi thu đợc đặc, bình (2) đựng nớc vôi trong d ; sau khi kết thúc thí nghiệm thấy khối lợng 11,2 lít khí và chất rắn (D) Tính nồng độ mol của axit, khối lợng của chất rắn bình (1) tăng 14,4 g và ở bình (2) có 50 g . Trinh.hoaTHPT.edu@gmail.com I. Cơ sở của phơng pháp Cơ sở của phơng pháp là định luật bảo toàn khối lợng : Trong một phản ứng hoá học, tổng khối lợng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lợng các sản phẩm dụng định luật bảo toàn khối lợng và nhận xét về tỉ lệ số mol của các chất tham gia phản ứng chúng ta có thể tính đợc số mol HCl nhanh hơn nhiều. Bài giải : Theo định luật bảo toàn khối lợng,. thể tính đợc khối l- ợng muối khan theo định luật bảo toàn khối lợng hay không ? Thực tế axit HCl rất dễ bay hơi nên khi cô cạn dung dịch (X) thì HCl sẽ bay hơi cùng với nớc. Tính khối lợng muối