tài liệu bồi dưỡng giáo viên đổi mới phương pháp dạy học

phương pháp giải một số bμi tập hóa học có nội dung định lượng Cơ sở Trong các quá trình hoá học thì : Tổng khối lượng của các chất trước phản ứng luôn bằng tổng khối lượng của các chất

bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o

phương pháp giải một số bμi tập hóa học

có nội dung định lượng

Cơ sở

Trong các quá trình hoá học thì :

Tổng khối lượng của các chất trước phản ứng luôn bằng tổng khối lượng của các chất sau phản ứng :

(tr ước phản ứng) (sau phản ứng)

Tổng số mol nguyên tử của nguyên tố A trước phản ứng luôn bằng tổng

số mol nguyên tử của nguyên tố A sau phản ứng

Bμi tập minh họa

Bài 1 Người ta cho từ từ luồng khí CO đi qua một ống sứ đựng 5,44 g hỗn hợp A

gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, CuO nung nóng, kết thúc phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn B và hỗn hợp khí C Sục hỗn hợp khí C vào dung dịch nước vôi trong dư thấy có 9 g kết tủa và khí D bay ra Khối lượng chất rắn B thu được

Bài 2 Nung nóng m g hỗn hợp X gồm ACO3 và BCO3 thu đ−ợc m g hỗn hợp rắn

Y và 4,48 lít khí CO2 Nung nóng Y đến khối l−ợng không đổi thu thêm

đ−ợc khí CO2 và hỗn hợp rắn Z Cho toàn bộ khí CO2 thu đ−ợc khi nung Y qua dung dịch NaOH d−, sau đó cho dung dịch BaCl2 d− vào dung dịch trên thì thu đ−ợc 19,7 g kết tủa Mặt khác cho CO d− qua hỗn hợp Z nung nóng

Bài 3 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol FeO, 0,3 mol Fe2O3, 0,4 mol

Fe3O4 vào dung dịch HNO3 2M vừa đủ, thu đ−ợc dung dịch muối và 5,6 lít khí hỗn hợp khí NO và N2O4 (đktc) có tỉ khối so với H2 là 33,6 Thể tích dung dịch HNO3 đã tham gia phản ứng là

áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe, Cu, S

Bài 5 Khử hoàn toàn m g hỗn hợp CuO, Fe3O4 bằng khí CO ở nhiệt độ cao, thu

đ−ợc hỗn hợp kim loại và khí CO2 Sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu

đ−ợc 20 g kết tủa và dung dịch A, lọc bỏ kết tủa, cho Ba(OH)2 d− vào dung dịch A thu đ−ợc 89,1 g kết tủa nữa Nếu dùng H2 khử hoàn toàn m g hỗn hợp trên thì cần bao nhiêu lít khí H2 (đktc) ?

Sơ đồ phản ứng :

Bài 1 Để tác dụng hết 5,44 g hỗn hợp CuO, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 cần dùng vừa

đủ 90ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, nếu khử hoàn toàn 5,44 g hỗn hợp trên bằng khí CO ở nhiệt độ cao thì khối lượng sắt thu được là

Bài 2 Cho hỗn hợp gồm : FeO (0,01 mol), Fe2O3 (0,02 mol), Fe3O4 (0,03 mol) tan vừa hết trong dung dịch HNO3 thu được dung dịch chứa một muối và 0,448 lít khí N2O4 (đktc) Khối lượng muối và số mol HNO3 tham gia phản ứng là

Bài 3 Cho 1,1 g hỗn hợp Fe, Al phản ứng với dung dịch HCl thu được dung

dịch X, chất rắn Y và khí Z, để hoà tan hết Y cần số mol H2SO4 (loãng) bằng 2 lần số mol HCl ở trên, thu được dung dịch T và khí Z Tổng thể tích khí Z (đktc) sinh ra trong cả hai phản ứng trên là 0,896 lít Tổng khối lượng muối sinh ra trong hai trường hợp trên là

A 2,92 g B 2,67 g C 3,36 g D 1,06g

Bài 4 Hoà tan hoàn toàn 3,72g hỗn hợp 2 kim loại A, B trong dung dịch HCl d−

thấy tạo ra 1,344 lít khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đ−ợc muối khan có khối l−ợng là

Bài 5 Cho hỗn hợp A gồm 0,1 mol Cu, 0,2 mol Ag phản ứng hết với V lít dung

Bài 7 Thuỷ phân hoàn toàn 1 este đơn chức A cần vừa đủ 100ml NaOH 1M thu

đ−ợc ancol etylic và muối của axit hữu cơ B Phân huỷ hoàn toàn B thu đ−ợc 5,6 lít khí CO2 (đktc), 4,5 g H2O và m g Na2CO3 Công thức cấu tạo của A là

Bài 8 Cho 13,8g hỗn hợp gồm ancol etylic và glixerol tác dụng vừa đủ với Na thu

đ−ợc 4,48 lít H2 (đktc) và dung dịch muối Cô cạn dung dịch muối, khối l−ợng chất rắn thu đ−ợc là

Bài 10 Đốt cháy hoàn toàn một chất hữu cơ A chứa 1 nguyên tử oxi thu đ−ợc hỗn

hợp sản phẩm B Cho B đi qua dung dịch Ca(OH)2 d− thấy có 15 g kết tủa và khối l−ợng dung dịch giảm 4,8 g CTPT của A là

tạo ra chất mới (chất cuối), thì sự chênh lệch khối l−ợng giữa chất đầu và chất cuối chính bằng hiệu khối l−ợng của hai nhóm nguyên tử X và Y (|X–Y|)

Thí dụ : CaCO3 ⎯⎯→ CaSO4

Ta thấy thì sự chênh lệch khối l−ợng giữa hai muối CaCO3 và CaSO4 :

Khi một chất thay cation cũ bằng cation mới để sinh ra chất mới thì sự chênh lệch khối l−ợng giữa chất cũ và chất mới chính là sự chênh lệch khối l−ợng của cation cũ và cation mới

Bμi tập minh hoạ

Bài 1 Cho 41,2 g hỗn hợp X gồm Na2CO3, K2CO3 và muối cacbonat của kim loại hoá trị 2 tác dụng với dung dịch H2SO4 d− Kết thúc phản ứng thu đ−ợc hỗn hợp Y gồm ba muối sunfat và 8,96 lít khí CO2 (đktc) Khối l−ợng của Y là

n − =n =0, 4 (mol) ⇒khối l−ợng Y lớn hơn khối l−ợng của X là 0,4.36 = 14,4 (g)

Vậy mY = 41,2 + 14,4 =55,6 (g)

Bài 2 Cho 84,6 g hỗn hợp A gồm BaCl2 và CaCl2 vào 1 lít hỗn hợp Na2CO30,3M và (NH4)2CO3 0,8 M Sau khi các phản ứng kết thúc ta thu đ−ợc 79,1 g kết tủa A và dung dịch B Phần trăm khối l−ợng BaCl2 và CaCl2 trong A lần l−ợt là

Lời giải

⇒ §é chªnh lÖch (gi¶m) khèi l−îng cña 1 mol muèi lµ MΔ = 71– 60 =11(g)

§é gi¶m khèi l−îng muèi : Δ = 84,6 – 79,1 = 5,5 (g) m

VËy sè mol muèi clorua b»ng sè mol muèi cacbonat ph¶n øng

a.MA– 64a = 0,12 ⇔ MA.a = 64a + 0,12 (1) Mặt khác khối l−ợng thanh kim loại giảm = mAg + mA = 0,26 g

2a.108 – MA.a = 0,26⇔ MA.a = 2a.108 – 0,26 (2)

⇒ x = 2,5.10–3

mol ⇒ MA =

3 3

Bài 5 Có 2 dung dịch FeCl2 và CuSO4 có cùng nồng độ mol

– Nhúng thanh kim loại vào M (nhóm IIA) vào V lít dung dịch FeCl2, kết thúc phản ứng khối l−ợng thanh kim loại tăng 16g

– Nhúng cùng thanh kim loại ấy vào V lít dung dịch CuSO4 kết thúc phản ứng khối l−ợng thanh kim tăng 20g Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

và kim loại thoát ra bám hết vào M Kim loại M là

Bài 1 Cho 20 g hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, đơn chức tác dụng vừa đủ

với dung dịch Na2CO3 thu đ−ợc V lít khí CO2 (đktc) và dung dịch muối Cô cạn dung dịch thu đ−ợc 28,8 g muối Giá trị của V là

A 3,36 lít B 4,48 lít C 2,24 lít D 6,72 lít

Bài 2 Cho 5,5 g hỗn hợp 2 ancol đơn chức là đồng đẳng kế tiếp nhau tác dụng vừa

đủ với Na kim loại tạo ra 8,8 g chất rắn và V lít khí H2(đktc) Công thức của

2 ancol là

A CH 3 OH và C 2 H 5 OH B C2H5OH và C3H7OH

C C3H7OH và C4H9OH D C2H3OH và C3H5OH

Bài 3 Thủy phân 0,01mol este của 1 ancol đa chức với 1 axit đơn chức tiêu tốn

hết 1,2g NaOH Mặt khác khi thủy phân 4,36g este đó thì tiêu tốn hết 2,4g NaOH và thu được 4,92g muối Công thức của este là

A (CH 3 COO) 3 C 3 H 5 B (C2H3COO)3C3H5

C C3H5(COOCH3)3 D C3H5(COOC2H3)3

Bài 4 Thực hiện phản ứng este hoá giữa axit axetic (dư) và hỗn hợp gồm 7,52 g 3

ancol kế tiếp nhau trong cùng một dãy đồng đẳng Sau phản ứng thu được 15,92 g 3 este Giả sử hiệu suất phản ứng là 100% CTPT của ba ancol là

A. CH OH ;C H OH ;C H OH 3 2 5 3 5 B C H OH ;C H OH;C H OH 2 5 3 5 4 7

C C H OH ;C H OH;C H OH 3 5 4 7 5 9 D C H OH ;C H OH;C H OH 3 7 4 9 5 11

Bài 5 Hòa tan hoàn toàn 20,85 g hỗn hợp X gồm NaCl và NaI vào nước được

dung dịch A Sục khí Cl2 dư vào dung dịch A Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dung dịch thu được 11,7 g muối khan Khối lượng NaCl có trong X là

A 5,85 g B 7,55 g C 2,95 g D 5,10 g

Bài 6 Cho khí CO qua ống sứ chứa 15,2g hỗn hợp chất rắn CuO và FeO nung

nóng Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí B và 13,6g chất rắn C Cho hỗn hợp khí B hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có kết tủa Lọc lấy kết tủa và sấy khô rồi cân thì khối lượng kết tủa thu được là

Bài 7 Nhúng thanh kim loại M (hóa trị II) vào dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra thấy khối lượng giảm 0,1% Mặt khác cũng nhúng thanh kim loại trên vào dung dịch AgNO3 Sau một thời gian thấy khối lượng tăng 7,55% Biết số mol CuSO4 và AgNO3 tham gia phản ứng ở hai trường hợp như nhau Kim loại M là

Bài 8 Hòa tan 3,23 g hỗn hợp muối CuCl2 và Cu(NO3)2 vào nước thu được dung dịch X Nhúng thanh Mg vào dung dịch X cho đến khi mất màu xanh của dung dịch, lấy thanh Mg ra cân lại, thấy tăng thêm 0,8 g Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m g muối khan Giá trị m là

Bài 9 Cho 16,2 g hỗn hợp este của ancol metylic và hai axit cacboxlic no, đơn

chức tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch A Cô

cạn dung dịch A thu đ−ợc 17,8 g hỗn hợp hai muối khan, thể tích dung dịch NaOH 1 M đã dùng là

A 0,2 lít B 0,3 lít C 0,4 lít D 0,5 lít

Bài 10 Đun nóng 3,188 g este của glixerol với ba axit cacboxylic no, đơn chức

mạch hở X, Y, Z (X, Y là đồng phân của nhau và kế tiếp với Z) với dung dịch NaOH d−, phản ứng kết thúc thu đ−ợc 3,468 g hỗn hợp muối Công thức phân tử của các axit là

A C2H4O2 và C3H6O2 B C 3 H 6 O 2 và C 4 H 8 O 2

C C4H8O2 và C5H10O2 D C3H4O2 và C4H8O2

Phương pháp sử dụng quy tắc thăng bằng điện tích, thăng bằng

Các bước áp dụng quy tắc thăng bằng số mol electron như sau :

– Phải xác định được từ các chất ban đầu tham gia phản ứng đến các chất sản phẩm có bao nhiêu chất cho electron và số mol từng chất, có bao nhiêu chất nhận electron và số mol từng chất (có thể phải đặt ẩn số)

– Viết các quá trình cho electron để tính tổng số mol e mà các chất khử cho

Đối với những hệ trung hoμ điện

Nếu trong hệ tồn tại đồng thời các hạt mang điện thì ta luôn có tổng số mol

điện tích dương ∑nđt(+) bằng tổng số mol điện tích âm ∑nđt(–) :

Với nđt = số mol ion ì số đơn vị điện tích của ion đó

Bμi tập minh hoạ

Bài 1 Hoà tan hết 7,5 g hỗn hợp Al và Mg trong HNO3 loãng thu được dung dịch

A gồm 2 muối và 3,36 lít (ở đktc) hỗn hợp 2 khí NO và N2O, khối lượng của hỗn hợp khí là 5,2 g Khối lượng của Al, Mg trong hỗn hợp lần lượt là

N+5 + 4e ⎯⎯→ N+

(N2O) 0,4 0,1 ← 0,05

áp dụng quy tắc thăng bằng số mol electron ta có : 3x + 2y = 0,7 (1) Phương trình khối lượng : 27x + 24y = 7,5 (2)

Theo quy tắc thăng bằng điện tích ∑nđt(+) = ∑nđt(–)

Bài 3 Để m g Fe ngoài không khí một thời gian nên bị gỉ (giả sử gỉ sắt chỉ toàn là

oxit sắt) cân nặng 10 g Lượng gỉ sắt trên làm mất màu hoàn toàn 200 ml

dung dịch KMnO4 0,5M trong dung dịch H2SO4 dư m có giá trị là

Lời giải

Sơ đồ phản ứng :

2 a 4 2 4 2 4 3 4 2

– ChÊt cho electron : Fe : m(mol)

thµnh 0,448 lÝt khÝ B ë ®ktc (duy nhÊt) cã tØ khèi so víi hi®ro lµ 15 th× m

N+5 + 3e ⎯⎯→ N+2

(NO ) 0,06 0,02 0,02 ∑ne nhËn =0, 06

Bµi 5 Trén 60g bét Fe víi 30g bét lưu huúnh råi ®un nãng (trong ®iÒu kiÖn kh«ng

cã kh«ng khÝ) thu ®ưîc chÊt r¾n X Hoµ tan X b»ng dung dÞch axit H2SO4lo·ng, dư ®ưîc dung dÞch B vµ khÝ C §èt ch¸y C cÇn V lÝt O2 (®ktc) C¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn th× V cã gi¸ trÞ lµ

XÐt c¶ qu¸ tr×nh ph¶n øng th× Fe vµ S cho electron, cßn O2 nhËn electron

ChÊt cho electron : Fe : 60(mol)

30(mol)32

O2 + 4e ⎯⎯→ 2O–2

x 4x

32302.5660

Lêi gi¶i

Khèi lưîng hçn hîp khÝ = 23 ư 7,2 = 15,8 (g) ⇒ M = 15,8 : 0,25 = 63,2

Bài 1 Dung dịch X có chứa 5 ion : Cu2+, Ba2+, Ca2+ và 0,1mol Cl– và 0,2mol

3

NO− Thêm dần V lít dung dịch K2CO3 1M vào dung dịch X đến khi đ−ợc kết tủa cực đại V có giá trị là

A 150ml B 300ml C 200ml D 250ml

Bài 2 Cho 0,04 mol Fe; 0,02 mol Al tác dụng với 100 ml dung dịch X chứa

AgNO3 và Cu(NO3)2 thu đ−ợc dung dịch Y và 5,84 g chất rắn D gồm 3 kim loại Cho D tác dụng với dung dịch HCl d− đ−ợc 0,448 lít hiđro (đktc) Nồng

độ mol các muối AgNO3 và Cu(NO3)2 trong X lần l−ợt là

Bài 3 Hoà tan m g hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R (có hoá trị không đổi) trong

dung dịch HCl d− thì thu đ−ợc 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch chứa 4,575g muối khan Cũng l−ợng hỗn hợp trên hòa tan trong dung dịch chứa hỗn hợp HNO3 đặc và H2SO4 ở nhiệt độ thích hợp thì thu đ−ợc 0,063 mol khí NO2 và 0,021 mol khí SO2 Kim loại R là

Bài 4 Để 10,08 g bột sắt trong không khí sau một thời gian thu đ−ợc hỗn hợp A

có khối l−ợng m g gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Cho A tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thấy giải phóng ra 2,24 lít khí NO duy nhất (ở điều kiện tiêu chuẩn) Khối l−ợng m của hỗn hợp A là

thu được dung dịch Y (chỉ chứa muối sunfat) và 13,216 lít (đktc) hỗn hợp

khí Z gồm NO và NO2 có khối lượng 26,34g Kim loại M là

Bài 7 Cho m g hỗn hợp ba kim loại Al, Fe, Cu tan hoàn toàn trong dung dịch

HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO2 (giả thiết tồn tại NO2 ở

đktc) và NO (không sinh muối NH4NO3) Tỉ khối hơi của D so với hiđro bằng 18,2 Tổng số g muối khan tạo thành theo m và V là

– Pha loãng hay cô cạn dung dịch

– Pha trộn các dung dịch của cùng một chất, cùng loại nồng độ

– Pha trộn các khí

Khi trộn lẫn 2 dung dịch có nồng độ khác nhau hay cho thêm chất tan nguyên chất vào dung dịch chứa chất tan đó, hoặc quá trình cô cạn dung dịch Để tính được nồng độ dung dịch ở trạng thái cuối ta có thể giải bằng phương pháp bảo toàn khối lượng, tuy nhiên ta nên dùng phương pháp đường chéo thì giải bài toán sẽ nhanh hơn

Sau đây giới thiệu một số sơ đồ hay được sử dụng :

Nếu trộn dung dịch 1 có khối lượng là m1(g) và nồng độ C1% với dung dịch

2 có khối lượng m2(g) và nồng độ C2% (giả sử C1 < C2) thu được dung dịch mới có nồng độ C% (với C1 < C < C2) ta sử dụng sơ đồ :

Nếu trộn dung dịch 1 có thể tích V1 (lít) và nồng độ CM(1) với dung dịch 2

có thể tích V2 (lít) và nồng độ CM(2) (giả sử CM(1) < CM(2)) ta thu đ−ợc dung dịch mới có nồng độ CM (với CM(1) < C < CM(2)) ta sử dụng sơ đồ sau :

Nếu trộn một thể tích V1 (lít) khí A có phân tử khối MA với một thể tích khí

B có phân tử khối MB (giả sử MA < MB) ta thu đ−ợc hỗn hợp khí có phân tử khối trung bình là M (với MA < M < MB) ta sử dụng sơ đồ sau :

Bμi toán minh hoạ Bài 1 Cần cho số g H2O vào 100 g dung dịch H2SO4 90% để đ−ợc dung dịch H2SO4 50% là A 90 g B 80 g C 60 g D 70 g Lời giải = ⇒ = m 40 m 80(gam) 100 50 Bài 2 Làm bay hơi 500 ml dung dịch chất A 20% (D = 1,2 g/ml) để chỉ còn 300 g dung dịch Nồng độ % của dung dịch này là A 30% B 40% C 50% D 60% Lời giải mdd = 500.1,2 = 600 (g) Đây là bài toán cô cạn nên sơ đồ : 600 x x 40% 300 x 20 ⇒ = ⇒ = − m 0 40

50

100 90 50

dung dịch A : 600 20 - x x

−

−

−

−

M

V (lit) C C C

V C

V (lit) C C C

2 1

B A

V (lit) M M M

M

V (lit) M M M

−

−

−

−

1

2

Bµi 3 Trén V1 ml dung dÞch NaOH (d = 1,26 g/ml) víi V2 ml dung dÞch NaOH (d = 1,06 g/ml) thu ®−îc 1lÝt dung dÞch NaOH (d = 1,16 g/ml) Gi¸ trÞ V1, V2lÇn l−ît lµ

Bµi 1 Trén hai thÓ tÝch metan víi mét thÓ tÝch hi®rocacbon X thu ®−îc hçn hîp

khÝ (®ktc) cã tØ khèi so víi H2 b»ng 15 C«ng thøc ph©n tö cña X lµ

Bµi 2 Cho hçn hîp X gåm 2 este cã CTPT lµ C4H8O2 vµ C3H6O2 t¸c dông víi NaOH d− thu ®−îc 6,14g hçn hîp 2 muèi vµ 3,68g ancol B duy nhÊt cã tØ khèi so víi oxi lµ 1,4375 Sè g cña C4H8O2 vµ C3H6O2 trong A lÇn l−ît lµ

Bµi 3 Tõ 1 tÊn quÆng hematit (A) ®iÒu chÕ ®−îc 400kg s¾t Tõ 1 tÊn quÆng

manhetit (B) ®iÒu chÕ ®−îc 500kg s¾t §Ó ®−îc 1 tÊn quÆng hçn hîp mµ tõ 1 tÊn quÆng hçn hîp nµy ®iÒu chÕ ®−îc 460kg s¾t th× ph¶i trén 2 quÆng A B víi tØ lÖ vÒ khèi l−îng lµ

Bµi 4 Mét hçn hîp khÝ X gåm SO2 vµ O2 cã tØ khèi so víi metan b»ng 3 Thªm V lÝt O2 vµo 20 lÝt hçn hîp X thu ®−îc hçn hîp Y cã tØ khèi so víi metan b»ng 2,5 Gi¸ trÞ cña V lµ

H SOHNO

2BaCl

Bμi tập minh họa

Bài 1 Cho dung dịch X chứa đồng thời 2 axit H2SO4 1M và HCl 2M vào 200ml dung dịch Y chứa NaOH 1,5 M và KOH 1M Khi môi trường dung dịch trung tính thì thể tích dung dịch X cần là

Khi môi trường trung tính : 4V = 0,5 ⇒ V= 125 ml

Bài 2 Cho 100ml dung dịch A chứa đồng thời 2 axit HCl 1M và HNO3 2M vào 200ml dung dịch B chứa NaOH 0,8 M và KOH x M thu được dung dịch C