các phương pháp giải bài toán hóa học vô cơ

A. Lý thuyết chung khi giải các bài toán hóa học vô cơ 1 Những công thức cần thiết khi Chú ý bài toán hoá học Trước hết, cần ghi nhớ các công thức hóa học liên quan đến các đại lượng cơ bản : Quan hệ giữa số mol chất với khối lượng và khối lượng mol. Quan hệ giữa số mol khí và thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Các công thức, định luật về chất khí. Quan hệ giữa số mol chất tan và nồng độ chất tan trong dung dịch. Ví dụ : Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng Trong thực tế, việc thiết lập các quan hệ trên có thể thực hiện nhanh bằng cách tính nhẩm, thí dụ với dãy biến hoá: FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2 + 2NaCl (1) 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 (2) 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O (3) Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O (4) Giả sử cần thiết lập quan hệ giữa và , ta nhẩm thấy = , = , = 2 , = . Nhân các hệ số khác 1 với nhau thu được: = = 2 Phân tích các trường hợp của bài toán hoá học 2.1. Trường hợp 1. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các chất phản ứng lấy vừa đủ. Trong trường hợp này các chất phản ứng đều phản ứng hết, nghĩa là số mol chất đã phản ứng bằng số mo chất có ban đầu và việc tính toán có thể dựa vào số mol có ban đầu của bất kì chất nào. Thí dụ 1: Hoà tan 0,65 gam Zn trong 100 ml dung dịch HCl 0,2 M. Xác định thể tích H2 sinh ra điều kiện tiêu chuẩn. Như vậy, theo phản ứng thì hai chất lấy vừa đủ và cùng phản ứng hết do đó có thể tính theo nZn hoặc nHCl: 2.2. Trường hợp 2. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các chất phản ứng có chất dư, chất thiếu. Trong trường hợp này chỉ có chất thiếu phản ứng hết, nghĩa là số mol chất thiếu đã phản ứng chính bằng số mol của nó ban đầu và việc tính toán có thể dựa vào số mol có ban đầu chỉ của chất thiếu. Thí dụ 2: Trộn 400 gam dung dịch BaCl2 5,2% với 100 ml dung dịch H2SO4 20% (d = 1,12 gml) 1) Tính khối lượng kết tủa thu được. 2) Tính nồng độ phần trăm của các chất thu được sau phản ứng: Để tính cần biện luận xem BaCl2 hay H2SO4 phản ứng hết? 2.3. Trường hợp 3. Các phản ứng xảy ra không hoàn toàn (do hiệu suất phản ứng không bằng 100% hoặc do thời gian phản ứng chưa đủ). Trong trường hợp này, không những chất dư mà cả chất thiếu cũng chưa phản ứng hết và việc tính toán cũng không thể dựa vào số mol có ban đầu của bất kì chất nào. Cần phải đặt số mol của một chất nào đó đã phản ứng là n và việc tính toán phải dựa vào giá trị n của đó. Thí dụ 3: Sau khi nung 9,4 gam Cu(NO3)2 ở nhiệt độ cao thu được 6,16 gam chất rắn. Xác định thể tích khí thu được ở đkktc. Như vậy phải hiểu chất rắn gồm CuO và Cu(NO3)2 dư, nghĩa là phản ứng nhiệt phân không hoàn toàn. Thí dụ 4: Nung a gam bột sắt với b gam bột lưu huỳnh trong điều kiện không có không khí. Hoà tan hỗn hợp thu được sau khi nung bằng dung dịch HCl dư thu được chất rắn A nặng 0,8 gam, dung dịch B và khí C có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 9. Cho khí C vào dung dịch Pb(NO3)2 dư thấy tạo thành 23,9 gam kết tủa. 1) Xác định a, b. 2) Tính % Fe và % S đã tham gia phản ứng. 3) Thêm dung dịch NaOH vào dung dịch B cho đến dư, lọc lấy kết tủa, đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?. Như vậy, cả Fe và S đều dư lại nghĩa là phản ứng chưa hoàn toàn Thí dụ 5: Sau khi nung 9,056 gam hỗn hợp hai muối Cu(NO3)2 và Pb(NO3)2 theo phản ứng sau: 2M(NO3)2 2MO + 2NO2 + O2 thu được 1,456 lít hỗn hợp khí (ở đktc) và chất rắn A. Chất rắn A phản ứng vừa đủ với 64 ml dung dịch H2SO4 0,5 M tạo thành 4,848 gam chất kết tủa. 1) Tính phần trăm khối lượng của các chất trong chất rắn A nhận được. 2) Tính hiệu suất của hai phản ứng nhiệt phân. Như vậy phải hiểu chất rắn A gồm CuO, PbO và cả Cu(NO3)2 còn dư. PB(NO3)2 còn dư B. 25 bài toán vô cơ Bài 1. Trộn V1 ml dung dịch H2SO4 có nồng độ moll là C1, khối lượng riêng d1, với V2 ml dung dịch H2SO4 có nồng độ mol là C2, khối lượng riêng d2, thu được dung dịch H2SO4 có khối lượng riêng d3. 1) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch H2SO4 nhận được. 2) Tính nồng độ moll của dung dịch H2SO4 nhận được. Chú ý Vì khối lượng hay số mol chất tan cũng như khối lượng dung dịch trước và sau khi trộn phải bằng nhau Thể tích dung dịch tạo thành trong các phép tính gần đúng có thể xem bằng tổng thể tích của các dung dịch ban đầu trộn lẫn, nhưng trong các phép tính chính xác phải được tính theo khối lượng của dung dịch tạo thành. Bài 2. Xác định nồng độ moll của dung dịch NaOH (dung dịch A) và dung dịch H2SO4 (dung dịch B) biết rằng: 1) Khi trộn 2 lít dung dịch A với 3 lít dung dịch B thì để trung hoà dung dịch thu được cần 2 lít dung dịch HCl 0,5M. Khi trộn 3 lít dung dịch A với 6 thì để tác dụng với H2SO4 dư cần 50 gam bột canxi cacbonat. (Giả thiết phản ứng dung dịch A và dung dịch B luôn tạo thành mối trung hoà) Chú ý Trong trường hợp đâu, NaOH dư: Trong trường hợp sau, H2SO4 dư: CA = 3M; CB = M

A. Lý thuyết chung khi giải các bài toán hóa học vô cơ 1 - Những công thức cần thiết khi Chú ý bài toán hoá học Trước hết, cần ghi nhớ các công thức hóa học liên quan đến các đại lượng cơ bản : - Quan hệ giữa số mol chất với khối lượng và khối lượng mol. - Quan hệ giữa số mol khí và thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn. - Các công thức, định luật về chất khí. - Quan hệ giữa số mol chất tan và nồng độ chất tan trong dung dịch. Ví dụ : Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng Trong thực tế, việc thiết lập các quan hệ trên có thể thực hiện nhanh bằng cách tính nhẩm, thí dụ với dãy biến hoá: FeCl 2 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + 2NaCl (1) 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3 (2) 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (3) Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O (4) Giả sử cần thiết lập quan hệ giữa n FeCl 2 và n H 2 , ta nhẩm thấy n FeCl 2 = 2 Fe(OH) n , 2 Fe(OH) n = 3 Fe(OH) n , 3 Fe(OH) n = 2 32 OFe n , 32 OFe n = 3 1 n H 2 . Nhân các hệ số khác 1 với nhau thu được: n FeCl 2 = 3 1 2. n H 2 = 3 2 n H 2 2 - Phân tích các trường hợp của bài toán hoá học 2.1. Trường hợp 1. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các chất phản ứng lấy vừa đủ. Trong trường hợp này các chất phản ứng đều phản ứng hết, nghĩa là số mol chất đã phản ứng bằng số moλ chất có ban đầu và việc tính toán có thể dựa vào số mol có ban đầu của bất kì chất nào. Thí dụ 1: Hoà tan 0,65 gam Zn trong 100 ml dung dịch HCl 0,2 M. Xác định thể tích H 2 sinh ra điều kiện tiêu chuẩn. Như vậy, theo phản ứng thì hai chất lấy vừa đủ và cùng phản ứng hết do đó n H 2 có thể tính theo n Zn hoặc n HCl : 2.2. Trường hợp 2. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các chất phản ứng có chất dư, chất thiếu. Trong trường hợp này chỉ có chất thiếu phản ứng hết, nghĩa là số mol chất thiếu đã phản ứng chính bằng số mol của nó ban đầu và việc tính toán có thể dựa vào số mol có ban đầu chỉ của chất thiếu. Thí dụ 2: Trộn 400 gam dung dịch BaCl 2 5,2% với 100 ml dung dịch H 2 SO 4 20% (d = 1,12 g/ml) 1) Tính khối lượng kết tủa thu được. 2) Tính nồng độ phần trăm của các chất thu được sau phản ứng: Để tính n BaSO 4 cần biện luận xem BaCl 2 hay H 2 SO 4 phản ứng hết? 2.3. Trường hợp 3. Các phản ứng xảy ra không hoàn toàn (do hiệu suất phản ứng không bằng 100% hoặc do thời gian phản ứng chưa đủ). Trong trường hợp này, không những chất dư mà cả chất thiếu cũng chưa phản ứng hết và việc tính toán cũng không thể dựa vào số mol có ban đầu của bất kì chất nào. Cần phải đặt số mol của một chất nào đó đã phản ứng là n và việc tính toán phải dựa vào giá trị n của đó. Thí dụ 3: Sau khi nung 9,4 gam Cu(NO 3 ) 2 ở nhiệt độ cao thu được 6,16 gam chất rắn. Xác định thể tích khí thu được ở đkktc. Như vậy phải hiểu chất rắn gồm CuO và Cu(NO 3 ) 2 dư, nghĩa là phản ứng nhiệt phân không hoàn toàn. Thí dụ 4: Nung a gam bột sắt với b gam bột lưu huỳnh trong điều kiện không có không khí. Hoà tan hỗn hợp thu được sau khi nung bằng dung dịch HCl dư thu được chất rắn A nặng 0,8 gam, dung dịch B và khí C có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 9. Cho khí C vào dung dịch Pb(NO 3 ) 2 dư thấy tạo thành 23,9 gam kết tủa. 1) Xác định a, b. 2) Tính % Fe và % S đã tham gia phản ứng. 3) Thêm dung dịch NaOH vào dung dịch B cho đến dư, lọc lấy kết tủa, đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?. Như vậy, cả Fe và S đều dư lại nghĩa là phản ứng chưa hoàn toàn Thí dụ 5: Sau khi nung 9,056 gam hỗn hợp hai muối Cu(NO 3 ) 2 và Pb(NO 3 ) 2 theo phản ứng sau: 2M(NO 3 ) 2  → 2MO + 2NO 2 + O 2 thu được 1,456 lít hỗn hợp khí (ở đktc) và chất rắn A. Chất rắn A phản ứng vừa đủ với 64 ml dung dịch H 2 SO 4 0,5 M tạo thành 4,848 gam chất kết tủa. 1) Tính phần trăm khối lượng của các chất trong chất rắn A nhận được. 2) Tính hiệu suất của hai phản ứng nhiệt phân. Như vậy phải hiểu chất rắn A gồm CuO, PbO và cả Cu(NO 3 ) 2 còn dư. PB(NO 3 ) 2 còn dư B. 25 bài toán vô cơ Bài 1. Trộn V 1 ml dung dịch H 2 SO 4 có nồng độ mol/l là C 1 , khối lượng riêng d 1 , với V 2 ml dung dịch H 2 SO 4 có nồng độ mol là C 2 , khối lượng riêng d 2 , thu được dung dịch H 2 SO 4 có khối lượng riêng d 3 . 1) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch H 2 SO 4 nhận được. 2) Tính nồng độ mol/l của dung dịch H 2 SO 4 nhận được. Chú ý - Vì khối lượng hay số mol chất tan cũng như khối lượng dung dịch trước và sau khi trộn phải bằng nhau - Thể tích dung dịch tạo thành trong các phép tính gần đúng có thể xem bằng tổng thể tích của các dung dịch ban đầu trộn lẫn, nhưng trong các phép tính chính xác phải được tính theo khối lượng của dung dịch tạo thành. Bài 2. Xác định nồng độ mol/l của dung dịch NaOH (dung dịch A) và dung dịch H 2 SO 4 (dung dịch B) biết rằng: 1) Khi trộn 2 lít dung dịch A với 3 lít dung dịch B thì để trung hoà dung dịch thu được cần 2 lít dung dịch HCl 0,5M. Khi trộn 3 lít dung dịch A với 6 thì để tác dụng với H 2 SO 4 dư cần 50 gam bột canxi cacbonat. (Giả thiết phản ứng dung dịch A và dung dịch B luôn tạo thành mối trung hoà) Chú ý Trong trường hợp đâu, NaOH dư: Trong trường hợp sau, H 2 SO 4 dư: C A = 3M; C B = 5 6 M Bài 3. 1) Hoà an 10,2 gam Al 2 O 3 và 4 gam MgO vào 245 gam dung dịch H 2 SO 4 . Để trung hoà axit dư phải dùng 400 ml dung dịch NaOH 0,5M. Xác định nồng độ phần trăm của H 2 SO 4 . 2) Cho hoà tan vừa đủ một lượng hiđroxit kim loại A hoá trị 2 trong H 2 SO 4 ở trên thu được dung dịch muối có nồng độ 27,21%.Xác định khối lượng mol nguyên tử của kim loại A. 3) Hoà tan 4,9 gam hiđroxit kim loại A trong 150 ml dung dịch HCl 2M. Để trung axit dư phải thêm 25 ml dung dịch hiđroxit kim loại kiềm thổ B nồng độ 22,8% khối lượng riêng là 1,3g/ml. Xác định khối lượng mol nguyên tử của kim loại kiềm thổ B. Chú ý 1) C% = 20% H SO 2 4 2) Giả thiết lượng A(OH) 2 lấy là 1 mol A = 64(Cu) 3) B = 40 (Ca) Bài 4. Hai dung dịch H 2 SO 4 A và B. 1) Hãy tính nồng độ phần trăm của A và B biết rằng nồng độ của B lớn hơn A 2,5 lần và khi trộn A với B theo tỉ lệ khối lượng 7:3 thì thu được dung dịch C có nồng độ 29%. 2) Lấy 50 ml dung dịch C (d = 1,27 g/ml) tác dụng với 20 ml dung dịch BaCl 2 1M. Lọc và tách kết tủa. a) Hãy tính nồng độ mol của axit HCl có trong dung dịch nước lọc, giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể. b) Nếu cho 21,2 gam Na 2 CO 3 tác dụng với dung dịch nước lọc có kết tủa tạo ra không? Nếu có, khối lượng là bao nhiêu? Chú ý 1) Đặt nồng độ phần trăm của A và B là x và y, khối lượng A và B đem trộn là 7 m và 3m. Khối lượng H 2 SO 4 trước và sau khi trộn phải bằng nhau x = 20%; y = 50% 2) M.HCl C = 1,50M Khối lượng kết tủa BaCO 3 là: 2,364 gam Bài 5. Trộn 500 ml dung dịch NaOH 2M với 4 lít dung dịch NaOH 10% (d = 1,115 g/ml). Dùng xút tạo thành cho tác dụng đến dư với 150 ml dung dịch A chứa 30 ,51 gam hỗn hợp hai muối FeCl 2 và AlCl 3 thu được một chất kết tủa. Lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi được một chất rắn. Để khử hoàn toàn chất rắn này cần 1008 ml H 2 (đktc). 1) Tính nồng độ mol/l của FeCl 2 và AlCl 3 trong dung dịch A. 2) Tính thể tích tối thiểu dung dịch xút (thu được sau khi trộn lẫn) cần để thực hiện các quá trình trên. Chú ý 1) C = 0,03 150 /1000 = 0,2M M.FeCl 2 C = 0,2 150 /1000 = 1,33M M.AlCl 3 2) V = 0,318 lít Bài 6. Trong một bình kín dung tích 5 lít có một lít than và nước (không có không khí). Nung nóng bình tới nhiệt độ cao. Giả sử chỉ xảy ra hai phản ứng: C + H 2 O = CO + H 2 C + 2H 2 O = CO 2 + 2H 2 Sau đó làm lạnh bìnhtới 0 o C, áp suất trong bình là P. 1) Nếu cho các khí trong bình đi qua dung dịch Ba(OH) 2 dư thì tạo thành 1,97 gam kết tủa. Để đốt cháy các khí trong bình cần 2,464 lít oxi (ở đktc). Tính phần trăm thể tích mỗi khí trong bình. 2) Tính độ áp suất P, biết rằng thể tích bình không thay đổi, thể tích các chất rắn và lỏng không đáng kể. Chú ý Phần trăm số mol hay phần trăm thể tích của các khí: %CO = 0,01 0,23 . 100% = 4,35% 2 %CO = 0,10 0,23 . 100% = 43,48% %H = 0,12 0,23 . 100% = 52,17% 2 áp suất của các khí trong bình sau phản ứng: P = 1 . 5,152 273 . 273 5 = 1,03 at Bài 7. Một bình dung tích 5,6 lít chứa hỗn hợp khí gồm N 2 , NO, NO 2 ở 35 o C, P=2,256 at. Bơm vào bình 600 ml nước rồi lắc mạnh bình một thời gian, sau đó đưa về nhiệt độ 27,3 o C thì thấy áp suất gây ra trong bình là 1,4784 at. 1) Tìm thành phần phần trăm % theo số mol mỗi khí trong hỗn hợp khí ban đầu. Biết rằng hỗn hợp khí có trong bình sau khi tiếp xúc với nước có tỉ khối so với không khí bằng 1. Thể tích chất lỏng có trong bình thay đổi không đáng kể, bỏ qua phần áp suất do chất lỏng chứa trong bình gây ra. Hiệu suất phản ứng bằng 100%. 2) Nếu đem toàn bộ lượng chất lỏng có trong bình sau khi đã tiếp xúc với hỗn hợp cho tác dụng với một lượng Al dư thì thu được bao nhiêu lít khí N 2 O ở 27,3 o C và 1 at? Chú ý 1) Phần trăm theo số thể tích của các khí trong hỗn hợp đầu: %NO = 0,3 0,5 . 100% = 60% 2 %NO = 0,05 0,5 . 100% = 10% %NO = 0,15 0,5 . 100% = 30% 2 2) V NO 2 = 22,4 . 0,02 = 0,448 lít n = 1 . 0,448 273 . 27,3 + 273 1 = 0,493 N O 2 lít Bài 8. Một bình kín dung tích 10 lít không có không khí, chứa 500 ml dung dịch H 2 SO 4 , M tác dụng vừa hết với 55 gam hỗn hợp gồm Na 2 SO 3 và Na 2 CO 3 . Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí A gồm SO 2 và Co 2 , nhiệt độ trung bình là 47 o C. Giả thiết thể tích của bình và của dung dịch thay đổi không đáng kể, độ tan của các khí trong nước không đáng kể. 1) Tính khối lượng của các muối trong hỗn hợp ban đầu. 2) Tính áp suất gây ra bởi hỗn hơp khí A trong bình sau khi phản ứng. 3) Nếu trộn hỗn hợp khí A với O 2 thu được hỗn hợp khí B có tỉ khối so với hiđro là 21, 71. Cho hỗn hợp khí B qua ống sứ nung nóng có xúc tác V 2 O 5 thì được hỗn hợp khí C. Có thỉ khối so với hiđro là 22,35. Tính hiệu suất của quá trình chuyển hoá SO 2 thành SO 3 và thành phần về thẻ tích của các khí trong hỗn hợp C. Chú ý 1) Đặt số mol Na 2 CO 3 và Na 2 SO 3 trong hỗn hợp là x và y ta có: x = 0,4; y = 0,1 Suy ra: m Na CO 2 3 = 106 . 0,4 = 42,4 gam m Na SO 2 4 = 126 . 0,1 = 12,6 gam 2) Hỗn hợp khí A gồm 0,4 mol CO 2 và mol SO 2 . áp suất trong bình sau phản ứng: P = 1 . 11,2 273 . (47 + 273) 9,5 = 1,382 at 3) Đặt số mol O 2 đã đưa vào hỗn hợp A là a Đặt số mol SO 2 đã phản ứng là b Suy ra thành phần về số mol hay thành phần về thể tích của các khí trong hỗn hợp C là: %SO = 0,06 0,68 . 100% = 8,82% 2 %SO = 0,04 0,68 . 100% = 5,88% 3 %O = 0,18 0,68 . 100% = 26,47% 2 %CO = 0,4 0,68 . 100% = 58,82% 2 Bài 9. Cho m gam hỗn hợp NH 4 HCO 3 và (NH 4 ) 2 CO 3 vào một bình kín dung tích V ml rồi nung nóng đến 900 o C, áp suất trong bình là P. Cũng lấy m gam hỗn hợp trên cho tác dung với một lượng vừa đủ NH 3 , hỗn hợp muối rắn sau phản ứng cho vào bình kín dung tích V ml nung nóng đến 900 o C, áp suất trong bình là 1,2 P. Xác định phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp đầu. Chú ý Phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp: %NH HCO = 79x 79 + 96 x 2 . 100% = 62,2% 4 3 %(NH ) CO = 96 x 2 79 + 96 x 2 . 100% = 37,8% 4 2 3 Bài 10. Hỗn hợp A gồm Fe, FeCO 3 , Fe 3 O 4 . Cho m gam hỗn hợp A vào 896 ml dung dịch HNO 3 0,5 M thì thu được dung dịch B và hỗn hợp khí C gồm NO, CO 2 . Cho toàn bộ hỗn hợp C vào một bình kín chứa không khí, dung tích là 4,48 lít ở 0 o C, áp suất 0,375 at. Sau khi cho hỗn hợp C vào bình thì ở 0 o C áp suát gaya ra tỏng bình là 0,6 at và tỏng bình không còn O 2 . Cho dung dịch B tác dụng với CaCO 3 thì thấy hoà tan được 1,4 gam CaCO 3 . Mặt khác, nếu cho m gam hỗn hợp A tác dụng với hiđro có dư và nung nóng sản phẩm khí cho qua 100 gam dung dịch H 2 SO 4 97,565% thì sau thí nghiệm nồng độ dung dịch H 2 SO 4 giảm đi 2,565%.Tính thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp A. Chú ý %Fe = 0,56 11 . 100% = 5,09% %Fe O = 6,96 11 . 100% = 63,27% 3 4 %FeCO = 3,48 11 . 100% = 31,64% 4 Bài 11. Cho a gam hỗn hợp hai kim loại và Ba và Na tác dụng với H 2 O thu được V lít khí (đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng vừa đủ với FeCl 3 , lọc lấy kết tủa rửa sạch và nung đến khối lượng không đổi thu được chất rắn nặng m gam. Nếu quá trình thí nghiệm cũng tiến hành như trên đối với FeCl 2 thu được chất rắn nặng m’ gam. 1) Thiết lập biểu thức liên hệ giữa m với V, m’ với V. 2) Xác định tỉ lệ m/m’. Khi V = 0,672 lít, tính m và m’. 3) Đun nóng m’ gam chất rắn (thu được ở câu 2) rồi cho 0,672 lít khí H 2 (ở đktc) đi qua để khử Fe 2 O 3 thành Fe kim loại. Tính khối lượng của chất rắn thu được. Chú ý 1) Đặt số mol của Ba và Na trong hỗn hợp là x và y ta có: m 160 = 1 3 . V 22,4 hay m = V 0,42 m' 160 = 1 2 . V 22,4 hay m' = V 0,28 2) m m' = V 0,42 : V 0,28 = 2 3 Khi V = 0,072 lít m = 0,672 0,42 = 1,6 g; m' = 0,672 0,42 = 2,4 g 3) Như vậy khối lượng của các chất rắn thu được sẽ là: 160 . 0,005 + 56 . 0,02 = 1,92 g. Bài 12. Nung hoàn toàn 13,4 gam hỗn hợp hai muối cacbonat cua rhia kim loại hoá trị hai A và B thu được 6,8 gam hỗn hợp oxit. 1) Xác định khối lượng các muối thu được khi cho khí sinh ra hấp thụ vào: a) V ml dung dịch NaOH 1M, với V = 75 ml, 450 ml và 250 ml. b) 2 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,015 M. 2) Xác định hai kim loại A, B biết tỉ lệ khối lượng mol nguyên tử của A và B bằng 3 : 5 và tỉ lệ số mol của ACO 3 và BCO 3 bằng 2:1. Chú ý 1) Đặt số mol ACO 3 và BCO 3 trong hỗn hợp là x và y ta có: a) Phản ứng giữa CO 2 và NaOH có 3 trường hợp: Nếu n n 1 NaOH CO 2 ≤ : NaOH + CO 2 = NaHCO 3 (1) Nếu n n 2 NaOH CO 2 ≥ : 2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O (2) Nếu < < n n 2 NaOH CO 2 : xảy ra cả hai phản ứng (1) và (2) n NaHCO 3 = 84 . 0,05 = 4,2 gam n Na CO 2 3 = 106 . 0,1 = 10,6 gam b) CO 2 dư (0,12 mol) và CaCO 3 sinh ra (0,03 mol) bị tan hết Khối lượng Ca(HCO 3 ) 2 : 162 . 162 . 0,03 = 4,86 g 2) Theo đề bài: A B = 3 5 (e) A = 24 (magie) B = 40 (canxi) Bài 13. Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ thu được 2,24 lít hỗn hợp khí A ở đktc gồm CO, H 2 , CO 2 . Cho hỗn hợp khí đó qua ống sứ đựng 40,14 gam chì oxit (PbO), nung nóng cho các phản ứng hoàn toàn. Hoà tan hết lượng chất rắn trong HNO 3 2 M, thoát ra 1,344 lít NO ở đktc. Khi sra khỏi ống sứ được hấp thụ hết bằng dung dịch thì được thêm kết tủa (giả thiết phản ứng xảy ra hoàn toàn). 1) Tính thành phần % theo thể tích các khí trong A. 2) Tính thể tích dung dịch HNO 3 tối thiểu để hoà tan chất rắn trên. 3) Tính khối lượng kết tủa thêm khi đun sôi dung dịch. 4) Tính thể tích dung dịch Ca(OH) 2 đã dùng cho phản ứng trên. Chú ý 1) Hỗn hợp A gồm CO 2 , CO và H 2 Chất rắn nhận được có Pb và có thể cả PbO dư, Đặt số mol CO 2 , CO, H 2 trong hỗn hợp là x, y, z ta có: x = 0,01; y = 0,035; z = 0,0055. 2) V ddHNO 3 = 0,21 lít. 3) Khí thoát ra khỏi ống sứ (sau phản ứng giữa A với PbO) gồm CO 2 và H 2 O. Khi đun sôi dung dịch nước lọc không được thêm kết tủa → mâu thuẫn với đề bài. Như vậy phải hiểu CO 2 dư và CaCO 3 sinh ra bị tan một phần 4) V ddCa(OH) 2 = 1,967 lít Bài 14. Dung dịch X chứa FeSO 4 và Al 2 (SO 4 ) 3 . Dung dịch A là dung dịch NaOH. a) Lấy 100 ml dung dịch X cho tác dụng với dung dịch NH 3 lấy dư được kết tủa. Lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi được 4,22 gam chất rắn. b) Lấy 100 ml dung dịch X cho tác dụng với 300 gam dung dịch A (là lượng dư) được kết tủa. Lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi được 3,71 gam chất rắn. Cho lượng chất rắn này vào ống sứ hoàn toàn thu được hỗn hợp khí B. Dẫn B vào dung dịch Ca(OH) 2 được 2 gam kết tủa, lọc, lấy phần nước lọc đem đun lên lại thu được 2 gam kết tủa. Hãy xác định nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch X và nồng độ phần trăm của NaOH trong dung dịch A. Chú ý Khi nung kết tủa thu được lượng oxit ít hơn trường hợp a chúng tỏ Al(OH) 3 đã bị tan môt phần hoặc tan hoàn toàn Tính được m Fe O 2 3 = 160 . 0,02 = 3,2 < 3,71 gam Điều đó chứng tỏ trong chấ rắn Al 2 O 3 và giả thiết Al(OH) 3 bị tan một phần là đúng. Đặt số mol FeSO 4 và Al 2 (SO 4 ) 3 trong 100 ml dung dịch X là x và y Bài 15. Cho 200 ml dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 trộn với 50 ml dung dịch NaOH thu được chất kết tủa A. Lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch B. Thêm dần dung dịch HCl 0,5 M vào dung dịch B lại thấy kết tủa A. Để thu được lượng kết tủa lớn nhất phải dùng 40 ml dung dịch axit nói trên. Lọc bỏ kết tủa vừa thu được (sau khi thêm HCl) thì được dung dịch C. Lấy 1/10 thể tích dung dịch C cho tác dụng với dung dịch BaCl 2 có dư thì thu được 1,398 gam chất kết tủa D. Tính nồng độ mol/l của dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 và dung dịch NaOH ba đầu. Chú ý Khi trộn dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 với dung dịch NaOH, nếu NaOH không dư: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH = 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 (1) Khi kết tủa A là Al(OH) 3 , dung dịch B gồm Na 2 SO 4 và Al 2 (SO 4 ) 3 . Khi thêm HCl vào B không thu được kết tủa A → mâu thuẫn với bài. Như vậy phải hiểu NaOH dư và sau (1) còn phản ứng: Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O (2) Dung dịch B gồm Na 2 SO 4 và NaAlO 2 , khi thêm HCl xảy ra phản ứng tạo lại kết tủa A: NaAlO 2 + HCl + H 2 O = Al(OH) 3 + NaCl (3) Bài 16. Cho 89,6 gam hỗn hợp X gồm các bột Al, CuO và Fe 3 O 4 đựng trong một bình kín không có không khí. Nung bình ở nồng độ cao, sau phản ứng lấy hỗn hợp chất rắn A thu được cho tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 5 M thấy thoát ra 6,72 lít khí H 2 (ở đktc), được dung dịch B và chất không tan C. Trung hoà lợng NaOH dư trong dung dịch B hết 280 ml dung dịch HCl 1 M. Rửa sạch chất không tan C rồi hoà tan trong 2 lít dung dịch H 2 SO 4 0,3 M (vừa đủ) thu được 8,064 lít H 2 (ở đktc). Hãy tính hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm đối với mỗi loại oxit? Chú ý Bài toán yêu cầu tính hiệu suất của các phản ứng, chứng tỏ các phản ứng này có thể chưa hoàn toàn và hỗn hợp chất A thu được có khả năng gồm các sản phẩm sinh ra và các chất ba đầu “dư” (chưa phản ứng hết). Bài 17. Để xác định công thức một muối kép ngậm nước gồm amoni sunfat, người ta lấy 19,28 gam muối đó hoà tan vào nước rồi chia làm hai phần bằng nhau: Phần 1: cho tác dụng với dung dịch BaCl 2 dư được 9,32 gan kết tủa. Phần 2: cho tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 dư và đun nóng có khí và kết tủa tạo thành. Lượng khí thoát ra được hấp thụ bởi 80 ml dung dịch HCl 0,25 M. Lượng kết tủa sau khi lọc, đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 10,92 gam chất rắn. Hãy xác định công thức của muối kép. Chú ý Đặt công thức muối kép: p(NH 4 ) 2 SO 4 . tFe x (SO 4 ) y . rH 2 O Bài 18. Cho hợp kim gồm hai kim loại A và B tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng, dư thu được 1,12 lít khí (ở đktc), đồng thời khối lượng hợp kim giảm 3,25 gam. Phần hợp kim còn lại là 2 gam, cho tác dụng voqí dung dịch H 2 SO 4 đặc thu được 224 ml khí SO 2 (đktc) và dung dịch muối tan.Xác định hai kim loại A và B. Chú ý Khi cho hợp kim tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng lấy dư vẫn còn hai gam hợp kim, chứng tỏ trong hợp kim chỉ có một kim loại tan trong H 2 SO 4 loãng và có khối lượng 3,25 gam. Còn một kim loại không tan và có khối lượng 2 gam. Bài 19. Một hỗn hợp gồm ba kim loại A, B, C. Khi hoà tan 42,6 g hỗn hợp trong dung dịch HCl dư thu được 13,35 g muối và 3,36 l khí (đktc). B và C là hai kim loại hoá trị hai, không tan trong HCl, được đem hoà tan trong HNO 3 loãng, dư thu được 8,96 l khí NO (đktc). 1) Xác định kim loại A. 2) Xác định kim loại B và C, biết khối lượng mol nguyên tử của B lớn hơn C 143 đvC. 3) Cho 300 ml dung dịch chứa 13,5 g clorua của kim loại C và 22,35 g KCl. Điện phân dung dịch trên với các điện cực trơ và có màng ngăn xốp cho đến khi ở cực dương thoát ra 3,36 l khí (đktc). Xác định nồng độ mol/l của các muối còn lại trong dung dịch sau khi ngừng điện phân. Chú ý Kí hiệu hoá trị của A là x, ta có : Lập bảng tính A với x = 1, 2, 3 Khối lượng mol phân tử trung bình của hỗn hợp B và C: M = 39,9 0,6 = 66,5 Ta có bất đẳng thức: C < 66,5 < B Theo bài, C là kim loại đứng sau hiđro trong dãy Bêkêtốp, có khối lượng mol nguyên tử nhỏ hơn 66,5 → C chỉ có thể là Đồng (Cu = 64) 3) Khi điện phân dung dịch CuCl 2 và KCl, CuCl 2 sẽ điện phân trước: CuCl 2 = Cu +Cl 2 (4) Giả sử CuCl 2 điện phân vừa đủ, khi đó thể tích khí thoát ra ở cực dương sẽ là: 22,4 . 13,5 135 = 2,24 lít < 3,36 lít Như vậy, giả thiết trên không đúng và còn 3,36 - 2,24 = 1,12 l khí thoát ra ở cực dương do quá trình điện phân tiếp theo: 2KCl + 2H 2 O = 2KOH + H 2 + Cl 2 (5) Bài 20. Hoà tan vừa hết một lượng bột sắt trong dung dịch H 2 SO 4 loãng dư, rồi chia dung dịch thu được làm hai phần bằng nhau: Phần 1 làm mất màu vừa đủ 20 ml dung dịch KMnO 4 0,4 M. Nhúng một miếng nhôm vào phần 2, cho đến khi không thấy bọt khí sủi lên nữa, thể tích khí thu được là 806,4 ml (đktc). Sau thí nghiệm lấy miếng nhôm ra cân lạiu thấy khối lượng tăng 0,492 g. Phần nước lọc còn lại cho bay hơi đến khô được một khối rắn gồm hai loại tinh thể muối FeSO 4 .7H 2 O và Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O. 1) Tính khối lượng của khối rắn. 2) Tính thể tích dung dịch KOH 0,4 M cần thêm vào dung dịch nước lọc để thu được lượng kết tủa cực đại, cực tiểu. Chú ý Fe +H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 (1) Dung dịch thu được gồm FeSO 4 và H 2 SO 4 dư 10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 = 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O (2) 2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (3) 2Al + 3FeSO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Fe (4) Theo bài, suy ra sau (3) ,(4) Al vẫn còn, H 2 SO 4 phản ứng hết, trong dung dịch nước lọc có Al 2 (SO 4 ) 3 và FeSO 4 còn lại, nghĩa là phản ứng (4) chưa hoàn toàn. Đặt số mol FeSO 4 đã phản ứng (4) là n ta có: Khối lượng thanh Al tăng = lượng Fe bám lên Al - lượng Al tan theo (3) ,(4) 2) Khi cho KOH vào dung dịch nước lọc : FeSO 4 + 2KOH = Fe(OH) 2 + K 2 (SO) 4 (5) Al 2 (SO 4 ) 3 + 6KOH = 2Al(OH) 3 + 3K 2 (SO 4 ) (6) Nếu KOH dư : [...]... tủa: 2Al(OH)3 to Al2O3 + 3H2O (10) Theo các phản ứng từ (10) → (1) ta có: n Al 2 O 3 = 1,989 1 1 1 2  = 0,0195 = n + (z - n) + y + x 4 102 2  3 3  (g) Theo bài: x= 1 (y + z) 6 (h) Chú ý các phương trình (a) (b) (e) (g) (h) thu được: x = 0,01; y = 0,03; Suy ra: z = 0,03; n = 0,012 mAl = 27 0,01 = 0,27 g mCu = 64 0,03 = 1,92 g mAg = 108 0,03 = 3,24 g Bài 23 Cho 1,36 gam hỗn hợp bột A gồm Mg... rắn D là MgO Đặt số mol Mg và Fe trong A là x và y, số mol Mg đã phản ứng (1) là n ta có các phương trình: mA = 24x + 56y = 1,36 (a) mB = 56y + 64n + 24 (x − n) = 1,84 (b) 1,2 = 0,03 = n 40 n MgO = Theo (4) (3) (1): (c) Từ (b) (c): 24x + 56y = 0,64  → mâu thuẫn với (a)  Giả thiết khả năng 2: Sau (4) còn xảy ra các phản ứng: FeSO4 + 2Na(OH)2 + Na2SO4 (5) 4Fe(OH)2 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3 (6) 2Fe(OH)3... 0,01  → vô lí   Giả thiết khả năng 2: Đặt số mol Fe đã phản ứng là t ta có: mE = 108 (2 0,01 + 2t) + 56 (0,02 − t) = 3,36 (k)  → t = 0,0005 > 0,02  → hợp lí   %Fe = 56 (0,02 - 0,0005) 100 = 32,5% 3,36 %Ag = 100 − 32,5 = 67,5% Theo (10) (11): VddAgNO3 = n AgNO 3 0,1 = 2(0,01 + 0,0005) = 0,21 0,1 Giar thiết khả năng 3: Theo (10) (11): mE = 108(2 0,01 + 2 0,02) = 6,48g ≠ 3,36g  → vô lí  Bài 24... CuSO4: a = x + m 0,01 + 0,01 = = 0,05 M 400 / 1000 0,4 Giả thiết khả năng 3: Sau (7) còn xảy ra các phản ứng: CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 (8) Cu(OH)2 = CuO + H2O (9) Chất rắn D gồm MgO, Fe2O3 và CuO mB = 64x + 64y = 1,84 (g) mD = 40x + 160 (h) 1 y + 180 nCuO = 1,2 2 So sánh (a) và (h) dẫn đến kết quả vô lí 2) Khi cho A tác dụng với dung dịch AgNO3: Mg + 2AgNO3 = Mg(NO3)2 + 2Ag (10) Sau đó Fe +... 2H2O (2) (3) Khi điện phân dung dịch các muối tạo thành, dung dịch sau điện phân có màu xanh của ion Cu 2+, như cvậy có hai khả năng : 1) AgNO3 điện phân, Cu(NO3)2 hoàn toàn chưa điện phân : 4AgNO3 + 2H2O = 4Ag + O2 + 4HNO3 Đặt số mol AgNO3 đã điện phân là n (n ≤ z) ta có: (4) n Ag = 1,296 = 0,012 = n 108 n O2 = 0,672 1 = 0,003 = n 22,4 2 (a) (b) Sự phù hợp giữa hai phương trình (a) và (b) chứng tỏ khả... + 4HNO3 = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (4) (5) Phản ứng điện phân dung dịch B : 2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3 (6) Khi kết tủa Cu(NO3)2 dư bằng lượng NaOH vừa đủ, có các phản ứng : HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O (7) Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaNO3 Đặt số mol Cu(NO3)2 đã bị điện phân theo (6) là n ta có : Khối lượng dung dịch bị giảm = mCu + m O 2 = 63n + 32 Theo (7)... mol/lit Sau khi phản ứng xong thu được 1,84 gam chất rắn B và dung dịch C Thêm NaOH dư vào dung dịch C được kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi cân đợc 1,2 gam chất rắn D Tính thành phần % các chất trong E Tính thể tích V của dung dịch AgNO3 Chú ý 1) Khi cho A vào dung dịch CuSo4: Mg + CuSO4 = MgSO4 + Cu (1) Sau đó: (2) Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Do nồng độ CuSO4 chưa xác định nên có thể xảy... Cu(NO 3 ) 2 dư = 0,2 nên theo (1) (2) ta có: 0,2 = x + m Chú ý (a) (b) (c) thu được: x = 0,05; y = 0,25; m = 0,15 Suy ra: C M.AgNO3 = 0,1 = 0,5 M 200 / 1000 3) Lượng Cu ban đầu : 64(0,05 + 0,25) = 19,2 g Bài 22 Hoà tan m gam hỗn hợp gồm Al, Cu, Ag bằng dung dịch HNO 3 vừa đủ, thu được dung dịch A Pha loãng dung dịch rồi đem điện phân, thu được 1,296 g kim loại ở catôt và 67,2 ml khí tại anôt (đo ở đktc)...Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2H2O (7) Để thu được lượng kết tủa cực đại thì KOH phải lấy vừa đủ cho phản ứng (5),(6) : nKOH = 2 0,01 + 6 0.022 = 0,152 mol  → VddKOH =  0,152 = 0,38 lít 0,4 Bài 21 Cho một lượng bột đồng vào 200 ml dung dịch A chứa hai muối là AgNO 3 và Hg(NO3)2 thu được hỗn hợp kim loại X và một dung dịch B chỉ có một muối duy nhất Hổn hợp kim loại X có khối lượng nhiều hơn... khả năng 1 là đúng và dung dịch sau điện phân gồm Al(NO 3)3, Cu(NO3)2, HNO3 sinh ra theo (4) và AgNO3 dư (trường hợp n = z thì AgNO 3 điện phân hết) Khi cho bột Al vào và lắc cho hết màu xanh, xảy ra các phản ứng : Al + 4HNO3 = Al(NO3)3 + NO + H2O (6) Al(NO3)3 + 3AgNO3 = Al(NO3)3 + 3Ag (7) 2Al + 3Cu(NO3)3 = 2Al(NO3)3 + 3Cu (8) Chất rắn gồm Ag, Cu và Al dư Chú ý rằng khối lượng Al dư bằng khối lượng