Hấp thụ hết B vào nước clo dư, rồi thêm dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch tạo thành, thu được 18,64 gam kết tủa.. b Biết rằng trong C lượng H2SO4 còn lại bằng 20% lượng H2SO4 ban đầu , tì
Trang 1Câu I
Hòa tan hoàn toàn 4,32 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào cốc đựng 24,5 gam dung dịch
H2SO4 đặc nóng , thu được khí B (duy nhất) và dung dịch C Hấp thụ hết B vào nước clo dư,
rồi thêm dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch tạo thành, thu được 18,64 gam kết tủa Rót dung
dịch C vào cốc đựng 76,3 ml nước nguyên chất ( d = 1 gam /ml) thu được dung dịch D
(a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra
(b) Biết rằng trong C lượng H2SO4 còn lại bằng 20% lượng H2SO4 ban đầu , tìm nồng độ phần
trăm của dung dịch H2SO4 ban đầu và của mỗi chất trong dung dịch D
(a) Phản ứng giữa hỗn hợp A (Fe và Cu) với dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo ra khí B duy
nhất, còn dư H2SO4: B là SO2 và phản ứng xảy ra là:
2Fe + 6H2SO4 đặc nóng Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2↑ (1)
Cu + 2H2SO4 đặc nóng CuSO4 + 2H2O + SO2↑ (2)
Hấp thụ hết B vào nước clo dư, xảy ra phản ứng:
SO2 + Cl2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl (3)
Toàn bộ SO2 bị chuyển hóa thành H2SO4 Do đó khi thêm BaCl2 vào dung dịch tạo thành,
xảy ra phản ứng:
BaCl2 + H2SO4 BaSO4↓ + 2HCl (4)
(b) Ở (4) Toàn bộ H2SO4 phản ứng hết, tạo thành kết tủa BaSO4 với m=18,64 gam
nBaSO4 = 18,64/233 = 0.08 mol Từ (3) và (4) suy ra nSO2 = 0.08 mol
Vậy sau khi hỗn hợp A phản ứng với H2SO4 thu được 0.08 mol SO2
Từ (1) và (2) ta có số mol H2SO4 tham gia phản ứng gấp đôi số mol SO2 tạo thành số
mol H2SO4 tham gia phản ứng là 2 x 0.08 = 0.16 mol
Lượng H2SO4 còn dư 20% so với lượng ban đầu lượng H2SO4 đã phản ứng bằng 4 lần
lượng H2SO4 còn dư số mol H2SO4 dư trong dung dịch C là 0.16/4 = 0.04 mol
Gọi số mol Fe và Cu trong A lần lượt là x và y Ta có:
mA = 4.32 = 56x + 64y
nSO2 = 3x/2 + y = 0.08
x = 0.02 mol; y = 0.05 mol nFe2(SO4)3 = 0.01 mol; nCuSO4 = 0.05 mol
Vậy trong dung dịch C có 0.04 mol H2SO4, 0.01 mol Fe2(SO4)3, 0.05 mol CuSO4
Trang 2mC = mA + mdung dịch H2SO4 ban đầu –mSO2 bay ra
= 4.32 + 24.5 – 0.08 x 64 = 23.7 g
Rót dung dịch C vào 76.3ml nước nguyên chất thu được dung dịch D:
mD = mC + mH2O = 23.7 g + 76.3ml x 1g/ml = 100 g
Khối lượng các chất tan trong D bằng khối lượng các chất tan trong C:
mFe2(SO4)3 = 400 x 0.01 = 4 g
mCuSO4 = 160 x 0.05 = 8 g
mH2SO4 = 98 x 0.04 = 3.92 g
Nồng độ % của mỗi chất tan trong dung dịch là:
C%Fe2(SO4)3 = 4/100 = 4%
C%CuSO4 = 8/100 = 8%
C%H2SO4 = 3.92/100 = 3.92%
Câu II
Hòa tan 79,92 gam hợp chất X là tinh thể muối sunfat ngậm nước của kim loại R ( chỉ có một
hóa trị duy nhất ) vào nước rồi chia dung dịch thành ba phần bằng nhau Thổi khí NH3 dư
vào phần một, lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi , thu được 4,08 gam chất rắn là
hợp chất của R Thêm lượng dư dung dịch Ba(NO3)2 vào phần hai, được 27,96 gam kết tủa
(a) Tìm công thức của X
R có hóa trị n Muối sunfat của R là R2(SO4)n Tinh thể ngậm nước có công thức
R2(SO4)n.mH2O
Thổi khí NH3 vào phần 1 dung dịch R2(SO4)n thu được kết tủa là hydroxit của R
R2(SO4)n + 2nNH3 + 2nH2O 2R(OH)n↓ + n(NH4)2SO4 (1)
Kết tủa thu được R(OH)n nung đến khối lượng không đổi, thu được hợp chất của R là
oxit
Thêm Ba(NO3)2 dư vào phần 2:
nBa(NO3)2 + R2(SO4)n nBaSO4↓+ 2R(NO3)n (3)
Toàn bộ R2(SO4)n tham gia phản ứng, tạo ra kết tủa BaSO4 có m = 27.96 gam
Trang 3nBaSO4 = 0.12 mol
số mol R2(SO4)n trong 1 phần là: nR2(SO4)3 = 0.12/n mol
Từ (1) và (2) suy ra số mol của R2On tạo ra ở (2) là 0.12/n mol, ứng với khối lượng 4.08
gam
4.08 0.12
34
34 2 16 → 9
Trong các kim loại, chỉ có Al thỏa mãn điều kiện này, n=3 và khối lượng nguyên tử là
R=27
Vậy R là Al
(b) Cho 250 ml dung dịch KOH vào phần ba, tạo ra 2.34 gam kết tủa Tìm nồng độ mol
của dung dịch KOH
Số mol Al2(SO4)3 trong 1 phần dung dịch là 0.12/3 = 0.04 mol
Có 2 trường hợp:
Chỉ xảy ra phản ứng dưới đây, và Al2(SO4)3 dư, KOH hết:
Al2(SO4)3 + 6KOH 3K2SO4 + 2Al(OH)3↓ (4)
Kết tủa Al(OH)3 có m=2.34 gam n=2.34/78 =0.03 mol
Từ (4) suy ra nKOH = 3nAl(OH)3 = 0.09 mol CM dung dịch KOH = 0.09/0.25 = 0.12 M
Xảy ra 2 phản ứng sau, cả Al2(SO4)3 và KOH đều hết:
0.04 mol – 0.24 mol - 0.08 mol
Sau (4) có 0.08 mol Al(OH)3, nhưng 1 phần bị hòa tan do (5), còn lại 0.03 mol Al(OH)3
Vậy số mol Al(OH)3 tham gia phản ứng (5) là 0.08 – 0.03 = 0.05 mol
Từ (5) suy ra số mol KOH tham gia (5) là 0.05 mol
Tổng số mol KOH tham gia cả (4) và (5) là 0.24 + 0.05 = 0.29 mol
CM dung dịch KOH = 0.29/0.25 = 1.16M
Trang 4
Câu III
Dung dịch E chứa CuCl2 và FeCl2 được chia thành ba phần bằng nhau Thổi khí H2S tới dư vào
phần thứ nhất thu được 1,92 gam kết tủa Thêm dung dịch NaOH dư vào phần hai, lọc lấy
kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi , thu được 17,6 gam chất rắn Cô
cạn phần thứ ba, lấy chất rắn khan còn lại đem đun nóng với lượng dư H2SO4 đặc , dẫn khí
và hơi thu được đi qua bình đựng P2O5 dư Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn
(a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra
Thổi khí H2S tới dư vào phần thứ nhất:
CuCl2 + H2S CuS↓ + 2HCl (1)
Kết tủa thu được chỉ có CuS, có khối lượng là 1.92 gam
Thêm NaOH dư vào phần thứ hai:
CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2↓ + 2NaCl (2)
FeCl2 + 2NaOH FeOH)2↓ + 2NaCl (3)
Kết tủa thu được gồm có Cu(OH)2 và Fe(OH)2 được nung đến khối lượng không đổi thu
được:
2Fe(OH)2 + 1/2O2 Fe2O3 + 2H2O (5)
Cô cạn phần 3, lấy chất rắn khan còn lại đem đun nóng với lượng dư H2SO4 đặc:
CuCl2 + H2SO4 đặc nóng CuSO4 + 2HCl↑ (6)
2FeCl2 + 4H2SO4 đặc nóng Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O + 4HCl↑ (7)
Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí SO2 và HCl và hơi nước Dẫn hỗn hợp khí và hơi
nước qua bình đựng P2O5 dư
Toàn bộ hơi nước bị hấp thụ hết, khí đi ra khỏi bình gồm có HCl và SO2
(b) Tính số lít khí (đktc) đi ra khỏi bình P2O5
Từ (1) thu được 1.92 g CuS nCuS = 1.92/96 = 0.02 mol số mol CuCl2 trong 1 phần
dung dịch E là nCuCl2 = 0.02 mol
Từ (2), (3), (4), (5) ta có:
nCuO = nCuCl2 = 0.02 mol mCuO = 0.02 x 80 = 1.6 g
Khối lượng chất rắn thu được gồm CuO, Fe2O3 là 17.6 gam mFe2O3 = 17.6 – 1.6 = 11
gam
Trang 5Số mol Fe2O3 là nFe2O3 = 11/160 = 0.06875 mol
Số mol FeCl2 là nFeCl2 = 2nFe2O3 = 0.1375 mol
Từ (6) và (7) ta có:
nSO2 = nFeCl2/2 = 0.06875 mol
nHCl =2nCuCl2 + 2nFeCl2 = 0.1775 mol
Vkhí = 0.1775 x 22.4 = 3.976 (lít)
Câu IV
Hợp chất hữu cơ F (chứa C, H, O) Lấy 1,8 gam chất F hòa tan vào dung môi trơ, rồi cho tác
dụng hết với natri vừa đủ, thu được số mol hiđro bằng số mol F Cô cạn hỗn hợp sau phản
ứng, thu được 2,68 gam chất rắn khan Viết công thức cấu tạo mọi chất mạch hở thỏa mãn
các tính chất trên của F
F phản ứng với Na F có nhóm chức alcol –OH hoặc -COOH axit Mỗi mol nhóm chức
này phản ứng với Na cho ½ mol H2:
-OH + Na -ONa + ½ H2↑
-COOH + Na -COONa + ½ H2↑
F phản ứng Na thu được số mol H2 bằng số mol F F có 2 nhóm chức –OH/COOH
Từ 1.8g F phản ứng với Na tạo ra 2.68 g muối, khối lượng muối tăng lên so với khối
lượng axit/rượu ban đầu 2.68 – 1.8 = 0.88 (g)
Từ 1 mol nhóm –OH hay –COOH, tạo ra 1 mol –ONa hoặc –COONa, khối lượng muối
tăng lên so với khối lượng axit/rượu ban đầu do sự thế 1 nguyên tử H bằng 1 nguyên tử
Na, khối lượng tăng thêm: MNa – MH = 23 -1 = 22 g/mol nhóm chức
Vậy ứng với 0.88 gam khối lượng tăng, số mol nhóm chức trong 1.8g F là: 0.88/22=0.04
mol
Mà 1 phân tử F có 2 nhóm chức axit/rượu số mol phân tử F là 0.04/2 = 0.02 mol
1.8 g F tương ứng với 0.02 mol khối lượng phân tử của F là 1.8g/0.02mol = 90 g/mol
1 phân tử F có 2 nhóm chức OH/COOH, 1 phân tử F có tối thiếu 2 nguyên tử O, 2 nguyên
tử H khối lượng phần còn lại là 90-34=56 g/mol
Vậy phân tử có tối đa 4 nguyên tử C
F có công thức phân tử dạng CmHnOk(OH)2
MF = 12m + n + 16k + 34 = 90 12m + n + 16k = 56
Trang 6- Xét m=1 n+16k = 44 K nhận giá trị tối đa là 2 nên n nhận giá trị tối thiểu 12,
không phù hợp
- Xét m=2 n+16k = 32, k=2; n=0 vì nếu k<2 thì n nhận giá trị tối thiểu 16, không phù
hợp (m=2, n<6) Vậy ta có hợp chất C2O2(OH)2 hay C2O4H2
Đó là axit oxalic HOOC-COOH
- Xét m=3 n+16k = 20 n=4, k=1 Ta có C3H4O(OH)2 Công thức cấu tạo duy nhất
có thể chính là HOOC-CH2-CH2-OH
- Xét m = 4 n+16k = 8 n=8, k=0 Ta có C4H8(OH)2 Ta có:
CH2OH-CH(OH)-CH2-CH3
CH2OH-CH2-CH(OH)-CH3
CH2OH-CH2-CH2-CH2OH
CH3-CH(OH)-CH(OH)-CH3
CH2OH-C(OH)(CH3)-CH3
CH2OH-CH(CH3)-CH2OH
Câu V
Có hai hợp chất hữu cơ Y và Z Tỷ khối hơi của Z so với Y bằng 0,5 , còn tỷ khối hơi của Y so
với không khí nhỏ hơn 7,4 Khi đốt cháy hoàn toàn 0,72 gam mỗi chất , sản phẩm chỉ gồm
672 ml khí CO2 ( đktc) và 0,36 gam nước Biết mỗi chất chỉ chứa một loại nhóm chức , Z
mạch hở và phản ứng được với dung dich NaOH Phản ứng của Y với NaOH chỉ tạo ra một
sản phẩm duy nhất Y1 và số mol Y1 tạo ra bằng hai lần số mol Y phản ứng
(a) Xác định CTPT , viết CTCT của Y và Z
dZ/Y = 0.5 MZ/My = 0.5 MY = 2MZ
Không khí chứa xấp xỉ 80% N2 và 20% O2, khối lượng phân tử gần đúng của không khí là:
Mkhông khí = 0.8 x 28 + 0.2 x 32 = 22.4 + 6.4 = 28.8 g/mol
dY/không khí <074 MY < 7.4 x 28.8 < 214 g/mol
Đốt cháy hoàn toàn 0.72 gam mỗi chất, sản phẩm chỉ gồm 672ml khí CO2 (0.03 mol) và
0.36 gam nước (0.02 mol) Như vậy trong Y, Z chỉ có thể có thêm O ngoài C, H
0.72 gam mỗi chất chứa 0.03 mol C, 0.04 mol H
mO = 0.72 – 0.03 x 12 – 0.04 x 1 = 0.32g nO = 0.02 mol
Vậy nC:nH:nO = 0.03 : 0.04 : 0.02 = 3:4:2 ở cả 2 hợp chất Y và Z Công thức phân tử đơn
giản nhất của 2 hợp chất là C3H4O2 Nếu Z là (C3H4O2)n thì Y là (C3H4O2)2n do MY = 2MZ
Do MY < 214 2n<3 n=1
Trang 7Z là C3H4O2; Y là C6H8O4 Z không thể là đa ancol vì Z có 2 liên kết không no trong phân
tử, mà nhóm –OH gắn với C có liên kết không no (C=C hay C≡C không bền, bị chuyển hóa
thành hợp chất khác) Vậy Z phải là axit cacboxylic, Z là C2H3COOH hay CH2=CH-COOH
(axit acrylic)
Y là C6H8O4, 1 mol Y phản ứng với NaOH thu được 2 mol Y1 là sản phẩm duy nhất Vậy Y
chỉ có thể là 1 anhydrit cacboxylic dạng (RCO)2O hay một per anhydrit cacboxylic axit
dạng (RCO)2O2 Tuy nhiên, với 4 nguyên tử O trong phân tử, dạng 2 phù hợp
Y là: (C3H4O2)2O2 hay (C2H5COO)2O2
CH3-CH2-CO-O-O-CO-CH2-CH3
(b) Viết các phương trình phản ứng của NaOH với mỗi chất Y và Z
CH2=CH-COOH + NaOH CH2=CH-COONa + H2O
CH3-CH2-CO-O-O-CO-CH2-CH3 + 2NaOH 2CH3-CH2-COONa + H2O2
Câu VI :
A là ancol CqHzOH , B là axit CpHtCOOH Trộn a gam A với b gam B rồi chia thành ba phần
bằng nhau Cho phần một phản ứng với Na tạo ra 3,36 lít khí (đktc) Đốt cháy hoàn toàn
phần hai, thu được 39,6 gam CO2 Đun nóng phần ba với một ít H2SO4 làm xúc tác, thu
được 10,2 gam este với hiệu suất 100% Đốt cháy hoàn toàn 5,1 gam este tạo ra 11 gam
CO2 và 4,5 gam H2O Xác định công thức của A , B và tính giá trị của a , b
Phần I phản ứng với Na tạo ra 3.36 (l) khí:
-OH + Na -ONa + ½ H2↑
-COOH + Na -COONa + ½ H2↑
Khí bay ra là H2, nH2 = 3.36/22.4 = 0.15 mol
Tổng số mol rượu và axit trong 1 phần hỗn hợp là: nA + nB = 2nH2 = 0.3 mol (1)
Đốt cháy phần 2, thu được 39.6 g CO2 (39.6/44 = 0.9 mol)
1 mol A q mol CO2
1 mol B p+1 mol CO2
nCO2 = 0.9 mol = qnA + (p+1)nB (2)
Đun nóng phần 3 với 1 ít H2SO4 làm xúc tác, xảy ra phản ứng este hóa, thu được 10.2
gam este
CqHzOH + CpHtCOOH CpHtCOOCqHz + H2O (3)
Đốt nóng 5.1 gam este tạo ra 11 g CO2 (0.25 mol) và 4.5 gam H2O (0.25 mol) 5.1 gam
este chứa 0.25 mol C và 0.5 mol H hay 3g C và 0.5 g H khối lượng O trong 5.1 gam
Trang 8Tỉ lệ số mol giữa các nguyên tố trong este là: nC:nH:nO = 0.25:0.5:0.1 = 5:10:2
Este chỉ có 2 nguyên tử O trong phân tử, do đó công thức phân tử của este cũng là công
thức đơn giản nhất C5H10O2
Vậy số mol este tạo ra ở (3) là 10.2/102 = 0.1 mol
Phản ứng xảy ra hoàn toàn, 1 trong 2 chất rươu hoặc axit dư (do tổng số mol alcol và
axit là 0.3 mol, chất còn lại phản ứng hết (chỉ có 0.1 mol trong 1 phần hỗn hợp ban đầu)
Vậy hoặc nA = 0.2; nB = 0.1 hoặc nA = 0.1; nB = 0.2
Đốt cháy phần 2 thu được 0.9 mol CO2 phần 2 có 0.9 mol nguyên tố C
10.2 g este chứa 0.5 mol C
Sự khác nhau 0.9-0.5 = 0.4 mol C có là do este thiếu hụt đi phần C có trong 0.1 mol A
hoặc B dư sau phản ứng este hóa Nói cách khác 0.1 mol chất dư chứa 0.4 mol C chất
dư đó phải có 4C trong phân tử Phân tử chất còn lại do đó chỉ có 1C (do 1 phân tử este
có cùng số nguyên tử C với 2 phân tử A và B cộng lại, 5C)
Vậy hoặc A là C4H9OH, B là HCOOH; hoặc A là CH3OH, B là C3H7COOH
Trường hợp 1: A là C4H9OH, B là HCOOH
Thay q = 4, p=0 vào (2), ta có: 4nA + nB = 0.9, kết hợp với (1) suy ra nA = 0.2 mol; nB = 0.1
mol
Khi đó: a = 0.2 x 74 = 14.8 (g); b = 0.1 x 46 = 4.6 (g)
Trường hợp 2: A là CH3OH, B là C3H7COOH
Thay q = 1, p=3 vào (2), ta có: nA + 4nB = 0.9, kết hợp với (1) suy ra nA = 0.1 mol; nB = 0.2
mol
Khi đó: a = 0.1 x 32 = 3.2 (g); b = 0.2 x 88 = 17.6 (g)