Chuyên đề bồi dưỡng HSG quốc gia –hóa vô cơ
Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô HALOGEN Câu Xét phản ứng tổng hợp hiđro iođua: H2(khí) + I2(rắn) 2HI(khí) ∆H = +53kJ (a) H2(khí) + I2(rắn) 2HI(khí) (b) 1.Phản ứng (a) toả nhiệt hay thu nhiệt? 2.Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng hợp hiđro iođua (b) dựa vào lượng liên kết biết lượng liên kết H – H, H – I I – I 436, 295 150 kJ.mol-1 Giải thích khác biệt hai kết cho (a) (b) 3.Viết biểu thức tính số cân K phản ứng (a) theo phương trình hoá học phản ứng 4.Thực phản ứng tổng hợp hiđro iođua theo (b) bình kín, dung tích lit nhiết độ T, có số cân K = 36 a, Nếu nồng độ ban đầu H2 I2 0,02M nồng độ chất thời điểm cân bao nhiêu? b, Ở cân trên, người ta thêm vào bình 0,06gam hiđro cân bị phá vỡ hình thành cân Tính khối lượng hiđro iođua cân cuối? Giải: Theo quy ước ∆H > phản ứng thu nhiệt H2(khí) + I2(rắn) 2HI(khí) (b) Nên: ∆H = (436 + 150) - 295 = - 4kJ Giá trị nhỏ bất thường chưa xét lượng cần cung cấp để chuyển I2 (rắn) theo phản ứng (a) thành I2(khí) theo phản ứng (b) [ HI ] Vì I2 chất rắn nên: K = [ H2 ] Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô H2(khí) Trước phản ứng: 0,02M Phản ứng: + I2(rắn) 0,02 – x ( 2x ) Vậy : ( 0, 02 − x ) ( 0, 02 − x ) 2HI(khí) 0,02M x Còn lại: x 2x 0,02 – x 2x = 36 → x = ( 0, 02 − x ) → x = 0, 015 Kết luận: Ở cân bằng: [HI] = 0,03M, [H2] = [I2] = 0,005M Số mol H2 thêm: 0,06 : = 0,03 (mol) → nồng độ tăng thêm: 0,03: = 0,015M H2(khí) Ban đầu: 0,02M Phản ứng: a Cân bằng: 0,02 – a ( 0,03 + 2a ) K= ( 0,02 − a ) ( 0,005 − a ) + I2(rắn) 2HI(khí) 0,005M 0,03M a 2a 0,005 – a 0,03 + 2a = 36 → a = 2,91.10-3 2,89.10-2 Vì a < 0,005 nên nhận a = 2,91.10-3 Khối lượng HI cân cuối: (0,03 + 0,0029) 128 = 9,165(gam) Câu Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Điều chế clo cách cho 100g MnO2 (chứa 13% tạp chất trơ) tác dụng với lượng dư dung dịch HCl đậm đặc Cho toàn khí clo thu vào m500ml dung dịch có chứa NaBr NaI Sau phản ứng, cô cạn dung dịch, thu chất rắn A (muối khan) có khối lượng m gam a, Xác định thành phần chất rắn A m = 117gam b, Xác định thành phần chất rắn A trường hợp m = 137,6 gam Biết trường hợp này, A gồm hai muối khan Tỉ lệ số mol NaI NaBr phản ứng với Cl2 3: Tính nồng độ mol NaBr NaI dung dịch đầu Các phản ứng hoàn toàn Cho Mn = 55, Br = 80, I = 127, Cl = 35,5, Na = 23 Giải: to MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O mol mol nMnO = 100 − 13 = 1(mol ) 87 Cl2 + 2NaI → 1,5a mol 3a mol Cl2 2NaBr a mol + 2a mol mol 2NaCl + I2 3a mol → 2NaCl + Br2 2a mol a, Giả sử Cl2 phản ứng hết → mNaCl = 2.58,5 = 117(g) Cl2 phản ứng hết, NaI NaBr phản ứng hết mA = mNaCl = 117g (thỏa) → A chứa NaCl Cl2 phản ứng hết, NaI NaBr dư → mA > 117 (g) (loại) Cl2 dư, NaI NaBr hết → mA < 117(g) (loại) Vậy A chứa NaCl b, m = 137,6g > 117g → Cl2 phản ứng hết Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô NaI, NaBr dư, nNaI : nNaBr = : → NaI phản ứng hết, NaBr dư nNaI : nNaBr = : → gọi 3a 2a số mol NaI NaBr phản ứng Cl2 ta có nCl2 = 1,5a + a = 2,5a = → a = 0,4 mA = mNaCl + mNaBr = 5a 58,5 + mNaBr = 137,6 → mNaBr = 20,6(g) → nNaBr = CNaBr = 20,6 = 0, 2(mol ) 103 2.0, + 0, 3.0, = 2M ; CNaI = = 2, 4M 0,5 0,5 Câu Cho khí Cl2 vào 100 ml dung dịch NaI 0,2M (dung dịch A) Sau đó, đun sôi để đuổi hết I2 Thêm nước để trở lại 100 ml (dung dịch B) a, Biết thể tích khí Cl2 dùng 0,1344 lít (đktc) Tính nồng độ mol/l muối dung dịch B? b, Thêm từ từ vào dung dịch B dung dịch AgNO3 0,05M Tính thể tích dung dịch AgNO3 dùng, kết tủa thu có khối lượng bằng: (1) Trường hợp 1: 1,41 gam kết tủa (2) Trường hợp 2: 3,315 gam kết tủa Chấp nhận AgI kết tủa trước Sau AgI kết tủa hết, đến AgCl kết tủa c, Trong trường hợp khối lượng kết tủa 3,315 gam, tính nồng độ mol/l ion dung dịch thu sau phản ứng với AgNO3 Giải: nCl2 = 0,1344 = 0, 006(mol ) 22, Cl2 0,006 mol + 2NaI 0,012 mol → 2NaCl + I2 0,012 mol nNaI ban đầu = 0,2.0,1 = 0,02 (mol) Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Vậy hết Cl2 dư NaI Dung dịch B chứa 0,020 – 0,012 = 0,008 mol NaI dư 0,012 mol NaCl CNaCl = 0,012 / 0,1 = 0,12M CNaI = 0,008/0,1 = 0,08M b, Để biết có AgI kết tủa hay hai AgI AgCl kết tủa, ta dùng mốc để so sánh Mốc 1: AgI kết tủa hết, AgCl chưa kết tủa 0,008 mol NaI → 0,008 mol AgI↓ m1 = mAgI = 0,008.235 = 1,88 gam Mốc 2: AgI AgCl kết tủa hết 0,012mol NaCl → 0,012 mol AgCl↓ m2 = 1,88 + 0,012.143,5 = 3,602 gam m↓ = 1,41 gam 1,41 < m1 = 1,88 gam có AgI kết tủa nAgI = 1, 41 = 0,006(mol ) 235 Vậy nAgNO3 = 0,006(mol ) VddAgNO3 = 0,006 = 0,12(lit ) 0,05 m↓ = 3,315 gam m1 = 1,88 < 3,315 < m2 = 3,602 Vậy AgI kết tủa hết AgCl kết tủa phần mAgCl = 3,315 – 1,88 = 1,435 gam nAgCl = 1,435/143,5 = 0,01 mol Số mol AgNO3 0,008 + 0,01 = 0,018 mol VddAgNO3 = 0,018 = 0,36(lit ) 0,05 Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô c, Trong trường hợp thứ nhì, dung dịch chứa NO3-, Na+, Cl- dư nNO3− = nAgNO3 = 0,018mol nNa+ = nNa+bd = nNaCl.bd + nNaI bd = 0,012 + 0,008 = 0,02mol nCl −du = nCl −bd − nCl − ↓ = 0,012 − 0,01 = 0,002mol Thể tích dung dịch = VddB + VddAgNO3 = 0,100 + 0,36 = 0, 46lit 0,018 = 0,0391M 0, 46 0,002 CCl − = = 0,0043M 0, 46 CNa+ = C NO− + CCl − = 0,0434M CNO3− = Câu Ở 18oC lượng AgCl hòa tan lít nước 1,5 mg Tính tích số tan AgCl Tính nồng độ bão hòa Ag+ (mol/lít) người ta thêm dung dịch NaCl 58,5 mg/lít vào dung dịch AgCl 18oC Người ta khuấy iot nhiệt độ thường bình chứa đồng thời nước CS2 nguội, nhận thấy tỉ lệ nồng độ (gam/lít) iot tan nước tan CS2 không đổi 17.10-4 Người ta cho 50ml CS2 vào lít dung dịch iot (0,1 g/l) nước khuấy mạnh Tính nồng độ (g/l) iot nước Giải: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng T = [Ag+][Cl-] 1,5 + − −3 Trong lít dung dịch: Ag = Cl = 143,5 10 Vậy T= 1,5 10−3 ÷ = 1,1.10−10 143,5 Khi thêm lượng dung dịch NaCl Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Gọi S2 nồng độ Ag+ mới: [Ag+] = S2 → [Ag+] = [Cl-] = S2 Gọi δ nồng độ NaCl Trong dung dịch số ion Cl-: δ/1 lít Vậy [Ag+] = S2 [Cl-] = δ + S2 Ở 18oC nhiệt độ không đổi T không đổi S2(S2 + δ) = 1,1.10-10 → S22 + δS2 – 1,1.10-10 = −10 − δ + δ + 4,4.10 Chỉ chọn nghiệm dương: S2 = → δ = 0,0585/58,5 = 10-3 Vậy S2 = −10−3 + 10−3 + 2.10−7 = 10−7 S2 giảm 100 lần so với S1 CIH 2O −4 Theo giả thuyết ta có: CS2 = 17.10 CI CInuoc = 0,1 g / cm3 1000 Gọi x số mol iot từ nước vào CS2 Vậy: CInuoc = Suy ra: x 0,1 − x g / cm3 CICS2 = ( g / ml ) 50 1000 0,1 − x x : = 17.10−4 → x = 0,0967 1000 50 Nồng độ iot nước là: 0,1 – x = 0,0033 (g/l) Câu a, Hai cốc đựng dung dịch axit clohiđric đặc lên hai đĩa cân A B Cân trạng thái cân Cho a gam CaCO3 vào cốc A b gam M2CO3 (M Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô kim loại kiềm)vào cốc B Sau hai muối phản ứng hết tan hoàn toàn, cân trở lại vị trí cân Thiết lập bieetr thức tính khối lượng nguyên tử M theo a b Xác định M a = b = 4,8 b, Cho 20gam hỗn hợp gồm kim loại M Al vào dung dịch hỗn hợp H2SO4 HCl, số mol HCl gấp lần số mol H2SO4 thu 11,2 lít khí H2(đktc) dư 3,4 gam kim loại Lọc lấy phần dung dịch đem cô cạn thu lượng muối khan Tính tổng khối lượng muối khan thu biết M có hóa trị muối Xác định kim loại M biết số mol tham gia phản ứng hai kim loại Giải a, CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O (1) M2CO3 + 2HCl → 2MCl + CO2↑ + H2O (2) (1) → khối lượng cốc A tăng = ( 100 − 44) a = 0,56a (2) → khối lượng cốc B tăng = ( 2M + 60 − 44) b = 0,56a 100 2M + 60 Ta có a = 5, b = 4,8 → M ≈ 22,8 → M Natri b, M + 2H+ → M2+ + H2 2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2 nH + = 2.nH2 = 11,2 = 1mol 22,4 nH + = 2nH 2SO4 + nHCl = 2nH2SO4 + 3nH 2SO4 nH2SO4 = = 0,2mol Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô nHCl = 0,6mol mmuối = (20 – 3,4) + 0,2.96 + 0,6.35,5 = 57,1gam Gọi x số mol M tham gia phản ứng ta có hệ x.M + 27x = 20 – 3,4 = 16,6 nH = 2x + 3x = + → M = 56 (Fe) Câu 14,224 iot 0,112g hiđro chứa bình kín thể tích 1,12 lít nhiệt độ 400oC Tốc độ ban đầu phản ứng Vo = 9.10-5 mol.l-1.phút-1, sau thời gian (tại thời điểm t) nồng độ mol HI 0,04 mol/lít phản ứng: H2 + I2 ƒ 2HI Đạt cân [HI] = 0,06 mol/lít a, Tính số tốc độ phản ứng thuận nghịch b, Tốc độ tạo thành HI thời điểm t bao nhiêu? c, Viết đơn vị đại lượng tính Giải Tính số tốc độ phản ứng thuận phản ứng nghịch: nI = 14,224 0,056 = 0,056mol → I bd = = 0,05mol / l 254 1,12 nH2 = 0,112 = 0,056 → H bd = 0,056 = 0,05mol / l 1,12 (1) Phản ứng: H2 + I2 (2)ƒ 2HI v1 v1 = k1 [I2][H2] → k1 = I H 2 2 9.10−5.mol.l −1 phút -1 = 36.10−3 l.mol −1 phút -1 a, k1 = −1 −1 0,05.mol.l 0,05.mol.l Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô HI K 62.10−4.mol l −2 K= 1= = K I H Mặc khác: 0,06 −2 0,05 − ÷ mol l −3 −1 -1 → K = → k2 = 36.10 l.mol phút → k2 = 4.10-3.l.mol-1.phút-1 b, Tốc độ tạo thành HI thời điểm t: vHI = vt – = v1 – v2 0,06 v1 = k1[I2][H2] = 36.10 l.mol phút 0,05 − mol2.l-2 ÷ -3 -1 -1 → v1 = 144 10-7 mol l-1 phút-1 v2 = k2 [HI]2 = 4.10-3 l mol-1 phút-1 42 10-4 mol2 l-2 → v2 = 64 10-7 mol l-1 phút-1 VHI = (144.10-7 - 64.10-7) mol l-1 phút-1 VHI = 0,8 10-5 mol l-1 phút-1 LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC Câu Trong bình kín dung tích không đổi chứa 35,2x (g) oxi 160x (g) SO2 Khí SO2 136,5oC có xác tác V2O5 Đun nóng bình thời gian, đưa nhiệt độ ban đầu, áp suất bình P’ Biết áp suất bình ban đầu 4,5 atm hiệu suất phản ứng H% a, Lập biểu thức tính áp suất sau phản ứng P’ tỉ khối d hỗn hợp khí sau phản ứng so với không khí, theo H b, Tìm khoảng xác định P’, d? c, Tính dung tích bình trường hợp x = 0,25? Hướng dẫn giải: nO2bdau = 35,2 x = 1,1x(mol ) 32 Page 10 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô ( 5,5.10 + x ) x = 10 = ( 2,5.10 − x ) −2 K6 −19,92 −3 → x = [S2-] = 5,2.10-20 Ta có: [Fe2+].[S2-] = 2,6.10-23 < TFeS Vậy FeS chưa kết tủa Câu 10 Hãy cho biết biến thiên tính axit dãy HXO4 (X halogen) Giải thích? Một hỗn hợp X gồm muối halogen kim loại Natri nặng 6,23g hòa tan hoàn toàn nước dung dịch A Sục khí clo dư vào dung dịch A cô cạn hoàn toàn dung dịch sau phản ứng 3,0525g muối khan B Lấy nửa lượng muối hòa tan vào nước cho phản ứng với dung dịch AgNO3 dư thu 3,22875g kết tủa Tìm công thức muối tính % theo khối lượng muối X Hướng dẫn giải: Tính axit dãy HXO4 giảm dần X: Cl → I Giải thích: Cấu tạo HXO4 O O H – O – X → O H – O – X = O O O Vì Cl → I độ âm điện giảm làm cho độ phân cực liên kết – O – H giảm Giả sử lượng muối khan B thu sau cho clo dư vào dung dịch A 3, 0525 có NaCl → nNaCl = 58,5 = 0, 0522mol NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3 (1) Page 21 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô 3, 22875 Theo (1) → nNaCl = nAgCl = 143,5 = 0, 045mol < 0, 0522mol Do đó, muối khan B thu NaCl có NaF Vậy hỗn hợp X chứa NaF mNaF = mB – mNaCl = 3,0525 – 0,045.58,5 = 0,42(g) % NaF = 0, 42 100% = 6, 74% 6, 23 Gọi công thức chung hai muối halogen lại là: NaY NaY + Cl2 → NaCl + Y2 (2) Theo (2) → nNaY = nNaCl = 0, 045mol mNaY = mX − mNaF = 6, 23 − 0, 42 = 5,81( g ) 5,81 Do đó: M NaY = 0, 045 = 129,11 = 23 + M Y → M Y = 106,11 → phải có halogen có M > 106,11 → iot Vậy công thức muối thứ NaI Do có hai trường hợp: * Trường hợp 1: NaF, NaCl NaI Gọi a, b số mol NaCl NaI 58,5a + 150b = 5,81 a = 0, 01027 → a + b = 0, 045 b = 0, 03472 Ta có: mNaCl = 58,5.0,01027 = 0,6008(g) mNaI = 150 0,03472 = 5,208 (g) 0, 6008 Vậy: % NaCl = 6, 23 100% = 9, 64% % NaCl = 0, 6008 100% = 9, 64% 6, 23 % NaF = 6, 77% % NaI = 83,59% Page 22 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Trường hợp 2: NaF, NaBr NaI 103a '+ 150b ' = 5,81 a ' = 0, 02 → a '+ b ' = 0, 045 b ' = 0, 025 Ta có: mNaBr = 103.0,02 = 2,06(g) mNaI = 150.0,025 = 3,75 (g) 2, 06 Vậy % NaBr = 6, 23 100% = 33, 07% % NaI = 3, 75 100% = 60,19% 6, 23 % NaF = 6, 74% Câu 11 X loại muối kép ngậm nước có chứa kim loại kiềm clorua magie clorua Để xác định công thức X, người ta làm thí nghiệm sau: * Lấy 5,55g X hòa tan vào nuếoc đem dung dịch thu tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 tạo thành 8,61gam kết tủa * Nung 5,55g X đến khối lượng không đổi khối lượng giảm 38,92% Chất rắn thu cho tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo kết tủa Lọc lấy kết tủa, rửa nung đến khối lượng không đổi thu 0,8gam chất rắn Hãy xác định công thức X Hướng dẫn giải: * Thí nghiệm 1: 8, 61 Ag+ + Cl- → AgCl↓; nAgCl = nCl = 143,5 = 0, 06mol − Thí nghiệm 2: Page 23 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Khi nung, xảy loại nước để muối khan, nên khôi lượng nước ngậm muối 38,92%×5,55=2,16gam, ứng với 2,16/18 = 0,12mol H2O Khi tác dụng với dung dịch NaOH: Mg2+ + 2OH → Mg(OH)2↓ o t Nung Mg(OH)2↓ → MgO + H2O nMgO = 0,8/40 = 0,02mol = nMg ứng với 0,02 mol MgCl2 ban đầu 2+ Còn lại 0,02 mol Cl- kết hợp với ion kim loại M+ 0,02 mol MCl có khối lượng bằng: 5,55 – (2,16 + 0,02.95) = 1,49 gam 1, 49 Tính được: M = 0, 02 − 35,5 = 39 đvC Vậy M Kali Công thức muối là: 0,02 mol KCl, 0,02 mol MgCl2, 0,12 mol H2O hay KCl.MgCl2.6H2O Câu 12 Cho hỗn hợp A gồm muối MgCl2, NaBr, KI Cho 93,4 gam hỗn hợp A tác dụng với 700 ml dung dịch AgNO3 2M Sau phản ứng kết thúc thu dung dịch D kết tủa B Lọc kết tủa B, cho 22,4 gam bột Fe vào dung dịch D Sau phản ứng kết xong thu chất rắn F dung dịch E Cho F vào dung dịch HCl dư tạo 4,48 lít H2 (đkc) Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch E thu kết tủa, nung kết tủa không khí khối lượng không đổi thu 24 gam chất rắn Tính khối lượng kết tủa B Hòa tan hỗn hợp A vào nước tạo dung dịch X Dẫn V lít Cl2 sục vào dung dịch X, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 66,2 gam chất rắn Tính V(đkc)? Hướng dẫn giải: Gọi a, b, c số mol MgCl2, NaBr, KI Page 24 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Phương trình phản ứng: Cl- + Ag+ → AgCl↓ (1) Cl- + Ag+ → AgBr↓ (2) I- + Ag-+ → AgI↓ (3) Fe + 2Ag+(dư) → Fe2+ + 2Ag (4) Fe(dư) + 2H+ → Fe2+ + H2 (5) Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 ↓ 2Fe(OH)2 + (6) O2 + H2O → 2Fe(OH)3↓ 2Fe(OH)3↓ → Fe2O3 + 3H2O (7) (8) Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 (9) Mg(OH)2 → MgO + H2O (10) 4, 48 Theo (5) nFe(dư) = nH = 22, = 0, 2mol nAg + ( du ) = 0, × = 0, 4mol Theo (1) (2) (3) nAg + = (0, × 2) − 0, = 2a + b + c = 1mol (I) mrắn = = mFe2O3 + mMgO = 160 × 0,1 + 40a = 24 a = 0,2 (II) mA = 95.0,2 + 103b + 166c = 93,4 (III) Phương trình phản ứng: Cl2 + 2I- → 2Cl- + I2 (1) Cl2 + 2Br- → 2Cl- + Br2 (2) Khi phản ứng (1) xảy hoàn toàn khối lượng muối giảm: 0,2(127 – 35,5) = 18,3 gam Khi hai phản ứng (1) (2) xay hoàn toàn khối lượng muối giảm: 0,2(127 – 35,5) + 0,4(80 – 35,5) = 36,1 gam Theo đề ta co khối lượng muối giảm: Page 25 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô 93,4 – 66,2 = 27,2 gam 18,3 < 27,2 < 36,1 chứng tỏ phản ứng (1) xảy hoàn toàn có phần phản ứng (2) Đặt số mol Br2 phản ứng x khối lượng muối giảm: 18,3 + x(80 – 35,5) = 27,2 Suy x = 0,2 mol Vậy nCl2 = (0, + 0, 2) = 0, 2mol VCl2 = 22, 4.0, = 4, 48lit Câu 13 Hỗn hợp A: KClO3, Ca(ClO3)2, Ca(ClO)2, CaCl2, KCl nặng 83,68 gam Nhiệt phân hoàn toàn A thu chất rắn B gồm CaCl2, KCl thể tích oxi vừa đủ để oxi hóa SO2 thành SO3 để điều chế 191,1 gam dung dịch H2SO4 80% Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu kết tủa C dung dịch D Lượng KCl dung dịch D nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl A Tính khối lượng kết tủa C? Tính thành phần phần trăm khối lượng KClO3 A? Hướng dẫn giải: KClO3 : a (mol ) Ca(ClO ) : b(mol ) Hỗn hợp A Ca(ClO)2 : c(mol ) CaCl : d (mol ) KCl : e(mol ) to KClO3 → KCl + O2 Mol a a a Page 26 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô o t Ca(ClO3 )2 → CaCl2 + 3O2 Mol b b 3b o t Ca(ClO)2 → CaCl2 + O2 c Mol c c * Theo định luật bảo toàn khối lượng: mA = mKCl + mCaCl2 + mO2 83,68 = 74,5(a + e) + 111(b + c + d) + 32( 3a + 3b + c) (1) o xt ,t 2SO2 + O2 → 2SO3 3a + 3b + c Mol 3a + 6b + 2c SO3 + H 2O → H SO4 3a + 6b + 2c Mol 80 = ⇒ 3a + 6b + 2c = 3a + 6b + 2c 98(3a + 6b + 2c) × 100 191,1 (2) 80 ×191,1 = 1,56 100 × 98 CaCl2 : (b + c + d )mol + ddK 2CO3 KCl : ( a + e)mol * Chất rắn B KCl + K2CO3 → CaCl2 Mol (b + c + d) + K2CO3 → (b + c + d) 2KCl + CaCO3↓ 2(b + c + d) (b + c + d) Số mol K2CO3 = 0,36 0,5 = 0,18 (mol) = b + c + d (3) * Kết tủa C: CaCO3 Khối lượng kết tủa CaCO3 = 100(b + c + d) = 100 0,18 = 18 gam Dung dịch D (KCl) nKCl = a + e + 2(b + c + d) = (a + e) + 0,18 = a + e + 0,36 Page 27 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô mKCl (ddD) = 22 22 mKCl ( A) → nKCl (ddA) = nKCl ( A) 3 a + e + 0,36 = 22 e (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có: 3a 83, 68 = 74,5(a + e) + 111(b + c + d ) + 32 + 3b + c ÷ 3a + 6b + 2c = 1,56 b + c + d = 0,18 22e a + e + 0,36 = 1,56 → 83, 68 = 74,5(a + e) + (111× 0,18) + 32 × ÷ → 74,5 ( a + e ) = 38, 74 a + e = 0,52 22 a + e + 0,36 = e → % KClO3trongA = 122,5.a.100 = 58,56% 83, 68 Câu 14 Cho 50g dung dịch X chứa muối halogenua kim loại hóa trị II tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu 9,40g kết tủa Mặt khác, dùng 150g dung dịch X phản ứng với dung dịch Na2CO3 dư thu 6,30g kết tủa Lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, khí thoát cho vào 80g dung dịch KOH 14,50% Sau phản ứng, nồng độ dung dịch KOH giảm 3,85% a, Xác định CTPT muối halogen b, Tính C% muối dung dịch X ban đầu Hướng dẫn giải: a, CTPT muối MX2: Page 28 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô MX + AgNO3 → AgX ↓ + M ( NO3 ) (1) MX + Na2CO3 → MCO3 ↓ +2 NaX (2) MCO3 → MO + CO2 ↑ (3) CO2 + KOH du → K 2CO3 + H 2O (4) Lý luận: (1) → số mol AgX(1) = 9, 108 + X (5) (2) → số mol MX2(2) = số mol MCO3(2) = số mol CO2 = (4) → mKOHpu(4) = × 6,3 × 56 M + 60 6,3 (6) M + 60 (7) Mà mKOH(bđ) = 11,6g + 80 × mKOHsau pư = 44 × M + 60 100 6,3 3,85 (8) → mKOHpu(4) = mKOH(bđ) + mKOHsau pư 2× 6,3 6,3 3,85 × 56 = 11, − × 44 ÷+ 80 × M + 60 M + 60 100 (9) Giải M = 24 (Mg) (6) → số mol MX2(2) = 0,075 → số mol MX2(1) = 0,025 (1)→ số mol AgX(1) = lần số mol MX2(1) (5) → X = 80 (Br) CT muối: MgBr2 b, Khối lượng MgBr2 (trong 50gam dung dịch X) = 4,6g → C% MgBr2 = 9,2% Page 29 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Câu 15 X muối có công thức NaIOx Hòa tan X vào nước thu dung dịch A Cho khí SO2 từ từ qua dung dịch A thấy xuất dung dịch màu nâu, tiếp tục sục SO2 vào màu nâu thu dung dịch B Thêm dung dịch axit HNO3 vào dung dịch B sau thêm lượng dư dung dịch AgNO3, thấy xuất kết tủa màu vàng - Thêm dung dịch H2SO4 loãng KI vào dung dịch A, thấy xuất dung dịch màu nâu màu nâu thêm dung dịch Na2S2O3 vào a, Viết phương trình phản ứng xảy dạng ion thu gọn b, Để xác định xác công thức muối X người ta hòa tan 0,100 gam vào nước, thêm lượng dư KI vài ml dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch coa màu nâu Chuẩn độ I2 sinh dung dịch Na2S2O3 0,1M với chất thị hồ tinh bột màu, thấy tốn hết 37,40ml dung dịch Na2S2O3 Tìm công thức X hướng dẫn giải: a, Viết phương trình phản ứng xảy dạng ion thu gọn: (2x - 1)SO2 + 2IOx- + (2x - 2)H2O → I2 + (2x - 1)SO42- + (4x - 4)H+ (1) SO2 + I2 + 2H2O → 2I- + SO42- + 4H+ (2) Ag+ + I- → AgI↓ 2IOx- + (2x - 1)I- + 2xH+ → xI2 + xH2O (3) I2 + 2S2O32- → 2I- + S4O62- (4) b, Theo (4): nI = 0,5nS O = 0,5.0, 0374.0,1 = 0, 00187(mol ) 2− →x=4 Vậy công thức muối X NaIO4 Page 30 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Câu 16 a, Cho m gam hỗn hợp gồm NaBr NaI phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu hỗn hợp khí A điều kiện chuẩn Ở điều kiện thích hợp, A phản ứng vừa đủ với tạo chất rắn có màu vàng chất lỏng không làm chuyển màu quỳ tím Cho Na dư vào phần chất lỏng dung dịch B Dung dịch B hấp thụ vừa đủ với 2,24 lít CO2 điều kiện tiêu chuẩn 9,5 gam muối Tìm m b, Đề nghị phương pháp để tinh chế NaCl khan có lẫn muối khan NaBr, NaI, Na2CO3 a, Một axit mạnh đẩy axit yếu khỏi muối, axit yếu đẩy axit mạnh khỏi muối Lấy ví dụ minh họa giải thích b, Tại H2SO4 axit mạnh HCl HNO3 lại đẩy axit khỏi muối? c, Có hỗn hợp gồm khí A B: - Nếu trộn thể tích tỉ khối hỗn hợp so với Heli 7,5(d1) - Nếu trộn khối lượng tỉ khối hỗn hợp so với oxi 11 ( d1 ) 15 - Tìm khối lượng mol A B Biết thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Hướng dẫn giải: a, A phản ứng vừa đủ với tạo chất rắn màu vàng → A hỗn hợp SO2 H2S Mặt khác, NaBr có tính khử yếu NaI 2NaBr + 2H2SO4 → Na2SO4 + Br2 + SO2 + 2H2O Page 31 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô 0,15mol 0,075mol 8NaI + 5H2SO4 → 4Na2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O (0,15.8)mol 2H2S + 0,15mol 0,15mol SO2 → 3S + 0,075mol 2H2O 0,15mol Chất lỏng H2O: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 0,15mol 0,15mol B NaOH CO2 + NaOH → NaHCO3 x(mol) x x (mol) CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O y nCO2 = 2y y 2, 24 = 0,1(mol ) 22, x + y = 0,1 → x = y = 0, 05 84 x + 106 y = 9,5 mhỗn hợp = (0,15.103) + (0,15.8.150) = 195,45(g) b, Cho hỗn hợp vào dung dịch HCl, Na2CO3 phản ứng: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑ Sục khí clo vào dung dịch thu được: 2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2 2NaI + Cl2 → 2NaCl + I2 Cô cạn dung dịch, Br2 I2 hóa thoát ra, NaCl kết tinh lại a, Một axit mạnh đẩy axit yếu khỏi muối axit yếu chất điện li yếu chất không bền Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 Page 32 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô CO2 + H2O ƒ H2CO3 ƒ H+ + HCO3HCO3- ƒ H+ + CO32- (1) (2) HCl → H+ + ClKhi cho HCl vào dung dịch Na2CO3 làm tăng nồng độ H+ làm cho cân (1) (2) chuyển sang trái tạo H2CO3 sau CO2 H2O Ngược lại, axit yếu đẩy axit mạnh khỏi muối Pb(NO3)2 + H2S → PbS↓ + 2HNO3 Axit yếu axit mạnh Vì PbS không tan b, H2SO4 axit mạnh HCl HNO3 đẩy axit khỏi muối H2SO4 axit không bay HCl HNO3 axit dễ bay t 2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl o t 2NaNO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2HNO3 o c, d1 = d2 = M1 = 7,5 → M = 7,5.4 = 30 M 11 11.32 352 = → M2 = = 32 15 15 15 M1 = M2 = AB = A+ B = 30 → A + B = 60 m+m 2 AB 352 = = = m m 1 A + B 15 + + A B A B 352.60 = 704 2.15 A + B = 60 A = 44 A = 16 ⇒ AB = 704 B = 16 B = 44 Page 33 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô Câu 17 Nung hỗn hợp bột Mg S bình kín để nguội Lấy toàn chất sau phản ứng cho tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu sản phẩm khí có tỉ khối so với không khí 0,9 Đốt cháy hoàn toàn lít sản phẩm khí (đkc) thu sản phẩm cháy vào 100ml dung dịch H2O2 5% (tỉ khối 1) a, Viết phương trình phản ứng xảy b, Tính phần trăm khối lượng Mg S hỗn hợp đầu c, Tính nồng độ % dung dịch thu cuối Hướng dẫn giải: a, Các phương trình phản ứng xảy Mg + S → MgS (1) a (mol) MgS + 2HCl → MgCl2 + H2S (2) a (mol) a (mol) MTB khí = 29.0.9 = 26,1< M H S Vậy sản phẩm có khí H2 Mg dư Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 b(mol) (3) b (mol) 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O (4) H2 + 1/2O2 → H2O SO2 + H2O2 → H2SO4 (5) (6) b, Gọi a, b số mol Mg tham gia phản ứng (1) (3) M tb = 34a + 2b = 26,1 a+b 7,9a = 24b Page 34 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô %mMg = 24 ( a + b ) 24 ( a + b ) + 32a %mS = 50, 08% c, VH = 0, 74% ; nH = 0, 033mol ; VSO = 2, 26(lit ) ; nSO ≈ 0,1mol nH 2O2 = 2 100.5 = 0,147(mol ) 100.34 Dung dịch sau chứa H2SO4, H2O2 mdd = 100 + 18.(0,033 + 0,1) + 64.0,1 = 108,794 (g) mH SO4 = 0,1.98 = 9,8 (g) C % H SO4 = 9% C % H 2O2 = 1, 45% Page 35 [...]... nồng độ ban đầu của các ion không đổi) thì kết tủa nào được tạo thành? Trên cơ sở đó hãy đề nghị phương pháo nhận biết sự có mặt của ion Cl- trong một dung dịch hỗn hợp chứa Cl-, Br-, I- Biết Ag ( NH 3 ) 2 ƒ Ag + + 2 NH 3 + K = 10-7,24 TAgCl = 10-10, TAgBr = 10-13, TAgI = 10-16 Page 15 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ Hướng dẫn giải: 1 8H+ + MnO4- + 5e → Mn2+ + 4H2O − + 0,059 MnO4 ... Mn như sau: Page 17 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ +1,70 +1,23 MnO4− → MnO2 → Mn 2+ Ta có phương trình ion thu gọn trong các trường hợp như sau: 1 Trường hợp sau phản ứng có I- dư: H 4 IO6− hoặc IO3− không thể cùng tồn tại với I- vì: 0 0 EH0 IO − / IO − = 1, 7V > EI0− / I − = 0,54V và EIO = 0,54V − = 1, 2V > E − I3 / I − 4 6 3 3 3 − − Nên H 4 IO6 hoặc IO3 đều có thể oxi hóa I... lượng muối giảm: 0,2(127 – 35,5) = 18,3 gam Khi cả hai phản ứng (1) và (2) xay ra hoàn toàn khối lượng muối giảm: 0,2(127 – 35,5) + 0,4(80 – 35,5) = 36,1 gam Theo đề bài ta co khối lượng muối giảm: Page 25 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ 93,4 – 66,2 = 27,2 gam 18,3 < 27,2 < 36,1 chứng tỏ phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn và có một phần phản ứng (2) Đặt số mol Br2 phản ứng bằng x thì khối lượng... Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 b(mol) (3) b (mol) 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O (4) H2 + 1/2O2 → H2O SO2 + H2O2 → H2SO4 (5) (6) b, Gọi a, b là số mol Mg tham gia phản ứng (1) và (3) M tb = 34a + 2b = 26,1 a+b 7,9a = 24b Page 34 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ %mMg = 24 ( a + b ) 24 ( a + b ) + 32a %mS = 50, 08% c, VH = 0, 74% ; nH = 0, 033mol ; VSO = 2, 26(lit ) ; nSO ≈ 0,1mol 2 nH 2O2 = 2 2 2 100.5... 0,25.0,01 = 2,5.10 mol nHCl = 0,15.0,1 = 1,5.10−2 mol Ag + = Cl − = 2,5.10−3 = 6,25.10−3 M = NO3− 0,4 1,5.10−2 = 3,75.10−2 M = H + 0,4 Nếu phản ứng hết: Page 14 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ Ag+ Cl- + 6,25.10-3 Cân bằng: → AgCl 6,25.10-3 AgCl ƒ Ag+ + Cl3,125.10-2M Ban đầu: Phản ứng: x Cân bằng: x x 3,125.10-2 + x TAgCl = 10-10 → x(3,125.10-2 + x) = 10-10 x quá nhỏ:.. .Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ nSO2bdau = 160 x = 2,5 x(mol ) 64 2SO2 + O2 xt, to ƒ 2SO3 Ban đầu: 2,5x 1,1x 0 Phản ứng: 2,2xH 1,1xH 2,2xH Sau phản ứng: (2,5x – 2,2xH) (1,1x – 1,1xH) 2,2xH n2 = 2,5x - 2,2xG +... Ag + + 2 NH 3 + Nồng độ ban đầu: 0,01 Nồng độ cân bằng 0,01- x K = 10-7,24 0,23 x 0,23 + 2x x.( 0,23 + 2 x ) + -8 K= = 10−7,24 Gần đúng ta có: [Ag ] = x ≈ 10 M 0,01 − x 2 Page 16 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ [Ag+] [Cl-] = 10-10 ≈ TAgCl = 10-10 nhưng lớn hơn TAgBr = 10-13, TAgI = 10-16, nên chỉ có ion Br- và I- kết tủa Sau đó dùng axit phá phức làm tăng nồng độ của ion Ag+ và nhận được... → d = 2,69 Vậy 1,87 < d < 2,69 C, Áp dụng công thức: PV = nRT Pđầu = 4,5atm Nđầu = 3,6x = 3,6.0,25 = 0,9(mol) 22,4 0,9 ( 273 + 136,5) nRT 273 →V= = = 6,72(l ) P 4,5 Câu 2 Page 11 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ Tính năng lượng mạng tinh thể ion của muối BaCl2 từ các dữ kiện: Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của BaCl2 tinh thể: - 205,6 kcal/mol Năng lượng liên kết Cl2: + 57 kcal/mol Nhiệt thăng... MnO2 = EH0 − 4 IO6 = 1, 7V Do đó phương trình này xảy ra khi MnO4− dư như sau: 2 MnO4− + I − + 2 H + → 2MnO2 + IO3− + H 2O 8MnO4− + 3I − + 8 H + + 2 H 2O → 8MnO2 + 3H 4 IO6− Page 18 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ Câu 8 Đánh giá khả năng hòa tan của HgS trong: a, Axit nitric b, Nước cường toan 0 Biết ENO − 3 / NO = E20 = 0,96V ; ES0 / H 2 S = E01 = 0,17V ; THgS = 10−51,8 Hướng dẫn giải: a,... 10−15,3 Vì k rất nhỏ nên xem như HgS không tan trong HNO3 b, Trong nước cường toan: Các quá trình xảy ra: 3HgS + 2 NO3− + 8 H + ƒ 3Hg 2 + + 3S + 2 NO + 4 H 2O k = 10−15,3 Page 19 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô cơ 3 × Hg 2+ + 4Cl − ƒ HgCl4−2 β 4 = 1014,92 3HgS + 2 NO3− + 8 H + + 12Cl − ƒ 3HgCl42− + 3S + 2 NO + 4 H 2O k ' = k β34 ⇔ lg k ' = lg k + 3lg β 4 = −15,3 + 3.14,92 = 29, 46 → k = 1029,46 ... = 0,2mol Page Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô nHCl = 0,6mol mmuối = (20 – 3,4) + 0,2.96 + 0,6.35,5 = 57,1gam Gọi x số mol M tham gia phản ứng ta có hệ x.M + 27x = 20 – 3,4 = 16,6 nH.. .Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô H2(khí) Trước phản ứng: 0,02M Phản ứng: + I2(rắn) 0,02 – x ( 2x ) Vậy : ( 0, 02 − x ) ( 0, 02 − x ) 2HI(khí) 0,02M x Còn lại: x 2x 0,02 – x 2x... Page 10 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Quốc gia – Hóa Vô nSO2bdau = 160 x = 2,5 x(mol ) 64 2SO2 + O2 xt, to ƒ 2SO3 Ban đầu: 2,5x 1,1x Phản ứng: 2,2xH 1,1xH 2,2xH Sau phản ứng: (2,5x – 2,2xH) (1,1x – 1,1xH)