BD HSG hóa học 9: toán biện luận lượng chất dư

Chuyên đề: BÀI TOÁN VỀ LƯƠNG CHẤT DƯ BÀI TOÁN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG BÀI TOÁN VỀ LƯƠNG CHẤT DƯ Nếu bài toán cho biết lượng của cả hai chất phản ứng và yêu cầu tính lượng chất mới sinh ra. Trong số 2 chất phản ứng sẽ có một chất phản ứng hết, chất kia có thể phản ứng hết hoặc dư. Lượng chất mới sinh ra tính theo lượng chất nào phản ứng hết, do đó phải tìm xem trong 2 chất cho biêt, chất nào phản ứng hết. Ví dụ phương trình: A + B C + D Cách giải: Lập tỉ số:

Chuyên đề: BÀI TOÁN VỀ LƯƠNG CHẤT DƯ BÀI TOÁN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG ************ BÀI TOÁN VỀ LƯƠNG CHẤT DƯ Nếu toán cho biết lượng hai chất phản ứng yêu cầu tính lượng chất sinh Trong số chất phản ứng có chất phản ứng hết, chất phản ứng hết dư Lượng chất sinh tính theo lượng chất phản ứng hết, phải tìm xem chất cho biêt, chất phản ứng hết Ví dụ phương trình: A + B C + D Cách giải: Lập tỉ số: Số mol chất A( theo đề bài) Số mol chất B( theo đề bài) Số mol chất A (theo phương trình) Số mol chất B (theo phương trình) So sánh tỉ số, tỉ số lớn hơn, chất đố dư, chất phản ứng hết Tính toán (theo yêu cầu đề bài) theo chất phản ứng hết 1-Nguyên nhân có lượng chất dư a/ Đề toán cho b/ Hiệu suất < 100% 2-Vai trò chất dư a/ Tác dụng với chất cho vào sau phản ứng.Ví dụ toán C2H2 + H2 sau cho hỗn họp tác dung dịch Br2 b/ Tác dụng với chất tạo thành sau phản ứng Ví dụ Fe + AgNO3 dư Cl2 + NH3 dư Ví dụ 1: Cho 50 gam dung dịch NaOH tác dụng với 36.5 gam dung dịch HCl Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng nNaOH = 50 = 1.25 mol; 40 nNaOH = Phương trình phản ứng: NaOH + HCl Theo phương trình: mol mol Theo dầu bài: 1.25 mol Lập tỉ số: 1.25 > => 1 36.5 = mol 36.5 NaCl + H2O mol nNaOH dư Phản ưng: mol mol mol Theo phương trình phản ứng kiện đề ta thấy nNaCl theo nHCl ( nghĩa tính mNaCl theo mHCl) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) nNaOH dư nên tính nNaCl theo nHCl = x 58.5 = 58.5(g) Ví dụ Trộn dung dịch có hòa tan 0,2mol FeCl2 với dung dịch có hòa tan 20g NaOH Lọc hỗn hợp chất sau phản ứng kết tủa nước lọc Nung kết tủa đến khối lượng không đổi (không có không khí) a) Viết phương trình hóa học xảy ra? b) Tính khối lượng chất rắn sau nung? c) Tính khối lượng chất tan dung dịch lọc? a) FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl (1) Fe(OH)2  FeO + H2O (2) 20  0.5 (mol) 40 FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl b) n FeCl2 = 0.2(mol); n NaOH = mol Theo PT: 0.2mol Xét tỉ lệ: mol 0.5 mol 0.2 0.5 < Vậy sau phản ứng NaOH dư, FeCl2 phản ứng hết Theo PTPU (1) (2) chất rắn sau nung FeO n FeO = n Fe(OH)2= n FeCl2= 0.2 mol mFeO = 0.2 72 = 14.4g c, Các chất dung dịch lọc gồm NaCl, NaOH dư Theo PTPU (1) n NaCl = n NaOH= 2n FeCl2= 0.2= 0.4 mol n NaOH d­ = 0.5 - 0.4 = 0.1 mol m NaOH d­ = 0.1.40 = 4g m NaCl = 0.4 58.5 = 23.4g Ví dụ 3: Cho 3,87g hỗn hợp A gồm Mg Al vào 250ml dung dịch X chứa axit HCl 1M H2SO4 0,5M dung dịch B 4,368 lít H2 (ở đktc) Hãy chứng minh dung dịch B dư axit Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 4,368 nH2 = = 0,195 mol 22,4 nnguyên tử H = 0,195 = 0,39 mol (1) nHCl = 0,25 mol → nnguyên tử H = 0,25 mol nH2SO4 = 0,25 0,5 = 0,125 mol → nnguyên tử H = 0,25 mol ∑nnguyên tử H = 0,25 + 0,25 = 0,5 mol (2) So sánh số mol nguyên tử (1) (2) ta thấy axit dư Vì 0,5 mol > 0,39 mol Câu 12 Bài tập tham khảo a Vì lít (B) >2 lít (B) số mol khí sinh trường hợp lớn trường hợp nên trường hợp thiếu axit, kim loại chưa tan hết Vì nH2SO4(2) = (3.0,4):2 = 0,6 > 0,5: axit dư b x = 0,4:2 = 0,2M (tính theo trường hợp 1) Gọi a,b số mol Mg Zn (tính theo trường hợp 2) Ta có 24a + 65b = 24,3 a+b = 0,5 a= 0,2 ; b = 0,3 Tính % Lưu ý: nH2SO4 = nH2 ************ BÀI TOÁN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG 1) Các toán cho phản ứng hoàn toàn (hiệu suất đạt 100%) có chất tham gia phải hết 2) Nếu hiệu suất H% < 100% lượng chất TG thực dùng nhiều lượng lý thuyết ( tính theo ptpư ) lượng SP thu nhỏ lượng SP tính theo lý thuyết 3) Công thức tính hiệu suất phản ứng :  Cách : Tính theo lượng chất ban đầu cần lấy  Cách : Tính theo lượng sản phẩm phản ứng thu : Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 4) Nếu hai chất tham gia biết lượng dùng ban đầu, H% phải xác định dựa vào chất có khả hết ( để phản ứng hoàn toàn hay dễ hiểu chất thiếu ) ( So sánh tỉ lệ mol chất theo đề cho theo phản ứng.) 5) Hiệu suất trình gồm nhiều phản ứng nối tiếp: H% = h1 h2  h3  … hn  100% ( hiệu suất viết dạng, ví dụ 25% = 0,25 = 25/100 ) 6) Áp dụng công thức để tính sản phẩm Nếu tính chất tham gia làm ngược lại 7) Đề toán không dề cập đến hiêu suất nói hao hụt hoăc dùng dư đề cập đến hiệu suất Ví dụ Cho 19,5 gam Zn tác dụng với lít Cl2 thu 36,72 gam ZnCl2 Tính hiệu suất phản ứng Hướng dẫn : Zn + Cl2  ZnCl2 Bđ: 0,3mol 0,3125mol Pư: 0,3 0,3 0,3 Sau: 0,125 0,3 Khối lượng ZnCl2 tạo thành theo lý thuyết là: 0,3  136 =40,8 gam Hiệu suất phản ứng : H %  ,  0 %  % ,8 Ví dụ Cho 4lít N2 14 lít H2 vào bình kín nung nóng với xúc tác thích hợp để phản ứng xảy ra, sau phản ứng thu 16,4 lít hỗn hợp khí ( khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất ) a) Tính thể tích khí amoniac thu b) Xác định hiệu suất phản ứng Hướng dẫn : Đặt thể tích khí N2 phản ứng x(lít) N2 + 3H2  2NH3 BĐ: 14 ( lít ) PƯ : x 3x 2x Sau: (4-x ) (14 -3x) 2x Suy ta có : (4 - x ) +(14 -3x) + 2x = 16,4  x = 0,8 lít  VNH  0,8   1, 6(lit) b) Hiệu suất phản ứng : H% = (0,8 : 4)100= 20% Có thể giải cách đăt h HS Ta có ( - 4h) + (14- 12h) + 8h = 16,4  h= 0,2 hay 20% Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Ví dụ Từ quặng pyrit sắt chứa 20% tạp chất, điều chế axit H2SO4 theo phương pháp tiếp xúc, qua giai đoạn ( có ghi hiệu suất giai đoạn) sau: 0% 4% 0% F e S  9  S O  6  S O  8  H 2SO Tính khối lượng dung dịch H2SO4 72% điều chế Để ý đến nguyên tố S nH2SO4 = nFeS2 = (1; 120)0,8.2.0,8.0,64.0,9 Tinh khối lượng H2SO4 suy khối lượng dung dịch điều chế Ví dụ Để có thép (98%Fe) cần dùng quặng hemantit nâu (Fe2O3.2H2O)? Biết hàm lượng hemantit nâu quặng 80% Hiệu suất trình phản ứng 93% Khối lượng Fe thép: 1 98 = 0,98 (tấn) 100 Trong 196 (Fe2O3.2H2O) có 112 Fe x (Fe2O3.2H2O) chứa 0,98 Fe Khối lượng (Fe2O3.2H2O) cần dùng để sản xuất thép: => x 0,98  196 = 1,715 (tấn) 112 Khối lượng quặng là: 1,715  100 = 2,144 (tấn) 80 2,144  100 = 2,305 (tấn) 93 Khối lượng quặng thực tế cần dùng: Bài tập tham khảo Câu Trong công nghiệp điều chế H2SO4 từ FeS2 theo sơ đồ sau: FeS2  SO2  SO3  H2SO4 a) Viết phương trình phản ứng ghi rõ điều kiện b) Tính lượng axit 98% điều chế từ quặng chứa 60% FeS2 Biết hiệu suất trình 80% Câu Điều chế HNO3 công nghiệp theo sơ đồ: NH3  NO  NO2  HNO3 a) Viết phương trình phản ứng ghi rõ điều kiện b) Tính thể tích NH3 (ở đktc) chứa 15% tạp chất không cháy cần thiết để thu 10 kg HNO3 31,5% Biết hiệu suất trình 79,356% Câu Người ta điều chế C2H2 từ than đá vôi theo sơ đồ: 95% 80% 90% CaCO3   CaO    CaC2   C2H2 Với hiệu suất phản ứng ghi sơ đồ Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) a) Viết phương trình phản ứng b) Tính lượng đá vôi chứa 75% CaCO3 cần điều chế 2,24 m3 C2H2 (đktc) theo sơ đồ Câu Có 12 lít hỗn hợp hai khí Cl2 H2 đựng bình kín Chiếu sáng để phản ứng xảy thu hỗn hợp khí chứa 30% thể tích khí sản phẩm, lượng Cl2 20% so với ban đầu ( Các thể tích khí đo nhiệt độ áp suất ) a) Tính % thể tích hỗn hợp trước sau phản ứng b) Tính hiệu suất phản ứng Câu Để điều chế lít NH3 từ N2 H2 với hiệu suất 25% thể tích N2 cần dùng điều kiện bao nhiêu? Câu Từ 100 mol NH3 điều chế mol HNO3 theo qui trình công nghiệp với hiệu suất lấn lượt phản ứng 40% , 80% , 90% Câu Để điều chế 57,6 mol HNO3 theo qui trình công nghiệp với hiệu suất lấn lượt phản ứng40% , 80% , 90% cần dùng số mol NH3 bao nhiêu? Câu Hỗn hợp khí X gồm H2 C2H4 có tỉ khối so với He 3,75 Dẫn X qua Ni nung nóng, thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He Hiệu suất phản ứng hiđro hoá Câu Cho 31,8g hỗn hợp (X) gồm muối MgCO3 CaCO3 vào 0,8 lít dung dịch HCl 1M thu dung dịch (Z) a) Hỏi dung dịch (Z) có dư axit không? b) Lượng CO2 thu bao nhiêu? Câu 10 Cho 51,6g hỗn hợp gồm KHSO3 K2CO3 vào 400g dung dịch HCl 7,3%,khi xong phản ứng thu khí (X) có tỉ khối so với khí hiđro 27 dung dịch (A) a) Hãy chứng minh axit dư b) Tính C% chất dung dịch (A) Câu 11 Hoà tan 13,2 gam hỗn hợp A gồm kim loại có hoá trị vào 400 ml dung dịch HCl 1,5M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 32,7 gam hỗn hợp muối khan a) Chứng minh hỗn hợp A không tan hết b) Tính thể tích hiđro sinh Câu 12 Hỗn hợp A gồm kim loại Mg Zn B dung dịch H2SO4 có nồng độ mol x mol/l - Trường hợp 1: Cho 24,3g (A) vào lít (B) sinh 8,96 lít khí H2 - Trường hợp 2: Cho 24,3g (A) vào lít (B) sinh 11,2 lít khí H2 (Các thể tích khí đo đktc) a Hãy chứng minh trường hợp hỗn hợp kim loại chưa tan hết, trường hợp axit dư b Tính nồng độ x mol/l dung dịch (B) % khối lượng kim loại (A) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)