Phương pháp sử dụng hợp chất ảo và số oxi hóa oxi

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 PHƯƠNG PHÁP 11: SỬ DỤNG HỢP CHẤT ẢO, SỐ OXI HĨA ẢO I Phương pháp sử dụng hợp chất ảo, số oxi hóa ảo Phương pháp sử dụng hợp chất ảo, số oxi hóa ảo phương pháp mới, lạ để giải nhanh số dạng tập trắc nghiệm hóa học Cơ sở phương pháp : Chuyển hỗn hợp ban đầu thành hỗn hợp hợp chất Chuyển dung dịch ban đầu thành dung dịch Gán cho ngun tố số oxi hóa khác với số oxi hóa thực Từ giúp cho việc tính tốn trở nên dễ dàng nhanh chóng Hỗn hợp, hợp chất, dung dịch, số oxi hóa tạo thành gọi ảo khơng có giả thiết tốn II Phân dạng tập ví dụ minh họa Sử dụng hỗn hợp ảo Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O BaO Hòa tan hồn tồn 21,9 gam X vào nước, thu 1,12 lít khí H2 (đktc) dung dịch Y, có 20,52 gam Ba(OH)2 Hấp thụ hồn tồn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu m gam kết tủa Giá trị m A 23,64 B 15,76 C 21,92 D 39,40 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013) Hướng dẫn giải Vấn đề mấu chốt tập phải tính số mol NaOH dung dịch Y Tuy nhiên, dung dịch Y tạo thành cho hỗn hợp X gồm chất Na, Na2O, Ba, BaO tác dụng với H2O nên việc tính tốn gặp nhiều khó khăn (do phải sử dụng nhiều ẩn số mol) Giả sử ta biến hỗn hợp chất X thành hỗn hợp trung gian X’ gồm chất Na2O BaO (bằng cách cho X tác dụng với O2) việc tính tốn trở nên dễ dàng nhiều Vì số mol Ba(OH)2 Y biết nên dễ dàng tính số mol khối lượng BaO X’ Từ tính khối lượng số mol Na2O, suy số mol NaOH Muốn làm vậy, ta phải biết tổng số mol electron mà Na, Ba X nhường phản ứng với O2 Khi biết số mol electron mà O2 nhận, từ suy số mol O2 phản ứng với X để chuyển thành X’ Trong phản ứng X với nước, có Na Ba phản ứng giải phóng H2 Nên thơng qua số mol H2 giải phóng ta tính số mol electron mà Na Ba nhường Giờ việc tính số mol NaOH trở nên dễ dàng : Theo giả thiết, ta có : 1,12 20,52 6,72 n H2 = = 0,05 mol; n Ba(OH)2 = = 0,12 mol; nCO2 = = 0,3 mol 22,4 171 22,4 n electron trao đổi = n electron Na, Ba nhường = 4n O2 = n H2 ⇒ n O2 = 0,025 mol { 0,05 ⇒ m (Na2O, BaO) = m (Na, Na2O, Ba, BaO) + m O2 = 21,9 + 0,025.32 = 22,7 gam Theo bảo tồn ngun tố Ba, ta có : n BaO X' = n Ba(OH)2 = 0,12 mol ⇒ m Na2O X' = m X' − m BaO = 4,34 gam { { 22,7 0,12.153 4,34 = 0,14 mol 62 Vậy dung dịch Y có 0,14 mol NaOH 0,12 mol Ba(OH)2 Suy : Theo bảo tồn ngun tố Na: n NaOH = 2n Na2O = Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 n OH− n OH− = n < ⇒ tạo CO32− HCO3− NaOH + n Ba(OH)2 = 0,38 mol ⇒ < { 4 n CO2 0,14 0,12 Vì phản ứng tạo hai muối, nên sử dụng kết chứng minh chun đề bảo tồn điện tích, ta có: n OH − = n CO2 + nCO 2− ⇒ nCO 2− = 0,08 mol < n Ba2+ = 0,12 mol 3 { { { 0,38 0,3 ? ⇒ n BaCO3 = 0,08 mol ⇒ m BaCO3 = 0,08.197 = 15,76 gam Như để chuyển hỗn hợp gồm kim loại oxit thành hỗn hợp oxit ta thêm n electron trao đổi n electron trao đổi n O = lượng oxi n O2 = Tùy thuộc vào mà số mol electron tính theo H2, SO2, NO, NO2, Ví dụ 2: Cho 30,7 gam hỗn hợp X gồm Na, K, Na2O, K2O tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu 2,464 lít H2 (đktc), dung dịch chứa 22,23 gam NaCl x gam KCl Giá trị x là: A 32,78 B 31,29 C 35,76 D 34,27 Hướng dẫn giải Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Na2O K2O cách cho X phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 2n H 2,464 = = 0,055 mol ⇒ m X ' = m X + m O = 32,46 gam { {2 4 22,4 30,7 0,055.32 Áp dụng bảo tồn ngun tố Na K, ta có : nNa O = nNaCl 22,23 32,46 − 0,19.62 = = 0,19 mol ⇒ n KCl = 2n K O = = 0,44 mol 2 58,5 94 ⇒ m KCl = 0,44.74,5 = 32,78 gam Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm CaO, Mg, Ca, MgO Hòa tan 5,36 gam hỗn hợp X dung dịch HCl vừa đủ thu 1,624 lít H2 (đktc) dung dịch Y có 6,175 gam MgCl2 m gam CaCl2 Giá trị m A 7,4925 gam B 7,770 gam C 8,0475 gam D 8,6025 gam (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun Vĩnh Phúc, năm học 2011 – 2012) Hướng dẫn giải Chuyển X thành hỗn hợp ảo X’ gồm CaO MgO cách cho X phản ứng với lượng oxi : nO = n electron trao đổi = 2n H 1, 624 = = 0,03625 mol ⇒ m X ' = m X + m O = 6,52 gam { {2 4 22, 5,36 0,03625.32 Theo bảo tồn ngun tố Mg Ca, ta có : n MgO = n MgCl = 0,065 mol ⇒ n CaCl = n CaO = 2 6,52 − 0,065.40 = 0,07 mol 56 ⇒ m CaCl = 0, 07.111 = 7,77 gam 2 Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm Na, Ca, Na2O, CaO Hòa tan hết 51,3 gam hỗn hợp X vào nước 5,6 lít H2 (đktc) dung dịch kiềm Y, có 28 gam NaOH Hấp thụ 17,92 lít SO2 (đktc) vào dung dịch Y thu m gam kết tủa Giá trị m : A 60 B 54 C 72 D 48 Hướng dẫn giải Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm CaO Na2O cách cho X phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 2n H 5,6 = = 0,125 mol ⇒ m X ' = m X + m O = 55,3 gam { {2 4 22,4 51,3 0,125.32 Theo bảo tồn ngun tố Na Ca, ta có : nNaOH 28 55,3 − 0,35.62 = = 0,35 mol ⇒ n Ca(OH)2 = nCaO = = 0,6 mol 2 40 56 n NaOH + 2nCa(OH) 1,9 = = > nên kiềm dư, 0,8 mol SO2 chuyển hết thành 0,8 nSO 0,8 nNa2O = n OH− nSO 2 2− mol SO3 Vì n Ca2+ < n SO 2− ⇒ n CaSO3 = 0,6 mol ⇒ m CaSO3 = 0,6.120 = 72 gam { { 0,6 0,8 Ví dụ 5*: Hòa tan hồn tồn 23 gam hỗn hợp X gồm Ca, CaO, K, K2O vào nước thu dung dịch suốt Y 4,48 lít khí (đktc) Nếu sục 4,48 lít 13,44 lít (đktc) CO2 vào dung dịch Y thu m gam kết tủa Sục V lít khí CO2 vào dung dịch Y thấy lượng kết tủa đạt cực đại Giá trị V : A 6, 72 ≤ V ≤ 11, B V = 5,6 C V = 6,72 D 5, ≤ V ≤ 8, 96 Hướng dẫn giải Dung dịch Y gồm Ca(OH)2 KOH Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm CaO K2O cách cho X phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 2n H 4,48 = = 0,1 mol ⇒ m X' = m X + m O = 26,2 gam { {2 4 22,4 23 0,1.32 ⇒ 94nK O + 56n CaO = 26,2 (1) Theo giả thiết : Khi sục 4,48 lít CO2 (TN1) 13,44 lít CO2 vào Y (TN2) thu lượng kết tủa nhau, chứng tỏ TN1 chưa có tượng hòa tan kết tủa, TN2 có tượng hòa tan kết tủa Sử dụng cơng thức nOH− = n CO 2− + n CO2 , ta có : TN1: n CO 2− = n CO = 0,2  TN2 : n − = n CO 2− + n CO2 = 0,8 ⇒ n KOH + 2n Ca(OH)2 = n OH− Y = 0,8 OH Y {  { 0,6 0,2  ⇒ 2nK O + 2nCaO = 0,8 (2) Từ (1) (2) suy : nK O = 0,1 mol; nCaO = 0,3 mol Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 Khi sục CO2 vào X, để kết tủa đạt cực đại nCO 2− ≥ nCa2+ = nCa(OH)2 = 0,3 mol Ta có : n CO2 = n CO32− = 0,3  n CO2 = 0,3 ⇒ ⇒ 6,72 lít ≤ VCO2 ≤ 11,2 lít n OH − = n CO 2− + n CO2 max  424 123 424 n CO2 max = 0,5 { { VCO2 VCO2 max ? 0,3  0,8 Ví dụ 6: Hòa tan hồn tồn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy Cu dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Phần trăm khối lượng Cu X A 39,34% B 65,57% C 26,23% D 13,11% (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010) Hướng dẫn giải Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Fe2O3 CuO cách cho X phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 2n SO 2 0,504 = = 0,01125 mol ⇒ m X ' = m X + m O = 2,8 gam { {2 22,4 2,44 0,01125.32 Vậy ta có hệ phương trình : 160n Fe O + 80n CuO = 2,8  n Fe O = 0,0125 400n + 160n CuSO = 6,6 ⇒  ⇒ n Cu = 0,01 mol  Fe2 (SO4 )3 n 0,01 =   CuO n Fe2O3 = n Fe2 (SO4 )3 ; n CuO = n CuSO4 Vậy %m Cu X = 0,01.64 100% = 26,23% 2,44 Ví dụ 7: Hòa tan hồn tồn 13,92 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy Cu dung dịch HNO3 lỗng (dư) Sau phản ứng thu 2,688 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch chứa 42,72 gam hỗn hợp muối nitrat Cơng thức oxit sắt : A Fe2O3 B FeO C Fe3O4 D FeO Fe3O4 Hướng dẫn giải Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Fe2O3 CuO cần cho X phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 3n NO 2,688 = = 0,09 mol ⇒ m X' = m X + m O = 16,8 gam { {2 4 22, 13,92 0,09.32 Vậy ta có : 160n Fe O + 80n CuO = 16,8  n Fe O = 0,03 242n Fe(NO3 )3 + 188nCu(NO3 )2 = 42,72 ⇒  n CuO = 0,15  nFe(NO3 )3 = 2nFe2O3 ;n Cu(NO3 )2 = nCuO Trong hỗn hợp X, ta có : n Fe = 2n Fe O = 0,06 n Fe 13, 92 − 0,06.56 − 0,15.64 ⇒ nO = = 0,06 ⇒ = ⇒ FeO  16 nO n Cu = n CuO = 0,15 Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 Sử dụng hợp chất ảo Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho khí CO qua m gam X nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn Y hỗn hợp khí Z Cho tồn Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hồn tồn, thu gam kết tủa Mặt khác, hòa tan hồn tồn Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu 1,008 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) dung dịch chứa 18 gam muối Giá trị m A 7,12 B 6,80 C 5,68 D 13,52 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013) Hướng dẫn giải Chuyển hỗn hợp Y thành hợp chất ảo Fe2O3 Theo bảo tồn ngun tố Fe, ta có : 18 = 0,045 mol ⇒ m Fe2O3 = 0,045.160 = 7,2 gam 400 Để chuyển hỗn hợp Y thành hợp chất ảo Fe2O3 cần cho Y phản ứng với lượng oxi : n Fe2O3 = n Fe2 (SO4 )3 = n O2 = n electron trao đổi = 2n SO2 1, 008 = = 0,0225 mol 22,4 Theo bảo tồn khối lương, ta có : ⇒ m Fe O = m Y + m O ⇒ m Y = 6,48 gam 12233 { {2 ? 7,2 0,0225.32 Trong phản ứng X với CO, ta có : CO + O(trong X) → CO2 Suy : n O phản ứng = n CO phản ứng = n CO2 tạo thành = n CaCO3 = = 0,04 mol 100 Theo bảo tồn khối lượng, ta có : m X − m O phản ứng = m Y ⇒ m X = 7,12 gam { 1424 { ? 6,48 0,04.16 Ví dụ 2: Hòa tan hồn tồn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 H2SO4 đặc, nóng thu dung dịch Y 8,96 lít khí SO2 (đktc) Thành phần trăm khối lượng oxi hỗn hợp X khối lượng muối dung dịch Y : A 20,97% 160 gam B 30,7% 140 gam C 20,97% 140 gam D 37,5% 160 gam Hướng dẫn giải Chuyển hỗn hợp X thành hợp chất ảo Fe2O3 cách cho X phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 2n SO 2 8,96 = = 0,2 mol ⇒ m Fe O = m X + m O = 56 gam { {2 22,4 49,6 0,2.32 Theo bảo tồn ngun tố Fe, ta có : nFe = 2n Fe2O3 = n Fe (SO )3 56 49,6 − 0,7.56 = 0,7 mol ⇒ %m O X = 100% = 20,96% 160 49,6 = n Fe O = 56 = 0,35 mol ⇒ m Fe (SO ) = 0,35.400 = 140 gam 160 Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 Ví dụ 3: Hồ tan hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCl2, FeCl3 H2SO4 đặc nóng, 4,48 lít khí SO2 (đktc) dung dịch Y Thêm NH3 dư vào Y thu 32,1 gam kết tủa Giá trị m : A 16,8 B 17,75 C 25,675 D 34,55 Hướng dẫn giải Để cho việc tính tốn đơn giản, ta chuyển hỗn hợp X thành hợp chất ảo FeCl3 Theo bảo tồn ngun tố Fe, ta có : 32,1 = 0,3 mol ⇒ m FeCl3 = 0,3.162,5 = 48, 75 gam 107 Để chuyển hỗn hợp X thành FeCl3 cách cho X phản ứng với lượng Cl2 : n FeCl3 = n Fe(OH )3 = nCl2 = nSO2 = 4,48 = 0,2 mol ⇒ m Cl2 = 0,2.71 = 14,2 gam 22,4 Theo bảo tồn khối lượng, ta có : m FeCl = m X + m Cl ⇒ m X = 34,55 gam {3 { {2 48,75 ? 14,2 Ví dụ 4: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cơ cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m : A 49,09 B 34,36 C 35,50 D 38,72 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008) Hướng dẫn giải Chuyển hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 (hỗn hợp X) thành hợp chất ảo Fe2O3 cách cho X phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 3n NO 1,344 = = 0,045 mol ⇒ m Fe O = m X + m O = 12,8 gam { {2 4 22,4 11,36 0,045.32 Theo bảo tồn ngun tố Fe, ta có : n Fe(NO3 )3 = 2n Fe2O3 = 12,8 = 0,16 mol ⇒ m Fe(NO3 )3 = 0,16.242 = 38, 72 gam 160 Ví dụ 5: Khi oxi hố chậm m gam Fe ngồi khơng khí thu 12 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe dư Hồ tan A vừa đủ 200 ml dung dịch HNO3, thu 2,24 lít NO (đktc) Giá trị m CM dung dịch HNO3 : A 10,08 gam 1,6M B 10,08 gam 2M C 10,08 gam 3,2M D 5,04 gam 2M (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2008 – 2009) Hướng dẫn giải Chuyển hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 (hỗn hợp X) thành hợp chất ảo Fe2O3 cách cho X phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 3nNO 2,24 = = 0,075 mol ⇒ m Fe O = m A + m O = 14,4 gam { {2 4 22,4 12 0,075.32 Theo bảo tồn ngun tố Fe, ta có : Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 n Fe = n Fe(NO3 )3 = 2n Fe2O3 = 14,4 = 0,18 mol ⇒ m Fe = 0,18.56 = 10,08 gam ; 160 0,64 n HNO3 = 3n Fe(NO3 )3 + n NO = 0,64 mol ⇒ [HNO3 ] = = 3,2M 0,2 424 { 0,1 0,18 Ví dụ 6: Cho 22,72 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng dư thu V lít khí NO (duy đktc) dung dịch X Cơ cạn dung dịch X thu 77,44 gam muối khan Giá trị V A 5,6 B 4,48 C 2,688 D 2,24 (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun Bắc Ninh, năm học 2008 – 2009) Hướng dẫn giải Theo giả thiết : n Fe(NO ) 77,44 3 = 0,32 mol ⇒ nFe O = = 0,16 mol ⇒ m Fe O = 25,6 gam 3 3 242 Chuyển hỗn hợp sắt oxit sắt (hỗn hợp X) thành hợp chất ảo Fe2O3 cách cho X phản ứng với lượng O2 : nFe(NO ) = nO = 4nO 25,6 − 22,72 = 0,09 mol ⇒ nNO = = 0,12 mol 32 ⇒ VNO (đktc) = 0,12.22,4 = 2,688 lít Ví dụ 7: Cho 18,5 gam hỗn hợp Z gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200 ml dung dịch HNO3 lỗng đun nóng khuấy Sau phản ứng xảy hồn tồn thu 2,24 lít khí NO (đktc), dung dịch Z lại 1,46 gam kim loại Tính nồng độ mol/lít dung dịch HNO3 khối lượng muối dung dịch Z A 3,2M 54 gam B 1,8M 36,45 gam C 1,6M 24,3 gam D 3,2M 48,6 gam (Đề thi thử đại học lần – THPT Quỳnh Lưu – Nghệ An, năm học 2010 – 2011) Hướng dẫn giải Vì sau phản ứng dư 1,46 gam Fe nên phản ứng tạo Fe(NO3)2 m Z phản ứng = 18,5 − 1,46 = 17,04 gam Để chuyển 17,04 gam hỗn hợp Z thành hợp chất ảo FeO cần cho Z phản ứng với lượng O2 : nO = n electron trao đổi = 3nNO 2,24 = = 0,075 mol ⇒ m FeO = m Z + m O = 19,44 gam { {2 4 22,4 17,04 0,075.32 Theo bảo tồn ngun tố Fe N, ta có :  19,44 nFe(NO3 )2 = n FeO = 72 = 0,27 0,64 ⇒ [HNO3 ] = = 3,2M  + n NO = 0,64 0,2 Fe(NO3 )2 nHNO3 = n1 424 { 0,1  0,27 Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 Sử dụng dung dịch ảo Ví dụ 1: Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol HCO3− ; c mol CO 32 − d mol SO 24− Để tạo kết tủa lớn người ta phải dùng 100 ml dung dịch Ba(OH)2 x mol/l Biểu thức tính x theo a b là: a+b a+b a+b a+b A x = B x = C x = D x = 0,1 0, 0, (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2012 – 2013) Hướng dẫn giải Chuyển ion HCO3− thành ion ảo CO32− H+ Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm : a mol Na+; b mol H+, (b+c) mol CO 32 − d mol SO 24− Cho Ba(OH)2 vào dung dịch X’ tạo kết tủa BaSO4 BaCO3 Như ion Na+ H thay ion Ba2+ Áp dụng bảo tồn điện tích, ta có : + 2n Ba2+ = n Na+ + n H+ ⇒ n Ba2+ = a+b a+b a+b ⇒ n Ba(OH)2 = ⇒ x= 2 0,2 Ví dụ 2: Dung dịch X chứa ion: CO32− , SO32− , SO 42 − , 0,1 mol HCO3− 0,3 mol Na+ Thêm V lít dung dịch Ba(OH)2 1M vào X thu lượng kết tủa lớn Giá trị nhỏ V : A 0,15 B 0,25 C 0,20 D 0,30 Hướng dẫn giải Chuyển X thành dung dịch ảo X’ gồm : 0,1 mol H+, 0,3 mol Na+ ion CO32− , SO32− , SO 42 − Sau phản ứng X’ với Ba(OH)2, ion CO32− , SO32− , SO 42 − thay ion OH − Theo bảo tồn điện tích, ta có : n OH− = n H+ + n Na+ = 0,4 mol ⇒ n Ba(OH )2 = 0,2 mol ⇒ [Ba(OH)2 ] = 0,2 = 0,2M Sử dụng số oxi hóa ảo Ví dụ 1: Hòa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,02 mol FeS2 0,03 mol FeS vào lượng dư H2SO4 đặc nóng thu Fe2(SO4)3, H2O SO2 Hấp thụ hết SO2 lượng vừa đủ KMnO4 thu 2,28 lít dung dịch Y Nồng độ mol axit dung dịch Y là: A 0,01M B 0,02M C 0,05M D 0,12 M (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun Vĩnh Phúc, năm học 2012 – 2013) Hướng dẫn giải Coi số oxi hóa S FeS2 FeS +6 (số oxi hóa ảo) số oxi hóa Fe FeS2 FeS -12 -6 Với cách quy đổi vậy, S FeS2 FeS khơng thay đổi số oxi hóa, có Fe thay đổi số oxi hóa Sau phản ứng số oxi hóa Fe +3 Áp dụng bảo tồn electron, ta có : 15 n FeS2 + n FeS = nSO2 ⇒ nSO2 = 0,285 mol { { { 0,02 0,03 ? Hấp thụ 0,285 mol SO2 vào dung dịch KMnO4 vừa đủ, xảy phản ứng : Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2H2SO4 + 2MnSO4 → 0,114 mol: 0,285 Nồng độ mol axit dung dịch Y : [H SO4 ] = n H2SO4 Vdd Y = 0,114 = 0,05M 2,28 Ví dụ 2: Nung nóng m gam bột Fe với S bình kín khơng có khơng khí, sau thời gian thu 12,8 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeS, FeS2 , S Hồ tan hồn tồn X dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư, thu 10,08 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất) Giá trị m : A 5,6 B 8,4 C 11,2 D 2,8 Hướng dẫn giải Bản chất tồn q trình phản ứng Fe S tác dụng với H2SO4 đặc nóng, dư Fe S +3 +4 +6 +4 X bị H2SO4 oxi hóa thành Fe S , S H2SO4 bị khử S Như SO2 tạo q trình oxi hóa q trình khử Tuy nhiên, để thuận tiện cho việc tính tốn, ta coi số oxi hóa S q trình oxi hóa thay +6 đổi từ S lên mức S (số oxi hóa ảo) Áp dụng bảo tồn khối lượng bảo tồn electron, ta có : 56n Fe + 32n S = 12,8 n = 0,2  ⇒  Fe ⇒ m Fe = 0,2.56 = 11,2 gam  10,08 3n 6n 2n 0,9 n 0,05 + = = = =  S SO2  Fe  S 22,4  Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 III Bài tập áp dụng Câu 1: Hỗn hợp X gồm Mg, MgO, Ca CaO Hòa tan 10,72 gam X vào dung dịch HCl vừa đủ thu 3,248 lít khí (đktc) dung dịch Y Trong Y có 12,35 gam MgCl2 x gam CaCl2 Giá trị x A 33,05 B 15,54 C 31,08 D 21,78 (Đề thi thử đại học lần – THPT Quỳnh Lưu – Nghệ An, năm học 2012 – 2013) Câu 2: Hòa tan hồn tồn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy Cu dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Cơng thức oxit sắt : A Fe2O3 B FeO C Fe3O4 D FeO Fe3O4 Câu 3: Nung m gam bột sắt oxi, thu 4,5 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư ) 1,26 lít (ở đktc) SO2 (là sản phẩm khử nhất) Giá trị m A 2,52 B 2,32 C 2,22 D 3,78 (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun Vĩnh Phúc, năm học 2012 – 2013) Câu 4: Nung m gam Cu oxi thu hỗn hợp chất rắn X có khối lượng 24,8 gam gồm Cu2O, CuO, Cu Hòa tan hồn tồn X dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 4,48 lít khí SO2 (đktc) Hãy tìm giá trị m A 22,4 gam B 2,24 gam C 6,4 gam D 32 gam (Đề thi thử đại học lần – THPT Chun Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2011 – 2012) Câu 5: Nung m gam bột sắt oxi, thu gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 (dư), 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử nhất) Giá trị m : A 2,52 B 2,22 C 2,62 D 2,32 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007) Câu 6: Cho 17,04 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng dư thu 2,016 lít khí NO (sản phẩm khử đktc) dung dịch X Cơ cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m A 53,250 B 58,080 C 73,635 D 51,900 (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun Bắc Ninh, năm học 2011 – 2012) Câu 7: Hồ tan hồn tồn 2,9 gam hỗn hợp gồm kim loại M oxit vào nước, thu 500 ml dung dịch chứa chất tan có nồng độ 0,04M 0,224 lít khí H2 (ở đktc) Kim loại M A Ca B Ba C K D Na (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2009) Câu 8*: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng dư, thu 1,344 lít (đktc) khí NO (là sản phẩm khử nhất) dung dịch X Dung dịch X hồ tan tối đa 11,2 gam Fe Số mol HNO3 có dung dịch ban đầu (biết sản phẩm khử HNO3 phản ứng NO) : A 0,94 mol B 0,64 mol C 0,86 mol D 0,78 mol (Đề thi thử đại học lần – THPT Chun Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2011 – 2012) Câu 9: Dung dịch X chứa ion: CO32− , SO32− , SO 42 − , 0,1 mol HCO3− , 0,3 mol HSO3 − 0,1 mol K+ Thêm V lít dung dịch Ba(OH)2 1M vào X thu lượng kết tủa lớn Giá trị nhỏ V : A 0,15 B 0,25 C 0,20 D 0,30 10 Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 Câu 10: Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol HCO3− ; c mol CO 32 − d mol HSO3− Để tạo kết tủa lớn người ta phải dùng 100 ml dung dịch Ca(OH)2 x mol/l Biểu thức tính x theo a b là: a+b a +b+c a+b a +b+d A x = B x = C x = D x = 0,1 0, 0, 0, Câu 11: Hòa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm 0,02 mol FeS2 0,03 mol FeS vào lượng dư H2SO4 đặc nóng thu Fe2(SO4)3, SO2 H2O Hấp thụ hết SO2 lượng vừa đủ dung dịch KMnO4 thu V lít dung dịch Y khơng màu, suốt, có pH = Giá trị V : A V = 22,6 lít B V = 22,8 lít C V = 11,4 lít D V = 11,3 lít Đáp án 1B 11B 2B 3D 4A 5A 6B 7B 8C 9B Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 10D 11 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 Giới thiệu tới bạn đọc sách 22 phương pháp kỹ thuật đại giải nhanh tập trắc nghiệm hóa học Sách gồm hai tập: Tập gồm 10 phương pháp kỹ thuật giải nhanh Phương pháp : Bảo tồn electron Phương pháp : Sử dụng cơng thức giải nhanh dựa bảo tồn electron Phương pháp : Giải tập điện phân Phương pháp : Bảo tồn ngun tố Phương pháp : Sử dụng cơng thức giải nhanh dựa bảo tồn ngun tố Phương pháp : Bảo tồn khối lượng Phương pháp : Bảo tồn điện tích Phương pháp : Sử dụng cơng thức giải nhanh dựa bảo tồn điện tích Phương pháp : Tăng giảm khối lượng Phương pháp 10 : Quy đổi Tập gồm 12 phương pháp kỹ thuật giải nhanh Phương pháp 11 : Sử dụng hợp chất ảo, số oxi hóa ảo Phương pháp 12 : Sử dụng giá trị trung bình hỗn hợp Phương pháp 13 : Tìm khoảng giới hạn Phương pháp 14 : Đường chéo Phương pháp 15: Tự chọn lượng chất thích hợp Phương pháp 16: Giải tập mà lượng chất cho dạng tổng qt Phương pháp 17: Giải tập chia hỗn hợp thành phần khơng Phương pháp 18 : Khai thác độ bất bão hòa phản ứng cộng Phương pháp 19 : Khai thác độ bất bão hòa phản ứng đốt cháy Phương pháp 20 : Tìm đặc điểm chung chất hỗn hợp Phương pháp 21 : Vận dụng linh hoạt định luật bảo tồn Phương pháp 22 : Phân tích, đánh giá lựa chọn hướng giải tối ưu 12 Phát hành nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 [...]... Phương pháp 6 : Bảo toàn khối lượng Phương pháp 7 : Bảo toàn điện tích Phương pháp 8 : Sử dụng công thức giải nhanh dựa trên sự bảo toàn điện tích Phương pháp 9 : Tăng giảm khối lượng Phương pháp 10 : Quy đổi Tập 2 gồm 12 phương pháp và kỹ thuật giải nhanh Phương pháp 11 : Sử dụng hợp chất ảo, số oxi hóa ảo Phương pháp 12 : Sử dụng các giá trị trung bình của hỗn hợp Phương pháp 13 : Tìm khoảng giới hạn Phương. .. 22 phương pháp và kỹ thuật hiện đại giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học Sách gồm hai tập: Tập 1 gồm 10 phương pháp và kỹ thuật giải nhanh Phương pháp 1 : Bảo toàn electron Phương pháp 2 : Sử dụng công thức giải nhanh dựa trên sự bảo toàn electron Phương pháp 3 : Giải bài tập điện phân Phương pháp 4 : Bảo toàn nguyên tố Phương pháp 5 : Sử dụng công thức giải nhanh dựa trên sự bảo toàn nguyên tố Phương. .. pháp 14 : Đường chéo Phương pháp 15: Tự chọn lượng chất thích hợp Phương pháp 16: Giải bài tập mà lượng chất cho ở dạng tổng quát Phương pháp 17: Giải bài tập chia hỗn hợp thành các phần không đều nhau Phương pháp 18 : Khai thác độ bất bão hòa trong phản ứng cộng Phương pháp 19 : Khai thác độ bất bão hòa trong phản ứng đốt cháy Phương pháp 20 : Tìm đặc điểm chung của các chất trong hỗn hợp Phương pháp. .. – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513 Câu 10: Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol HCO3− ; c mol CO 32 − và d mol HSO3− Để tạo kết tủa lớn nhất người ta phải dùng 100 ml dung dịch Ca(OH)2 x mol/l Biểu thức tính x theo a và b là: a+b a +b+c a+b a +b+d A x = B x = C x = D x = 0,1 0, 2 0, 3 0, 2 Câu 11: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,02 mol FeS2 và 0,03 mol FeS vào... bão hòa trong phản ứng cộng Phương pháp 19 : Khai thác độ bất bão hòa trong phản ứng đốt cháy Phương pháp 20 : Tìm đặc điểm chung của các chất trong hỗn hợp Phương pháp 21 : Vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn Phương pháp 22 : Phân tích, đánh giá lựa chọn hướng giải tối ưu 12 Phát hành tại nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 ... được Fe2(SO4)3, SO2 và H2O Hấp thụ hết SO2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch KMnO4 thu được V lít dung dịch Y không màu, trong suốt, có pH = 2 Giá trị của V là : A V = 22,6 lít B V = 22,8 lít C V = 11,4 lít D V = 11,3 lít Đáp án 1B 11B 2B 3D 4A 5A 6B 7B 8C 9B Phát hành tại nhà sách Khang Việt – www.nhasachkhangviet.vn – tháng 12/2013 10D 11 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT