CON ĐƯỜNG TƯ DUY – SỐ BÀI TOÁN HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 (đặc /nóng) Con đường tư : Để làm tốt loại tập bạn cần vận dụng tốt Định luật bảo toàn (BTE , BTNT, BTDT, BTKL) Các toán hay cần vận dụng linh hoạt tổng hợp định luật Tận dụng triệt để kỹ thuật “Chia để trị”.Thường hay gặp trường hợp Fe Chia Fe, FeO,Fe xO y → O Fe Chia Fe, FeS,S, FeS → S Fe Fe, Fe x O y , FeS x → O S Cu Chia Cu,CuS,S,Cu 2S → S Chia Chú ý : Nếu đề yêu cầu tính toán số liệu liên quan tới H2SO4 bạn nên BTNT.S HƯỚNG DẪN VẬN DỤNG Câu 1: Có hỗn hợp bột X gồm Al, Fe2O3, Fe3O4 (có số mol) Đem nung 41,9 gam hỗn hợp X điều kiện không khí thu hỗn hợp Y Hòa tan Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu V lít khí SO2 (là sản phẩm khử đktc) Giá trị V A 5,60 lít B 4,48 lít C 8,96 lít D 11,20 lít Ta bảo toàn electron cho trình bạn(cuối Al Fe đẩy lên tới Al +3 Fe+3 ).Có : Al : 0,1 BTE 41,9 Fe2 O3 : 0,1 → 0,1.3 + 0,1 = 2n SO2 → V = B Fe O (FeO.Fe O ) : 0,1 → Chọn B Câu 2: Cho 23,4 gam hỗn hợp X gồm Fe FeO tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y chứa chất tan FeSO4 5,04 lít (đktc) khí SO2 (sản phẩm khử nhất) Số mol H2SO4 phản ứng A 0,4 B 0,375 C 0,675 D 0,6 Fe : a 56a + 16b = 23,4 a = 0,375 BTNT.S 0,45 23, → → → ∑ S = a + = 0,6 →Chọn D O : b 2a = 2b + 0,45 b = 0,15 Câu 3: Hòa tan hết 16 gam hỗn hợp Fe C vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu V lít khí đktc dung dịch X Cô cạn X thu 40 gam muối Giá trị V là: A 23,64 B 30,24 C 33,6 D 26,88 Fe : 0,2 BTE m Fe2 (SO4 )3 = 40 → Fe : 0,2 → 16 → 0,2.3 + 0, 4.4 = 2n SO2 C : 0,4 → 0, 4CO → n SO2 = 1,1 → ∑ n = 1,5 → C Câu 4: Lấy 22,4 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,55 mol H2SO4 đặc nóng thu khí SO2 (sản phẩm khử nhất) dung dịch X Cô cạn X, khối lượng muối thu là: A 60 gam B 40 gam C 84 gam D 72 gam Vừa đủ nghĩa chất rắn tan hết muối nói chung hỗn hợp muối Fe2+ muối Fe3+.Ta tìm khoảng giá trị khối lượng muối TH Chỉ có muối Fe2+ : Fe : a FeSO : a 56a + 16b = 22, a = 0,3545 BTE 22, → → → → m = 53,88 O : b 2a = 2b + 2(0,55 − a) b = 0,159 SO2 : 0,55 − a TH có muối Fe3+: Fe : a Fe2 (SO )3 : 0,5a BTE 56a + 16b = 22,4 a = 0,325 22, → → → → m = 65 O : b 2a = 2b + 2(0,55 − 1,5a) b = 0,2625 SO : 0,55 − 1,5a Nhìn vào đáp án ta thấy có A hợp lý Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 50 ml dung dịch H2SO4 18M (đặc, dư, đun nóng), thu V lít khí SO2 (đktc) sản phẩm khử dung dịch Y Cho 450 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu 21,4 gam kết tủa Giá trị V A 4,48 Nếu NaOH dư : n Fe(OH)3 = B 5,60 C 6,72 21,4 BTNT = 0,2 → n Fe = 0,2 107 Fe : a Vậy NaOH thiếu : 19,2 O : b 56a + 16b = 19,2 D 3,36 Fe : 0,2 19,2 Vô lý O : 0,5 n H2 SO4 = 0, 05.18 = 0,9 Na + : 0,9 0,9 + 3a − 0,6 0,3 + 3a BTNT.S 0,3 + 3a BTDT Y Fe3 + : a − 0,2 → n SO2− = = → n SO2 = 0,9 − 2 SO2 − : a = 0,3 0,3 + 3a BTE → 3a = 2b + 0,9 − → 6a − 2b = 1,5 → → V = 6,72 ÷ b = 0,15 →Chọn C Câu 6.Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,002 mol FeS2và 0,003 mol FeS vào lượng dư dung dịch H2SO4đặc nóng thu Fe2(SO4)3, SO2và H2O Hấp thụ hết lượng SO2trên lượng vừa đủ dung dịch KMnO4thu dung dịch X có pH = Thể tích dung dịch X A.2,00 lit B.1,50 lit C.1,14 lit D.2,28 lit +3 +6 FeS − 15e = Fe + 2S BTE → 0, 002.15 + 0, 003.9 = 2n SO2 → n SO2 = 0, 0285 +3 +6 FeS − 9e = Fe + S 5SO2 + KMnO4 + H 2O → K SO4 + 2MnSO4 + H SO4 → n H + = 0,022 PH = → H + = 0,01 → V = 2,28(lit) →Chọn D Câu 7: Hòa tan hoàn toàn a gam oxit sắt H2SO4 đặc, nóng thu khí SO2 (sản phẩm khử nhất) Mặt khác khử hoàn toàn a gam oxit CO nhiệt độ cao cho toàn lượng sắt thu vào dd HNO3 đặc, nóng, dư thu số mol NO2 (sản phẩm khử nhất) nhiều gấp lần số mol SO2 Oxit sắt A FeO Fe3O4 B Fe2O3 C Fe3O4 D FeO Fe : x mol BTE → 3x = 2y + 2n SO2 Giả giả a gam oxit có : O : y mol BTE → n NO2 = 3x = 6n SO2 → 3x = 2y + x → x = y → FeO Khi khử hoàn toàn oxit : →Chọn D Câu 8:Hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, CuS tan vừa hết dung dịch chứa 0,33 mol H2SO4 đặc sinh 0,325 mol khí SO2 dung dịch Y Nhúng Fe nặng 50 gam vào Y, phản ứng xong thấy Fe nặng 49,48 gam thu dung dịch Z Cho Z phản ứng với HNO3 đặc, dư sinh khí NO2 lại dung dịch E (không chứa NH4+) Khối lượng muối dạng khan có E m gam Giá trị lớn m : A 20,57 B 18,19 C 21,33 D 21,41 Bài toán toán BTNT điển hình hay.Tuy nhiên đề có phần chưa chặt chẽ BTNT.Hidro → n H2 O = 0,33 muoi → n SO = 2− 0,34 = 0,085 BTNT.O → n Otrong muoi = 0,33.4 − 0,325.2 − 0,33 = 0,34 → Z : FeSO : 0,085 Vì HNO3 đặc nóng dư nên khối lượng muối lớn muối Fe(NO3)3 →Chọn A Câu : Cho 10 gam hỗn hợp X gồm FeO,Fe2O3,S,FeS2 CuS O chiếm 16% khối lượng hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 0,4 mol H2SO4 đặc (đun nóng) sinh 0,31 mol khí SO2 dung dịch Y.Nhúng Mg dư vào Y sau phản ứng xảy hoàn toàn lấy Mg cân lại thấy tăng 2,8 gam (Giả sử 100% kim loại sinh bám vào Mg).Đốt cháy hoàn toàn 10 gam X lượng vừa đủ V lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm O2 O3 tỷ lệ mol 1:1.Giá trị V ? A.1,4336 B.1,5232 C.1,4784 D.1,568 H 2O : 0, sau phan ung 0, 4(mol)H 2SO → SO : 0,31 X = 0,1 Ta có : n O BTNT.Oxi → 0,1 + 0,4.4 = 4.n SO2− + 0,31.2 + 0,4 Fe3 + : a → Y Cu + : b SO − : 0,17 → n SO2− = 0,17 3a + 2b = 0,34 a = 0,1 + Mg → → 56a + 64b − 0,17.24 = 2,8 b = 0,02 O : 0,1 Fe 2O3 : 0,05 Fe : 0,1 BTNT → X → CuO : 0,02 → n A = 0,033.2 = 0,066 → V = 1,4784 Cu : 0,02 SO : 0,0475 S : 0,0475 BÀI TẬP RÈN LUYỆN Câu : Hòa tan hoàn toàn 0,1 mol chất Fe, FeS, FeS2 dung dịch H2SO4 đặc nóng thu V lít (đktc) SO2 sản phẩm khử nhất.Giá trị V : A 30,24 lít B 20,24 lít C 33,26 lít Fe : 0,3 BTE → 0,3.3 + 0,3.6 = 2n SO2 Sử dụng kế “Chia để trị” ta có : S : 0,3 D 44,38 lít → n SO2 = 1,35 → V = 1,35.22, = 30,24 →Chọn A Câu : Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, cần 0,05 mol H2 Mặt khác hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X dung dịch H2SO4 đặc nóng thu thể tích V ml SO2 (đktc)(sản phẩm khử nhất) Giá trị V(ml) là: A 112 ml Ta có : n H2 = 0,05 B 224 ml C 336 ml D 448 ml BTNT.H → n Otrong X = 0, 05 O : 0, 05 BTE → 0,04.3 = 0,05.2 + 2n SO2 Chia để trị : 3,04 Fe : 0,04 → n SO2 = 0,01 → VSO2 = 0, 01.22,4 = 0,224(lít) →Chọn B Câu : Hoà tan hoàn toàn 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 phần trăm khối lượng oxi hỗn hợp X khối lượng muối dung dịch Y là: A 20,97% 140 gam B 37,50% 140 gam C 20,97% 180 gam D.37,50% 120 gam O : a Chia để trị : 49,6 Fe : b → %O = BTKL →16a + 56b = 49,6 a = 0,65 → BTE → → 3b = 2a + 0,4.2 b = 0,7 0,65.16 = 20,97% 49,6 BTNT.Fe → n Fe2 (SO4 )3 = 0,7 = 0,35 → m = 0,35.400 = 140 →Chọn A Câu : Nung x mol Fe 0,15 mol Cu không khí thời gian thu 31,2 gam hỗn hợp chất rắn Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn H2SO4 đặc, nóng, dư thu dung dịch Y 6,72 lít khí SO2(đktc) Giá trị x mol là: A 0,7 mol Fe : x Ta có : 31,2 Cu : 0,15 O : y B 0,3 mol C 0,45 mol D 0,8 mol BTKL → 56x + 16y = 31,2 − 0,15.64 x = 0,3 → BTE → →Chọn B → 3x + 0,15.2 = 2y + 0,3.2 y = 0,3 Câu 5,6 : Cho 12,096 gam Fe nung không khí thu m1 gam chất rắn X gồm Fe oxit Cho m1 gam chất rắn X vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 1,792 lít khí SO2 (đktc) dung dịch muối Y Cô cạn dung dịch muối Y cân nặng m2 gam chất rắn khan Giá trị m1 là: A 14 gam B 16 gam C 18 gam D 22,6 gam B 43,2 gam C 42,0 gam D 46,8 gam Giá trị m2 là: A 43,6 gam Fe : 0,216 Chia để trị : m1 O : a BTE → 0,216.3 = 2a + 0,08.2 → a = 0,244 → m1 = 12,096 + 0,244.16 = 16 BTNT.Fe → n Fe2 (SO4 )3 = →Chọn B 0,216 = 0,108 → m = 43,2 Câu 7: Nung nóng 12,6 gam Fe không khí ,sau thời gian thu m gam hỗn hợp X gồm Fe,FeO,Fe2O3, Fe3O4 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu 4,2 lít khí SO2 (đktc) Giá trị m là: A 15 B 15,6 C 18,2 D 20 12,6 = 0,225 mol BTE Fe : → 0,225.3 = 2a + 0,1875.2 → a = 0,15 56 Chia để trị ta có : m O : a mol BTKL → m = 12,6 + 0,15.16 = 15 →Chọn A Câu 8: Hòa tan hoàn toàn gam hỗn hợp X gồm FeS,Cu,CuS,Cu2S,S dung dịch chứa 1,3 mol H2SO4 đặc nóng vừa đủ thoát 28 lít khí SO2 (đktc) dung dịchY.Thêm BaCl2 dư vào dung dịch Y thu m gam kết tủa.Giá trị m gần với: A gam B 50 gam C 75 gam D 100 gam Fe : a Ta có : X Cu : b S : c H SO : 1,3 BTNT.S → n SO2− = c + 0, 05 SO : 1,25 BTE → 3a + 2b = 2(1,25 − 3c) BTNT → c = 0,3 → m↓ = 0,3.233 = 69,9 BTDT → 3a + 2b = 2(c + 0, 05) Chú ý : c mol S cho 3c mol SO2 →Chọn C Câu 9:(Đề -TSĐH Khối B-2009)Hoà tan hoàn toàn 20,88 gam ôxít sắt dung dịch H2SO4 đặc nóng thu dung dịch X 3,248 lít SO2 ( sản phẩm khử nhất,đktc).Cô cạn dung dịch X thu m gam muối sunfat khan.Giá trị m : A 52,2 B 48,4 Fe : a mol Chia để trị ta có : 20,88 O : b mol BTNT.Fe → n Fe2 (SO4 )3 = C 54,0 D 58,0 BTE → 3.a = 2b + 0,145.2 a = 0,29 → BTKL → → 56a + 16b = 20,88 b = 0,29 0,29 BTKL = 0,145 → m = 0,145.400 = 58 →Chọn D Câu 10: Đem nung hỗn hợp A gồm hai kim loại : a mol Fe 0,15 mol Cu không khí thời gian,thu 63,2 gam hỗn hợp B gồm hai kim loại hỗn hợp oxit chúng.Đem hòa tan hết B dung dịch H2SO4 đặc nóng dư,thì thu 0,3 mol SO2 Trị số x : A.0,6 B.0,4 Fe : a Chia để trị ta có : 63,2 Cu : 0,15 O : b C.0,5 D.0,7 BTKL → 56a + 16b + 0,15.64 = 63,2 a = 0,7 → BTE → → 3a + 0,15.2 = 2b + 0,3.2 b = 0,9 →Chọn D ... 2b + 2(0 ,55 − 1,5a) b = 0,26 25 SO : 0 ,55 − 1,5a Nhìn vào đáp án ta thấy có A hợp lý Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 50 ml dung dịch H2SO4 18M (đặc, dư,... 53 ,88 O : b 2a = 2b + 2(0 ,55 − a) b = 0, 159 SO2 : 0 ,55 − a TH có muối Fe3+: Fe : a Fe2 (SO )3 : 0,5a BTE 56 a + 16b = 22,4 a = 0,3 25 22, → → → → m = 65 O : b 2a = 2b + 2(0 ,55 ... Fe2 (SO4 )3 = 0,7 = 0, 35 → m = 0, 35. 400 = 140 →Chọn A Câu : Nung x mol Fe 0, 15 mol Cu không khí thời gian thu 31,2 gam hỗn hợp chất rắn Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn H2SO4 đặc, nóng, dư thu