Chuyên đề BDHSG Hoá 9 chọn lọc từ các đề thi HSG

Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Chuyên đề 1: CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ ĐỘ TAN, NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH, PHA TRỘN DUNG DỊCH CÁC CHẤT I.Một số công thức tính cần nhớ: Công thức tính độ tan: Schất = mct 100 mdm Công thức tính nồng độ %: C% = mct 100% mdd mdd = mdm + mct Hoặc mdd = Vdd (ml) D(g/ml) * Mối liên hệ S C%: Cứ 100g dm hoà tan S g chất tan để tạo thành (100+S)g dung dịch bão hoà Vậy: x(g) // y(g) Công thức liên hệ: C% = // 100g // 100 S 100 + S Hoặc S = 100.C % 100 − C % Công thức tính nồng độ mol/lit: CM = n(mol ) = V (lit ) 1000.n(mol ) V (ml ) * Mối liên hệ nồng độ % nồng độ mol/lit Công thức liên hệ: C% = C M M 10 D Hoặc CM = 10 D.C % M * Mối liên hệ nồng độ % nồng độ mol/lit Công thức liên hệ: C% = C M M 10 D Hoặc CM = 10 D.C % M Trong đó: mct khối lượng chất tan( đơn vị: gam) mdm khối lượng dung môi( đơn vị: gam) mdd khối lượng dung dịch( đơn vị: gam) V thể tích dung dịch( đơn vị: lit mililit) D khối lượng riêng dung dịch( đơn vị: gam/mililit) M khối lượng mol chất( đơn vị: gam) S độ tan chất nhiệt độ xác định( đơn vị: gam) C% nồng độ % chất dung dịch( đơn vị: %) CM nồng độ mol/lit chất dung dịch( đơn vị: mol/lit hay M) Loại : Bài toán pha trộn hai hay nhiều dung dịch Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Khi pha trộn hay nhiều dung dịch với xảy hay không xảy phản ứng hoá học chất tan dung dịcuỳ h ban đầu b/ Cách làm: - TH1: Khi trộn không xảy phản ứng hoá học(thường gặp toán pha trộn dung dịch chứa loại hoá chất) Nguyên tắc chung để giải theo phương pháp đại số, lập hệ phương trình toán học (1 theo chất tan theo dung dịch) Các b giải:ước + Bước 1: Xác định dung dịch sau trộn có chứa chất tan + Bước 2: Xác định lượng chất tan(mct) có dung dịch mới(ddm) + Bước 3: Xác định khối lượng(mddm) hay thể tích(Vddm) dung dịch mddm = Tổng khối lượng( dung dịch đem trộn ) + Nếu biết khối lượng riêng dung dịch mới(Dddm) Vddm = mddm Dddm + Nếu khối lượng riêng dung dịch mới: Phải giả sử hao hụt thể tích pha trộn dung dịch không đáng kể, để có Vddm = Tổng thể tích chất lỏng ban đầu đem trộn + Nếu pha trộn dung dịch loại chất tan, loại nồng độ, giải quy tắc đường chéo (Giả sử: C1< C3 < C2)và hao hụt thể tích pha trộn dd không đáng kể m1 m2 = C − C + Nếu nồng độ % mà lại biết nồng độ mol/lit (C ) áp M C − C1 dụng sơ đồ: ( Giả sử: C1< C3 < C2 ) V1 V2 = C − C3 C − C1 + Nếu nồng độ % nồng độ mol/lit mà lại biết khối lượng riêng (D) áp dụng sơ đồ: (Giả sử: D1< D3 < D2) hao hụt thể tích pha trộn dd không đáng kể V1 V2 = D2 − D3 D3 − D1 Bài 1: Cần gam tinh thể CuSO4 5H2O hoà vào gam dung dịch CuSO4 4% để điều chế 500 gam dung dịch CuSO4 8% Bài 2: Giải Bằng phương pháp thông thường: Khối lượng CuSO4 có 500g dung dịch bằng: Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** mCuóO4 = 500.8 = 40 gam (1) 100 Gọi x khối lượng tinh thể CuSO4 H2O cần lấy thì: (500 - x) khối lượng dung dịch CuSO4 4% cần lấy: Khối lượng CuSO4 có tinh thể CuSO4 5H2O bằng: m CuSO4 = x.160 250 (2) Khối lượng CuSO4 có tinh thể CuSO4 4% là: mCuSO4 = (500 − x).4 100 (3) Từ (1), (2) (3) ta có: ( x.160) (500 − x).4 + = 40 250 100 => 0,64x + 20 - 0,04x = 40 Giải ta được: X = 33,33g tinh thể Vậy khối lượng dung dịch CuSO4 4% cần lấy là: 500 - 33,33 gam = 466,67 gam + Giải theo phương pháp đường chéo Gọi x số gam tinh thể CuSO4 H2O cần lấy (500 - x) số gam dung dịch cần lấy ta có sơ đồ đường chéo sau: 69 x 500 − x 4 -  64 -  x => = = 500 − x 56 14 Giải ta tìm được: x = 33,33 gam Bài 3: Trộn 500gam dung dịch NaOH 3% với 300 gam dung dịch NaOH 10% thu dung dịch có nồng độ bao nhiêu% Bài giải: Ta có sơ đồ đường chéo: 500: C% 300: 10 10 - C%  C% - 3%  Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** => 500 10 − C = 300 C − Giải ta được: C = 5,625% Vậy dung dịch thu có nồng độ 5,625% Bài Trộn lẫn 100ml dung dịch NaHSO4 1M với 100ml dung dịch NaOH 2M dung dịch A Viết phương trình hoá học xảy Cô cạn dung dịch A thu hỗn hợp chất nào? Tính khối lượng chất Đáp số: b) Khối lượng chất sau cô cạn Khối lượng muối Na2SO4 14,2g Khối lượng NaOH(còn dư) g Bài 5: Cần lấy gam SO3 gam dd H2SO4 10% để tạo thành 100g dd H2SO4 20% Giải Khi cho SO3 vào dd xảy phản ứng SO3 + H2O 80 g coi SO3 dd H2SO4 có nồng độ: H2SO4 98 g 98 x100 = 122,5 % 80 gọi m1 m2 khối lượng SO3 dd H2SO4 ban đầu Ta có m1 C − C 20 − 10 10 = = = * m2 C1 − C 122,5 − 20 102,5 m1+ m2 =100 **.từ * ** giải m1 = 8,88gam Bài 6: Khi trung hoà 100ml dung dịch axit H2SO4 HCl dung dịch NaOH, cô cạn thu 13,2g muối khan Biết trung hoà 10 ml dung dịch axit cần vừa đủ 40ml dung dịch NaOH 0,5M Tính nồng độ mol/l axit dung dịch ban đầu Đáp số: Nồng độ mol/l axit H2SO4 0,6M axit HCl 0,8M Bài 7: Tính nồng độ mol/l dung dịch H2SO4 dung dịch NaOH biết rằng: Cứ 30ml dung dịch H2SO4 trung hoà hết 20ml dung dịch NaOH 10ml dung dịch KOH 2M Ngược lại: 30ml dung dịch NaOH trung hoà hết 20ml dung dịch H2SO4 5ml dung dịch HCl 1M Đáp số: Nồng độ mol/l dd H2SO4 0,7M dd NaOH 1,1M Bài 8: Hỏi phải lấy dung dịch NaOH 15% 27,5% dung dịch gam trộn vào để 500ml dung dịch NaOH 21,5%, D = 1,23g/ml? Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Đáp số: Dung dịch NaOH 27,5% cần lấy 319,8g dung dịch NaOH 15% cần lấy 295,2g Áp dụng pp đường chéo B m1/m2 =27,5-21,1/21,5-15 => m1= 6/6,5m2 => mdd= m1+m2 Bài 9: Trộn V1(l) dung dịch A(chứa 9,125g HCl) với V2(l) dung dịch B(chứa 5,475g HCl) 2(l) dung dịch D Coi thể tích dung dịch D = Tổng thể tích dung dịch A dung dịch B a.Tính nồng độ mol/lit dung dịch D b Tính nồng độ mol/lit dung dịch A, dung dịch B (Biết hiệu nồng độ mol/lit dung dịch A trừ nồng độ mol/lit dung dịch B 0,4mol/l) Đáp số: CM(dd D) = 0,2M Đặt nồng độ mol/l dung dịch A x, dung dịch B y ta có: x – y = 0,4 (I) Vì thể tích: Vdd D = Vdd A + Vdd B = 0,25 0,15 + = (II) x y Giải hệ phương trình ta được: x = 0,5M, y = 0,1M Vậy nồng độ mol/l dung dịch A 0,5M dung dịch B 0,1M Chuyên đề 2: (tiếp ) TOÁN OXIT AXIT Hướng giải: xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy Đặt T = n NaOH CO2 n - Nếu T ≤ có phản ứng (2) dư CO2 - Nếu T ≥ có phản ứng ( ) dư NaOH - Nếu < T < có phản ứng (1) (2) viết sau: (1)/ CO2 + NaOH  → NaHCO3 tính theo số mol CO2 Và sau đó: NaOH dư + NaHCO3  → Na2CO3 + H2O (2)/ Hoặc dựa vào số mol CO2 số mol NaOH số mol Na2CO3 NaHCO3 tạo thành sau phản ứng để lập phương trình toán học giải Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Đặt ẩn x,y số mol Na2CO3 NaHCO3 tạo thành sau phản ứng Hướng giải : xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy ra: Đặt n T = n CO2 Ca (OH ) Nếu T ≤ có phản ứng ( ) dư Ca(OH)2 Nếu T ≥ có phản ứng ( ) dư CO2 Nếu < T < có phản ứng (1) (2) viết sau: CO2 + Ca(OH)2  → CaCO3 + H2O (1) tính theo số mol Ca(OH)2 CO2 dư + H2O + CaCO3  → Ca(HCO3)2 (2) ! Hoặc dựa vào số mol CO2 số mol Ca(OH)2 số mol CaCO3 tạo thành sau phản ứng để lập phương trình toán học giải Đặt ẩn x, y số mol CaCO3 Ca(HCO3)2 tạo thành sau phản ứng Bài 1: Đốt cháy 12g C cho toàn khí CO2 tạo tác dụng với dung dịch NaOH 0,5M Với thể tích dung dịch NaOH 0,5M xảy trường hợp sau: a/ Chỉ thu muối NaHCO3(không dư CO2)? b/ Chỉ thu muối Na2CO3(không dư NaOH)? c/ Thu muối với nồng độ mol NaHCO3 1,5 lần nồng độ mol Na2CO3? Trong trường hợp phải tiếp tục thêm lit dung dịch NaOH 0,5M để muối có nồng độ mol Đáp số: a/ nNaOH = nCO2 = 1mol -> Vdd NaOH 0,5M = lit b/ nNaOH = 2nCO = 2mol -> Vdd NaOH 0,5M = lit c/ Đặt a, b số mol muối NaHCO3 Na2CO3 Theo PTHH ta có: n CO2 = a + b = 1mol (I) Vì nồng độ mol NaHCO3 1,5 lần nồng độ mol Na2CO3 nên a b = 1,5 -> a = 1,5b (II) V V Giải hệ phương trình (I, II) ta được: a = 0,6 mol, b = 0,4 mol nNaOH = a + 2b = 0,6 + x 0,4 = 1,4 mol -> Vdd NaOH 0,5M = 2,8 lit Gọi x số mol NaOH cần thêm xảy phản ứng NaHCO3 + NaOH -> Na2CO3 + H2O Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** x(mol) x(mol) x(mol) n NaHCO3 (còn lại) = (0,6 – x) mol n Na2CO3 (sau cùng) = (0,4 + x) mol Vì cho nồng độ mol muối nên số mol muối phải (0,6 – x) = (0,4 + x) -> x = 0,1 mol NaOH Vậy số lit dung dịch NaOH cần thêm là: Vdd NaOH 0,5M = 0,2 lit Bài Hoà tan 15,5g Na2O vào nước 0,5 lít dung dịch A a/ Tính nồng độ mol/l dung dịch A b/ Tính thể tích dung dịch H2SO4 20%, khối lượng riêng 1,14 g/ml cần để trung hoà dung dịch A c/ Tính nồng độ mol/l chất có dung dịch sau trung hoà Bài Hỏi phải thêm lít nước vào lít dung dịch NaOH 1M để thu dung dịch có nồng độ 0,1M? Mỗi phương trình 0,25 điểm, tính 0,5đ Dung dịch A dd NaOH Na2O + H2O → 2NaOH 1mol 2mol 0,25mol 0,5mol Số mol Na2O là: 15,5g = 0,25mol 62g a/ theo pthh ta có số mol NaOH là: 0,5mol Vậy nồng độ mol/ l dung dịch A là: CM = n 0,5mol = =1mol/ l V 0,5l b/ phương trình: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O 2mol 1mol 1mol 0,5mol 0,25mol 0,25mol Theo pthh ta có số mol H2SO4 là: 0,25mol Khối lượng H2SO4 là: m = n M = 0,25mol x 98g = 24,5g khối lượng dung dịch H2SO4 là: Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** m 24,5 g 100% = 100% = 122,5 g C% 20% m dd 122 ,5 g = ≈ 107 , 456 ml ≈ ,107 l Thể tích dung dịch H2SO4 là: V dd = D 1,14 g / ml mdd = c/ Theo pthh ta có số mol Na2SO4 là: 0,25mol Thể tích dung dịch sau trung hoà là: 0,5l + 0,107456l = 0,607 l Nồng độ mol/l dung dịch Na2SO4 là: CM = n 0,25mol = ≈ 0,41mol / l V 0,607l Tính Số mol NaOH dung dịch là: nNaOH = CM.Vdd = 1M 2l = mol sau thêm nước số mol NaOH mol nên thể tích dung dịch sau thêm nước là: VddNaOH = nNaOH 2mol = = 20l CM 0,1M Thể tích nước thêm vào là: 20 lít – lít = 18 lít Chuyên đề 3: AXIT TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI Bài tập: Cho 7,73 gam hỗn hợp gồm kẽm sắt có tỉ lệ nZn : nFe = : vào dung dịch HCl dư ta thu V lít khí H2 (đktc) Dẫn toàn lượng khí H2 qua hỗn hợp E (gồm Fe2O3 chiếm 48%, CuO chiếm 32%, tạp chất chứa 20%) có nung nóng a Tính V b Tính khối lượng hỗn hợp E vừa đủ để phản ứng hoàn toàn với V lít khí H2 nói Biết tạp chất không tham gia phản ứng a Tính V m Zn + m Fe = 7, 73 n Zn = 0, 05mol ⇔  Theo ta có hệ: n : n = :  Zn Fe n Fe = 0, 08mol 0,5đ Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** + Zn → 2HCl + ZnCl2 H2 ↑ 0,05mol → + Fe (1) 0,25đ 0,05mol → 2HCl + FeCl2 0, 08mol → H2 ↑ (2) 0, 08mol 0,25đ Từ (1) (2): VH2 (dktc) = (0, 05 + 0, 08) × 22, = 2,912 ( lit ) 0,25đ b Tính khối lượng hỗn hợp E (Fe2O3 CuO) Fe2 O3 + CuO + t 3H  → o 0, 003m ( mol ) → 0, 004m ( mol ) → + 2Fe 0, 009m ( mol ) t → H  o Cu + 0, 004m ( mol ) 3H O 3H 2O (3) 0,25đ (4) 0,25đ Gọi khối lượng hỗn hợp E m gam Theo đề ra: %m Fe2O3 = ⇒ n Fe2O3 = m 100 0,25đ 48 × m = 0, 003m ( mol ) 160 ×100 %m CuO = ⇒ n CuO = m Fe2O3 0,25đ m CuO 100 m 0,25đ 32 × m = 0, 004m ( mol ) 100 × 80 0,25đ Từ (1), (2), (3), (4) suy ra: 0,009m + 0,004m = 0,13 Vậy m = 10 (gam) Bài tập: Hòa tan 1,42 (g) h ỗn h ợp Mg ; Al ; Cu dung d ịch HCl thu dung dịch A v kh í B + chất rắn D Cho A tác dụng v ới NaOH dư v lọc k ết tủa nung nhi ệt độ cao đến lượng không đổi thu 0,4 (g) chất r ắn E Đốt nóng chất rắn D không khí đến lượng không đổi thu 0,8 (g) chất r ắn F Tính khối lượng kim loại Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑ 2Al + HCl → 2AlCl3 +3H2↑ Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Chất rắn D Cu không tan MgCl2 + 2NaOH → Mg ( OH ) + 2NaCl NaOH dư nên Al( Cl)3 tan AlCl3 + 4NaOH → NaAlO2 + 3NaCl + H2O OH )2 → MgO + H2O MgO = 0,4 ( g ) Chất rắn F CuO = 0,8 ( g ) Theo PT : m Mg = 0, 24 ( g ) 80 m Cu = 0,8 64 ( g ) 80 Do Mg( Chất rắn E 2Cu + O2 → 2CuO m Al = 1,42 – ( 0,64 + 0,24 ) = 0,54 ( g ) Bài 3: Cho 5,6g Fe tác dụng với 500ml dung dịch HNO3 0,8M Sau phản ứng thu V(lit) hỗn hợp khí A gồm N2O NO2 có tỷ khối so với H2 22,25 dd B a/ Tính V (đktc)? b/ Tính nồng độ mol/l chất có dung dịch B Hướng dẫn 3: Theo ta có: nFe = 5,6 : 56 = 0,1 mol n HNO3 = 0,5 0,8 = 0,4 mol Mhh khí = 22,25 = 44,5 Đặt x, y số mol khí N2O NO2 PTHH xảy ra: 8Fe+30HNO3 > 8Fe(NO3)3 + 3N2O+15H2O (1) 8mol 3mol 8x/3 x Fe + 6HNO3 > Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (2) 1mol y/3 3mol y Tỉ lệ thể tích khí là: Gọi a thành phần % theo thể tích khí N2O Vậy (1 – a) thành phần % khí NO2 Ta có: 44a + 46(1 – a) = 44,5 a = 0,75 hay % khí N2O 75% khí NO2 25% 10 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Trung hòa axit dd B NaOH HNO3 + NaOH -> NaNO3 + H2O (4) Theo (3) nHNO3 sinh 0,1mol NHNO3 không phản ứng với AgNO3 0,2mol => Tổng số mol HNO3 dd B 0,1+0,2 = 0,3mol Theo (4) nNaOH = nHNO3 = 0,3mol 0,3 = 0,3 (l) = 300ml Vdd NaOH = Bài 16: Trong bình kín tích V lít chứa 1,6 g khí oxi 14,4 g hỗn hợp bột M gồm chất: CaCO3 ; MgCO3 ; CuCO3 C Nung M bình cho phản ứng xảy hoàn toàn, đưa nhiệt độ ban đầu thấy áp suất bình tăng lần so với áp suất ban đầu (thể tích chất rắn bình coi không đáng kể) Tỉ khối hỗn hợp khí sau phản ứng so với khí N2: 1< d hh / N2 3M(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O (4) Coi số mol CuO = x MO = 2x Số mol HNO3 = 0,1 Ta có hệ : 80x + (M + 16) + 2x = 2,4 8x 2.8 x + = 0,1 giải hệ cho x = 0,0125 M = 40 ~ Ca 3 Trường hợp không thoả mãn Canxi đứng trước Al dãy HĐHH CaO không bị khử CO b/ Trường hợp : Kim loại phải tìm đứng trước Al dãy HĐHH Ô xit không bị CO khử Khi không xảy phản ứng (2) mà xảy phản ứng (1) (3) phản ứng sau : MO + 2HNO3 -> M(NO3)2 + H2O Tương tự coi số mol CuO = a -> MO = 2a ta có hệ : 80a + (M + 16)2a = 2,4 8a + 4a = 0,1 => a = 0,0125 => M=24 ~Mg (thoả mãn) Bài 19: Hoà tan hoàn toàn 14,2 gam hỗn hợp C gồm MgCO3 muối cacbonat kim loại R vào a xit HCl 7,3% vừa đủ, thu dung dịch D 3,36 lít khí CO2 (đktc) Nồng độ MgCl2 dung dịch D 6,028% a) Xác định kim loại R thành phần % theo khối lượng chất C 117 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** b) Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch D, lọc lấy kết tủa nung khí đến phản ứng hoàn toàn Tính số gam chất rắn lại sau nung Bài giải: Công thức cacbonat kim loại R R2(CO3)x số mol CO2 = 0,15 MgCO3 + 2HCl -> MgCl2 + CO2 ↑ + H2O R2(CO3)x + 2xHCl -> 2RClx + x CO2 ↑ + x H2O a/ Theo phương trình, số mol HCl = 0,15 = 0,3 mol Lượng dung dịch HCl = 0,3.36,5 = 150gam 0, 073 Lượng dung dịch D = lượng hỗn hợp C + lượng dung HCl - lượng CO2↑ = 14,2 + 150 - (44 0,15) = 157,6gam → Lượng MgCl2 = 157,6 0,06028 = 9,5 gam ~ 0,1mol → MgCO3 = 0,1mol ~ 8,4gam → R2(CO3)x =14,2 – 8,4 = 5,8 gam Ta có : R+ 60 x x = → R =28x thoả mãn x = → R = 56 Fe 5,8 0,15 − 0,1 Trong C có 8,4g MgCO3 ~ 59,15% 40,85% FeCO3 Tính chất rắn lại sau nung MgO = gam Fe2O3 = gam Bài 20: Một loại đá chứa MgCO3, CaCO3 Al2O3 Lượng Al2O3 1/8 tổng khối lượng hai muối cacbonat Nung đá nhiệt độ cao tới phân huỷ hoàn toàn hai muối cacbonat thu chất rắn A có khối lượng 60% khối lượng đá trước nung Tính % khối lượng chất đá trước nung Muốn hoà tan hoàn toàn 2g chất rắn A cần tối thiểu ml dung dịch HCl 0,5M ? Bài giải: a) Các phản ứng phân hủy muối cacbonat t MgCO3  → MgO + CO2 ↑ (1) t CaCO3  → CaO + CO2 ↑ t Al2O3  → Không đổi (2) (3) gọi a, b, c số gam MgCO3, CaCO3, Al2O3 100g đá (a, b, c thành phần %) ta có hệ sau: 118 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** a + b + c = 100 c= a+b a.40 b.56 + + c = 60 84 100 Giải hệ ta được: a = 10,6; b = 78,3; c = 11,1 (vừa số gam chất vừa tỉ lệ %) Các phản ứng với HCl (3 PTHH) Tổng số mol HCl = 2.nMgo + 2.nCaO + 6.n Al2O3 = 0,2226 mol Vậy để hòa tan 2g A cần 0, 2226.2 = 0,0824 mol 5, Gọi V số lít HCl tối thiểu cần dùng V.0,5 = 0,0824 => V = 0,1648 lit = 164,8ml Bài 21: Cho 1,02 gam hỗn hợp gồm Al Mg vào 100 ml dung dịch HCl Sau kết thúc phản ứng, làm bay thu 3,86 gam chất rắn khan Nếu cho 1,02 gam hỗn hợp vào 200 ml dung dịch HCl loại Sau kết thúc phản ứng, làm bay thu 4,57 gam chất rắn khan Tính khối lượng kim loại hỗn hợp nồng độ mol/l dung dịch HCl Bài giải: Khi lượng HCl gấp đôi lượng chất rắn thu không gấp đôi thí nghiệm nên suy trường hợp kim loại tan hết HCl dư Gọi số mol Mg Al hh x y Ta có: 24x + 27 y = 1,02 x = 0,02 m Mg = 0.02 x 24 = 0,48 gam 95x + 133.5 y = 4,57 y = 0,02 mAl = 0.02 x 27 = 0,54 gam Tính nồng độ mol/l dung dịch HCl - Xét TN1: Gọi số mol Al phản ứng a, dư 0.02-a (Mg pư hết) Khối lượng chất rắn = 0,02 x 95 + 133,5a + 27 (0,02-a) = 3,86 → a= 0,0133 số mol HCl hòa tan Mg Al (0,02 x 2) + x 0,0133 = 0,08 mol - Nồng độ mol/l HCl 0,08/0,1 = 0,8 M 119 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Bài 22: Hòa tan 49,6 gam hỗn hợp muối sunfat muối cacbonat kim loại hóa trị I vào nước thu dung dịch X Chia dung dịch X thành phần nhau: Phần 1: Cho phản ứng với lượng dư dung dịch axit sunfuric thu 2,24 lít khí (đo đktc) Phần 2: Cho phản ứng với lượng dư dung dịch BaCl2 thu 43 gam kết tủa trắng Tìm công thức hóa học hai muối ban đầu? Tính thành phần % theo khối lượng muối có hỗn hợp ban đầu? Bài giải: a Gọi công thức hóa học hai muối A2SO4 A2CO3; gọi x, y số mol A2CO3 A2SO4 - Phản ứng phần 1: A2CO3 x mol + H2SO4 -> A2SO4 + CO2á + H2O (1) x mol - Phản ứng phần 2: A2CO3 + BaCl2 -> x mol A2SO4 BaCO3â + 2ACl (2) + 2ACl (3) x mol + BaCl2 -> y mol BaSO4â y mol Theo pt (1) => x = nCO = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol - Mặt khác, khối lượng hỗn hợp phần: (2A + 60).0,1 + (2A + 96)y = 49 , = 24,8(*) - Theo pt (2) (3), khối lượng kết tủa thu được: 197.0.1 + 233.y = 43 => y = 0,1 Thế y = 0,1 vào (*) => A = 23 -> Na Vậy công thức hai muối: Na2CO3 Na2SO4 b - Khối lượng muối Na2CO3 hỗn hợp: mNa CO = 106.0,1.2 = 21,2g - Khối lượng muối Na2SO4 hỗn hợp: mNa SO = 49,6 – 21,2 = 28,4g Vậy thành phần % chất hỗn hợp ban đầu: % mNa CO = 21, 49 , 100% = 42,7% % mNa SO = 28 , 49 , 100% = 57,3% Bài 23: Cho 32,6 gam hỗn hợp CaCO3 MgCO3 tác dụng vừa đủ với 700ml dung dịch HCl 1M dẫn khí tạo thành qua 38,5 gam dung dịch KOH 80% tạo thành dung dịch A a Tính thành phần % chất hỗn hợp đầu? 120 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** b Tính nồng độ % chất dung dịch A? Bài giải: Các PTHH xảy ra: CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 CO2á + + H2O (1) x mol 2x mol x mol MgCO3 + 2HCl y mol CO2 2y mol KOH -> KHCO3 a mol a mol + a mol CO2 + b mol -> MgCl2 2KOH -> + CO2á + H2O (2) y mol K2CO3 2b mol (3) + H2O (4) b mol - Số mol HCl: nHCl = 0,7 = 0,7 mol a Gọi x, y số mol CaCO3 MgCO3 có 32,6 gam hỗn hợp Theo gt phương trình (1), (2) ta có: 100x + 84y = 32,6 (*) 2x 2y = 0,7 (**) + Giải hệ phương trình (*) (**) ta được: x = 0,2 mol; y = 0,15 mol Khối lượng chất hỗn hợp: mCaCO = 100,0,2 = 20gam m MgCO = 84.0,15 = 12,6 gam Vậy thành phần % theo khối lượng chất hỗn hợp: %mCaCO = 3220,6 100% = 61,3% %mMgCO = 1232,,66 100% = 38,7% b Theo phương trình (1) (2): số mol CO2 tạo thành: nCO = x + y = 0,2 + 0,15 = 0,35 mol - Số mol KOH có 38,5 gam dung dịch 80%: nKOH = Ta có tỉ lệ: 1< n KOH nCO2 = ,55 ,35 38 , 5.80 100.56 = 0,55 mol = 1,57 < => Phản ứng tạo muối: KHCO3 K2CO3 Gọi a, b số mol KHCO3 K2CO3, theo pt (3) (4) ta có: a + b = 0,35 (***) a + 2b = 0,55 (****) Giải hệ phương trình (***) (****) ta có: a = 0,15 mol; b = 0,2 mol - Khối lượng muối có dung dịch A: 121 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** mKHCO = 100.0,15 = 15 gam mK CO = 138.0,2 = 27,6 gam - Khối lượng dung dịch tạo thành sau phản ứng: mddspư = mddKOH + mCO = 38,5 + 44.0,35 = 53,9 gam Vậy nồng độ % chất dung dịch A: C% (KHCO ) = 15 53, C% (K CO ) = 27 , 53, 100% = 27,8% 100% = 51,2% Bài 24: Cho 3,87 gam hỗn hợp gồm Mg Al tác dụng với 500 ml dung dịch HCl 1M Chứng minh sau phản ứng với Mg Al axit dư ? Nếu phản ứng làm thoát 4,368 lít khí H2 (đktc) Hãy tính số gam Mg Al dùng ban đầu ? a PTHH: Mg + 2HCl Bài giải: -> MgCl2 x mol 2Al + + H2 (1) x mol 6HCl -> 2AlCl3 + 3y y mol 3H2 (2) mol - Số mol HCl: nHCl = 0,5.1 = 0,5 mol Giả sử tất hỗn hợp Mg: nhh = nMg = 3,87 : 24 = 0,16125 mol Giả sử tất hỗn hợp Al: nhh = nAl = 3,87 : 27 = 0,143 mol => 0,143 mol < nhh < 0,16125mol Theo phương trình (1): nHCl = 2nMg = 2.0,16125 = 0,3225 mol Theo phương trình (2): nHCl = 3nAl = 3.0,143= 0,429 mol Ta thấy nHCl(max) = 0,429 < 0,5 mol => Vậy HCl dư tác dụng với hỗn hợp Al Mg b – Số mol H2 sinh ra: nH = 4,368 : 22,4 = 0,195 mol - Gọi x, y số mol Mg Al có hỗn hợp Theo giả thiết phương trình, ta có: 24x + 27y = 3,87 (a) x+ 3y = 0,195 (b) Giải hệ phương trình (a) (b) ta được: x = 0,06 mol ; y = 0,09 mol - Khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu: nMg = 24.0,06 = 1,44 gam 122 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** nAl = 27.0,09 = 2,43 gam Bài 25: Dẫn 2,24 lít khí CO (đktc) qua ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp bột oxit kim loại gồm Al2O3, CuO Fe3O4 phản ứng xảy hoàn toàn Chia sản phẩm thu thành hai phần nhau: Phần 1: hòa tan vào dung dịch HCl dư thu 0,672 lít khí H2 đktc Phần 2: ngâm kĩ 400ml dung dịch NaOH 0,2M Để trung hòa hết NaOH dư phải dùng hết 20ml dung dịch axit HCl 1M Viết phương trình phản ứng xảy Tính thành phần % khối lượng chất hỗn hợp ban đầu Tính thể tích dung dịch axit H2SO4 1M (loãng) để hòa tan hết hỗn hợp bột oxit kim loại? Bài giải: a Các phương trình hóa học: CO + CuO CO Phần 1: Fe t0 t0 Cu + CO2 (1) Fe + CO2 (2) + Fe3O4 + HCl > FeCl2 + H2 (3) 6HCl > 2AlCl3 + 3H2O (4) 2NaAlO2 + H2O (5) + H2O (6) Al2O3 + Phần 2: Al2O3 + 2NaOH > HCl + NaOHdư > NaCl b – Số mol CO: nCO = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol - Số mol H2: nH = 0,672 : 22,4 = 0,03 mol - Số mol NaOH: nNaOH = 0,4.0,2 = 0,08 mol - Số mol HCl: nHCl = 0,02.1 = 0,02 mol Theo phương trình (6): nNaOH (dư) = nHCl = 0,02 mol => Số mol NaOH phương trình (5): nNaOH(5) = 0,08 – 0,02 = 0,06 mol Theo phương trình (5): nAl O = nNaOH(5) = 0,06 : = 0,03 mol Vậy khối lượng Al2O3 có hỗn hợp: m Al O = 0,03.2 102 = 6,12 gam Theo phương trình (3): nFe = nH = 0,03 mol => nFe (hh) 0,03.2 = 0,06 mol Theo phương trình (2) nFe O = 13 nFe = 0,03 : = 0,02mol Vậy khối lượng Fe3O4 hỗn hợp: mFe O = 0,02.232 = 4,64 gam Đồng thời, theo phương trình (2): nCO = 43 nFe = 43 0,06 = 0,08 mol => Số mol CO phương trình (1): nCO(1) = 0,1 – 0,08 = 0,02 mol Theo phương trình (1): nCuO = nCO = 0,02 mol 123 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Vậy khối lượng CuO hỗn hợp: mCuO = 0,02.80 = 1,6 gam => Khối lượng hỗn hợp oxit: mhh = 6,12 + 4,64 + 1,6 = 12,36 gam Thành phần % chất hỗn hợp: , 64 12 , 36 %mFe O = % mCuO = 1, 12 , 36 % m Al O = 100% = 37,5% 100% = 13% ,12 12 , 36 100% = 49,5% c Phương trình hóa học: CuO 0,02mol + H2SO4 0,02mol -> CuSO4 + H2O (7) Al2O3 + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2O (8) -> FeSO4 + Fe2(SO4)3 0,06mol Fe3O4 (9) 3.0,06 mol + 4H2SO4 0,02mol + 4H2O 4.0,02mol Theo phương trình (7), (8), (9): Số mol H2SO4 dùng: nH SO = 0,02 + 3.0,06 +4.0,02 = 0,28 mol Vậy thể tích H2SO4 dùng: VH SO = 0,28 : = 0,28 lít = 280ml Bài 26: Trên hai đĩa cân A, B đĩa cân đặt hai cốc thủy tinh: Cốc đĩa cân A chứa dung dịch H2SO4 cốc đĩa đĩa cân B chứa dung dịch HCl, cân vị trí thăng Cho 6,48 gam kim loại magie vào cốc A 6,16 gam kim loại hóa trị II vào cốc B Sau phản ứng xảy ra, cân vị trí thăng Xác định tên kim loại hóa trị II, biết lượng axit cốc đủ để tác dụng hết với kim loại? Bài giải: Gọi kí hiệu hóa học khối lượng mol kim loại hóa trị II M Các phương trình hóa học: Cốc A: Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2á (1) Cốc B: M + HCl -> MCl2 + H2á (2) - Số mol Mg: nMg = 6,48 : 24 = 0,27 mol - Số mol M: nM = ,16 M mol Theo phương trình (1): nH (pư 1) = nMg = 0,27 mol => mH (pư 1) = 0,27.2 = 0,54gam Theo phương trình (2): nH (pư 2) = nM = ,16 M mol => mH (pư 1) = ,16 M = 12 , 32 M gam Theo giả thiết: Cân thăng nên khối lượng dung dịch sau phản ứng cốc A = khối lượng dung dịch sau phản ứng cốc B 124 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** ó mMg + mddHCl - mH (pư1) = mM + mddH SO - mH (pư2) ó mMg - mH (pư1) = mM - mH (pư2) ( Vì ban đầu cân thăng nên: mddHCl = mddH SO ) ó 6,48 – 0,54 = 6,16 - 12 , 32 M => M = 56 (Fe) Vậy kim loại hóa trị II Fe Bài 27: Trộn 100ml dung dịch Na2CO3 0,2M với 150ml dung dịch H2SO4 0,2M thu chất khí, cho lượng khí lội qua 50 gam dung dịch nước vôi Ca(OH)2 25% thu kết tủa Viết phương trình phản ứng? Tính khối lượng kết tủa tạo thành, biết hiệu suất phản ứng hấp thụ khí đạt 95%? Bài giải: - Các phương trình phản ứng xảy ra: Na2CO3 2CO2 + + H2SO4 Ca(OH)2 -> Na2SO4 + -> Ca(HCO3)2 CO2 + CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3â H2O + H2O (1) (2) (3) - Số mol Na2CO3: nNa CO = 0,1.0,2 = 0,02 mol - Số mol H2SO4: nH SO = 0,15.0,2 = 0,03 mol - Số mol Ca(OH)2: nCa(OH) = 50.20 100.100 = 0,1mol Theo phương trình (1): nNa CO = 0,02 mol < nH SO = 0,03 mol => H2SO4 dư, Na2CO3 phản ứng hết Theo phương trình (1): nCO = nNa CO = 0,02 mol Ta có tỉ lệ: nCO2 nCa ( OH ) = , 02 ,1 = 0,2 Khối lượng CaCO3 thực tế thu được: mCaCO (tt) = 2.95 100 = 1,9 gam Bài 28: Cho 11,2 gam hỗn hợp X gồm Mg kim loại R (hóa trị II, đứng sau H dãy hoạt động hóa học) thực hai thí nghiệm: Thí nghiệm I: Cho hỗn hợp phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng dư thu 4,48 lít khí H2 (đktc) Thí nghiệm II: Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu 6,72 lít khí SO2 (đktc) 125 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Viết phương trình hóa học Tính khối lượng Mg, R c Xác định R Bài giải: a Các phương trình phản ứng: Mg Mg + + H2SO4 2H2SO4 -> MgSO4 -> MgSO4 + + H2á SO2á + (1) 2H2O (2) R + 2H2SO4 -> RSO4 SO2á 2H2O (3) + + b - Số mol khí H2: nH = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol Theo phương trình (1): nMg = nH = 0,2 mol => khối lượng R: mR = 0,2.24 = 4,8 gam - Khối lượng R hỗn hợp: mR = 11,2 – 4,8 = 6,4 gam c – Số mol SO2: nSO = 6,72 : 22,4 = 0,3 mol Theo phương trình (2): nSO = nMg = 0,2 mol => Số mol SO2 phương trình (3): nSO (pư3) = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol Theo phương trình (3): nR = nSO (pư3) = 0,1mol Vậy khối lượng mol R: MR = 6,4 : 0,1 = 64 => R kim loại Đồng (Cu) Bài 29: Cho miếng sắt có khối lượng 16,8 gam vào dung dịch muối sunfat kim loại hóa trị II, sau phản ứng kết thúc lấy kim loại rửa nhẹ, làm khô, cân nặng 18,4 gam Cho miếng kim loại sau phản ứng vào dung dịch HCl dư thu 12,8 gam chất rắn Xác định tên kim loại hóa trị II? Giả sử toàn lượng kim loại M sinh bám vào miếng sắt Bài giải: - Gọi M kí hiệu hóa học khối lượng mol kim loại hóa trị II =>Công thức muối sunfat M: MSO4 - Phương trình hóa học: Fe + MSO4 -> FeSO4 + x mol Fe M (1) x mol + 2HCl -> FeCl2 + H2 (2) Vì cho miếng kim loại sau phản ứng vào dung dịch HCl dư thu 12,8 gam chất rắn nên M không phản ứng với HCl mM = 12,8 gam - Gọi x số mol sắt tham gia phản ứng - Khối lượng sắt tăng: M.x – 56x = 18,4 – 16,8 = 1,6 ó 12,8 – 56x = 1,6 => x = 0,2 mol 126 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Mặt khác: mM = 12,8 gam ó M.x = 12,8 ó M 0,2 = 12,8 => M = 12,8:0,2 = 64 gam Vậy kim loại M hóa trị II Cu Bài 30: Cho 4,32 gam hỗn hợp kim loại A B Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư thấy xuất 2,688 lít khí H2 đktc Sau phản ứng khối lượng hỗn hợp giảm nửa Cho phần lại tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng có 756 ml khí SO2 thoát đktc Tìm tên kim loại A B? Bài giải: - Vì sau phản ứng khối lượng hỗn hợp giảm nửa nên có kim loại tác dụng với H2SO4 loãng => mA = mB = 4,32 : = 2,16gam - Gọi n, m hóa trị hai kim loại A B - Giả sử B không tác dụng với H2SO4 loãng - Phương trình hóa học: A2(SO4)n + nH2á 2A + nH2SO4 (l) -> 2B + 2mH2SO4 đ, nóng -> B2(SO4)m + mSO2 (1) + 2mH2O (2) - Số mol H2: nH = 2,688: 22,4 = 0,12mol Theo phương trình (1): nA = n , 24 n nH = ,16.n , 24 => Khối lượng mol A: MA = mol = 9n Biện luận: n MA 18 27 Kết Loại Loại Nhôm (Al) Vậy A kim loại Al - Số mol SO2: nSO = 0,756 : 22,4 = 0,0375mol Theo phương trình (2): nB = m nSO = => Khối lượng mol B: MB = ,16.m , 0675 , 0675 m mol = 32m Biện luận: n MB 32 64 96 127 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** Kết Đồng (Cu) Loại Loại => Vậy B kim loại Cu Bài 31: Cho 22,4 gam hỗn hợp Na2CO3 K2CO3 tác dụng với 33,3 gam CaCl2 tạo thành 20 gam kết tủa Viết phương trình phản ứng? Tính khối lượng muối hỗn hợp đầu? Bài giải: a Các phương trình phản ứng xảy ra: Na2CO3 + CaCl2 -> 2NaCl x mol + CaCO3â (1) x mol K2CO3 + CaCl2 -> 2KCl y mol + CaCO3â (2) y mol b – Số mol CaCl2: nCaCl = 33,3 : 111 = 0,3 mol - Giả sử hỗn hợp có Na2CO3: nhh = nNa CO = 22,4 : 106 = 0,21 mol - Giả sử hỗn hợp có K2CO3: nhh = nK CO = 22,4 : 138 = 0,16 mol Theo phương trình (1) (2): nCaCl (pư) = nNa CO = nK CO Nghĩa : nCaCl (pư max) = 0,21 < 0,3 (gt) => CaCl2 dư, hỗn hợp phản ứng hết - Số mol CaCO3 tạo thành: nCaCO = 20: 100 = 0,2 mol Gọi x, y số mol Na2CO3 K2CO3 Theo giả thiết phương trình (1), (2) ta có: 106x + 138y = 22,4 (*) x + y = 0,2 (**) Giải hệ phương trình (*) (**) ta được: x = 0,1625 mol; y = 0,0375 mol Vậy khối lượng muối hỗn hợp ban đầu: mNa CO = 106.0,1625 = 17,225 gam nK CO = 138.0,0375 = 5,175 gam SỞ GIÁO DỤC LAI CHÂU TRƯỜNG PTDT NỘI TRÚ THAN UYÊN 128 Phạm Văn Lợi – Nội trú Than Uyên – Lai Châu ********************************************************************** TUYỂN TẬP CÁC CHUYÊN ĐỀ CHỌN LỌC TỪ CÁC ĐỀ THI HSG HÓA HỌC: Giáo viên : Phạm Văn Lợi Tổ : Khoa học tự nhiên Năm học : 2011-2012 129 ... 5,2 -> MTB < 59, 5 Ta có: MA < 59, 5 < 2MA + 16 -> 21,75 < MA < 59, 5 Vậy A là: Na(23) K( 39) Giải hệ PT toán học tính toán theo yêu cầu đề Đáp số: a/ Với A Na %Na = 2,67% %Na2O = 97 ,33% Với A K... - mH O Vì số mol: nH2O = nMOH = nHA = 0,05 mol → mH O = 0,05 *18 = 0,9g Vậy ta có: mhh muối = + 2,1375 + 1, 095 + 0 ,98 – 0 ,9 = 4,3125 gam Bài 3: Để trung hoà 50ml dung dịch hỗn hợp axit gồm H2SO4... NaOH 27,5% cần lấy 3 19, 8g dung dịch NaOH 15% cần lấy 295 ,2g Áp dụng pp đường chéo B m1/m2 =27,5-21,1/21,5-15 => m1= 6/6,5m2 => mdd= m1+m2 Bài 9: Trộn V1(l) dung dịch A(chứa 9, 125g HCl) với V2(l)