SỬ DỤNG ĐA BẢO TỒN ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP HĨA VƠ CƠ HAY VÀ KHĨ TRONG ĐỀ THI ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG NĂM 2014 Thầy: Nguyễn Minh Tuấn Để giải nhanh các bài tập hay và khĩ trong đề thi tuyển sinh
Trang 1SỬ DỤNG ĐA BẢO TỒN ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP HĨA VƠ CƠ HAY VÀ KHĨ TRONG ĐỀ THI ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG NĂM 2014
Thầy: Nguyễn Minh Tuấn
Để giải nhanh các bài tập hay và khĩ trong đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng các năm nĩi chung và năm 2014 nĩi riêng, học sinh cần nắm vững và vận dụng thành thạo các định luật bảo tồn vật chất Đĩ là định luật bảo tồn nguyên tố, bảo tồn khối lượng, bảo tồn electron và bảo tồn điện tích
Hướng dẫn giải:
Trong phản ứng của X với HCl, theo bảo tồn nguyên tố O, Cl, H, ta cĩ :
0,04
Cl
0,16 0,15
Theo bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
muố i (ion kim loại ) Cl
0,62.35,5 0,12.27 0,04.3.56
Hướng dẫn giải:
Bản chất phản ứng là H3PO4 tác dụng với dung dịch NaOH
Nếu H3PO4 cịn dư sau phản ứng thì khơng thể cơ cạn dung dịch, do H3PO4 khơng bay hơi Như vậy H3PO4 đã phản ứng hết Chất rắn là muối hoặc hỗn hợp gồm muối trung hịa và NaOH dư
Theo bảo tồn nguyên tố P và bảo tồn nguyên tố H trong phản ứng của H3PO4 với NaOH, ta cĩ:
Theo bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
H PO NaOH chấ t rắ n H O
0,507.40 3m 6m.18 2m.98
142 142
Câu 1 (Đề TSĐH khối B): Nung hỗn hợp gồm 0,12 mol Al và 0,04 mol Fe3O4 một thời gian, thu được hỗn hợp rắn X Hịa tan hồn tồn X trong dung dịch HCl dư, thu được 0,15 mol khí
H2 và m gam muối Giá trị của m là
Câu 2 (Đề TSĐH khối B): Cho m gam P2O5 tác dụng với 253,5 ml dung dịch NaOH 2M, sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn thu được dung dịch X Cơ cạn dung dịch X, thu được 3m gam chất rắn khan Giá trị của m là
Trang 2Giảng dạy: ThS Ngọc - Hóa Mobile: 0982163448 2
Hướng dẫn giải:
Áp dụng bảo toàn nguyên tố C cho phần 1 và phần 2, ta có :
2
3
3
3
BaCO
BaCO CO
HCO
4
35, 46
197 7,88
197
Áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng cho phần 3, ta có :
HCO
KOH OH
n n
KOH 2M
V 0,36: 2 0,18 lít 180 ml
Hướng dẫn giải:
Vì O2 dư nên NH3 đã chuyển hết thành HNO3 Theo bảo toàn nguyên tố N và bảo toàn electron cho toàn bộ quá trình phản ứng, ta có :
2
NH3 O pö2 O dö2
1
NH O pö
O pö
a 0,4
Câu 3 (Đề TSĐH khối B): Hỗn hợp X gồm hai muối R2CO3 và RHCO3 Chia 44,7 gam X thành ba phần bằng nhau:
- Phần một tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 35,46 gam kết tủa
- Phần hai tác dụng hoàn toàn với dung dịch BaCl2 dư, thu được 7,88 gam kết tủa
- Phần ba tác dụng tối đa với V ml dung dịch KOH 2M
Giá trị của V là
Câu 4 (Đề TSĐH khối B): Nung nóng bình kín chứa a mol hỗn hợp NH3 và O2 (có xúc tác Pt) để chuyển toàn bộ NH3 thành NO Làm nguội và thêm nước vào bình, lắc đều thu được 1 lít dung dịch HNO3 có pH = 1, còn lại 0,25a mol khí O2 Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị của a là
Trang 3Hướng dẫn giải:
Nếu trong Y cĩ kim loại dư Giả sử cĩ Al dư, theo bảo tồn electron trong phản ứng của
Y với dung dịch H2SO4 đặc và giả thiết, ta cĩ :
2
a 0, 203
Suy ra kim loại khơng cịn dư, Y chỉ cĩ Ag và Cu Tương tự như trên, ta cĩ :
2
Ag Cu electron trao đổ i SO
Ag
Cu
Hướng dẫn giải:
Điện phân dung dịch trong thời gian t giây, theo bảo tồn nguyên tố Cl, giả thiết và bảo tồn electron, ta cĩ :
2
2
e trao đổ i Cl O e trao đổ i
Điện phân trong thời gian 2t giây, theo bảo tồn electron và giả thiết, ta cĩ
electron trao đổ i Cl O
ởcảanot vàcatot : n n n 0,26
Câu 5 (Đề TSĐH khối B): Cho hỗn hợp X gồm Al và Mg tác dụng với 1 lít dung dịch gồm
AgNO3 a mol/l và Cu(NO3)2 2a mol/l, thu được 45,2 gam chất rắn Y Cho Y tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nĩng (dư), thu được 7,84 lít khí SO2 (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất) Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn Giá trị của a là
Câu 6 (Đề TSĐH khối A): Điện phân dung dịch X chứa a mol CuSO4 và 0,2 mol KCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dịng điện khơng đổi) trong thời gian t giây, thu được 2,464 lít khí ở anot (đktc) Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở
cả hai điện cực là 5,824 lít (đktc) Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra khơng tan trong dung dịch Giá trị của a là
Trang 4Giảng dạy: ThS Ngọc - Hĩa Mobile: 0982163448 4
2
2
electron trao đổ i Cu H
? 0,09 0,48
2
4
CuSO Cu
Hướng dẫn giải:
Vì đã cĩ khí thốt ra ở catot, chứng tỏ Cu2+
đã bị khử hết Dung dịch sau điện phân (Y)
cĩ thể hịa tan được MgO Suy ra Y cĩ chứa các ion H , Na và 2
4
SO Như vậy, nước đã bị oxi hĩa và ion Clđã bị oxi hĩa hết
Áp dụng bảo tồn điện tích trong phản ứng, bảo tồn nguyên tố O và bảo tồn điện tích trong Y, ta cĩ:
2
2 4
2
MgO
0,04
Cl (ởanot )
2.0,8
40
Theo giả thiết và bảo tồn electron, suy ra :
2
O (ởanot ) H (ởcatot ) Cl (ởanot )
0,03
H (ởcatot ) Cl (ởanot ) O (ởanot ) Cu
H (ởcatot ) O (ởanot )
(2n 4n ).96500
2
Câu 7 (Đề TSCĐ): Điện phân dung dịch hỗn hợp CuSO4 (0,05 mol) và NaCl bằng dịng điện
cĩ cường độ khơng đổi 2A (điện cực trơ, màng ngăn xốp) Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu được dung dịch Y và khí ở hai điện cực cĩ tổng thể tích là 2,24 lít (đktc) Dung dịch Y hịa tan tối đa 0,8 gam MgO Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra khơng tan trong dung dịch Giá trị của t là
Câu 8 (Đề TSĐH khối A): Đốt cháy 4,16 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe trong khí O2, thu được 5,92 gam hỗn hợp X chỉ gồm các oxit Hịa tan hồn tồn X trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được dung dịch Y Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa Z Nung Z trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi, thu được 6 gam chất rắn Mặt khác, cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu
được m gam kết tủa Giá trị của m là
Trang 5Hướng dẫn giải:
Dễ thấy 6 gam chất rắn là Fe2O3 và MgO Suy ra:
electron do Mg, Fe nhườ ng O2
2(6 4,16)
16
Theo bảo tồn electron và bảo tồn điện tích, bảo tồn nguyên tố O, ta cĩ :
2
2
2
electron do Fe vàMg nhườ ng O pư Ag pư
0,055
O
0,055
Ag pư
(Ag, AgCl ) Cl
n 2n 4n 0,22
n 0,01 n 0,01; n 0,22
m 32,65 gam
n 0,22
Hướng dẫn giải:
Vì X phản ứng với NaOH giải phĩng H2, chứng tỏ Al dư và FexOy đã phản ứng hết Chất rắn X chứa Fe, Al2O3 và Al dư Chất khơng tan Z là Fe
Theo bảo tồn electron trong phản ứng của X với NaOH và bảo tồn nguyên tố Al, O, ta cĩ :
2
2 3
x y 2 3 2 3
2.0,672
22,4
n 2n n 0,1
n 0,02; n 0,04
Theo bảo tồn điện tích và bảo tồn khối lượng trong phản ứng của Z với H2SO4, ta cĩ :
2
2 4
2
electron trao đổ i SO
SO tạo muố i
Fe trong muố i SO tạo muối muố i
2
x y
x y
SO tạo muố i
Fe trong muố i
Fe trong Fe O Fe trong muố i
0,12.16 5,04
m m m 6,96 gam
Câu 9 (Đề TSĐH khối A): Thực hiện phản ứng nhiệt nhơm hỗn hợp gồm Al và m gam hai
oxit sắt trong khí trơ, thu được hỗn hợp rắn X Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất khơng tan Z và 0,672 lít khí H2 (đktc) Sục khí CO2 dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa Cho Z tan hết vào dung dịch H2SO4, thu được dung dịch chứa 15,6 gam muối sunfat và 2,464 lít khí SO2 (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất của H2SO4) Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn Giá trị của m là
Trang 6Giảng dạy: ThS Ngọc - Hĩa Mobile: 0982163448 6
Hướng dẫn giải:
Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp gồm kim loại và O Theo bảo tồn khối lượng và bảo tồn electron cho tồn bộ quá trình phản ứng, ta cĩ:
Z CO ban đầ u
CO phả n ứ ng O phả n ứ ng
electron do kim loại nhườ ng CO O NO
0,03 0,25m 0,04
16
electron do kim loại nhườ ng
16
Theo bảo tồn điện tích và bảo tồn khối lượng, ta cĩ:
3
3
electron do kim loại nhườ ng
NO tạo muố i muố i kim loại NO tạo muối
3,08m 0,75m 62(0,06 0,03125m)
m 9,447 gam 9,5 gam
Hướng dẫn giải:
Theo giả thiết, ta cĩ :
2
2
H
N
22,4
n 0,02 2n 28n 0,025.11,4.2
Vì phản ứng giải phĩng H2 nên NO3 đã phản ứng hết Như vậy, ngồi HCl dư, trong
, K+, Cl và cĩ thể cĩ NH4 Theo bảo tồn electron, bảo tồn điện tích
và bảo tồn nguyên tố N, ta cĩ :
4
4
2
N
0,02
?
Câu 10 (Đề TSĐH khối A): Hỗn hợp X gồm Al, Fe3O4 và CuO, trong đĩ oxi chiếm 25% khối lượng hỗn hợp Cho 1,344 lít khí CO (đktc) đi qua m gam X nung nĩng, sau một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z cĩ tỉ khối so với H2 bằng 18 Hịa tan hồn tồn Y trong dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu được dung dịch chứa 3,08m gam muối và 0,896 lít khí
NO (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất) Giá trị m gần giá trị nào nhất sau đây?
Câu 11 (Đề TSĐH khối B): Cho 3,48 gam bột Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp gồm
HCl (dư) và KNO3, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 0,56 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm N2 và H2 Khí Y cĩ tỉ khối so với H2 bằng 11,4 Giá trị của m là
Trang 7Theo bảo tồn điện tích và bảo tồn khối lượng trong X, ta cĩ :
2
4
2
4
Cl muố i
n 0,35 mol
m 18,035 gam
Hướng dẫn giải:
Gọi số mol của Fe và Fe3O4 trong một nữa hỗn hợp X lần lượt là x và y
Giả sử kết tủa là Fe(OH)3 (0,05 mol) Theo giả thiết, bảo tồn electron trong phản ứng của X với hỗn hợp hai axit, bảo tồn điện tích trong dung dịch sau phản ứng của một nửa Y với KOH và bảo tồn nguyên tố Fe, N, ta cĩ :
3 4
3
0,2
10,24 56n 232n 5,12 (1)
2
56x 232y 5,12 x 0,05 3x y 0,5a 0,15 y 0,01 3x 9y 0,5a 0,25 a 0,0
2
3
3 0,08 mol Ba(OH) dư
2 4
4
mộ t nử a dung dịch Y
Fe(OH)
Fe : 0,08 mol
BaSO
H , NO
kế t tủ a Fe(OH) BaSO
Câu 12 (Đề TSĐH khối B): Hịa tan hết 10,24 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe3O4 bằng dung dịch chứa 0,1 mol H2SO4 và 0,5 mol HNO3, thu được dung dịch Y và hỗn hợp gồm 0,1 mol
NO và a mol NO2 (khơng cịn sản phẩm khử nào khác) Chia dung dịch Y thành hai phần bằng nhau:
- Phần một tác dụng với 500 ml dung dịch KOH 0,4M, thu được 5,35 gam một chất kết tủa
- Phần hai tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được m gam kết tủa
Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn Giá trị của m là
Trang 8Giảng dạy: ThS Ngọc - Hĩa Mobile: 0982163448 8
Đối với trường hợp kết tủa là Fe(OH)2, ta tính được trong Y cĩ H+
(vì
2
OH / Fe(OH) OH / KOH
n n ) Suy ra a = 0,4 Giải hệ gồm phương trình (1) và (2) thấy mol của Fe3O4 nhỏ hơn 0 (loại)
Hướng dẫn giải:
Coi 3 phản ứng tương ứng với các thí nghiệm 1 (TN1), thí nghiệm 2 (TN2), thí nghiệm 3 (TN3)
Bản chất phản ứng là Cu bị NO3 oxi hĩa trong mơi trường H+
Quá trình khử : 4H NO3 3eNO H O 2
Nhận thấy khi trộn 2 dung dịch với nhau, khơng cĩ trường hợp nào
3
H
NO
n 4 n
Suy ra
trong các phản ứng NO3 đều cĩ dư, H+ hết; tỉ lệ mol khí NO thốt ra ở các thí nghiệm bằng tỉ
lệ H+
trong các thí nghiệm
H ởTN2 NO ởTN2 NO ởTN2
NO ởTN1 NO ởTN1
H ởTN1
2
Suy ra : (1) là KNO3, (2) là HNO3 và (3) là H2SO4
NO ởTN3 H ởTN3 2
1 NO ởTN1 H ởTN1
n V
V
HẾT
PS: Bài viết được tổng hợp từ tài liệu: 22 phương pháp giải nhanh hĩa học của Nguyễn Minh Tuấn - giáo viên trường THPT chuyên Hùng Vương - Phú Thọ
Câu 13 (Đề TSĐH khối A): Cĩ ba dung dịch riêng biệt : H2SO4 1M; KNO3 1M; HNO3 1M được đánh số ngẫu nhiên là (1), (2), (3)
- Trộn 5 ml dung dịch (1) với 5 ml dung dịch (2), thêm bột Cu dư, thu được V1 lít khí NO
- Trộn 5 ml dung dịch (1) với 5 ml dung dịch (3), thêm bột Cu dư, thu được 2V1 lít khí NO
- Trộn 5 ml dung dịch (2) với 5 ml dung dịch (3), thêm bột Cu dư, thu được V2 lít khí NO Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn, NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện So sánh nào sau đây đúng?