ÔN HSG HOÁ vô cơ THCS

I/ Chuyên đề Lập công thức phân tử hợp chất vô 1/ Lập CTHH hợp chất biết % nguyên tố khối lượng mol chất (PTK): *Phương pháp: - Đưa công thức dạng chung AxBy AxByCz (x, y, z nguyên dương) Tìm MA, MB, MC… - Đặt đẳng thức: M M MA M = B = C = chat % A % B %C 100 - Tìm x, y, z lập CTHH hợp chất VD: + Lập CTHH hợp chất có phần trăm %H = 3.06%; %P = 31,63%; % = 65,31% Khối lượng mol hợp chất 98g + Giải: Gọi CTHH hợp chất HxPyOz (x, y, z nguyên dương) Biết MH = x; MP = 31g; M0 = 162; Mchất = 98g Ta có : x 31 y 16 z 98 = = = = 0,98 3, 06 31, 63 65,31 100 Hay : x = ; y = 1; z = ; Vậy CTHH hợp chất: H3PO4 2/ Lập CTHH dựa vào khối lượng mol chất (PTK) tỉ lệ khối lượng nguyên tố *Phương pháp: - Đưa công thức dạng chung AxByCz tỷ lệ khối lượng nguyên tố: a, b, c (x, y, z nguyên dương) - Tìm MA, MB, MC, Mchất - Đặt đẳng thức: M M chat MA MB = = C = a b c a +b +c - Tìm x, y, z … lập CTHH VD: Hợp chất A có PTK = 84 gồm nguyên tố Mg, C, O có tỉ lệ khối lượng tương ứng 2: 1: Lập CTHH A + Giải: Gọi CTHH hợp chất A MgxCyOz (x, y, x nguyên dương) Ta có: 24x + 12y + 16z = 84 24x = 12 => x = 1; => 24 x 12 y 16 z 84 = = = = 12 +1 + 12y = 12 => y = 1; 16z = 12 => z = Vậy CTHH A : MgCO3 3/ Lập CTHH dựa vào thành phần % khối lượng nguyên tố *Phương pháp: - Đưa công thức dạng chung AxByCz (x, y , z nguyên dương) - Tìm MA; MB; MC - Đặt tỉ lệ: x : y: z = % A % B %C : : M A M B MC GV Nguyễn Quang Thuận - Tìm x, y, z lập cơng thức đơn giản hợp chất VD1: Tìm cơng thức đơn giản hợp chất A gồm 40%Cu, 20%S, 40%O + Giải: Gọi CTHH A CuxSyOz (x, y, z nguyên dương) Biết MCu = 64x; MS = 32y; MO = 16z Ta có : 64x : 32y : 16z = 40 : 20 : 40 x:y:z= 40 20 40 10 10 40 : : = : : =1:1:4 64 32 16 16 16 16 => x = 1; y = 1; z = Vậy công thức đơn giản A CuSO4 VD2: Một khống chất có chứa 20,93 % nhơm; 21,7% silic, lại oxi hiđro (về khối lượng) Hãy xác định cơng thức khống chất Đề thi HSG VĨNH PHÚC 2009-2010 + Giải: Gọi CTHH khoáng chất AlxSiyOzHt Đặt %mO = a ; %mH = b Ta có: a + b = 100 - (20,93 – 21,7)% = 57,37 Theo quy tắc hố trị ta có: 3x + 4y + t = 2z ⇒ (I) 20,93 21, b a 20,93 21,7 a ≈ 5,426 + + = + ⇒ −b = 27 28 16 (II) Giải hệ phương trình (I) (II) thu được: a = 55,82 b = 1,55 Mặt khác: x : y : z : t = 20,93 21,7 55,82 1,55 : : : = 2:2:9:4 27 28 16 Cơng thức khống chất: Al2Si2O9H4 hay Al2O3.2SiO2.2H2O (Cao lanh) 4/ Lập CTHH dựa vào số phần khối lượng nguyên tố *Phương pháp: - Đưa công thức dạng chung AxByCz (x, y , z nguyên dương) - Tìm MA; MB; MC - Đặt tỉ lệ: x : y : z = mA mB mC : : M A M B MC - Tìm x, y, z Tìm cơng thức đơn giản hợp chất VD1: Tìm CTHH hợp chất A biết thành phần gồm 24 phần khối lượng nguyên tố cacbon kết hợp với 32 phần khối lượng nguyên tố ơxi + Giải: Gọi CTHH A là: CxOy (x, y nguyên dương) Ta có: MC = 12x ; MO = 16y 12x : 16y = 24 : 32 ⇒ x:y= 24 32 : = : =1 : 12 16 Vậy x = 1; y = => CTHH đơn giản A CO VD2: Xác định CTHH oxit sắt, biết phân tử khối oxit 160 GV Nguyễn Quang Thuận mFe = mO + Giải: Gọi CTHH oxit là: FexOy (x, y nguyên dương) Ta có : mFe 56 x = = mO 16 y => x = = = Hay : x = ; y = y 1,5 Vậy : Cơng thức hóa học oxit là: Fe2O3 VD3: Nguyên tố X tạo thành với Al hợp chất kiểu Al aXb, phân tử gồm nguyên tử, khối lượng phân tử 150 Hỏi X nguyên tố ? Đề thi HSG An Giang khóa 20/3/2004 + Giải: Ta có : MAl + MX = 150 Hay : 27a + Xb = 150 Phân tử gồm nguyên tử nên : a + b = Vì Al có hóa trị III Ta có : b = => a = => X = 32 ; X nguyên tố S Vậy CTHH : Al2S3 5/ Lập CTHH dựa vào PTHH *Phương pháp: - Đọc kỹ đề, xác định CTHH chất tham gia sản phẩm - Viết PTHH - Dựa vào lượng chất cho tính theo PTHH Tìm M nguyên tố VD1: Cho 2,4 gam kim loại R hóa trị II tác dụng với dung dịch H 2SO4 lỗng dư thấy giải phóng 2,24 lít H2 (đktc) Hãy xác định kim loại M + Giải: nH2 = 2,24 : 22,4 = 0,1mol PTHH: R + H2SO4 → RSO4 + H2 0,1mol MR = 0,1mol m 2, = = 24 g ; Vậy R ngun tố Mg n 0,1 VD2: Hòa tan hồn tồn axit kim loại R có hóa trị II tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 15,8 % thu muối có nồng độ 18,21 % Xác định kim loại R? + Giải: Vì R (II) nên axit R có dạng: RO; gọi MR = x (g) RO + (x + 16)g mddH SO4 = H2SO4 → 98(g) = + H2 (x + 96)g 98.100 = 620, 25 ( g ) 15,8 => mdd sau phản ứng = C % RSO4 RSO4 mddH SO4 = x + 16 + 620,25 = x + 636,25 ( x + 96).100 = 18,21 x + 636,25 GV Nguyễn Quang Thuận Ta : x ≈ 24 MR ≈ 24g => NTK R = 24 ; Vậy R Mg VD3: Cho 10,8 g kim loại hóa trị III tác dụng với Clo có dư thu 53,4g muối Xác định kim loại phản ứng + Giải: PTHH: 2M + 2M g 10,8g 3Cl2 → 2MCl3 2(M + 35,5 3) g 53,4g M 2( M + 106,5) = 10,8 53,4 Lập tỉ lệ : ⇒ 53,4.M = 10,8 (M +106,5) ⇒ 46,2 M = 1150,2 ⇒ M= 1150,2 = 27 46,2 ; Vậy M nhơm( Al = 27) VD4 : Hòa tan oxit kim loại hóa trị (II) lượng vừa đủ H 2SO4 20% thu dung dịch mí nồng độ 22,6% Xác định kim loại oxit kim loại + Giải: PTHH: MO + H2SO4 → MSO4 + H2O Giả sử số mol tham gia phản ứng M x mol Ta có: mct 100% m 100% 98.100% ⇒ mdd = ct = = 490 mdd C% 20% mdd= mdd + m H SO4 = 16 + 490 + M = 506 + M C% = Mà: C% = mct 100% ( M + 96)100 ⇒ = 22,6 mdd 506 + M ⇒ 100M + 9600 = 11435,6 + 22,6M ⇒ M = 24 Kim loại M cần tìm Magie(Mg) ⇒ oxit kim loại là: MgO II/ Chuyên đề TOÁN XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM GIỮA OXIT AXIT VỚI KIỀM 1/ Phản ứng CO2 SO2 với kiềm : a) Phản ứng CO2 SO2 tác dụng với kiềm kim loại hóa trị I (Na, K,…) CO2 + NaOH → NaHCO3 CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O Xét tỉ lệ mol nNaOH nCO2 ta có trường hợp xảy : nNaOH (1) Nếu < n CO < → tạo muối (2) Nếu nNaOH nCO2 < → tạo muối NaHCO3 ,dư CO2 (3) Nếu nNaOH nCO2 = → tạo muối NaHCO3 (4) Nếu nNaOH → tạo muối Na2CO3,dư NaOH nCO2 > (5) Nếu nNaOH → tạo muối Na2CO3 nCO2 = VD : Người ta dùng dung dịch NaOH 0,1M để hấp thụ 5,6 lít CO (đo đktc) Tính V dung dịch NaOH đủ để : GV Nguyễn Quang Thuận a.Tạo muối axit Tính nồng độ mol/l muối dung dịch sau phản ứng ? b.Tạo muối trung hòa.Tính nồng độ mol/l muối dung dịch sau phản ứng ? c.Tạo hai muối với tỉ lệ số mol 2:1.Tính nồng độ mol/l muối có dung dịch sau phản ứng ? * Phân tích đề : - Để tạo muối axit tỉ lệ : nCO2 : nCO2 = : - Để tạo muối axit tỉ lệ : nCO2 : nCO2 = : - Để tạo hai muối tỉ lệ 2: tỉ lệ mol 1< nCO2 : nNaOH < + Giải : n CO2 = 5,6 = 0,25 ( mol) 22,4 a Trường hợp tạo muối axit PTPƯ: CO2 + NaOH → (mol) 0,25 0,25 Do : VddNaOH = NaHCO3 (1) 0,25 = 2,5 (mol) 0,1 nNaHCO3 = nCO2 = 0.25 (mol) Do : CM NaHCO3 = 0,25 = 0,1 (M) 2,5 b Trường hợp tạo muối trung hòa PTPƯ : 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O ( mol) 0,5 0,25 Do đó: Vdd NaOH = (2) 0,5 = ( lit ) 0,1 nNaOH = nCO2 = 0,25 (mol) ⇒ CM NaOH = 0,25 = 0,05 (M) c Trường hợp tạo hai muối với tỉ lệ mol muối 2:1 ⇒ nNaH CO3 : nNa2CO3 = : (*) PTPƯ: CO2 + NaOH → NaHCO3 (3) → 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O (4) Theo (*) ta phải nhân đôi (3) cộng (4) ta được: 4NaOH + 3CO2 → 2NaHCO3 + Na2CO3 + H2O (5) 0,25 = 0,33 (mol) 0,33 Do : VNaOH = = 3,3 (lit) 0,1 2 (5) => nNaOH = nCO2 = 0,25 = 0,167 (mol) 3 1 (5) => nNa2CO3 = nCO2 = 0,25 = 0,083 (mol) 3 0,167 Vậy: CM NaHCO3 = = 0,05 ( M ) 3,3 CM Na2CO3 = 0,083 = 0,025 ( M ) 3.3 Theo (5) nNaOH = b) Phản ứng CO2 SO2 tác dụng với kiềm kim loại hóa trị II (Ca, Ba,…) GV Nguyễn Quang Thuận 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O Xét tỉ lệ mol nCO2 (1) Nếu < (2) Nếu (3) Nếu (4) Nếu (5) Nếu ta có trường hợp xảy : nCa (OH )2 nCO2 < → tạo muối nCa (OH )2 nCO2 nCa (OH )2 nCO2 nCa (OH )2 nCO2 nCa (OH )2 nCO2 nCa (OH )2 < → tạo muối CaCO3 ,dư Ca(OH)2 = → tạo muối CaCO3 > → tạo muối Ca(HCO3)2 ,dư CO2 > → tạo muối Ca(HCO3)2 VD1: Hòa tan hết 2,8 (g) CaO với H2O dung dich A Cho 1,68 lít khí CO (đo đktc) hấp thụ hồn tồn dung dịch A Hỏi có gam muối tạo thành ? * Phân tích đề : - Đề cho 2,8 g CaO ta tính nCaO Dựa vào phản ứng CaO tác dụng với nước n Ca(OH)2 - Mặt khác biết VCO2 = 1,68 lit tính nCO2 n - Lập tỉ lệ n CO ta xác định muối tạo thành tính khối lượng Ca(OH) muối 1,68 2,8 = 0,05 (mol) ; nCO2 = = 0,075 (mol) 22,4 56 CaO + H2O → Ca(OH)2 (1) + Giải : nCaO = PTPƯ : (mol) 0,05 0,05 n Xét tỉ lệ : 1< n 0,075 CO = 0,05 Ca(OH) = 1,5 < * Kết luận : Sản phẩm tạo hỗn hợp hai muối Muối trung hòa muối axit PTPƯ : CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 ↓ + H2O (2) Trước pứ 0,075mol 0,05mol Phản ứng 0,05 mol 0,05mol 0,05mol Sau pứ 0,025mol 0mol 0,05mol Theo (2) nCO2 dư nên tiếp tục phản ứng với sản phẩm CaCO3 theo phương trình : CO2 + CaCO3 ↓ + H2O → Ca(HCO3)2 (3) Trước pứ 0,025mol 0,05mol Phản ứng 0,025mol 0,025mol 0,025mol Sau pứ mol 0,025mol 0,025mol Vậy sau phản ứng thu chất là: m nCa(HCO3)2 = 0,025 (mol) ⇒ Ca(HCO3)2 = 0,025 162 = 4,05 (g) m nCaCO3 = 0,025 (mol) CaCO3 = 0,025 100 = 2,5 (g) * Lưu ý : GV Nguyễn Quang Thuận - Khi tốn khơng thể lập tỉ lệ ta dựa vào kiện phụ để tìm khả tạo muối + Hấp thụ CO2 vào nước vơi dư tạo muối CaCO3 + Hấp thụ CO2 vào nước vơi thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa suy có tạo CaCO3 Ca(HCO3)2 + Hấp thụ CO2 vào nước vơi thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa đun nóng nước lọc lại thấy kết tủa nữa, suy có tạo CaCO Ca(HCO3)2 - Nếu khơng có dự kiện ta phải chia trường hợp để giải Khi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch bazơ thiết phải xảy tăng giảm khối lượng dung dịch Thường gặp hấp thụ sản phẩm cháy dung dịch Ca(OH) dung dịch Ba(OH)2 Khi đó: Khối lượng dung dịch tăng = mhấp thụ - mkết tủa Khối lượng dung dịch giảm = mkết tủa - mhấp thụ - Nếu mkết tủa > mCO khối lượng dung dịch giảm so với khối lượng dung dịch ban đầu - Nếu mkết tủa < mCO khối lượng dung dịch tăng so với khối lượng dung dịch ban đầu VD2: Hấp thụ toàn 0,3 mol CO2 vào dung dịch chứa 0,25 mol Ca(OH)2 khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng hay giảm gam ? + Giải : n Xét tỉ lệ : < n 0,3 CO = = 1,2 < 0,25 Ca(OH) * Kết luận : Sản phẩm tạo hỗn hợp hai muối Muối trung hòa muối axit PTPƯ : CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 ↓ + H2O (1) 0,25 mol 0,25 mol 0,25 mol Theo (1) nCO2dư = 0,3 – 0,25 = 0,05 (mol) nên tiếp tục phản ứng với sản phẩm CaCO3 theo phương trình : CO2 + CaCO3 ↓ + H2O  Ca(HCO3)2 (2) 0,05 mol 0,05 mol Mặt khác : mCaCO3 = 0, 25.74 = 18,5 gam ; mCO2 = 0,3.44 = 13, gam ⇒ mCaCO3 > mCO2 Vậy : Sau phản ứng khối lượng dung dịch giảm: m giảm = mCaCO3 − mCO2 ⇒ m giảm = (mCaCO3 (1) − mCaCO3 (2) ) − mCO2 = 20 – 13,2 = 6,8 (gam) VD3: Đốt cháy hòa tồn 0,672 lit (đktc) hỗn hợp khí gồm C 2H2 C2H4, cho toàn sản phẩm hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH) dư Kết thúc phản ứng thấy có m gam kết tủa trắng khối lượng phần dung dịch giảm 2,64 gam Tính m phần trăm thể tích khí ban đầu Đề thi HSG An Giang khóa 14/03/2010 + Giải : n hh = 0,672 = 0, 03 (mol) 22, Gọi x số mol C2H2 số mol C2H4 ( 0,3 – x ) C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O (1) (mol) x 2x x → C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O (2) (mol) (0,03 – x) 2(0,03 – x) 2(0,03 – x) Do lượng Ca(OH)2 dư nên sảm phẩm tạo muối CaCO3 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O GV Nguyễn Quang Thuận 0,06 0,06 (mol) nCO2 = nCO2 (1) + nCO2 (2) = x + 2(0,03 − x) = 0,06(mol ) = nCaCO3 ⇒ m = mCaCO3 = 0,06.100 = gam Khối lượng dung dịch giảm = mCaCO3 - ( mCO2 + mH 2O ) – 0,06.44 – (0,06 – x)18 = 2,64 gam ⇔ x = 0,2 (mol) ⇒ %C2H2 = 66,67% ; %C2H4 = 33,33% VD4: Đốt cháy hỗn hợp khí gồm C 2H2 C2H4 ,có thể tích 6,72 lit (đktc), cho toàn sản phẩm thu hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH) dư Sau phản ứng kết thúc thấy khối lượng bình tăng thêm 33,6 gam đồng thời có m gam kết tủa a Xác định phần trăm thể tích hỗn hợp khí b Tính m + Giải : a n hh = 6,72 = 0, (mol) 22, Gọi x số mol C2H2 số mol C2H4 ( 0,3 – x ) C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O (mol) x 2x x → C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O (mol) (0,3 – x) 2(0,3 – x) 2(0,3 – x) Dung dịch Ca(OH)2 hấp thụ H2O CO2 nên tổng khối lượng H2O CO2 sinh 33,6 gam ⇔ x = 0,2 (mol) Ta có : 0,6.44 + (0,6 – x)18 = 33 ⇒ %C2H2 = 66,67% ; %C2H4 = 33,33% b Do lượng Ca(OH)2 dư nên sảm phẩm tạo muối CaCO3 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O 0,6 0,6 (mol) m m = CaCO = 0,6.100 = 60 gam 2/ Phản ứng P2O5 với kiềm : Do P2O5 tác dụng với H2O có dung dịch kiềm tạo H 3PO4 Xét cách cụ thể, cho H3PO4 tác dụng với NaOH, xảy phản ứng sau : H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O (1) (mol) (mol) H3PO4 + NaOH Na2HPO4 + 2H2O (2) (mol) (mol) H3PO4 + NaOH Na3PO4 + 3H2O (3) (mol) (mol) nNaOH Xét tỉ lệ mol n H PO4 ta có trường hợp xảy : nNaOH (1) Nếu < n H PO4 < → tạo muối NaH2PO4 Na2HPO4 (2) Nếu nNaOH nH PO4 < → tạo muối NaH2PO4, d H3PO4 (3) Nếu nNaOH nH PO4 = → tạo muối NaH2PO4 GV Nguyễn Quang Thuận nNaOH (4) Nếu < n H PO4 < → tạo muối Na3PO4 Na2HPO4 (5) Nếu nNaOH nH PO4 = → tạo muối Na2HPO4 (6) Nếu nNaOH nH PO4 = → tạo muối Na3PO4 (7) Nếu nNaOH nH PO4 > → tạo muối Na3PO4 , dư NaOH VD1: Cho 63,9 gam P2O5 tác dụng với 144 gam dung dịch NaOH 20% Tính nồng độ phần trăn chất dung dịch thu phản ứng kết thúc + Giải: 63,9 144.20 n NaOH = = 0,72( mol ) ; nP2O5 = = 0,45(mol ) 40.100 142 PTHH : P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (1) 0,45mol 0,9mol Xét tỉ lệ: nNaOH 0, 72 = = 0,8