Chuyên đề H2SO4 đặc, HNO3

CHUYÊN ĐỀ: H2SO4 đặc, HNO3 Bài 1: Chia hỗn hợp gồm Na2O, ZnO, FexOy thành ba phần Phần tác dụng với nước dư chất rắn A dung dịch B, cho chất rắn A tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng, dung dịch B tác dụng với dung dịch HCl đến dư Phần hai tác dụng với H dư, nung nóng Phần ba tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc dư Hãy viết phương trình phản ứng, biết phản ứng xảy hoàn toàn Bài 2: Cho Fe3O4 phản ứng hoàn toàn với dung dịch H 2SO4 loãng dư, thu dung dịch X Chia X thành ba phần Sục khí Cl vào phần Phần hai phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng dư Phần ba tác dụng với dung dịch KMnO4 Viết phương trình phản ứng xảy Bài 3: Khử hoàn toàn 4,06 gam oxit kim loại M 3,136 lít CO (đktc) nhiệt độ cao thành kim loại khí X Tỉ khối X so với H 18 Nếu lấy lượng kim loại M sinh hoà tan hết vào dung dịch chứa m gam H 2SO4 98% đun nóng thu khí SO dung dịch Y Xác định công thức oxit kim loại tính giá trị nhỏ m ∈ Gọi cơng thức oxit cần tìm MxOy (x,y N*) t0 → xM + yCO2 (1) PPTH: MxOy + yCO  MX = 36 → X có CO dư Tính số mol CO2 = 0,07 mol = số mol CO phản ứng → mol MxOy = 0,07/y → x*MM + 16*y = 58*y Xét bảng: 2y/x MM 21 loại 42 loại ↔ MM = (2y/x)*21 8/3 56 Fe (t/m) 62 loại → CT: Fe3O4 Số mol Fe = 0,0525 mol t0 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2Fe + 6H2SO4 đặc  Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 Tính m = 10,5 gam Bài 4: Cho m gam hỗn hợp G gồm KHCO3 CaCO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng, dư Hấp thụ tồn lượng khí CO sinh vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm KOH 1M Ca(OH) 0,75M thu 12 gam kết tủa Tính m CaCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 + H2O (1) 2KHCO3 + H2SO4 → K2SO4 + 2CO2 + 2H2O (2) Số mol KOH = 0,2 = 0,2 (mol) Số mol Ca(OH)2 = 0,2 0,75 = 0,15 (mol) Số mol CaCO3 = 12 : 100 = 0,12(mol) Phản ứng CO2 dung dịch KOH, Ca(OH)2 thu kết tủa nên xảy hai trường hợp: TH1: Phản ứng tạo muối CaCO3 phương trình : Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (3) Theo (3): nCO2 = nCaCO3 = 0,12(mol ) → Theo (1) (2): Số mol G = tổng số mol CO2 = 0,12 mol mG = 12 gam TH2: Phản ứng tạo thành hai muối xảy phương trình sau: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (4) Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2 (5) KOH + CO2 → KHCO3 (6) nCa (OH )2 = nCO2 = nCaCO3 = 0,12(mol ) Theo (4): nCO2 = 2nCa ( OH )2 = 2(0,15 − 0,12) = 0,06( mol ) Theo (5): nCO2 = nKOH = 0, 2(mol ) Theo (6): → Theo (1) (2): Số mol G = tổng số mol CO2 = 0,38 mol mG = 38 gam Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 6,44g hỗn hợp bột X gồm FexOy Cu dd H2SO4 đặc nóng dư Sau pư thu 0,504 lít khí SO2 (SP khử nhất, đktc) dd chứa 16,6g hỗn hợp muối sunfat Viết PTPƯ xảy tìm CT oxit sắt Các PTHH o 2FexOy + (6x-2y)H2SO4đặc t → xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 (3 x − y ).a a.x a to → ↑ + (6x-2y)H2O (mol) ↑ Cu + 2H2SO4đặc CuSO4 + SO2 + 2H2O b b b - Đặt số mol FexOy Cu a b (mol) (mol) - Theo PT đề ta có hệ PT: (56x+16y).a + 64.b =6,44 400 a.x + 160.b = 16,6 (3 x − y ).a +b= 0,504 22,4 - Giải hệ PT ta x:y = 3:4 => CT oxit sắt Fe3O4 Bài 6: Chia 7,22g hỗn hợp A gồm Fe R (R kim loại có hố trị khơng đổi) thành phần nhau: - Phần 1: Phản ứng với dung dịch HCl dư, thu 2,128 lit H2(đktc) - Phần 2: Phản ứng với HNO3, thu 1,972 lit NO(đktc) a/ Xác định kim loại R b/ Tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp A Hướng dẫn: a/ Gọi 2x, 2y (mol) số mol Fe, R có hỗn hợp A > Số mol Fe, R 1/2 hỗn hợp A x, y Viết PTHH xảy ra: Lập phương trình toán học; mhh A = 56.2x + 2y.MR (I) nH = x + ny/2 = 0,095 (II) nNO = x + ny/3 = 0,08 (III) Giải hệ phương trình ta được: MR = 9n (với n hoá trị R) Lập bảng: Với n = MR = 27 phù hợp Vậy R nhôm(Al) b/ %Fe = 46,54% %Al = 53,46% Bài 7: Thả viên bi sắt hình cầu bán kính R vào 500ml dd HCl nồng độ CM, sau kết thúc pư thấy bán kính viên bi lại nửa, cho viên bi sắt lại vào 117,6g dd H 2SO4 5% (Coi khối lượng dd thay đổi không đáng kể), đến bi sắt tan hết dd H 2SO4 có nồng độ 4% a) Tính bán kính R viên bi, biết khối lượng riêng viên bi sắt 7,9 g/cm Viên bi bị ăn mòn theo hướng, cho b) Tính CM dd HCl HD: a) Ta có mH 4 SO ban đầu = 117 ,6.5 100 V = πR π = 3,14 (V thể tích hình cầu, R bán kính) = 5,88 gam 5,88 98 nH SO = = 0,06 mol Khối lượng H2SO4 sau hòa tan phần lại viên bi: 117 ,6.4 4,704 n H SO4 = = 0,048mol 100 98 mH SO = = 4,704 gam => - Phương trình phản ứng → ↑ Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) 0,168 0,084 (mol) → ↑ Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (2) 0,012 0,012 (mol) 0,672 m Fe( ) = 0,012.56 = 0,672 g ⇒ VBi( _ lai) = = 0,085cm 7,9 - Từ (2) ta có: - Gọi bán kính viên bi lại R1 Ta có 3,14.R1 = 0,085 ⇒ R1 = 0,273cm - Vậy Rban đầu = 2.0,273 = 0,546cm 0,168 C M ( HCl ) = = 0,336M 0,5 b) Theo (1) ta có: Bài 8: Thêm từ từ V lít dung dịch H2SO4 0,5M vào 200 ml dung dịch X gồm Ba(OH)2 0,5M, NaAlO2 1,5M kết tủa tan phần, chất rắn Y Đem nung Y đến khối lượng khơng đổi thu 24,32 gam chất rắn Z chứa hai hợp chất Viết phương trình hóa học tính V Bài 9: Nung m gam hỗn hợp A gồm Al Fe xOy điều kiện khơng có khơng khí Sau phản ứng, thu chất rắn B Chia B thành hai phần Cho phần tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu 1,68 lít khí 12,6 gam chất rắn Cho phần hai tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư, thu 27,72 lít SO dung dịch D có chứa 263,25 gam hai muối sunfat Biết phản ứng xảy hồn tồn, chất khí đo đktc Viết phương trình phản ứng, xác định m cơng thức FexOy Bài 10: Hồ tan hết 7,74 gam hỗn hợp hai kim loại magie nhôm 500ml dung dịch chứa hai axit HCl 1M H2SO4 0,28M thu dung dịch A 8,736 lít khí hiđro đo điều kiện tiêu chuẩn Viết phương trình hóa học tính khối lượng muối khan thu cô cạn dung dịch A nHCl = 0,5 mol , nH2SO4 = 0,14 mol, nH2 = 0,39 mol nH2(trong axit) = 0,5/2 + 0,14 = 0,39 mol => axit phản ứng vừa đủ với kim loại mMuối = mkim loại + mCl + mSO4 = 7,74 + 0,5.35,5 + 0,14.96 = 38,93 gam Bài 11: Hòa tan 55 gam hỗn hợp Na 2CO3 Na2SO3 500 ml dung dịch H2SO4 1M (vừa đủ) ta thu hỗn hợp khí A dung dịch chứa muối trung hòa 1) Cho hỗn hợp khí A bình kín có bột xúc tác V 2O5 Bơm tiếp oxi vào bình ta thu hỗn hợp khí B có tỉ khối so với hiđro 21,71 Tính số mol oxi bơm vào bình 2) Nung nóng bình thời gian ta thu hỗn hợp khí C có tỉ khối so với hidro 22,35 Tính % thể tích khí có hỗn hợp C Bài 12: Hòa tan hồn tồn lượng kim loại M dung dịch H 2SO4 lỗng có nồng độ 20% (lấy dư 20% so với lượng cần cho phản ứng) Dung dịch thu có nồng độ muối tạo thành 23,68% Xác định kim loại M? Gọi hóa trị kim loại M phản ứng n (  → PTHH: 2M + nH2SO4 Gọi số mol M x nH SO4 pu = Theo PT 1: nhidro = ≤ n ≤ 3) M2(SO4)n + nH2 (1) nx ⇒ nH SO4 ban dau = Vì dùng dư 20% so với lượng phản ứng Khối lượng dung dịch H2SO4 dùng là: Theo định luật bào toản khối lượng: nx ×120 = 0, 6nx ( mol ) × 100 98 × 0, 6nx × 100 = 294nx( gam) 20 mdung dịch sau phản ứng = mkim loại + mdung dịch axit – mhidro = Mx + 294nx Theo PT: nmuối = mmuối = 2 nM = nx (mol) nx(2M + 96)= Mx + 49nx nx ×2 = Mx +293nx (gam) Ta lại có C%muối = 23,68%, khối lượng muối = Ta có phương trình: Mx + 49nx = Giải PT ta được: M = 28n n M 23, 68 (16,8 + 293nx) 100 23, 68 (Mx + 293nx) 100 28 56 (loại) (Fe) Vậy kim loại hóa trị II khối lượng mol = 56 sắt (Fe) Fe + H2SO4  → 84 (loại) FeSO4 + H2 Bài 13: Cho 20 gam hỗn hợp bột A (gồm Al Cu) hòa tan 500ml dd NaOH aM khí ngừng thu 6,72 lít H (ở đktc) lại m1 gam kim loại không tan Lấy m1 gam kim loại cho vào 360ml dd ZnSO 2M, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu (m1+28,2)gam kim loại Mặt khác, lấy 20 gam A hòa tan vào 500ml dd H2SO4 đặc nóng bM khí ngừng thu 10,08 lít SO (ở đktc) lại m2 gam kim loại khơng tan B Tính a, b m2 Bài 14: Cho 6,94 gam hỗn hợp Fe xOy, Al2O3 Al hoà tan 100ml dung dịch H 2SO4 1,8M; sinh 0,672 lít khí H2 (đktc) Biết lượng axit lấy dư 20% sơ với lượng cần thiết để phản ứng Xác định công thức phân tử oxit sắt  ... gồm FexOy Cu dd H2SO4 đặc nóng dư Sau pư thu 0,504 lít khí SO2 (SP khử nhất, đktc) dd chứa 16,6g hỗn hợp muối sunfat Viết PTPƯ xảy tìm CT oxit sắt Các PTHH o 2FexOy + (6x-2y )H2SO4 ặc t → xFe2(SO4)3... (3 x − y ).a a.x a to → ↑ + (6x-2y)H2O (mol) ↑ Cu + 2H2SO4 ặc CuSO4 + SO2 + 2H2O b b b - Đặt số mol FexOy Cu a b (mol) (mol) - Theo PT đề ta có hệ PT: (56x+16y).a + 64.b =6,44 400 a.x + 160.b... lượng H2SO4 sau hòa tan phần lại viên bi: 117 ,6.4 4,704 n H SO4 = = 0,048mol 100 98 mH SO = = 4,704 gam => - Phương trình phản ứng → ↑ Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) 0,168 0,084 (mol) → ↑ Fe + H2SO4