BÀI tập TỔNG hợp 14 3 2011

BÀI TẬP TỔNG HỢP 1.Hòa tan muối cacbonat kim loại M lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ta thu dung dịch muối có nồng độ phần % 14,18% Xác định công thức muối cacbonat b Gọi x số mol M2(CO3)n M2(CO3)n + nH2SO4 �� � M2(SO4)n + nCO2 + nH2O x(mol) x(mol) Từ (1):nM2(SO4)n (1) nx(mol) =n M2(CO3)n = x (mol) n H2SO4  n CO2  nx(mol) Ta có : mM2(CO3)n (ct) =(2M + 60n)x (gam) mM2(SO4)n (ct) =(2M + 96n)x (gam) mH2SO4 (ct) H2SO4 (dd) = = 98nx (gam)  m 98nx.100  1000nx (gam) 9,8 m CO2 = 44nx (gam) Từ (1), áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, tacó: m =(2M + 60n)x + 1000nx - 44nx = (2M + 1016n)x (gam) M2(SO4)n (dd) Vậy: C%  (2M  96n )x.100 (2M 1016n )x  14,18  M = 28n n =  M = 28 (loại) n =  M = 56 (Fe) n =  M = 84 (loại) Vậy M : Fe, muối : FeCO3 2- Khối lượng riêng hỗn hợp X gồm khí: H 2, C2H4, C3H6 điều kiện tiêu chuẩn DX (g/l) Cho X qua Ni nung nóng, thu hỗn hợp khí Y a-Tìm khoảng xác định D X để Y khơng có phản ứng cộng với nước brom, biết phản ứng xảy hoàn toàn b-Cho DX = 0,741 g/l Tính thành phần trăm theo thể tích khí X a Gọi x, y, z số mol khí H2, C2H4, C3H6 đktc, theo cho có: x  28 y  42 z  22, DX x yz Để Y không làm màu nước brom: x  y + z 30 y  44 z  44,8 DX * Khi x = y + z ta có: yz 30( y  z ) 44( y  z )  44,8DX  Hay 0,6696 < DX < 0,9821 yz yz *Khi x > y + z giá trị DX nhỏ  DX < 0,6696 b Khi DX = 0,741 nằm khoảng 0,6696 < DX < 0,9821 Vậy x = y + z 30 y  44 z  44,8.0,741 33,197 yz Giả sử lấy x + y + z = Giải x = 0,5; y = 0,386; z = 0,114 %VH = 50%; %VC H 38,6% ; %VC3 H  11, 4% 3.Một hỗn hợp X gồm H2 N2 có tỷ khối so với H2 4,25 Đem V lít X thực phản ứng tổng hợp NH3, sau thời gian hỗn hợp Y có tỷ khối so với H2 34 Hãy xác định hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 MX = 4,25.2 = 8,5 N2(28) 6,5 8,5 H2(2) 19,5 Giả sử số mol N2 số mol H2 N2 + 3H2 2NH3 Ban đầu: Phản ứng: a 3a 2a Sau phản ứng: (1-a) (3-3a) 2a nH   nN mol mol mol 28(1  a)  2(3  3a)  17.2a 34.2  → a = 0,25→ H = 25%  2a Câu (2 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 12 gam chất hữu A thu hỗn hợp khí gồm CO 2, H2O Dẫn tồn sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH) dư thấy có 40 gam kết tủa trắng khối lượng dung dịch giảm 15,2 gam so với khối lượng dung dịch Ca(OH) ban đầu Biết gam A thể tích thể tích 1,6 gam oxi điều kiện nhiệt độ áp suất Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo A, biết A phản ứng với CaCO3 Cho 12 gam A tác dụng với 20 ml rượu etylic 92 có axit H2SO4 đặc làm xúc tác, đun nóng thu chất hữu E Tính khối lượng E, biết hiệu suất phản ứng 80% khối lượng riêng rượu etylic nguyên chất 0,8 g/ml MY = n O2 1,6  0,05mol Theo khí điều kiện nhiệt độ, áp suất nên tỷ lệ thể tích tỷ lệ số 32 mol chúng Vậy số mol A gam A số mol oxi n A nO2 0,05mol => MA = 60 g 0,05 12 0,2mol Số mol 12 gam A đem đốt cháy 60 40 nCaCO3  0,4mol 100 Theo bài, khí CO2 nước hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH) dư, khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 15,2 gam so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 đem dùng Vậy: mCaCO3  ( mCO2  mH 2O ) 15,2 gam 7, mH 2O = 40- (0,4x44 + 15,2) = 7,2 gam => nH 2O  0,4mol 18 6,4 0,4mol mO (trong 12 gam A)= 12 - 0,4(12 + 2) = 6,4 gam => nO  16 Vậy A hợp chất hữu chứa C, H, O nC : nH : nO = 0,4 : (0,4.2) : 0,4 = 1:2:1 => Công thức ĐGN CH2O Công thức phân tử A (CH2O)n Ta có 30n = 60 => n= Vậy công thức phân tử A C2H4O2 Theo A phản ứng với CaCO3 Vậy A axit, CTCT: CH3COOH CaCO3 + 2CH3COOH  (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O 20.0,92.0,8 nC2H5OH  0,32mol 46 H2SO4 đặc, t0 PTHH: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O (1) TheoPTHH 1 Theo 0,2 0,32 => Hiệu suất phải tính theo axit, theo H = 80 % Theo (1) ta có nCH3COOC2H5 = 0,2x0,8 = 0,16 mol Vậy: mCH3COOC2H5 ( E ) = 0,16 x 88 = 14,08 gam 2) Hoà tan hết 22,4 gam CaO vào nước (dư) thu dung dịch A a) Nếu cho khí cacbonic sục hết vào dung dịch A thu 5,0 gam kết tủa Tính thể tích khí cacbonic (ở đktc) tham gia phản ứng b) Nếu hoà tan hoàn toàn 56,2 gam hỗn hợp MgCO BaCO3 (có thành phần thay đổi có a% MgCO3) dung dịch HCl, tất khí hấp thụ hết vào dung dịch A thu kết tủa B Tính giá trị a để lượng kết tủa B nhỏ a) CaO + H2O → Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O CaCO3 + H2O + CO2 →Ca(HCO3)2 Số mol CaO = số mol Ca(OH)2 = 22,4/56 = 0,4 mol Số mol CaCO3 = 5/100 = 0,05 mol Trường hợp 1: nCO2 = nCaCO3 = 0,05 mol; VCO2 = 0,05.22,4 = 1,12 lít Trường hợp 2: CO2 dư kết tủa sau kết tủa tan số mol CO2 = số mol Ca(OH)2 = 0,4 mol Sau lượng kết tủa tan 0,4 - 0,05 = 0,35 mol Vậy tổng số mol CO2 là: 0,4 + 0,35 = 0,75 mol VCO2 = 0,75.22,4 = 16,8 lít b) MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 + H2O BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O Lượng CO2 lớn a = 100.Số mol CO2 = 56,2/84 = 0,669 mol Lượng CO2 nhỏ a = Số mol CO2 = 56,2/197= 0,285 mol Số mol CO2 : 0,285< nCO2 < 0,66 Nếu nCO2 0,28< nCa(OH)2; Tức khơng có phản ứng nCaCO3 = nCO2 = 0,28 mol Nếu nCO2 = 0,66 > nCa(OH)2 Nên lượng kết tủa CaCO3 = 0,4-(0,66 - 0,4) = 0,14 mol Vậy a = 100% lượng kết tủa bé 2) Cho 13,9 gam hỗn hợp gồm Al Fe (biết số mol sắt gấp hai lần số mol nhôm) vào 200 ml dung dịch A chứa Cu(NO3)2 AgNO3 Sau phản ứng hoàn toàn thu 37,2 gam chất rắn B gồm ba kim loại Cho toàn chất rắn B vào dung dịch axit HCl (dư) thu 1,12 lít khí (ở đktc) Tính nồng độ mol muối dung dịch A Trong hh KL ban đầu: gọi mol Al = a mol, mol Fe = 2a mol Ta có: 27a + 56.2a = 13,9 suy a = 0,1 = mol Al; mol Fe = 0,2 mol Sau p/ư Fe dư p/ư với HCl: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) Theo PTHH (1) mol Fe = mol H2 = 1,12/22,4 = 0,05 → hỗn hợp KL ban đầu có 0,2 - 0,05 = 0,15 mol Fe p/ư Gọi x, y số mol Cu, Ag tạo thành Al - 3e → Al3+ (2) 0,1 0,3 Fe 2e → Fe2+ (3) 0,15 0,3 Cu2+ + 2e → Cu (4) x 2x x Ag+ + e → Ag (5) y y y Từ (2), (3), (4), (5) ta có: 2x + y = 0,3 + 0,3 = 0,6 (6) 64x + 108y = 37,2 - 0,05.56 = 34,4 (7) Giải hệ pt (6), (7) ta x = 0,2; y = 0,2 → CM Cu(NO3)2 = CM AgNO3 = 0,2/0,2 = 1M 1) Bằng phương pháp hoá học, tách khí metan tinh khiết từ hỗn hợp gồm khí sunfurơ, khí cacbonic, metan, axetilen, etilen nước Cho hỗn hợp X qua dung dịch nước vôi dư CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O Tiếp tục cho khí lại qua nước Br2 dư loại khí C2H4, C2H2 C2H4 + Br2 → C2H4Br2 C2H2 + Br2 → C2H2Br4 Hốn hợp khí CH4 nước cho qua bình P2O5 dư ( H2SO4 đặc) thu CH4 tinh khiết Câu (3,0 điểm) Thực phản ứng este hóa axit C xHyCOOH rượu CnH2n+1OH Sau phản ứng tách lấy hỗn hợp X gồm este, axit rượu Đốt cháy hồn tồn 13,2 gam hỗn hợp X thu 12,768 lít khí CO (đktc) 8,28 gam H2O Nếu cũng cho hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 150 ml dung dịch NaOH 1M thu 3,84 gam rượu b gam muối khan Hóa hồn tồn lượng rượu thu thể tích thể tích 3,36 gam N2 (đo điều kiện t0, p) 1.Tính b hiệu suất phản ứng este hóa Xác định CTPT rượu axit Tính %m chất X Câu (3,0 điểm) Các phương trình phản ứng xảy ra: H 2SO dac � CxHyCOO CnH2n+1 + H2O (1) CxHyCOOH + CnH2n+1OH ���� 1700 C Hỗn hợp X tác dụng với nNaOH = 0,15.1 = 0,15 (mol), có axit este phản ứng CxHyCOOHdư + NaOH �� (2) � CxHyCOONa + H2O CxHyCOO CnH2n+1 + NaOH �� (3) � CxHyCOONa + CnH2n+1OH Theo phản ứng (1), (2), (3) sau trình biến đổi toàn axit ban đầu biến thành muối toàn rượu ban đầu biến thành rượu sau phản ứng với naxit = nmuối, nrượu bd = nrượu sau pứ Khi hóa 3,84 gam rượu thu thể tích thể tích 3,36 gam N điều kiện nên 3,36  0,12(mol) ta có số mol chúng Vậy nrượu = n N  28 3,84  32 Khối lượng mol rượu là: nrượu =  14n+18 = 32 n=1 CH3OH 0,12 Theo phản ứng (1), (2), (3) nNaOH = naxit bđ = nmuối = 0,15 (mol) Gọi số mol este tạo thành phản ứng (1) a (mol) Thì theo phản ứng (3) số mol NaOH, C xHyCOONa, CnH2n+1OH a (mol) Số mol rượu dư sau phản ứng (1) 0,12-a (mol) Ở phản ứng (2) số mol NaOH 0,15-a (mol) nên phản ứng (2) có số mol NaOH, CxHyCOOH, CxHyCOONa 0,15-a (mol) Vậy 13,2 gam hỗn hợp X có chứa 0,12-a (mol) CH 3OH dư, 0,15-a (mol) CxHyCOOH dư, a mol CxHyCOO CH3 12, 768 8, 28  0,57 (mol) , n H2O   0, 46 (mol) Khi đốt cháy 13,2 gam X cho n CO2  22, 18 mX = 32.(0,12-a) + (0,15-a).(12x+y+45) +a.(12x+y+59) = 13,2 (gam)  3,84 - 32a +1,8x +0,15y + 6,75 -12ax - ay - 45a + 12ax + ay + 59a = 13,2  1,8x +0,15y -18a = 2,61 (I) Áp dụng định luật bảo tồn ngun tố đốt cháy x tồn C tạo CO2, H tạo H2O nên có n CO2  n C  1.(0,12  a)  (x  1).(0,15  a)  (x  2).a  0,57 (mol) 0,12 -a + 0,15x - ax + 0,15 - a + ax + 2a = 0,57 0,15x = 0,3  x = y 1 y3 n H2O  n H  2.(0,12  a)  (0,15  a)  a  0, 46 (mol) 2  0,24 - 2a + 0,075y + 0,075 - 0,5ay - 0,5a + 0,5ay + 1,5a = 0,46  0,075 y -a = 0,145 (II) 0,15y  18a  0,99 � �y  Thay x = vào (I) ta có hệ phương trình �  � 0, 075y  a  0,145 a  0, 08 � � Vậy CTPT axit : C2H3COOH, CTCT là: CH2 = CH - COOH Trong 13,2 gam hỗn hợp X có chứa 0,04 mol CH3OH, 0,07 mol C2H3COOH 0,08 mol C2H3COO CH3 H 2SO dac � C2H3COOCH3 + H2O Phản ứng este hóa là: C2H3COOH + CH3OH ���� 1700 C (mol ban đầu) 0,15 0,12 0 (mol phản ứng) 0,08 0,08 0 (mol sau phản ứng) 0,07 0,04 0,08 0,08 Nếu hiệu suất phản ứng 100% CH3OH hết nên ta tính hiệu suất theo chất 0, 08 100%  66, 67% 1.Hiệu suất phản ứng este hóa là: H% = 0,12 Số mol muối C2H3COONa số mol C2H3COOH ban đầu nên 0,15 (mol) b = m C2 H3COONa  0,15.94  14,1 (gam) 2.Công thức phân tử rượu CH3OH, axit C2H3OH 1, 28 100%  9, 697% Trong X chứa: m CH3OH  0, 04.32  1, 28 (gam)  %m CH3OH  13, 5, 04 m C2 H3COOH  0, 07.72  5, 04 (gam)  m C2 H3 COOH  100%  38,182% 13, Và %m C2 H3COOCH3  100%-(9,697%+38,182%)=52,121%   Câu (3,0 điểm) Cho 3,28 gam hỗn hợp A gồm Fe Mg vào 400 ml dung dịch CuSO Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 4,24 gam chất rắn B dung dịch C Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch C, lọc lấy kết tủa nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi 2,40 gam chất rắn D 1.Tính nồng độ mol/lit dung dịch CuSO4 2.Tính thành phần phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp A 3 Tính thể tích khí SO2 (đktc) hòa tan hồn tồn chất rắn B H2SO4 đặc nóng dư Câu (3,0 điểm) Khi cho A vào dung dịch CuSO4 có phương trình phản ứng xảy là: Mg + CuSO4 �� Fe + CuSO4 �� � MgSO4 + Cu � (1) � FeSO4 + Cu � (2) Chất rắn B gồm Cu, Fe dư, Mg dư Dung dịch C gồm: FeSO4, MgSO4, có CuSO4 dư Thêm NaOH vào dung dịch C có phản ứng: 2NaOH+FeSO4 �� � Fe(OH)2 �+ Na2SO4 (3) 2NaOH+CuSO4 �� � Cu(OH)2 �+ Na2SO4 (4) 2NaOH+MgSO4 �� � Mg(OH)2 �+ Na2SO4 (5) t0 Nung kết tủa ngồi khơng khí có phản ứng: Fe(OH)2 + O2 �� � Fe2O3 + H2O (6) t0 t0 Cu(OH)2 �� (7) Mg(OH)2 �� (8) � CuO + H2O � MgO + H2O Trường hợp 1: Kim loại hết, CuSO4 dư Gọi số mol Fe, Mg x, y (mol) ta có: 56x + 24 y = 3,28 (gam) Chất rắn B có Cu: 64.(x + y) = 4,28 (gam) Giải hệ phương trình x = 0,0524 (mol) y = 0,0145 (mol) Khối lượng hỗn hợp oxit thu sau phản ứng (6), (7), (8) là: 0, 0145 m hh  mCuO  mMgO  mFe2O3  mCuO  40.0, 0524  160  mCuO  3, 256 gam  2, gam (loại) Trường hợp 2: Kim loại dư, CuSO4 hết.(không xảy các phản ứng (4), (7)) Gọi số mol MgSO4 FeSO4 tạo thành từ phản ứng (1), (2) a, b (mol) Theo phản ứng (3), (5), (6), (8) khối lượng chất rắn D thu là: mD = m MgO  m Fe2O3 = 40a + 80b = 2,4 (gam) Theo phương trình phản ứng (1), (2) khối lượng kim loại tăng lên là: (64a-24a) + (64b-56b) = 40a + 8b = 4,24 - 3,28 = 0,96 (gam) Giải hệ phương trình ta a = b = 0,02 (mol) 1.Theo phản ứng (1) (2) ta có tổng số mol CuSO4 là: n CuSO4 = 0,02 + 0,02 = 0,04 (mol) 0, 04  0,1(M) Vậy C MCuSO4  0, Theo phản ứng (1) (2) ta có tổng số mol Cu tạo là: 0,02 + 0,02 = 0,04 (mol) Vậy mCu = 0,04.64 = 2,56 (gam) khối lượng kim loại dư là: 4,24 - 2,56 = 1,68 (gam) kim loại dư phải Fe dư phản ứng (2) xảy sau mà thực tế xảy có 0,02 mol Fe tham gia phản ứng Vậy khối lượng kim loại phản ứng 3,28 - 1,68 = 1,6 (gam) 2,8 100%  85,37% Khối lượng Fe ban đầu là: 1,68 + 0,02.56 = 2,8 (gam)  %m Fe  3, 28 %mMg = 100% - 85,37% = 14,63% Chất rắn B tạo có 0,03 mol Fe 0,04 mol Cu Các phản ứng xảy Fe + H2SO4 đ/n �� (9) � Fe2(SO4)3 + SO2 �+ H2O (mol) 0,03 0,045 Cu + H2SO4 đ/n �� (10) � CuSO4 + SO2 �+ H2O (mol) 0,04 0,04 Thể tích SO2 (đktc) thu là: (0,045 + 0,04).22,4 = 1,904 (lít) Câu (3,0 điểm) X hợp chất hữu Trong X tỷ lệ khối lượng O so với nguyên tố lại 4:7 Đốt cháy hoàn toàn X thu CO nước với tỷ lệ số mol 1:1 Tổng số mol chất tham gia phản ứng cháy tỷ lệ với tổng số mol sản phẩm 3:4 1.Xác định công thức phân tử hợp chất hữu X 2.Xác định công thức cấu tạo có ứng với cơng thức phân tử vừa tìm được, biết X đơn chức Câu (3,0 điểm) 1.Vì đốt cháy hồn tồn chất hữu X thu CO 2, H2O theo tỷ lệ mol : nên X chứa C, H, O với số nguyên tử H gấp đôi số nguyên tử C Đặt CTPT X là: CxH2xOy khơng n, m, V bất kỳ chất cụ thể nên để đơn giản mà khơng tính tổng qt tập ta coi nX = (mol) ta có phản ứng cháy 3x  2y t0 CxH2xOy + ( ) O2 �� (1) � x CO2 + x H2O 3x  2y (mol) x x 3x  2y Theo ta có tỷ lệ (1+ ) : 2x = :  6x = + 6x + 2y  y=2 Trong X lại có: mO : (mC + mH) = 32 : 14 x = :  x=4 Vậy CTPT X C4H8O2 2.X có CTPT C4H8O2 mà lại đơn chức nên axit este có CTCT là: CH3-CH2-CH2-COOH; (CH3)2CH-COOH; H-COO- CH2-CH2-CH3; H-COO- CH(CH3)2; CH3-COO-CH2-CH3; CH3-CH2-COO-CH3 Câu 3: (3,5 đ) 1)Đốt cháy hoàn toàn 5,8g chất hữu A thu 2,65g Na2CO3; 2,25g H2Ovà 12,1g CO2 Xác định công thức phân tử A, biết phân tử A chứa nguyên tử oxi  ... (gam)  %m CH3OH  13, 5, 04 m C2 H3COOH  0, 07.72  5, 04 (gam)  m C2 H3 COOH  100%  38 ,182% 13, Và %m C2 H3COOCH3  100%-(9,697% +38 ,182%)=52,121%   Câu (3, 0 điểm) Cho 3, 28 gam hỗn hợp A gồm... Khi hóa 3, 84 gam rượu thu thể tích thể tích 3, 36 gam N điều kiện nên 3, 36  0,12(mol) ta có số mol chúng Vậy nrượu = n N  28 3, 84  32 Khối lượng mol rượu là: nrượu =  14n+18 = 32 n=1 CH3OH 0,12... a  0 ,145 a  0, 08 � � Vậy CTPT axit : C2H3COOH, CTCT là: CH2 = CH - COOH Trong 13, 2 gam hỗn hợp X có chứa 0,04 mol CH3OH, 0,07 mol C2H3COOH 0,08 mol C2H3COO CH3 H 2SO dac � C2H3COOCH3 + H2O