+ Kết hợp với các định luật bảo toàn.. + Vận dụng linh hoạt kết hợp, liên hệ giữa các định luật bảo toàn.. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa 131,2 gam h
Trang 1Chủ đề 13: Bài toán oxit kim loại tác dụng H 2 SO 4 (đặc, nóng)
Định hướng tư duy giải
+ Bài toán này ta dùng phương pháp chia để trị hỗn hợp oxit thành kim loại và O + Kết hợp với các định luật bảo toàn
+ Vận dụng linh hoạt (kết hợp, liên hệ) giữa các định luật bảo toàn
Ví dụ 1: Đốt 24 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu bằng Oxi thu được m gam hỗn hợp
chất rắn Y Cho hỗn hợp Y vào dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư thu được 6,72 lít
SO2( đktc) và dung dịch có chứa 72 gam muối sunfat khan Giá trị của m là:
A 25,6 gam B 28,8 gam C 27,2 gam D 26,4 gam
Trích đề thi thử Chuyên KHTN – Hà Nội – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta có : 2
e SO
72 24
96
e
Fe,Cu : 24gam 6,72
í
î
Ví dụ 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp Al, CuO, Fe2O3 và Fe3O4 trong khí trơ, thu được hỗn hợp chất rắn X Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất không 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 16,2 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 hoàn toàn Giá trị của m là:
A 10,26 gam B 11,24 gam C 14,28 gam D 12,34 gam
Trích đề thi thử Chuyên Lê Hồng Phong – Nam Định – 2016
Định hướng tư duy giải
+ Cho NaOH vào X có = ¾¾¾® =
2
+ Sục CO2 vào Y
ì ï
= ¾¾¾¾® í
ï î 3
BTNT.Al
Al : 0,02(mol)
n 0,1 X Al O : 0,04(mol)
Fe,Cu + Lại có = ® 2- =
trong muËi
m(Fe,Cu) 16,2 0,11.96 5,64(gam)
+ Vậy ¾¾¾® =BTKL + + =
m 5,64 0,02.27 0,04.102 10,26(gam)
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Phần trăm về khối lượng của FexOy trong X là
A 79,34% B 73,77% C 26,23% D 13,11%
Trang 2Trích đề thi thử Nguyễn Trung Thiên – Hà Tĩnh – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta chia để trị X thành
BTKL
BTE
56a 64b 16c 2, 44
2, 44 Cu : b 3a 2b 2c 0,0225.2 b 0,01
O : c 200a 160b 6,6 c 0,025
-®%Fe Ox y =2,44 64.0,01=73,77%
2,44
Ví dụ 4: Hòa tan 52,8 gam hỗn hợp X gồm Cu, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 trong H2SO4
đặc/nóng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa 131,2 gam hỗn hợp muối sunfat và 3,36 lít khí SO2 (spkdn,đktc) Phần trăm khối lượng của O trong X là :
A 21,21% B 18,18% C 24,24% D 30,30%
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
Đặt
BTNT.H
BTKL 52,8 98a 131,2 0,15.64 18a a 1,1(mol)
2
BTNT.S
SO
BTKL TrongX
Fe Cu
BTKL Trong X
O
12,8
m 52,8 40 12,8(gam) %O 100% 24,24%
52,8
Ví dụ 5: Hòa tan m gam hỗn hợp X gồm Fe và các oxit của sắt bằng dung dịch
H2SO4 đặc, nóng dư đến phản ứng hoàn toàn thu được 30 gam muối khan và 0,56 lít SO2 (đktc) Giá trị của m là :
A 11,6 B 12,4 C 10,8 D 14,2
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
Bài toán khá đơn giản khi axit đã cho dư nên muối là Fe3+
Và
2 4 3
BTNT.Fe
Fe (SO )
Fe : 0,15(mol) 30
O : a 400
ì
î
Và ¾¾¾® =BTKL m 0,15.56 0,2.16 11,6(gam)+ =
Ví dụ 6: Để m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian tạo thành 37,6 hỗn hợp B
gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Cho toàn bộ hỗn hợp B tác dụng với dung dịch H2SO4
đặc nóng thu (dư) được 3,36 lít khí SO2 (đktc) Giá trị của m là:
Trang 3A 56 B 50,6 gam C 50,4 gam D 28 gam
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
Chia để trị ì ì¾¾¾®ï + =
®
¾¾¾® = + ï
BTKL BTE
Fe : a(mol) 56a 16b 37,6 37,6
O : b(mol) 3a 2b 0,15.2
® í
=
î
BTNT.Fe
a 0,5(mol) m 28(gam)
b 0,6(mol)
Bài tập rèn luyện
Câu 1: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeCO3 tỷ lệ mol tương ứng là 8 : 1 : 2, tan hết trong dung dịch H2SO4 (đặc/nóng) Sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa hai muối và 2,6544 lít hỗn hợp khí Z gồm CO2 và SO2 (đktc) Biết Y phản ứng được với tối đa 0,2m gam Cu Hấp thụ hoàn toàn Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư thì thu được m’ gam kết tủa Giá trị của m’ là:
A 11,82 B 12,18 C 18,12 D 13,82
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
3
Fe :8a(mol)
FeCO : 2a(mol)
ì
í
ï
î
3 4
2
BTE
SO
0,2.912a
64
"##$##%
Vậy 2
2
SO : 0,1185 0,02 0,0985(mol)
Z
CO : 0,02(mol)
ì
í
î
Ca(OH)
3
CaSO : 0,0985(mol) m' 13,82(gam)
CaCO : 0,02(mol)
ì
î
Câu 2: Cho một luồng O2 qua Fe nung nóng thu được m gam hỗn hợp rắn X Cho
X tan hết trong dung dịch H2SO4 (đặc/nóng) Sau phản ứng hoàn toàn thu được 0,2 mol SO2 và dung dịch Y Cho Ba(OH)2 dư vào Y thì thấy có 0,5 mol Ba(OH)2 phản ứng và thu được 157,02 gam kết tủa Giá trị của m là :
A 27,52 B 28,32 C 28,64 D 29,92
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta
Nếu có dư axit trong Y thì
Trang 440,52
Vây Y chỉ chứa muối
BTKL
OH
Vậy trong
!
BTE e OH
Fe : 0,42(mol)
O : a(mol)
í
î
Chú ý : Số mol e nhường chính là số mol điện tích âm trong dung dịch Y
Câu 3: Cho một hợp chất của sắt tác dụng với H2SO4 đặc nóng, tạo ra SO2 (sản phẩm khử duy nhất) Nếu tỉ lệ mol của H2SO4 đem dùng và SO2 tạo ra lần lượt là 4:1 thì công thức phân tử của X là:
A Fe3O4 B Fe C FeS D FeO
Trích đề thi thử Chuyên Thăng Long – 2016
Định hướng tư duy giải
+ Giả sử 2
2 4 3
2 4
Fe (SO )
H SO
ïî
Vậy chỉ có D là thỏa mãn vì :
+ Với Fe3O4 :
3 4
BTNT.Fe BTE
Fe O
+
+ Tương tự với Fe và FeS cũng vô lý
Câu 4: Cho 13,36 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được V1 lít SO2 và dung dịch Y Cho Y phản ứng với dung dịch NaOH
dư thu được kết tủa T, nung kết tủa này đến khối lượng không đổi thu được 15,2 gam rắn Q Nếu cũng cho lượng X như trên vào 400 ml dung dịch P chứa HNO3,
và H2SO4 thấy có V2 lít khí NO là sản phẩm khử duy nhất thoát ra, còn 0,64 gam kim loại chưa tan hết Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí đo ở đktc, Giá trị
V1, V2 là
A 2,576 và 0,896 B 2,576 và 0,224
C 2,576 và 0,672 D 2,912 và 0,224
Trích đề thi thử chuyên Lê Khiết – Quảng Ngãi – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta có : H SO 2 4
NaOH
î
2
BTE
a 0,1(mol) 0,1.2 0,03.1
=
Khi cho X qua hỗn hợp axit.Ta BTE cho cả quá trình :
Trang 5Câu 5: Hoà tan hết a(g) oxit MO (M có hoá trị 2 không đổi) bằng một lượng vừa
đủ dung dịch H2SO4 17,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 20% Cho khí CO
dư đi qua ống sứ đựng 12 gam oxit MO thu được m(g) chất rắn Giá trị của m là
A 9,6 gam B 12 gam C 5,4 gam D 7,2 gam
Định hướng tư duy giải
Giả sử số mol axit là 1 Ta có:
98
0,175
+ +
M 96
Câu 6: Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn
hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng thu được 6,72 lit khí SO2( đktc) Khối
lượng m gam là:
A 56g B 11,2g C 22,4g D 25,3g
Định hướng tư duy giải
Chia để trị : ì ì¾¾¾®ï + = ì =
BTKL BTE
Fe : a 56a 16b 75,2 a 1 75,2
O : b 3a 2b 0,3.2 b 1,2
¾¾¾¾BTNT.Fe® = =
m 1.56 56
Câu 7: Cho 1,44g hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó MO, có số mol bằng
nhau, tác dụng hết với H2SO4 đặc, đun nóng Thể tích khí SO2 (đktc) thu được là
0,224 lít Cho biết rằng hoá trị lớn nhất của M là II Kim loại M là:
A Cu B Fe C Al D Zn
Định hướng tư duy giải
Hóa trị của M lớn nhất là II → loại B và C
2
BTE
Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 16,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al và Fe trong dung dịch
H2SO4 đặc nóng thu được 0,55 mol SO2 Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn lượng kim loại trên thu được m gam oxit Giá trị của m là:
A 22,9 gam B 25,1 gam C 55,2 gam D 51,8 gam
Định hướng tư duy giải
2
trong oxit
n 0,55 n 0,55.2 n 0,55(mol)
BTKL m 16,3 0,55.16 25,1(gam)
Trang 6Câu 9: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 trong 50 ml dung dịch H2SO4 18M (đặc, dư, đun nóng), thu được V lít khí SO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y Cho 450 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu được 21,4 gam kết tủa Giá trị của V là
A 4,48 B 5,60 C 6,72 D 3,36
Định hướng tư duy giải
Nếu NaOH dư :
3
BTNT
Fe : 0,2 21,4
n 0,2 n 0,2 19,2
O : 0,5 107
ì
= = ¾¾¾® = í
î Vô lý
Vậy NaOH thiếu :
2 4
H SO
Fe : a 19,2 56a 16b 19,2 n 0,05.18 0,9
O : b
í î
2
2 4
3
SO SO
2
4
Na : 0,9
0,9 3a 0,6 0,3 3a 0,3 3a
Y Fe : a 0,2 n n 0,9
SO :
-+
+
-ì
- ¾¾¾® = = ¾¾¾® =
-í
ï
î
BTE 0,3 3a a 0,3
3a 2b 2 0,9 6a 2b 1,5 V 6,72
b 0,15 2
= ì +
æ ö
¾¾¾® = + ç - ÷® - = ®í ® =
=
Câu 10: Cho 23,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và FeO tác dụng với dung dịch H2SO4
đặc, đun nóng và khuấy đều Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa chất tan FeSO4 và 5,04 lít (đktc) khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất)
Số mol H2SO4 đã phản ứng là
A 0,4 B 0,375 C 0,675 D 0,6.
Định hướng tư duy giải
BTNT.S
Fe : a 56a 16b 23,4 a 0,375 0,45
Câu 11: Có hỗn hợp bột X gồm Al, Fe2O3, Fe3O4 (có cùng số mol) Đem nung 41,9 gam hỗn hợp X trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp Y Hòa tan
Y trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được V lít khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất ở đktc) Giá trị V là
A 5,60 lít B 4,48 lít C 8,96 lít D 11,20 lít
Định hướng tư duy giải
Ta bảo toàn electron cho cả quá trình nhé các bạn(cuối cùng Al và Fe sẽ được đẩy lên tới Al+3 và Fe+3 ).Có ngay :
2
BTE
Al : 0,1
41,9 Fe O : 0,1 0,1.3 0,1 2n V 4,48(l)
Fe O (FeO.Fe O ) : 0,1
ì
í
ï
Trang 7Cõu 12: Lấy 22,4 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 tỏc dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,55 mol H2SO4 đặc núng thu được khớ SO2 (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X Cụ cạn X, khối lượng muối thu được là:
A 60 gam B 40 gam C 84 gam D 72 gam
Định hướng tư duy giải
Vừa đủ nghĩa là chất rắn đó tan hết và muối núi chung là hỗn hợp muối Fe2+ và muối Fe3+.Ta sẽ đi tỡm khoảng của giỏ trị khối lượng muối
TH Chỉ cú muối Fe2+ :
2
FeSO : a
22,4
O : b SO : 0,55 a 2a 2b 2(0,55 a)
a 0,3545
m 53,88
b 0,159
=
ỡ
đớ =ợ đ =
TH chỉ cú muối Fe3+:
2
Fe (SO ) : 0,5a
22,4
O : b SO : 0,55 1,5a 2a 2b 2(0,55 1,5a)
a 0,325
m 65
b 0,2625
=
ỡ
đớ =ợ đ =
Nhỡn vào đỏp ỏn ta thấy chỉ cú A hợp lý
Cõu 12: Hũa tan m gam hỗn hợp X gồm Fe và cỏc oxit của sắt bằng dung dịch
H2SO4 đặc, núng dư đến phản ứng hoàn toàn thu được 80 gam muối khan và 2,24 lớt SO2 (đktc) Vậy số mol H2SO4 đó tham gia phản ứng là?
A 0,9mol B 0,7 mol C 0,5mol D 0,8 mol
Trớch đề thi thử Chuyờn KHTN – Hà Nội – 2016
Định hướng tư duy giải
Bài toỏn khỏ đơn giản khi axit đó cho dư nờn muối là Fe3+
Và 2 4 3
2
it SO
80
400 n 0,2.3 0,1 0,7(mol)
n 0,1
ớ
ợ
ax