Chủ đề 14: Bài toán hỗn hợp chứa S muối S tác dụng H2SO4 (đặc, nóng) Định hướng tư giải + Nếu hỗn hợp có muối S ta chia hỗn hợp thành kim loại S + Nếu dùng BTE ta xem lưu huỳnh nên S+6 + Nếu đề u cầu tính tốn số liệu liên quan tới H2SO4 bạn nên BTNT.S + Chú ý: Vận dụng linh hoạt định luật bảo tồn Ví dụ 1: Hòa tan 47,04 gam hỗn hợp X gồm CuS, FeS2 tỷ lệ mol 1:2 vào dung dịch H2SO4 (đặc, nóng) dư Sau phản ứng thấy có a mol axit tham gia phản ứng Giá trị a là: A 0,56 B 0,98 C 1,26 D 2,8 Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìn = 0,14 ï Cu2+ ìïn CuS = 0,14(mol) ï Ta cú: X đ ớn Fe3+ = 0,28 ợùn FeS2 = 0,28(mol) ù BTDT ùợ ắắắđ n SO24- = 0,56(mol) 0,14.8 + 0,28.15 BTE ắắắ đ n SO2 = = 2,66(mol) BTNT.S ắắắắ đ 0,14 + 0,14.2 + a = 0,56 + 2,66 ® a = 2,8(mol) Ví dụ 2: Hòa tan hồn tồn m gam hỗn hợp FeS2, Fe, ZnS S (đều có số mol) H2SO4 đặc, nóng, dư thu 0,8 mol chất khí SO2 Giá trị m A 23,33 B 15,25 C 61,00 D 18,30 Trích đềthi thử Chuyên ĐH Vinh – 2016 Định hướng tư giải ìFe : 2a ï BTE Ta có : m Zn : a ắắắ đ 2a.3 + 2a + 4a.6 = 0,8.2 ® a = 0,05 ïS: 4a ợ BTKL ắắắ đ m = 15, 25(gam) Vớ dụ 3: Cho 8,32 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeS, FeS2, S tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu V lít khí SO2 (đo đktc) dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 8,56 gam kết tủa Tính thể tích dung dịch KMnO4 1M cần dùng để phản ứng vừa đủ với V lít khí SO2 trên? A 182 B 190 C 192 D 200 Trích đềthi thử Nguyễn Anh Phong – 2016 Định hướng t gii BTNT.Fe ỡFe ắắắắ đ n Fe(OH)3 = 0,08 ï + Chia để trị X 8,32 í 8,32 - 56.0,08 BTKL = 0,12(mol) ù ắắắđ S : 32 ợ 0,08.3 + 0,12.6 BTE ắắắ đ n SO2 = = 0, 48(mol) 0, 48.2 BTE + Tiếp tục ¾¾¾ ® n KMnO4 = = 0,192(mol) ® V = 192(ml) Ví dụ 4: Hòa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,002 mol FeS2 0,003 mol FeS vào lượng dư dung dịch H2SO4 đặc nóng thu Fe2(SO4)3, SO2 H2O Hấp thụ hết lượng SO2 lượng vừa đủ dung dịch KMnO4 thu dung dịch X có pH = Thể tích dung dịch X là: A.2,00 lit B.1,50 lit C.1,14 lit D.2,28 lit Định hướng tư giải ìn = 0,002 + 0,003 = 0,005(mol) Chia hỗn hợp thành í Fe ỵnS = 0,002.2 + 0,003 = 0,007(mol) 0,005.3 + 0,007.6 BTE ¾¾¾ ® n SO2 = = 0,0285(mol) 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2 O ® K 2SO4 + 2MnSO4 + 2H 2SO4 ® n H+ = 0,022 PH = ® éëH + ùû = 0,01 ® V = 2,28(lit) Bài tập rèn luyện Câu 1: Hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, CuS tan vừa hết dung dịch chứa 0,33 mol H2SO4 đặc sinh 0,325 mol khí SO2 dung dịch Y Nhúng Fe nặng 50 gam vào Y, phản ứng xong thấy Fe nặng 49,48 gam thu dung dịch Z Cho Z phản ứng với HNO3 đặc, dư sinh khí NO2 lại dung dịch E (khơng chứa NH4+) Khối lượng muối dạng khan có E m gam Giá trị lớn m : A 20,57 B 18,19 C 21,33 D 21,41 Trích đềthi thử THPT Lương Thế Vinh – 2016 Định hướng tư giải Bài toán toán BTNT in hỡnh v rt hay BTNT.Hidro ắắắắ ắ đ n H2O = 0,33 BTNT.O ắắắắ đ n Otrong muoi = 0,33.4 - 0,325.2 - 0,33 = 0,34 0,34 = 0,085 ® Z : FeSO : 0,085 Vì HNO3 đặc nóng dư nên khối lượng muối lớn muối Fe(NO3)3 muoi ® n SO = 24 Câu 2: Hòa tan hồn tồn 0,1 mol chất Fe, FeS, FeS2 dung dịch H2SO4 đặc nóng thu V lít (đktc) SO2 sản phẩm khử Giá trị V : A 30,24 lít B 20,24 lít C 33,26 lít D 44,38 lít Định hướng tư giải Sử dụng phương pháp “Chia để trị” ỡFe : 0,3 BTE Ta cú: ắắắ đ 0,3.3 + 0,3.6 = 2n SO2 ợS : 0,3 đ n SO2 = 1,35 ® V = 1,35.22,4 = 30,24 Câu 3: X hỗn hợp gồm CuS, FeS, FeS2, S Người ta đốt cháy hoàn toàn 19,68 gam X khí O2 dư Sau phản ứng thu 4,48 lít khí SO2 (đktc) hỗn hợp rắn Y có khối lượng khối lượng X 2,08 gam Mặt khác, cho 19,68 gam X tác dụng với H2SO4 (đặc, nóng) dư thu V lít khí SO2 Giá trị V là: A 19,488 B 18,816 C 18,368 D 21,056 Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong Định hướng tư gii BTNT.S Ta cú: nSO = 0,2 ắắắắ đ nStrongX = 0,2(mol) 0,2.32 - 2,08 = 0,27(mol) 16 0,2.6 + 0,27.2 BTE Khi cho X qua H2SO4 ¾¾¾ ® n SO2 = = 0,87(mol) ® V = 19,488(l) Câu 4: Cho m gam hỗn hợp X gồm S, CuS, FeS có số mol tác dụng hồn tồn với lượng dư dung dịch H2SO4 (đặc, nóng) Sau phản ứng thu 30,912 lít khí SO2 (đktc) Giá trị m là: A 30,24 B 25,92 C 32,85 D 24,28 Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìnS = a(mol) ï BTE Ta có: m ớn CuS = a(mol) ắắắ đ 6a + 8a + 9a = 1,38.2 ® a = 0,12(mol) ïn = a(mol) ợ FeS BTKL ắắắ đ n Otrong Y = BTKL ¾¾¾ ® m = 0,12(32 + 96 + 88) = 25,92(gam) Câu 5: Cho m gam hỗn hợp X gồm S, CuS, FeS có số mol tác dụng hồn tồn với lượng dư dung dịch H2SO4 (đặc, nóng) Sau phản ứng thu 30,912 lít khí SO2 (đktc) Dung dich sau phản ứng có chứa m’ gam muối Giá trị tổng m + m’ là: A 50,24 B 65,92 C 69,12 D 64,28 Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìnS = a(mol) ï BTE Ta cú: m ớn CuS = a(mol) ắắắ đ 6a + 8a + 9a = 1,38.2 ® a = 0,12(mol) ùn = a(mol) ợ FeS BTKL ắắắ đ m = 0,12(32 + 96 + 88) = 25,92(gam) ìïn CuSO4 = 0,12 BTNT.Fe,Cu BTKL ắắắắắ đớ ắắắ đ m ' = 43,2(gam) n = 0,06 ùợ Fe2 (SO4 )3 ắắ đ m + m' = 69,12(gam) Câu Nung nóng hỗn hợp gồm 5,6 gam Fe với gam bột S bình kín thời gian thu hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, Fe S dư Cho X tan hết dung dịch H2SO4 đặc nóng dư V lít khí (đktc) Giá trị V ? A 8,96 B 11,65 C 3,36 D 11,76 Trích đềthi thử THPTChuyên Bến Tre – 2016 Định hướng tư giải ìn Fe = 0,1 0,1.3 + 0,125.6 BTE ắắắ đ nSO2 = = 0,525 ắắ đ V = 11,76(lit) ỵnS = 0,125 Ta có: í Câu 7: Hòa tan hết 14,88 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeS FeS2 (biết X lưu huỳnh chiếm 23,656% khối lượng) dung dịch chứa 0,8 mol H2SO4 (đặc, đun nóng), thu V lít khí SO2 sản phẩm khử (đktc) dung dịch Y Cho 0,48 lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y thu 8,56 gam kết tủa Biết phản ứng hoàn toàn Cho thêm nước (dư) vào Y cho Fe vào khối lượng Fe phản ứng tối đa là: A 11,2 B 13,44 C 11,76 D 14,56 Trích đềthi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ì Fe : a ï BTKL Ta cú: 14,88 ớO : b ắắắ đ 56a + 16b = 11,36 ïS : 0,11(mol) ỵ ìïn NaOH = 0,48 Ta cú: ắắ đ n du = 0,48 - 0,08.3 = 0,24(mol) H+ ïỵn Fe(OH)3 = 0,08 ỡù2H2SO4 + 2e ắắ đ SO24- + SO2 + 2H2 O Ta sử dụng: í ® 3SO2 + 2H2 O ùợS + 2H2SO4 ắắ ắắ đ 0,8 - 0,12 = 3a - 2b + b! + 0,11.2 ® 3a - b = 0,46 "#$ ! ¾¾ Fe O S ìïFe3+ : 0,18 BTE ỡa = 0,18 ắắ đớ ắắ đYớ + ắắắ đ n Fe = 0,09 + 0,12 = 0,21 ùợH : 0,24 ợb = 0,08 ắắ đmFe = 0,21.56 = 11,76(gam) Câu 8: Hòa tan hết 10,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeS FeS2 (biết X lưu huỳnh chiếm 26,667% khối lượng) dung dịch chứa 0,6 mol H2SO4 (đặc, đun nóng), thu V lít khí SO2 sản phẩm khử (đktc) dung dịch Y Cho 0,32 lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y thu 6,42 gam kết tủa Biết phản ứng hoàn toàn Giá trị V là: A 10,08 B 9,52 C 9,632 D 8,96 Trích đềthi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìFe : a ï BTKL Ta cú: 10,8 ớO : b ắắắ đ 56a + 16b = 7,92 ïS : 0,09(mol) ỵ ìïn NaOH = 0,3 Ta cú: ắắ đ n du = 0,32 - 0,06.3 = 0,14(mol) H+ n = 0,06 ïỵ Fe(OH)3 ỡù2H2SO4 + 2e ắắ đ SO24- + SO2 + 2H2 O Ta sử dụng: í ® 3SO2 + 2H2 O ùợS + 2H2SO4 ắắ ắắ đ 0,6 - 0,07 = 3a - 2b + b! + 0,09.2 ắắ đ 3a - b = 0,35 "#$ Fe O ìa = 0,13 0,13.3 + 0,09.6 - 0,04.2 ắắ đớ ắắ đ n SO2 = = 0,425 ắắ đ V = 9,52 ỵb = 0,04 Câu Hòa tan hồn tồn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 250,0 ml dung dịch H2SO4 3,6M (đặc, dư, đun nóng) thu dung dịch Y V lít khí SO2 (đktc sản phẩm khử nhất) Cho 450 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu 21,4 gam kết tủa Giá trị V là? A 5,60 B 6,72 C 3,36 D 4,48 Trích đềthi thử THPTChuyên Lam Sơn Thanh Hóa – 2016 Định hướng tư giải 21,4 BTNT Nếu NaOH dư: n Fe(OH)3 = = 0,2 ắắắ đ n Fe = 0,2 107 ỡFe : 0,2 19,2 ắắ đ Vụ lý Vậy NaOH thiếu: ỵO : 0,5 ìFe : a ắắ đ19,2 ợO : b 56a + 16b = 19,2 n H2SO4 = 0,05.18 = 0,9 ìNa + : 0,9 ï 0,9 + 3a - 0,6 0,3 + 3a BTDT ắắ đ Y ớFe3+ : a - 0,2 ắắắ ® n SO2- = = 2 ïSO2 - : ợ BTNT.S ắắắđ n SO2 = 0,9 - 0,3 + 3a ìa = 0,3 0,3 + 3a ổ BTE ắắắ đ 3a = 2b + ç 0,9 ® 6a - 2b = 1,5 ® í đ V = 6,72 ữ ứ ố ợb = 0,15 Câu 10: Hòa tan hết 50 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3, FeS FeS2 (biết X lưu huỳnh chiếm 19,2% khối lượng) 105 ml dung dịch H2SO4 20M (đặc, đun nóng), thu a mol khí SO2 sản phẩm khử dung dịch Y Cho 0,947 lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y thu 16,05 gam kết tủa Biết phản ứng hoàn toàn Giá trị a là: A 1,28 B 1,26 C 1,32 D 1,34 Trích đềthi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìFe : a 0,192.50 ï X Ta cú: n S = = 0,3(mol) ắắ đ 50 ớO : b ắắ đ 56a + 16b = 40,4 32 ïS : 0,3 ỵ Nếu NaOH dư: n Fe(OH)3 = ìFe : 0,15(mol) Vơ lý 40,4 í ỵO : 2(mol) = 0,105.20 = 2,1(mol) 16,05 BTNT = 0,15 ¾¾¾ ® n Fe = 0,15 107 → NaOH thiếu ta có n H2SO4 ìNa + : 0,947 ï 0,947 + 3a - 0,45 0,497 + 3a BTDT ¾¾ ® Y íFe3+ : a - 0,15 ¾¾¾ ® n SO2- = = 2 ïSO2 - : ợ 0,497 + 3a 0,497 + 3a BTNT.S ắắắđ n SO2 = 2,1 + 0,3 = 2,4 2 0,497 + 3a ổ BTE ắắắ đ 3a + 0,3.6 = 2b + ỗ 2,4 đ 6a - 2b = 2,503 ữ ắắ ố ứ ỡa = 0,581 ắắ đớ ắắ đ a = 1,28 ợb = 0,4915 Câu 11: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, CuO, Zn, Mg (trong oxi chiếm 21,159% khối lượng hỗn hợp) tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu dung dịch Y 2,688 lít SO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) Nếu cô cạn dung dịch Y thu 76,88 gam hỗn hợp muối khan Nếu cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu m+3,72 gam kết tủa Phần trăm khối lượng Zn hỗn hợp X là: A 16,37% B 13,78% C 12,27% D 18,02% Trích đềthi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìn SO2 = 0,12 0,21159.m ï BTNT Ta có: í ® n - = 0,24 + 0,21159.m ¾¾¾ Trong X = ùn O 16 ợ 0,21159.m BTKL ắắắ đ 76,88 = 0,78841m + 96(0,12 + ) ắắ đ m = 31,76 16 ắắ đ m = 31,76 + 3,72 = 35,48 nOTrongX = 0,42(mol) Khối lượng kết tủa tính c Zn(OH)2 l: BTKL ắắắ đ m = 31,76 0,42.16 !""-#"" $ + 0,54.2.17 !"#" $ = 43,4 KL OH 43,4 - 35,48 0,08.65 = 0,08(mol) ắắ đ %Zn = = 16,37% 99 31,76 Câu 12: Hòa tan 13,28 gam hỗn hợp X gồm Cu, FeO Fe3O4 H2SO4 đặc/nóng Sau phản ứng xảy hồn tồn thu dung dịch Y chứa 32,48 gam hỗn hợp muối sunfat 1,12 lít khí SO2 (spkdn,đktc) Số mol oxi có X là: A 0,14 B 0,16 C 0,18 D 0,20 Trích đềthi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng giải BTNT.H Vì Y chứa mui nờn ta t n H2SO4 = a ắắắắ đ n H2O = a ắắ đ n Zn(OH)2 = BTKL ¾¾¾ ®13,28 + 98a = 32,48 + 0,05.64 + 18a ®a = 0,28(mol) BTNT.S Trong muËi ¾¾¾® nSO = 0,28 - 0,05 = 0,23(mol) 24 ắắắ đ mFe+Cu = 32,48 - 0,23.96 = 10,4(gam) 13, 28 - 10, BTKL ¾¾¾ ® n Otrong X = = 0,18(mol) 16 BTKL Câu 13: Hỗn hợp X gồm CuO, Fe2O3, FeS2 CuS Người ta hòa tan hồn tan hồn tồn m gam X dung dịch H2SO4 (đặc, nóng, dư) thu khí SO2, dung dịch sau phản ứng chứa 215m/107 gam muối Mặt khác, hòa tan hồn tồn m gam A vào dung dịch HNO3 (đặc, nóng, dư) thu 11,2 lít hỗn hợp khí gồm NO2 SO2 có tỷ khối so với H2 23,54 Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu 19,58 gam hỗn hợp muối khan Biết X tổng khối lượng kim loại lớn khối lượng oxi 4,08 gam Phần trăm khối lượng CuO X có giá trị gần với: A 9,0% B 12,0% C 15,0% D 18,0% Trích đềthi thử thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìCuO ïFe O ìï NO : 0, 47 ï HNO3 Ta có: A ắắắ đớ BTNT.S đ SO 42- : 2a + b - 0,03 ùợSO : 0,03 ắắắắ ùFeS2 : a ùợCuS : b BTE ắắắ đ3a + 2b + 0,03.4 + (2a + b - 0,03).6 = 0,47 ắắ đ15a + 8b = 0,53 (1) HNO Gi n OX = c ắắ đ mFe+Cu = 16c + 4,08 ỡFe,Cu : (16c + 4,08)gam ù ắắ đ19,58 íSO24- : 2a + b - 0,03 ï ỵ NO3 : 2c + 3a + 2b - 4a - 2b + 0,06 ắắ đ16c + 4,08 + 96(2a + b- 0,03) + 62(0,06 - a + 2c) = 19,58 ¾¾ ®130a + 96b + 140c = 14,66 215 H 2SO4 ¾¾¾® (32c+ 4,08 + 32(2a + b)) = 16c+ 4,08 + 96(1,5a + b + c) 107 ìa = 0,03 ù ắắ đ1648a + 3392b + 5104c = 440,64 ắắ ® íb = 0,01 ïc = 0,07 ỵ ìCuO : x ìx + 3y = 0,07 ìx = 0,01 ¾¾ đớ ắắ đớ ợ64x + 56.2y = 5,2 - 56.0,03 - 64.0,01 ỵy = 0,02 ỵFe2O3 : y Gọi í 0,01.80 = 9,346% 32.0,07 + 4,08 + 0,07.32 Câu 14: Cho hỗn hợp H gồm FeS2, CuS, Fe3O4, CuO (biết mS : mO = : 13) tác dụng hết với dung dịch HNO3 dư, thu 34,84g hỗn hợp khí X gồm NO2 NO (khơng sản phẩm khử khác); tỉ khối X He 871/82 Mặt khác, cho H tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư, có 1,14 mol H2SO4 tham gia phản ứng, thu khí SO2 (sản phẩm khử S+6) Số mol HNO3 tham gia phn ng l ắắ đ %CuO = A 2,28 mol B 2,00 mol Định hướng tư giải C 3,04 mol D 1,92 mol ì NO : a ì30a + 46b = 34,84 ỡa = 0,18 ắắ đớ ắắ đớ ắắ đ n e = 1,18 ợa + b = 0,82 ỵb = 0,64 ỵ NO2 : b Ta có: 34,84 BTNT.S ắắ đ n SO = 0,59(mol) ¾¾¾® n SO2- = 0,55 + x (x số mol S cú H) ắắắắ đn BTNT.O ¾¾ ® TrongH O + 1,14.4 = (0,55 + x).4 + 0,59.2 + 1,14 ắắ đn TrongH = 4x - 0,04 O 32x 2x = = ắắ đ x = 0,14 16(4 x - 0,04) 4x - 0,04 13 ỡFe3+ ,Cu 2+ ắắ đ n + = 1,38 ù 2ắắ đ n + = 2(0,55 + 0,14) = 1,38 ắắ đ ớSO : 0,14 ù ợ NO3 :1,1 ¾¾ ® n HNO3 = 1,1 + 0,18 + 0,64 = 1,92 ... bình kín thời gian thu hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, Fe S dư Cho X tan hết dung dịch H2SO4 đặc nóng dư V lít khí (đktc) Giá trị V ? A 8,96 B 11,65 C 3,36 D 11,76 Trích đề thi thử THPT Chuyên Bến Tre... 3,36 D 4,48 Trích đề thi thử THPT Chun Lam Sơn Thanh Hóa – 2016 Định hướng tư giải 21,4 BTNT Nếu NaOH d: n Fe(OH)3 = = 0,2 ắắắ đ n Fe = 0,2 107 ìFe : 0,2 19,2 í ¾¾ ® Vơ lý Vậy NaOH thi u: ỵO : 0,5... Khối lượng muối dạng khan có E m gam Giá trị lớn m : A 20,57 B 18,19 C 21,33 D 21,41 Trích đề thi thử THPT Lương Thế Vinh – 2016 Định hướng tư giải Bài toán tốn BTNT điển hình hay BTNT.Hidro ¾¾¾¾