Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 8,56 gam kết tủa.. Tính thể tích dung dịch KMnO4 1M cần dùng để phản ứng vừa đủ với V lít khí SO2 ở trên?. Nhúng thanh Fe nặng 50 gam vào Y,
Trang 1Chủ đề 14: Bài toán hỗn hợp chứa S và các muối của S tác dụng H 2 SO 4 (đặc, nóng)
Định hướng tư duy giải
+ Nếu hỗn hợp có muối của S ta chia hỗn hợp thành kim loại và S
+ Nếu dùng BTE ta xem lưu huỳnh nên S+6
+ Nếu đề bài yêu cầu tính toán số liệu liên quan tới H2SO4 các bạn nên BTNT.S + Chú ý: Vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn
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 của a là:
A 0,56 B 0,98 C 1,26 D 2,8
Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Ta có:
2
3 2
2
Cu CuS
Fe FeS
BTDT
SO
n 0,14
n 0,14(mol)
n 0,28(mol)
n 0,56(mol)
+ +
ï
=
î
ïî
2
BTE
SO
0,14.8 0,28.15
2
+
BTNT.S
0,14 0,14.2 a 0,56 2,66 a 2,8(mol)
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp FeS2, Fe, ZnS và S (đều có cùng số mol) trong H2SO4 đặc, nóng, dư thu được 0,8 mol một chất khí duy nhất là SO2 Giá trị của m là
A 23,33 B 15,25 C 61,00 D 18,30
Trích đề thi thử Chuyên ĐH Vinh – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta có : BTE
Fe : 2a
m Zn : a 2a.3 2a 4a.6 0,8.2 a 0,05
S: 4a
ì
í
ï
î
BTKL m 15, 25(gam)
¾¾¾® =
Ví dụ 3: Cho 8,32 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeS, FeS2, S tác dụng với dung dịch
H2SO4 đặc nóng dư thu được V lít khí SO2 (đo ở đktc) và dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 8,56 gam kết tủa Tính thể tích dung dịch KMnO4 1M cần dùng để phản ứng vừa đủ với V lít khí SO2 ở trên?
A 182 B 190 C 192 D 200
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Trang 2Định hướng tư duy giải
BTNT.Fe
Fe(OH) BTKL
8,32 8,32 56.0,08
32
ï
ï î
2
BTE
SO
0,08.3 0,12.6
2
+
+ Tiếp tục
4
BTE
KMnO
0,48.2
n 0,192(mol) V 192(ml)
5
Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,002 mol FeS2 và 0,003 mol FeS vào lượng dư dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được Fe2(SO4)3, SO2 và H2O Hấp thụ hết lượng SO2 trên bằng 1 lượng vừa đủ dung dịch KMnO4 thu được dung dịch X có
pH = 2 Thể tích của dung dịch X là:
A.2,00 lit B.1,50 lit C.1,14 lit D.2,28 lit
Định hướng tư duy giải
Chia hỗn hợp thành Fe
S
n 0,002 0,003 0,005(mol)
n 0,002.2 0,003 0,007(mol)
ì
î
2
BTE
SO
0,005.3 0,007.6
2
+
5SO +2KMnO +2H O®K SO +2MnSO +2H SO
H
n + 0,022 PH 2 H 0,01 V 2,28(lit)
+
é ù
Bài tập rèn luyện
Câu 1: Hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, CuS tan vừa hết trong dung dịch chứa 0,33 mol
H2SO4 đặc sinh ra 0,325 mol khí SO2 và dung dịch Y Nhúng thanh Fe nặng 50 gam vào Y, phản ứng xong thấy thanh Fe nặng 49,48 gam và thu được dung dịch
Z Cho Z phản ứng với HNO3 đặc, dư sinh ra khí NO2 duy nhất và còn lại dung dịch E (không chứa NH4+) Khối lượng muối dạng khan có trong E là m gam Giá
trị lớn nhất của m là :
Trích đề thi thử THPT Lương Thế Vinh – 2016
Định hướng tư duy giải
Bài toán này là một bài toán BTNT điển hình và rất hay
2
BTNT.Hidro BTNT.O trong muoi
n 0,33 n 0,33.4 0,325.2 0,33 0,34
2
trong muoi
4 SO
0,34
n 0,085 Z : FeSO : 0,085
4
Vì HNO3 đặc nóng dư nên khối lượng muối lớn nhất là muối Fe(NO3)3
Trang 3Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 0,1 mol mỗi chất Fe, FeS, và FeS2 trong dung dịch
H2SO4 đặc nóng thu được V lít (đktc) SO2 sản phẩm khử duy nhất Giá trị của V là
:
A 30,24 lít B 20,24 lít C 33,26 lít D 44,38 lít
Định hướng tư duy giải
Sử dụng phương pháp “Chia để trị”
Ta có:
BTE
Fe : 0,3
0,3.3 0,3.6 2n n 1,35
S : 0,3
ì
í
î
V 1,35.22,4 30,24
Câu 3: X là hỗn hợp gồm CuS, FeS, FeS2, S Người ta đốt cháy hoàn toàn 19,68 gam X bằng khí O2 dư Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí SO2 (đktc) và hỗn hợp rắn Y có khối lượng ít hơn khối lượng X là 2,08 gam Mặt khác, cho 19,68 gam X trên tác dụng với H2SO4 (đặc, nóng) dư thu được V lít khí SO2 Giá trị của V là:
Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Ta có:
2
BTNT.S trongX
n =0,2¾¾¾¾®n =0,2(mol)
BTKL trong Y
O
0,2.32 2,08
16
Khi cho X qua H2SO4
2
BTE SO
0,2.6 0,27.2
n 0,87(mol) V 19,488(l)
2
Câu 4: Cho m gam hỗn hợp X gồm S, CuS, FeS có cùng số mol tác dụng hoàn
toàn với lượng dư dung dịch H2SO4 (đặc, nóng) Sau phản ứng thu được 30,912 lít khí SO2 (đktc) Giá trị của m là:
A 30,24 B 25,92 C 32,85 D 24,28
Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Ta có:
S
BTE CuS
FeS
n a(mol)
m n a(mol) 6a 8a 9a 1,38.2 a 0,12(mol)
n a(mol)
=
ì
í
î
BTKL
m 0,12(32 96 88) 25,92(gam)
Câu 5: Cho m gam hỗn hợp X gồm S, CuS, FeS có cùng số mol tác dụng hoàn
toàn với lượng dư dung dịch H2SO4 (đặc, nóng) Sau phản ứng thu được 30,912 lít khí SO2 (đktc) Dung dich sau phản ứng có chứa m’ gam muối Giá trị của tổng m + m’ là:
A 50,24 B 65,92 C 69,12 D 64,28
Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong
Trang 4Định hướng tư duy giải
Ta có:
S
BTE CuS
FeS
n a(mol)
m n a(mol) 6a 8a 9a 1,38.2 a 0,12(mol)
n a(mol)
=
ì
í
î
BTKL
m 0,12(32 96 88) 25,92(gam)
4
CuSO
Fe (SO )
n 0,12
m ' 43,2(gam)
= ìï
= ïî
¾¾® +m m' 69,12(gam)=
Câu 6 Nung nóng hỗn hợp gồm 5,6 gam Fe với 4 gam bột S trong bình kín một
thời gian thu được hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, Fe và S dư Cho X tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư được V lít khí (đktc) Giá trị của V là ?
A 8,96 B 11,65 C 3,36 D 11,76
Trích đề thi thử THPT Chuyên Bến Tre – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta có:
2
SO S
n 0,1 0,1.3 0,125.6
=
í =
î
Câu 7: Hòa tan hết 14,88 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeS và FeS2 (biết trong
X lưu huỳnh chiếm 23,656% về khối lượng) trong dung dịch chứa 0,8 mol H2SO4
(đặc, đun nóng), thu được V lít khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất (đktc) và dung dịch Y Cho 0,48 lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y thu được 8,56 gam kết tủa Biết các phản ứng hoàn toàn Cho thêm nước (dư) vào Y rồi cho Fe vào thì khối lượng Fe phản ứng tối đa là:
A 11,2 B 13,44 C 11,76 D 14,56
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Fe : a
14,88 O : b 56a 16b 11,36
S : 0,11(mol)
ì
í
ï
î
Ta có:
3
H Fe(OH)
n 0, 48
n 0, 48 0,08.3 0,24(mol)
=
ïî
Ta sử dụng:
2
2H SO 2e SO SO 2H O
S 2H SO 3SO 2H O
ï
í
ïî
! ! O
0,8 0,12 3a 2b b 0,11.2 3a b 0,46
¾¾® - ="#$- + + ¾¾® - =
Trang 5BTE Fe
a 0,18 Fe : 0,18
b 0,08 H : 0,24
+ + ì
=
Fe
m 0,21.56 11,76(gam)
Câu 8: Hòa tan hết 10,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeS và FeS2 (biết trong X lưu huỳnh chiếm 26,667% về khối lượng) trong dung dịch chứa 0,6 mol H2SO4
(đặc, đun nóng), thu được V lít khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất (đktc) và dung dịch Y Cho 0,32 lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y thu được 6,42 gam kết tủa Biết các phản ứng hoàn toàn Giá trị của V là:
A 10,08 B 9,52 C 9,632 D 8,96
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Fe : a
10,8 O : b 56a 16b 7,92
S : 0,09(mol)
ì
í
ï
î
=
ïî 3
H Fe(OH)
n 0,3
n 0,32 0,06.3 0,14(mol)
n 0,06
Ta sử dụng:
2
2H SO 2e SO SO 2H O
S 2H SO 3SO 2H O
ï
í
ïî
!
¾¾® - ="#$- + + ¾¾® - =
O Fe 0,6 0,07 3a 2b b 0,09.2 3a b 0,35
2
SO
a 0,13 0,13.3 0,09.6 0,04.2
=
Câu 9 Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 trong 250,0 ml dung dịch H2SO4 3,6M (đặc, dư, đun nóng) thu được dung dịch Y và V lít khí SO2 (đktc và là sản phẩm khử duy nhất) Cho 450 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu được 21,4 gam kết tủa Giá trị của V là?
A 5,60 B 6,72 C 3,36 D 4,48
Trích đề thi thử THPT Chuyên Lam Sơn Thanh Hóa – 2016
Định hướng tư duy giải
Nếu NaOH dư: = = ¾¾¾® =
3
BTNT
21,4
í
î
Fe : 0,2
19,2
O : 0,5 Vô lý Vậy NaOH thiếu:
Trang 6Fe : a
19,2 56a 16b 19,2 n 0,05.18 0,9
O : b
-+
+
-ỡ
ù
ợ
2 BTDT 3
SO 2
4
Na : 0,9
0,9 3a 0,6 0,3 3a
Y Fe : a 0,2 n
SO :
+
-2
BTNT.S
SO
0,3 3a
n 0,9
2
= ỡ +
=
b 0,15
Cõu 10: Hũa tan hết 50 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3, FeS và FeS2 (biết trong X lưu huỳnh chiếm 19,2% về khối lượng) trong 105 ml dung dịch
H2SO4 20M (đặc, đun núng), thu được a mol khớ SO2 là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y Cho 0,947 lớt dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y thu được 16,05 gam kết tủa Biết cỏc phản ứng hoàn toàn Giỏ trị của a là:
A 1,28 B 1,26 C 1,32 D 1,34
Trớch đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Ta cú: trong X
S
Fe : a 0,192.50
n 0,3(mol) 50 O : b 56a 16b 40, 4
32
S : 0,3
ỡ ù
ù ợ Nếu NaOH dư:
ỡ
ợ
3
BTNT
Fe : 0,15(mol) 16,05
O : 2(mol)
→ NaOH thiếu và ta cú = =
H SO
n 0,105.20 2,1(mol)
-+
+
-ỡ
ù
ợ
2 BTDT 3
SO 2
4
Na : 0,947
0,947 3a 0,45 0,497 3a
Y Fe : a 0,15 n
SO :
-2
BTNT.S
SO
0,497 3a 0,497 3a
+
3a 0,3.6 2b 2 2,4 6a 2b 2,503
2
=
ỡ
ắắđớ =ợa 0,581 ắắđ =a 1,28
b 0,4915
Trang 7Câu 11: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, CuO, Zn, Mg (trong đó oxi chiếm 21,159% khối lượng hỗn hợp) tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được dung dịch Y và 2,688 lít SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) Nếu cô cạn dung dịch
Y thu được 76,88 gam hỗn hợp muối khan Nếu cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được m+3,72 gam kết tủa Phần trăm khối lượng Zn trong hỗn hợp X là:
A 16,37% B 13,78% C 12,27% D 18,02%
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Ta có: 2
SO
BTNT Trong X
O
n 0,12
0,21159.m
n 0,24 0,21159.m
8 n
16
-=
ì
í
= ïî
76,88 0,78841m 96(0,12 ) m 31,76
16
m¯ 31,76 3,72 35,48
¾¾® = + = và TrongX
O
n =0,42(mol) Khối lượng kết tủa tính cả Zn(OH)2 là:
BTKL
m¯ 31,76 0,42.16 0,54.2.17 43,4
¾¾¾® =!""#""$ !"#"- + $=
2
Zn(OH)
43,4 35,48
99
31,76
Câu 12: Hòa tan 13,28 gam hỗn hợp X gồm Cu, FeO và Fe3O4 trong H2SO4 đặc/nóng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa 32,48 gam hỗn hợp muối sunfat và 1,12 lít khí SO2 (spkdn,đktc) Số mol oxi có trong X là:
A 0,14 B 0,16 C 0,18 D 0,20
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng giải
Vì Y chỉ chứa muối nên ta đặt
BTNT.H
n = ¾¾¾¾a ®n = a
BTKL
13,28 98a 32,48 0,05.64 18a a 0,28(mol)
2
BTNT.S Trong muËi
SO
n - 0,28 0,05 0,23(mol)
BTKL
Fe Cu
m + 32,48 0,23.96 10,4(gam)
BTKL trong X
O
13,28 10,4
16
Câu 13: Hỗn hợp X gồm CuO, Fe2O3, FeS2 và CuS Người ta hòa tan hoàn tan
hoàn toàn m gam X trong dung dịch H2SO4 (đặc, nóng, dư) thu được khí SO2, dung dịch sau phản ứng chứa 215m/107 gam muối Mặt khác, hòa tan hoàn toàn m gam
Trang 8A trên vào dung dịch HNO3 (đặc, nóng, dư) thu được 11,2 lít hỗn hợp khí gồm NO2
và SO2 có tỷ khối so với H2 là 23,54 Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 19,58 gam hỗn hợp muối khan Biết trong X tổng khối lượng các kim loại lớn hơn
khối lượng oxi là 4,08 gam Phần trăm khối lượng của CuO trong X có giá trị gần
đúng nhất với:
A 9,0% B 12,0% C 15,0% D 18,0%
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Ta có: 2 3 HNO 3 2
CuO
NO : 0,47
Fe O
A
FeS : a SO : 0,03 SO : 2a b 0,03
CuS: b
-ì
-ï
ïî
3
BTE
HNO 3a 2b 0,03.4 (2a b 0,03).6 0,47 15a 8b 0,53 (1)
Gọi X
n = ¾¾c ®m + =16c 4,08+
2 4 3
Fe,Cu : (16c 4,08)gam
19,58 SO : 2a b 0,03
NO : 2c 3a 2b 4a 2b 0,06
-+ ì
ï
î
16c 4,08 96(2a b 0,03) 62(0,06 a 2c) 19,58
130a 96b 140c 14,66
(32c 4,08 32(2a b)) 16c 4,08 96(1,5a b c)
107
a 0,03 1648a 3392b 5104c 440,64 b 0,01
c 0,07
= ì ï
ï = î
Gọi
2 3
Fe O : y 64x 56.2y 5,2 56.0,03 64.0,01 y 0,02
î
0,01.80
32.0,07 4,08 0,07.32
Câu 14: Cho hỗn hợp H gồm FeS2, CuS, Fe3O4, CuO (biết mS : mO = 7 : 13) tác dụng hết với dung dịch HNO3 dư, thu được 34,84g hỗn hợp khí X gồm NO2 và NO (không còn sản phẩm khử khác); tỉ khối của X đối với He bằng 871/82 Mặt khác, cho H tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư, thì có 1,14 mol H2SO4 tham gia phản ứng, thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất của S+6) Số mol HNO3
tham gia phản ứng là
Trang 9A 2,28 mol B 2,00 mol C 3,04 mol D 1,92 mol
Định hướng tư duy giải
2
NO : a 30a 46b 34,84 a 0,18
î
2
BTNT.S
n 0,59(mol) n - 0,55 x
¾¾® = ¾¾¾® = + (x là số mol S có trong H)
n 1,14.4 (0,55 x).4 0,59.2 1,14 n 4x 0,04
x 0,14 16(4 x 0,04) 4x 0,04 13
2 4 3
Fe ,Cu n 1,38
n 2(0,55 0,14) 1,38 SO : 0,14
NO :1,1
+
-+
ï
ï î
3
HNO
n 1,1 0,18 0,64 1,92