Thêm dung dịch HCl dư vào dung dịch X được dung dịch Y... Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch Y, lọc tách kết tủa và nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 80 gam chất rắn
Trang 1[Plipped Classroom - P4]
BÀI TOÁN KIM LOẠI, OXIT, TÁC DỤNG VỚI AXIT HNO 3 , H 2 SO 4 ĐẶC
Câu 1 [104310]: Cho 1,82 gam hỗn hợp bột X gồm Cu và Ag (tỉ lệ số mol tương ứng 4 : 1) vào 30 ml
dung dịch gồm H2SO4 0,5M và HNO3 2M, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được a mol khí duy nhất NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) Trộn a mol NO trên với 0,1 mol O2 thu được hỗn hợp khí Y Cho toàn bộ Y tác dụng với H2O, thu được 150 ml dung dịch có pH = z Giá trị của z là
HD: phản ứng của kim loại với 4H+ + NO3– + 3e → NO + 2H2O và cả 2 thông số đã biết Yêu cầu bài toán
là tìm NO → phải tính NO theo bên nào Bên kim loại ?? bên H+
với NO3– thì cần tinh ý chút chỗ NO3 khá nhiều 2 so với 2 và 0,5 nên không cần xét cũng biết H+ thừa thải cho nó rồi → giải quyết!
1,82 ÷ (4 × 64 + 108) = 0,005 mol → Cu là 0,02 mol và Ag là 0,005 mol → ∑e kim loại = 0,045 mol
Bên pt bán ion thì ∑H+
= (0,5 × 2 + 2) × 0,03 = 0,09 → ∑e nhận = Ans ÷ 4 × 3 = 0,0675 mol > 0,045 mol
→ NO tính theo bên e kim loại và bằng 0,045 ÷ 3 × 1 = 0,015 mol Quá trình sinh HNO3 trong bài toán:
NO + ½.O → NO2 rồi 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3; 0,1 mol O2 là quá thừa cho 0,015 mol NO → 0,15 mol HNO3 (theo bảo toàn nguyên tố) → CM (HNO3) = 0,1 M ↔ z = pH = 1 Chọn A ♥
► đơn giản hơn: ta thấy số liệu quá thừa khi 1.NO + 1.O2 → NO3, chưa tính O của H2O làm giảm số O2
cần → thấy ngay là O2 dư so với NO rồi → bảo toàn N → từ NO có số mol HNO3 luôn
Câu 2 [104341]: Cho 7,2 gam FeO tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 thu được khí NO và dung dịch
X Thêm dung dịch HCl (dư) vào dung dịch X được dung dịch Y Dung dịch Y hoà tan tối đa bao nhiêu gam bột đồng (biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5)?
HD: ► Cách 1: 0,1 mol FeO → 0,1 mol Fe(NO3)3 Hòa tan tối đa Cu → sắt là sắt 2 trong dung dịch cuối cùng, do H+ dư nên NO3 sẽ chuyển hết về NO, muối chỉ là muối clorua, do đó có sơ đồ phản ứng hòa tan Cu:
3 3 0,1
2 2
mol
Fe NO
H
CuCl
• Ghép cụm có: NO = 0,3 mol → H2O = 0,6 mol → HCl = 1,2 mol
FeCl2 là 0,1 mol rồi → CuCl2 là 0,5 mol → mCu = 32 gam Chọn C ♣
► Cách 2: nếu gộp cả 2 quá trình theo sơ đồ: 3 2 2
2
Cl HNO
FeO
O
Fe
O l
Trong đó, số mol HNO3 là lượng cần để hòa tan FeO là 0,1 ÷ 3 + 0,1 × 3 = 1/3 mol
• Bảo toàn e → mol Cu = 1
/3 × 3 ÷ 2 = 0,5 mol (nhìn cả quá trình thì Fe không thay đổi) → m = 32 gam
Trang 2Câu 3 [104355]: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 và Cu vào dung dịch HNO3, thu được dung dịch Y, có 4,48 lít (đktc) hỗn hợp Z gồm NO và NO2 (có tỉ khối so với hiđro bằng 19) thoát ra và còn lại 6 gam kim loại không tan Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch Y, lọc tách kết tủa và nung trong không khí đến
khối lượng không đổi thu được 80 gam chất rắn Thành phần phần trăm về khối lượng của Cu trong hỗn hợp X là
HD: có 6 gam kim loại không tan → chứng tỏ Fe trong dung dịch là Fe(II) thôi, không thể có Fe(III) được
→ đủ điều kiện để lập một hệ số mol Fe, Cu Thực hiện:
→ %Cu trong X = Ans ÷ (Ans + 0,2 × 232) ≈ 40,51 % Chọn D ♠
Câu 4 [164722]: Hòa tan hết 29,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Cu theo tỉ lệ mol 1:2:3 bằng H2SO4 đặc nguội được dung dịch Y và 3,36 lít SO2 (đktc) Cô cạn dung dịch Y được khối lượng muối khan là
HD: ♦1: đừng mmuối = 29,6 + 0,15 × 96 = 44 gam Vì:
♦2 Fe không tác dụng với H2SO4 đặc nguội số mol Fe, Mg, Cu lần lượt là 0,1 mol; 0,2 mol và 03 mol
Nhưng cũng đừng vội vàng mmuối = 29,6 – 0,1 × 56 + 0,15 × 96 = 38,4 → sai!
Lí do e nhận là 0,3 mol → chỉ mới có 0,15 mol Mg phản ứng → vô cùng cẩn thận và không vội vàng!
Có nFe = 29,6 ÷ (56 + 24 × 2 + 64 × 3) = 0,1 mol → Mg là 0,2 mol và Cu là 0,3 mol
Số mol SO2 là 0,15 mol → muối khan chỉ có 0,15 mol MgSO4 ↔ mmuối = 18 gam Chọn C ♣
Câu 5 [104409]: Cho 29 gam hỗn hợp gồm Al, Cu và Ag tác dụng vừa đủ với 950 ml dung dịch HNO3
1,5M, thu được dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và N2O Tỉ khối của
X so với H2 là 16,4 Giá trị của m là
HD: Đọc đề cần “nhạy cảm” và để ý HNO3 vừa đủ, số mol HNO3 biết mà sp khử cũng xác định được
Thêm vào đó, spk không nói là duy nhất, có Al trong hỗn hợp → đặt ngay vấn đề NH4NO3 Thực hiện:
Giải hệ số mol NO và N2O được số mol tương ứng là 0,2 và 0,05 mol
Gọi số mol NH4NO3 x mol thì số mol HNO3 = 10x + 4nNO + 10nN2O = 1,3 + 10x = 1,425 → x = 0,125 mol
Theo đó, mmuối = 29 + (0,125 × 8 + 0,2 × 3 + 0,05 × 8) × 62 + 0,125 × 80 = 98,20 gam Chọn A ♥
► Note: trong lời giải ta đã sử dụng công thức:
thức cơ bản và giải nhanh bài toán HNO3 Cần chú ý thêm là chỉ đúng với bài toán “KIM LOẠI” + HNO3
Câu 6 [104593]: Hòa tan hoàn toàn 6,1 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy và Cu bằng dd H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu được 1,26 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 16,5 gam hỗn hợp muối sunfat Phần trăm khối lượng của Cu trong X là
Trang 3HD: ► Cách 1: muốn ít suy nghĩ → ta thử với các oxit sắt vào FeO rồi Fe3O4 rồi Fe2O3 Ví dụ:
Theo đó chọn B và dừng không cần thử tiếp nữa ! Nhưng hạn chế là bài toán thay đổi: “hỗn hợp bột X gồm các oxit sắt và Cu” chẳng hạn → không thử được nữa Khi đó, ta sẽ giải quyết theo cách sau:
► Cách 2: dù là một oxit sắt hay hỗn hợp thì xuất phát của X cũng chỉ là 3 nguyên tố Fe, Cu, O:
2 4 3
4 0,05625 mol
Fe
SO
C
3 ẩn Fe, Cu, O và đủ 3 giả thiết để ta lập một hệ phương trình:
Có
→ %Cu trong X = 0,025 × 64 ÷ 6,1 ≈ 26,23 % Chọn B ♦
Câu 7 [104601]: Đốt 24 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu trong không khí thu được m gam hỗn hợp chất rắn
Y gồm Fe, Cu, CuO, Fe3O4 Cho hỗn hợp Y vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 6,72 lít SO2 (đktc)
và dung dịch có chứa 72 gam muối sunfat Xác định m?
HD: Sơ đồ quá trình:
2
2 4 3
4 0,3 mol
Fe,
Fe
Cu
Cần quan sát, ghép nhóm cả quá trình để tìm ra hướng giải quyết Thực hiện:
Có SO42– = (72 – 24) ÷ 96 = 0,5 mol mà SO2 là 0,3 mol → H2SO4 là 0,8 mol → H2O là 0,8 mol
Trong đó, 0,6 mol H2O ghép cụm với 0,3 mol SO2 (để tạo SO4) rồi → còn 0,2 mol H2O do Otrong oxit sinh
ra
→ m = 24 + 0,2 × 16 = 27,2 gam Chọn C ♣
Câu 8 [93862]: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Cu và Mg vào 400 cm3 dung dịch HNO3 1M thì thu được dung dịch A và 2,24 lít hỗn hợp khí NO và NO2 (đktc) Cho từ từ dung dịch B gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)20,2M vào dung dịch A cho đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất (không thấy có khí thoát ra) Thể tích dung dịch B đã dùng là
HD: cm3 → ml; còn lít ↔ dm3 Bài này khá đặc biệt → cần nắm được quá trình, tập trung vào câu hỏi của người ra đề: thể tích dung dịch B → quan tâm đến NO3– trong dung dịch Cái này đáp ứng được mà không cần phải xác định rõ NO và NO2 là bao nhiêu thông qua bảo toàn N, số mol hh khí này bằng đúng số N trong khí
Trang 4• có ∑NO3 –
trong dd A = 0,4 – 0,1 = 0,3 mol → 0,1V + 0,2V × 2 = 0,3 → V = 0,6 lít hay 600 ml Chọn A
(để ý NO3 – vào dung dịch là để thay OH– → nên có sự tưng ứng điện tích giữa 2 khi on này → pt trên)
Câu 9 [104347]: Cho từ từ và khuấy đều dung dịch hỗn hợp HNO3 3,4M và H2SO4 1,1M vào 23,52 gam hỗn hợp gồm ba kim loại Mg, Fe, Cu đến khi kim loại vừa tan hết thì thấy dùng hết 200ml, thu được khí
NO (là sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch X, lọc kết tủa, rửa rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu rắn Y nặng 31,2 gam Khối lượng Fe trong hỗn hợp là
HD: Sơ đồ quá trình phản ứng:
o
2
1 NaOH 2+
2 t 2+
0,68 mol
gam
Mg Mg
Cu
M
CuO Cu
gO
► 3 giả thiết 3 ẩn Mg, Fe, Cu là đủ để ta lập một hệ phương trình và tìm ra số mol của từng chất Tuy
nhiên cần quan sát + tập trung vào câu hỏi của đề: 1 Giữa dung dịch X và 31,2 gam chất rắn thì điện tích của Fe thay đổi, còn 2 tên kia thì không, đều là +2 và đề cũng chỉ hỏi tên khác biệt đó là Fe → thực hiện:
• nO trong hh oxit cuối = (31,2 – 23,52) ÷ 16 = 0,48 mol ||→ tổng điện tích các kim loại là 0,96 mol
• thay → bằng dấu =; biến đổi nguyên tố: ∑H+
= 1,12 mol → H2O là 0,56 mol → NO là 0,28 mol
Theo đó, trong dung dịch có 0,22 mol SO42–
và 0,4 mol NO3– ||→ tổng điện tích là 0,84 mol
||→ so sánh điện tích 2 vế → số mol Fe là 0,96 – 0,84 = 0,12 mol → mFe = 6,72 gam Chọn A ♥
Câu 10 [104345]: Hòa tan hết 2,32 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đó tỉ lệ khối lượng FeO
và Fe2O3 là 9/20 ) trong 200 ml dung dịch HNO3 1M thu được dung dịch Y Dung dịch Y có thể hòa tan tối đa bao nhiêu gam Fe (biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5)?
HD: 9 ÷ 72 = 20 ÷ 160 → từ tỉ lệ khối lượng → tỉ lệ số mol FeO và Fe2O3 là 1 : 1
→ theo đó, quy đổi hỗn hợp X về 0,01 mol Fe3O4 Ghép quá trình, để ý để Fe hòa tan là tối đa thì HNO3 hết, sắt trong dung dịch phải là sắt (II) Theo đó ta có sơ đồ:
0,01 mol
3 0,2 mol
2
Fe
||→ H2O là 0,1 mol trong đó 0,04 mol là do Otrong oxit
sinh ra ||→ còn 0,06 mol là để ghép cụm với NO → NO là 0,03 mol → NO3 –
trong muối = 0,17 mol
||→ có 0,085 mol Fe mà đã sẵn 0,03 mol của oxit sắt rồi → còn 0,055 mol ↔ 3,08 gam Fe → Chọn A ♥