Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 30 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
30
Dung lượng
561,85 KB
Nội dung
CHƯƠNG III: GIỮ NGUYÊN HOẶC TĂNG SỐ LƯỢNG CHẤT Bài QUY ĐỔI TÁC NHÂN OXI HÓA – KHỬ A TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TÁC NHÂN OXI HÓA – KHỬ I Nội dung phương pháp quy đổi tác nhân oxi hóa – khử Đối với tốn xảy nhiều q trình oxi hóa – khử với tác nhân oxi hóa khử khác nhau, ta nên quy đổi vai trị oxi hóa (hoặc khử) chất tác nhân oxi hóa (hoặc khử) khác Thông qua cách quy đổi giúp giảm bớt số ẩn, rút ngắn thời gian giải toán Chú ý: - Số mol electron trao đổi (nhường, nhận) không thay đổi trước sau quy đổi - Việc xác định sản phẩm sau thay tác nhân (oxi hóa khử) phải vào sản phẩm cuối tác nhân ban đầu - Quá trình quy đổi thay đổi chất tác nhân oxi hóa (hoặc khử) mà khơng ảnh hưởng đến tác nhân khác nên tuân theo định luật bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố - Nhằm tiết kiệm thời gian trình làm ta nên sử dụng phương pháp quy đổi kết hợp với định luật bảo toàn electron, bảo toàn ngun tố, bảo tồn khối lượng,… Ví dụ: Xét q trình oxi hóa Fe Nhận thấy việc thay H+ [O] không làm thay đổi chất tốn ta quy sản phẩm q trình (3) mức oxi hóa với q trình (2) Căn vào giả thiết toán n = 2 3 sản phẩm trình (3) Fe , ngược lại n = sản phẩm trình (3) Fe II Phạm vi áp dụng Quy đổi tác nhân oxi hóa - Trong tốn kim loại tác dụng với H2O, với dung dịch axit dạng toán kết hợp liên quan - Trong toán oxi hóa kim loại O2 (hoặc Cl2) sau thời gian, lấy rắn thu cho phản ứng với H2O (đối với kim loại kiềm, kiềm thổ oxit tương ứng) axit (HCl, HNO3, H2SO4,…) thu sản phẩm khử H2, N2, NxOy, SO2,… Quy đổi tác nhân khử - Trong toán khử oxit kim loại khí than ướt, NH3 B CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI I Quy đổi tác nhân oxi hóa Phương pháp giải Thay vai trò H+ (hoặc H2O) O (hoặc Cl), ta được: 2nOhoặcCl QT(3) netraổicủaspkhử 2nH 5t 2z nN O t z BT.electron Chú ý: Việc quy đổi tác nhân oxi hóa thành Cl O, phụ thuộc vào kiện đề cho, để hiểu rõ tìm hiểu ví dụ phần sau Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hịa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy Cu dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) Sau phản ứng, thu 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat trung hòa Phần trăm khối lượng Cu X A 39,34% B 65,57% C 26,23% D 13,11% (Chỉnh lí từ đề thi đại học mơn hóa khối B, năm 2010) Giải 6 Quy đổi H2SO4 thành O Vì chất khử khơng thay đổi trước sau quy đổi nên số mol electron S nhận O nhận phải nhau, đó: Đặt mua file Word link sau https://tailieudoc.vn/toantapnguyenanhphong/ 2n O 2n SO2 n O 0, 0225 mol Theo bảo toàn khối lượng giả thiết, ta có: 160a 80b mx 16 nO 2,44 0,0225 a 0,0125 ; b 0, 01 400a 160b m muoá i sunfat 6,6 %m Cu /X 0, 01.64 100% 26, 63% 2, 44 Chọn đáp án C Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho khí CO qua m gam X đun nóng, sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn Y hỗn hợp khí Z Cho toàn Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hoàn toàn, thu gam kết tủa Mặt khác, hịa tan hồn tồn Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu 1,008 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) dung dịch chứa 18 gam muối sunfat trung hòa Giá trị m A 6,80 B 7,12 C 13,52 D 5,68 (Chỉnh lí từ đề thi đại học mơn hóa khối B, năm 2013) Giải Quy đổi H2SO4 thành O Khi đó: n O n SO2 0, 045 mol Y O Fe O3 ; n Fe2O3 n Fe2 (SO4 )3 (BTNT.Fe) m Y 0, 045.160 045.16 0, 6, 48gam m Fe2O3 mO mX mY mOtáchrakhỏioxit mX 7,12gam Lại có: nOtáchrakhỏioxit nCaCO3 0,04mol Chọn đáp án B Ví dụ 3: Cho 8,16 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng (dung dịch Y), thu 1,344 lít NO (đktc) dung dịch Z Dung dịch Z hòa tan tối đa 5,04 gam Fe, sinh 5 khí NO Biết phản ứng, NO sản phẩm khử N số mol HNO3 có Y A 0,78 mol B 0,54 mol C 0,50 mol D 0,44 mol (Đề thi THPT Quốc gia mơn hóa, năm 2015) Giải X O Fe2O3 Quy đổi HNO3 thành O Khi 2nO 3nNO(sinhratừX Y ) 0,06 mFe O 8,16 0,09.16 9,6 nFe2O3 0,06mol m m X O mFe3 / Z 2nFe O 0,12mol (BTNT Fe) Xét phản ứng Z Fe : 2nFe nFe3 / Z 3nNO nNO 0,02mol 0,09 0,12 Theo BTNT.N, ta có: nHNO / Y nFe NO nNO 0,50mol 3 0,02 0,06 0,12 0,09 Chọn đáp án C Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O BaO Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu 1,12 lít khí H2 (đktc) dung dịch Y, có 20,52 gam Ba(OH)2 Hấp thụ hồn tồn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu m gam kết tủa Giá trị m A 21,92 B 23,64 C 39,40 D 15,76 Giải Quy đổi H2O thành O, ta được: Na NaOH Na2O : a Ba H 2O O X Y Ba OH 2 :12 (mol) BaO : 0,12 Na2O H : 0,05 O : 0,05 BaO 21,9gam BTNT Ba: nBaO nBa OH 0,12mol BTKL, ta có: 21,9 0,05.16 62a 0,12.153 a 0,07mol nOH 2a 0,12.2 0,38mol 1 nOH nCO nCO 2 nOH nCO 0,08 nBa2 0,12 mBaCO 0,08.197 15,76gam Chọn đáp án D Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm Na, Al, Al2O3 Na2O Hịa tan hồn tồn 20,05 gam X vào nước, thu 2,8 lít khí H2 (đktc) dung dịch Y Thêm từ từ giọt dung dịch HCl 1M vào dung dịch Y, đến kết tủa bắt đầu xuất dùng hết 50 ml, lúc thêm tiếp 310 ml HCl, thu m gam kết tủa Giá trị m A 15,60 B 17,94 C 39,00 Giải Quy đổi H2O thành O, ta được: Na NaAlO2 : b NaO0,5 : a O Al H 2O X NaOH : a b (mol) Na O AlO : b 1,5 H : 0,125 nO 0,125 Ba O 20,05gam D 31,20 23 8 a 27 24 b 20,05 16.0,125 a 0,3 mX mO b 0,25 a b 0,05 n H pứOH dư Thêm tiếp 0,31 mol H+ vào Y, ta có: nH 4nAlO 3nAl OH mAl OH 78.0,23 17,94gam 3 2 0,31 0,25 Chọn đáp án B Ví dụ 6: Đốt 6,16 gam Fe 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm Cl2 O2, thu 12,09 gam hỗn hợp Y gồm oxit muối clorua (khơng cịn khí dư) Hịa tan Y dung dịch HCl (vừa đủ), thu dung dịch Z Cho AgNO3 dư vào Z, thu m gam kết tủa Giá trị m A 37,31 B 36,26 C 27,65 D 44,87 Giải Cl Fex Oy HCl Fen Ag AgCl FeO : a O O2 Fe Y Cl 6,16 Ag? FeCl Fe2O3 : b 12,09gam nCl nO 0,1 nCl 0,07 Ta có: 71nCl 32nO 12,09 6,16 nO 0,03 nHCl 0,03.4 0,12 2 Quy đổi Cl2, O2 thành [O], ta được: 2nO 2nCl 4nO (BT.e) nO 0,13mol 2 a 2b 0,11 nFe a 0,07; b 0,02 nAg 0,07mol a 3b 0,13 nO m 143,5 2nCl nHCl 108nAg 44,87gam nAgCl mAg Chọn đáp án D Chú ý: Khi cho dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch Z, kết tủa thu gồm AgCl Ag Do đó, ta cần quan tâm dung dịch Z có chứa Fe2+ hay khơng Để thuận tiện cho q trình tính tốn ta giả sử hỗn hợp thu cho Fe + [O] gồm Fe2O3 FeO II Quy đổi tác nhân khử Phản ứng tạo khí than ướt toán khử oxit kim loại 1.1 Phản ứng tạo khí than ướt a) Kiến thức giáo khoa Xảy đồng thời hai phản ứng sau: t C H 2O CO H t C 2H 2O CO2 2H Hỗn hợp khí sau phản ứng gọi khí than ướt chứa CO, H2, CO2 b) Phương pháp giải Vận dụng định luật bảo tồn ta có: Bảo tồn khối lượng: mC mH O mCO mCO mH mH Odu 2 2 Bảo toàn electron: 2nCO 4nCO 2nH nCO 2nCO nH 2 2 Bảo toàn nguyên tố C : nC nCO nCO H : nH Obanđầu nH nH Odö nC nH O nCO nCO nH nH Odö 2 2 2 O : nO nH2Obanđầu nCO 2nCO2 nH2Odư nhỗn hợp trướcpứ nhỗn hợp khí vàhơi saupứ M hỗn hợp trướcpứ M hỗn hợpsaupứ 1.2 Bài tốn khử oxit kim loại khí than ướt a) Phương pháp giải CO2 TH1 O H n ** 2n O/ oxit C C M O ,M O ,M, CO,CO M O x y a b Quy đổ i x y A H 2O H ,H O 2 dö * CO,CO2 H O TH 2 *** nO/ oxit 2nC M Từ hệ cung cấp mục 1.1 dễ nhận thấy việc quy đổi hỗn hợp khí sau phản ứng gồm (CO, CO2, H2, H2O dư) thành C H2O không làm thay đổi chất tốn, đồng thời giúp q trình tính tốn trở nên thuận tiện Theo cách quy đổi trên, ta được: nC nCO nCO nCO BT.C 2 nH nH Odu nH O ** nH O *** BT.H 2 nH O* 2 2nCO nH Odu BT.O 2 nC nH O nCO nCO nH nH Odu nkhí saukhi khửoxit 2 2 nhỗn hợp trướcQĐ nhỗn hợp khí vàhơi sauQĐ nkhí saukhi khửoxit M hỗn hợp trướcQĐ M hỗn hợp khí vàhơi sauQĐ m C;H O moxit mhỗn hợp rắnsaupứ mkhí vàhơi mrắn banđầu m rắnsaupứ mOtáchkhỏioxit m oxitbanđầu mkimloại saupứ mOtáchkhỏioxit nO táchkhỏioxit mrắn trước(KhôngtínhC) mrắnsau 16 Vì C O oxit CO2 2nC Chú ý: - Viết sơ đồ phản ứng, điền thông số cần thiết để theer rõ chất toán Căn vào giả thiết phải xác định chất cịn dư, chất hết Đối với tốn đơn giản ta khơng cần viết sơ đồ phản ứng mà tư nhanh để tiết kiệm thời gian - Ngồi phương pháp quy đổi đóng vai trị trung tâm ta cần phối hợp linh hoạt định luật bảo toàn khác (Bảo toàn khối lượng, bảo toàn ngun tố, bảo tồn điện tích, bảo tồn electron, ) - Để giải toán khử oxit kim loại cần nắm phương pháp giải toán phụ liên quan đến CO2 tác dụng dung dịch kiềm; toán kim loại, oxit kim loại tác dụng dung dịch axit, dung dịch muối b) Ví dụ minh họa Ví dụ 7: Cho nước qua than nóng đỏ, thu 4,48 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO, CO2 H2 Cho toàn X phản ứng hoàn toàn với hỗn hợp a mol Fe2O3 b mol MgO nung nóng, sau phản ứng thu 38,72 gam hỗn hợp chất rắn Y Để khử hoàn toàn chất rắn Y cần (a - 0,5b + 0,34) mol H2 Biết khí CO2 tan H2O khơng đáng kể Tỉ khối X so với H2 A 3,94 B 4,44 C 4,14 D 3,83 Giải Tiến hành quy đổi hỗn hợp X thành C H2O, đồng thời cộng gộp với trình H2 khử oxit kim loại dư, ta được: CO2 ; H 2O C amol Fe2O3 Y Fe : 2a bmol MgO H 2 MgO a 0,5b 0,34 38,72gam Z H 2O Theo ta có hệ phương trình: 160a 40b 38,72 16nObịClấy 40 4a b 32nC 38,72 2nC 0,5b 0,34 nOpứ 3a 2nC a 0,5 4a b 2nC 0,34 nH nCO nC 0,09mol nH O nX nCO 0,11mol 2 dY / He 3,835 3,83 Chọn đáp án D Ví dụ 8: Cho nước qua than nóng đỏ hỗn hợp khí G gồm CO2, CO H2 Tồn lượng khí G qua Fe2O3 (dư, t°), thu x mol Fe 10,8 gam H2O Cho x mol sắt tan vừa hết y mol H2SO4, thu dung dịch có 105,6 gam muối sunfat trung hịa khí SO2 sản phẩm khử Biết y = 2,5x, giả sử Fe2O3 bị khử Fe Biết khí CO2 tan H2O khơng đáng kể Phần trăm thể tích CO2 G gần với giá trị sau đây? A 14,30% B 19,60% C 13,05% D 16,45% (Đề thi thử THPT Chuyên KHTN lần 3, năm 2015) Giải nH nH O 0,6mol 2 nH SO 2nSO 2,5x nSO 2 nSO 2 56nFe 96nSO 2 56x 96 2,5x 2,5x 105,6 x 0,6 mol Tiến hành quy đổi G thành C H2O Nhận thấy tồn q trình có C Fe2O3 thay đổi số oxi hóa 4nC 3nFe nC 0,75nFe 0,45mol BT.O : nH O 2nCO nCO 2 Mặt khác: nH O nC nCO nCO 0,15mol 2 BT.C : nC nCO2 nCO 0,45 0,6 Từ đó: %VCO nCO nC nH O 0,15 14,3% 0,45 0,6 Chọn đáp án A Ví dụ 9: Cho nước qua than nóng đỏ, thu hỗn hợp X gồm CO2, CO, H2, H2O Dẫn X qua 25,52 gam hỗn hợp Fe3O4 FeCO3 nung nóng, thu chất rắn Y gồm Fe, FeO, Fe3O4, nước 0,2 mol CO2 Chia Y làm phần nhau: - Phần hòa tan hết dung dịch chứa a mol HNO3 0,025 mol H2SO4, thu 0,1 mol khí NO 5 (sản phẩm khử N ) - Phần hai hịa tan hết dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu dung dịch chứa hai muối trung hịa có số mol 0,15 mol khí SO2 Giá trị a A 0,40 B 0,45 C 0,35 Giải Nhận thấy: H2O không thay đổi nên ta quy đổi phản ứng sau: D 0,50 4 amol HNO CO2 0,025mol H 2SO4 Fe O C 2 FeCO 8/3 0,1mol 6 8/3 Fe3/ SO4 4/ 4 Fe SO2 n 2 n 3 Fe Fe O H SO đặ c,noù ng BT.e : nCO nFeCO nFeCO 2nSO / Y nFeCO 0,06mol 2 3 3 0,2 0,15.2 ? ? nC nFe O 25,52 0,06.116 : 232 0,08mol nO/ Y 4nFe O 3nFeCO 2nCO 0,1mol nO/ 0,5Y 0,05mol 2 3 0,08 0,2 0,06 Từ đó: nH nHNO 2nH SO 2nO/ 0,5Y 4nNO a 0,45mol 3 a 0,025 0,05 0,1 Chọn đáp án B Ví dụ 10: Cho nước qua than nóng đỏ, thu hỗn hợp X gồm CO2, CO, H2, H2O có tỉ khối H2 7,8 Dẫn X qua ống sứ chứa 0,12 mol hỗn hợp gồm Fe2O3, MgCO3, CuO nung nóng, thu chất rắn Y hỗn hợp khí Z Hấp thụ toàn Z dung dịch Ca(OH)2 dư, thu gam kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm 3,15 gam Hòa tan hết Y 104 gam dung dịch HNO3 5 31,5%, thu đươc dung dịch T chứa muối 1,792 lít khí NO (sản phẩm khử N ; đktc) Biết phản ứng xảy hoàn toàn Nồng độ phần trăm Fe(NO3)3 dung dịch T A 17,14% B 18,16% C 18,71% D 17,21% (Phan Quốc Khánh) Giải Tiến hành quy đổi X thành C H2O Khi đó: nC 18 7,8.2 nH O 7,8.2 12 1,5 Ta có: nC nCO nMgCO 2 3 ? 0,09 ? n 0,07 C 9 44n 18n 3,15 nMgCO3 0,02 CO2 H 2O 0,09 1,5nC nHNO 0,52mol nH Otạo thành 0,26 Xét 104 gam HNO3 31,5%: mH2O/ dd bñ 104 0,52.63 71,24gam nFe2 3nNO BT.e : n C 0,07 0,08 BTÑT : 2nFe2 3nFe3 2nCu2 2nMg2 nNO3 nHNO3 nNO 0,44 BT.N nFe2 nFe3 nCu2 0,12 nMg2 n 2 0,04mol Fe nFe3 0,08mol nCu2 0,04mol n Mg2 0,02mol mddsaupứ 0,12.56 0,04.64 0,02.24 62.0,44 0,26.18 71,24 mmuoái m H2O 112,26g C%Fe NO 3 0,08.242 100% 17,14% 112,96 Chọn đáp án A Phản ứng tổng hợp NH3 toán khử oxit kim loại sản phẩm trình tổng hợp NH3 2.1 Quá trình tổng hợp NH3 NH ; H 92kJ H% 20 25% Phương trình phản ứng N H nNH nkhí giảm nhỗn hợp khí trước nhỗn hợp khí sau Hiệu suất phản ứng nH nH H% 3 Tính theo H2 Tính theo H2 N2 Tính theo N2 Các bước tiến hành Bước 1: Tính tỉ lệ mol N2 H2 hỗn hợp (nếu đề cho biết khối lượng mol trung bình chúng) Từ suy số mol thể tích N2 H2 tham gia phản ứng Nếu đề không cho số mol hay thể tích ta tự chọn lượng chất phản ứng tỉ lệ mol N2 H2 Bước 2: Căn vào tỉ lệ mol N2 H2 để xác định hiệu suất xem hiệu suất tính theo chất (tính theo chất thiếu) Bước 3: Tính tổng số mol thể tích trước sau phản ứng Lập biểu thức liên quan số mol khí, áp suất nhiệt độ trước sau phản ứng Từ suy kết mà đề yêu cầu 2.2 Bài toán khử oxit kim loại sản phẩm trình tổng hợp NH3 a) Phương pháp giải A 27,85 B 26,84 C 23,64 D 24,96 Câu 16: Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Ba, BaO, Al Al2O vào nước dư, thu dung dịch Y 5,6 lít khí H2 (đktc) Nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl 1M vào dung dịch Y Đồ thị biểu diễn phụ thuộc vào khối lượng kết Al(OH)3 theo thể tích dung dịch HCl sau: Khối lượng Al(OH)3 (gam) 15,6 0,2 0,8 Thể tích dung dịch HCl 1M (lít) Giá trị m A 47,15 B 56,75 C 99,00 D 49,55 Câu 17: Đốt cháy hoàn toàn 11,5 gam mẫu than chứa 4% tạp chất trơ khơng cháy thu hỗn hợp khí T gồm CO CO2 Mặt khác hịa tan hồn tồn 83,1 gam hỗn hợp gồm K2O, K, Ba, Ba2O vào nước (dư), thu 200ml dung dịch X 8,512 lít H2 (đktc) Dẫn toàn hỗn hợp T qua ống sứ đựng Fe2O3 CuO (dư), nung nóng đến phản ứng xảy hồn tồn Khí khỏi ống sứ hấp thụ vào dung dịch X, thu 78,8 gam kết tủa Nồng độ mol KOH có dung dịch X A 1,0M B 2,0M C 2,5M D 2,3M Câu 18: Hịa tan hồn tồn 23 gam hỗn hợp X gồm Ca, CaO, K, K2O vào nước, thu dung dịch suốt Y 4,48 lít khí (đktc) Nếu sục 4,48 lít (TN1) 13,44 lít (TN2) CO2 (đktc) vào dung dịch Y thu m gam kết tủa Sục V lít khí CO2 vào dung dịch Y thấy lượng kết tủa đạt cực đại Biết TN2 có tượng hòa tan phần kết tủa Giá trị V A 6,72 ≤ v ≤ 11,2 B 5,6 C V = 6,72 D 5,6 ≤ v ≤ 8,96 Câu 19: Hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe2O3 CuO (trong CuO chiếm 50% số mol hỗn hợp) Khử hồn tồn m gam X lượng khí CO (dùng dư), lấy phần rắn cho vào dung dịch HNO3 (loãng, dư), thu 5 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử N , đktc) dung dịch chứa 37,5 gam muối Giá trị m gần với giá trị sau đây? A 12 B 16 C 13 D 15 Câu 20: Đốt cháy 14,56 gam bột Fe hỗn hợp khí gồm O2 Cl2 (tỉ lệ mol 1: 1), sau thời gian, thu m gam hỗn hợp rắn X gồm muối oxit (khơng thấy khí ra) Hịa tan hết X dung dịch HCl thu dung dịch Y chứa muối Cho AgNO3 dư vào dung dịch Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 109,8 gam kết tủa Giá trị m A 26,31 B 26,92 C 30,01 D 24,86 Câu 21: Cho nước qua than nóng đỏ, thu hỗn hợp khí X gồm CO, CO2 H2 có tỉ khối so với He 3,9 Dẫn toàn X qua ống sứ chứa hỗn hợp gồm Fe2O3 CuO (nung nóng), khí khỏi ống sứ dẫn qua dung dịch Ca(OH)2 dư, thu dung dịch có khối lượng giảm 8,7 gam Rắn lại ống sứ gồm Fe, Cu, Fe2O3 CuO cho vào dung dịch HNO3 (loãng, dư), thấy V lít khí NO (sản phẩm khử N+5) Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị V A 4,48 B 6,72 C 8,96 D 11,20 Câu 22: Dần luồng nước qua than nóng đỏ thu V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X gồm CO2, CO, H2, tỉ khối X so với H2 7,8 Tồn V lít hợp khí X khử vừa đủ 24 gam hỗn hợp CuO, Fe2O3 nung nóng, thu rắn Y có kim loại Ngâm tồn Y vào dung dịch HCl dư thấy có 4,48 lít H2 bay (ở đktc) Giá trị V A 13,44 B 10,08 C 8,96 D 11,20 (Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Nam Định, năm 2012) Câu 23: Cho nước qua than nóng đỏ thu hỗn hợp khí X gồm CO, H2 CO2 có tỉ khối so với H2 7,8 Dần tồn hỗn họp X qua ống sứ nung nóng chứa CuO oxit sắt (dùng dư) đến phản ứng xảy hồn tồn Hỗn hợp khí khỏi ống sứ hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 14,2 gam Lấy tồn rắn cịn lại ống sứ hịa tan dung dịch HNO3 lỗng dư thu dung dịch Y 5,6 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm NO N2O có tỉ khối so với X 82/39 Cô cạn dung dịch Y thu 220,4 gam muối khan nguyên tố oxi chiếm 56,624% khối lượng Công thức oxit sắt A Fe3O4 B FeO C Fe2O3 D Fe2O3 Fe3O4 Câu 24: Cho nước qua than nóng đỏ đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp khí X Dẫn X qua ống sứ chứa 16,98 gam hỗn hợp rắn Y chứa Al2O3, Fe3O4 Hấp thụ hết lượng khí khỏi ống sứ dung dịch nước vôi dư, thu gam kết tủa Hịa tan hồn tồn phần rắn Z lại dung dịch chứa 0,08 mol NaNO3 a mol HCl (vừa đủ), thu 0,07 mol hỗn hợp khí T chứa NO, N2O, H2 đồng thời thấy khối lượng dung dịch tăng 12,32 gam Cho NaOH từ từ vào vào dung dịch sau phản ứng đến kết tủa đạt cực đại thấy cần vừa đủ 0,64 mol Phần trăm khối lượng Fe3O4 hỗn hợp Y A 79,06% B 81,98% C 82,03% D 76,89% (Phan Quốc Khánh) Câu 25: Đốt cháy 1,44 gam cacbon bình kín chứa 1,792 lít O2 (đktc), tồn lượng khí sau phản ứng dẫn qua ống sứ nung nóng chứa 10,4 gam hỗn hợp rắn X gồm MgCO3, Zn Fe3O4 (trong nguyên tố oxi chiếm 23,077% khối lượng), thu hỗn hợp rắn Y 2,912 lít khí (đktc) Hịa tan hết Y dung dịch HNO3 lỗng dư, thu 0,896 lít (đktc) hỗn hợp khí NO N2O có tỉ khối H2 17,45 Biết phản ứng xảy hoàn toàn, số mol HNO3 tham gia phản ứng gần với giá trị sau đây? A 0,45 B 0,46 C 0,65 D 0,53 (Phan Quốc Khánh) Câu 26: Cho nước qua than nóng đỏ thu hỗn hợp khí X gồm CO, CO2 H2 có tỉ khối so với H2 7,8 Dẫn toàn X qua ống sứ chứa 0,28 mol hỗn hợp Fe2O3 FeCO3 nung nóng thu hỗn hợp khí Y Hấp thụ tồn Y vào bình đựng dung dịch KOH đặc dư thấy khối lượng bình tăng m gam Hịa tan hết rắn lại ống sứ gồm Fe oxit sắt có khối lượng 26,8 gam dung dịch HNO loãng, thu đươc dung dịch Z chứa muối có nồng độ mol 3,36 lít khí NO 5 (sản phẩm khử N , đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m gần với giá trị sau đây? A 8,70 B 15,74 C 11,80 D 14,55 ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI 01 C 02 B 03 C 04 C 05 D 06 A 07 C 08 A 09 C 10 B 11 D 12 D 13 D 14 A 15 A 16 D 17 B 18 A 19 C 20 B 21 C 22 D 23 A 24 B 25 A 26 B Câu 1: Chọn đáp án C Định hướng: Nếu chuyển hỗn hợp X ban đầu thành MO ta tính dễ dàng số mol MO, từ tìm phân tử khối MO, suy nguyên tử khối M Vấn đề đặt tìm lượng [O] để thu MO Nhận thấy, số mol electron X nhường phản ứng với HCl với số mol electron X nhường cho [O] Quy đổi HCl O Khi đó: M O HCl MO MCl H M O x y 0,2mol TheoBT.electron,tược :nO nH 0,2mol TheoBTKL,tược :mMO mX mO 28gam 24,8 16.0,2 nMO nMCl 55,5 28 28 0,5mol M MO 56 M 16 56 M 40 Ca 71 16 0,5 Câu 2: Chọn đáp án B Quy đổi HCl O Khi đó: Ca CaO O CaO HCl CaCl H2 MgCl Mg MgO 0,0725mol MgO TheoBT.electron,tược :nO nH 0,0725mol TheoBTKL,tược :mCaO mMgO mX mO 28gam 5,36 16.0,0725 Theo bảo toàn nguyên tố Mg, Ca, ta được: 6,175 nMgO nMgCl 95 0,065mol mCaCl 0,07.111 7,77gam 6,52 0,065.40 n n 0,07mol CaO CaCl 56 Câu 3: Chọn đáp án C Quy H2O thành [O], ta thu hỗn hợp X’ chứa Fe2O3 77,44 0,32mol nFe O 0,5nFe NO 0,16mol Ta có: nFe NO 3 3 242 mFe O 25,6gam Mặt khác: mX mO mFe O nO 0,18mol 23 22,72 25,6 Theo BT.e: 3nNO 2nO nNO 0,12mol Do đó: VNO 2,688 lít Câu 4: Chọn đáp án C Tiến hành quy đổi HCl thành [O], đó: nO nH 0,2mol ; Fe 0,2mol O HCl FeCl 40gam FeO Fe3O4 Đãtá ch5gamFetrong45gam hh Theo BTKL, ta có: 43,2 mFeO mFe;Fe O mO 43,2gam nFeO 0,6mol 72 40 nHCl 2nFeCl 2nFeO 1,2mol CHCl 1,2 lít Chú ý: Nhận thấy sau phản ứng xảy hoàn toàn thu gam Fe nên dung dịch sau chứa muối Fe2+ Vì sản phẩm khử tương ứng [O] trường hợp FeO Câu 5: Chọn đáp án D Nhận thấy sau phản ứng thu 1,46 gam Fe nên dung dịch sau chứa Fe2+ mZ phản ứng 18,5 1,46 17,04gam Tiến hành quy đổi HNO3 thành [O], sản phẩm khử tương ứng FeO Khi đó: 0,15mol nO n NO 0,1 mO 19,44gam mFeO m Z 17,04 16.0,15 Theo BT.NT Fe N, ta được: 19,44 nFe NO3 2 nFeO 72 0,27mol mFe NO 48,6gam n 2nFe NO nNO 0,64mol HNO3 CM HNO3 3,2M 0,1 0,27 Câu 6: Chọn đáp án A Từ giả thiết hỗn hợp khí CO2, H2 ta có hệ phương trình: 9,408 nCO 0,23mol 0,42 nCO2 nH2 22,4 44n 2n 0,42.12,5.2 nH2 0,19mol CO2 H2 Quy đổi tác nhân HCl thành [O] Khi đó: Mg,MgCO3 ,MgO X Ca,CaCO3 ,CaO CaCl CO2 H H 2O MgCl MgO O X ' CO2 CaO HCl nO nH 0,19mol mX ' mX mO mCO 30,96gam 2 38,04 44.0,23 0,095.32 Theo BTNT Mg, Ca, ta được: nMgO nMgCl 0,27mol mCaCl 0,36.111 39,96gam 30,96 0,27.40 0,36mol nCaCl nCaO 56 Câu 7: Chọn đáp án C Quy đổi H2O thành [O], đó: H : 0,2 O : 0,2 CO Na O O H 2O X ' X Al OH 3 Al O NaAlO2 Vì dung dịch Y chứa chất tan (NaAlO2) Trong X’ có: nNa O nAl O 2 Mặt khác: 2nAl O nAl OH 0,2mol (Theo BTNT Al) 3 Na O : 0,2mol X ' mX mX ' mO 13,2gam Al 2O3 : 0,2mol 0,2. 62102 16.0,2 Câu 8: Chọn đáp án A Quy đổi HCl thành [O], đó: NaCl Na2O O HCl X ' X KCl K 2O H : 0,11mol nO nH 0,11mol (BT.e) Ta có: m m m 32,46gam(BTKL) X' O X 30,7 16.0,11 nNaCl 0,19mol (BTNT.Na) nNa2O Mặt khác: n 2n 32,46 0,19.62 0,44mol (BTNT.K) K 2O KCl 94 Do đó: mKCl : 0,44.74,5 32,78gam Câu 9: Chọn đáp án C Quy đổi: HCl O Khi đó: nH 0,08mol nO 0,08mol mX ' 94a 56b 26,2 Na2O : a X [O] X ' BaO : b (1) Vì thu kết tủa nên Al(OH)3 tan hoàn toàn nOH 4nAl 3 0,4mol nNa 2nBa2 0,4 2a (2) b a 0,1mol Từ (1) (2), suy ra: b 0,1mol nSO24 0,15mol mkếttủa mBaSO 233.0,1 23,3gam Câu 10: Chọn đáp án B Tiến hành quy đổi H2O thành [O], ta có: NaOH Na2O O H 2O X ' X Ba OH 2 : 0,12mol 21,9gam BaO : 0,12mol H : 0,05 O : 0,05mol 0,12.153 62nNa O 21,9 16.0,05 m O nX ' BTNT.Na nNa O 0,07mol nNaOH 0,14mol Khi đó: n OH / Y 0,14 0,12.2 0,38mol nAl 3 0,1mol 3nOH Mặt khác: nSO24 0,15mol nBa2 0,12mol nAl OH 4nAl 3 nOH 0,02mol n BaSO4 0,12mol Do đó: mkếttủa mBaSO mAl OH 29,52gam 4 3 0,12.233 0,02.78 Câu 11: Chọn đáp án D Na Ba OH BaSO4 Na2O O BaO H 2O CuSO4 Na2O BaO Cu OH 2 NaOH Ba nO nH 0,2 mBaO mNa O 0,2.16 33,02 36,22 2 Gọi số mon Na2O BaO a b mol Theo ta có hệ phương trình: 62a 153b 36,22 a 0,14 nOH 0,64mol 2a 2b 233b 73,3 b 0,18 98 Xét phản ứng CO2 + dung dịch X, ta có: nOH nCO HCO3 Dung dịch chứa 2 CO3 nCO2 nHCO 0,45 nCO2 0,19 Trong 2nCO32 nHCO3 0,64 nHCO3 0,26 nBaCO 0,18mol Vì nBa2 nCO2 mkếttủa 0,18.197 35,46gam Câu 12: Chọn đáp án D Quy đổi H2O thành [O], đó: H : 0,125 O : 0,125mol Na2O O H 2O X ' X NaOH : 0,2mol K 2O 11,25gam Y KOH TheoBTNT.Na: nNa O 0,5nNaOH 0,1mol TheoBTKL :11,25 0,125.16 0,1.62 94nK 2O nK 2O/ X ' 0,075mol nKOH 0,15mol Na 0,2mol ,K 0,15mol Do đó: Dung dịch Y gồm OH 0,35mol Xét trường hợp xảy dung dịch Z Na 0,2mol ,K 0,15mol Trường hợp 1: Z gồm 2 CO3 x mol ,HCO3 y mol 2x y 0,35 BTÑT nCO32 pứvớiH kx; nHCO3 pứvớiH ky mol Bản chất phản ứng: 2H CO32 CO2 H 2O kx H HCO3 CO2 H 2O ky nCO x y k 0,2 x Theo ta có: nH 2x y k 0,28 y Từ đó: x 0,1; y 0,15(mol) Theo BTNT.C, ta được: n CO2 pứvớ iY 0,1 0,15 0,25mol V 0,25.22,4 5,6lít Na 0,2mol ,K 0,15mol Trường hợp 2: Z gồm 2 CO3 x mol ,OH y mol 2x y 0,35 BTĐT nCO32 pứvớiH kx; nOH pứvớiH ky mol kx 0,2 Theo ra, ta có: vônghiệm 2kx ky 0,8 Câu 13: Chọn đáp án D Na NaOH : 0,28mol Na2O : 0,14 O Na2O H2O Ba OH 2 Ba BaO H : 0,14mol nO 0,14mol Ba O T' 40,1gam nNa O 0,5nNaOH 0,14mol mT' mNa O mT m[ O] mNa O 2 0,22mol nBaO 153 153 Na 0,28mol ; Ba2 0,22mol OH 0,72mol Xét phản ứng khí CO2 tác dụng dung dịch X, ta được: BaCO3 0,22mol Na 0,28mol Na 0,28mol 2 CO2 X Ba 0,22mol Y HCO3 0,2mol 0,46mol 2 OH 0,72mol CO3 0,04mol 1 nOH nCO HCO3 Y chứa đồng thời 2 CO3 Ta có: n 2n 2 n BTÑT CO3 Na HCO3 n 0,2mol HCO3 0,28 nCO BTNT.C nCO2 0,04mol nHCO3 nCO32 n BaCO3 2 0,46 0,22 n H 0,4a 0,08 mol Do lượng H+ lượng khí CO2 thu hai trường hợp khác → Ở hai trường hợp H+ hết + Nếu cho từ từ Z vào Y n H nCO2 nCO mol 0,08 0,4a 0,04 x 2 0,04 (1) x Khi cho từ từ Y vào Z phản ứng xảy đồng thời theo tỉ lệ nCO 0,04 0,2 k 1,2x x 0,1 n H 2.0,04 0,2 k 0,04 x (2) Từ (1) (2) a 0,15 Câu 14: Chọn đáp án A Tiến hành quy đổi H2O thành [O] Khi Na NaOH Na2O Na2O H2O Ba OH : 0,14 O 2 nO 0,12mol Ba BaO H : 0,12mol Ba O T' 29,42gT Theo bảo toàn khối lượng cho hỗn hợp T’ kết hợp BTNT Ba, ta có hệ phương trình nNa O mBaO 29,42 16.0,12 nBa2O 0,16 n 2nNa O 0,32 NaOH nBaO nBa OH 2 0,14 BT.Na Do đó, dung dịch X chứa Ba2+ (0,14 mol); Na+ (0,32 mol); OH- (0,6 mol) Xét phản ứng, CO2 X , ta thu được: Na 0,32mol 200ml dung dịch Y 2 CO3 0,02mol ; HCO3 0,24mol Na 0,16mol 100ml dung dịch Y 2 CO3 0,01mol ; HCO3 0,12mol Cho từ từ Y vào dung dịch chứa 0,1 mol HCl Ta có: nHCO pứ 6a 6a 2a 0,1 a 0,0125 nCO 6a a 7a 0,0875 nCO2 pứ a 2 x Cho từ từ dung dịch chứa 0,1 mol HCl vào Y Ta có: nH nCO2 nHCO pứ nCO nHCO pứ 0,08mol y 3 0,1 0,02 Do đó: x 0,0875 1,1 y 0,08 Câu 15: Chọn đáp án D Từ đồ thị ta thấy: * nOH / Y nH trunghoøa 0,2mol Kế t tủ a bịhò a tanmộ t phaà n nH 0,8mol n n 4nAlO 3n n 0,3mol * Tại H OH AlO2 n 0,2mol 2 Al OH 3 0,2 0,8 0,2 ? OH : 0,2 Khi đó: Y AlO2 : 0,3 BTĐT Ba2 : 0,25mol BaO : 0,25 X O X ' QÑ H 2O O Al 2O3 0,15 n n 0,25 H2 O Từ đó: mX 16nO 49,55gam 0,25.153 0,15.102 mX ' 0,25 Câu 16: Chọn đáp án B nBaCO 78,8 11,5gam than a 4%tạp chấ t 0,4mol nC 0,92mol nCO 197 Quy đổi: H 2O O , đó: nH 0,38mol nO 0,38mol O KOH K O : a H2O 0,38.16 X X ' 83,1 89,18gam BaO : b Ba OH 2 BaCO3 : 0,4mol CO2 0,92mol K : 2a 2 Ba : b 0,4 HCO : 0,92 0,4 a 0,2 0,2.2 94a 153b 89,18 CM KOH / Y 2M 0,2 2 a b 0,4 0,92 0,4 b 0,46 Câu 17: Chọn đáp án A Quy đổi: H 2O O , đó: nH 0,2mol nO 0,2mol CaO : a mX ' 94a 56b 26,2 X O X ' K 2O : b (1) Nhận thấy: Khi sục 4,48 lít (TN1) 13,44 lít (TN2) CO2 (đktc) vào dung dịch Y, thu lượng kết tủa nhau, chứng tỏ TH1 chưa có tượng hịa tan kết tủa, TH2 xảy tượng hòa tan kết tủa TH1: nCO2 nCO 0,2 TH2 : n 2 n nCO nKOH 2nCa OH 0,8 CO3 OH / Y 2 2 2b 0,6 0,2 a (2) a 0,1mol Từ (1) (2) suy ra: b 0,3mol Khi sục khí CO2 vào dung dịch X Kết tủa cực đại nCO2 nCa2 nCa OH 0,3mol Theo đó: nCO min nCO2 0,3mol nCO min 0,3mol Do 6,72 VCO 11,2 n 2 n nCO max CO3 OH 2 nCO2 max 0,5mol 0,8 0,3 Câu 18: Chọn đáp án C Quy đổi HNO3 thành [O]; nO 1,5nNO 1,5.0,15 0,225mol X O CO2 Kim loại Kim loại [O] Fe2O3 CuO Gọi số mol Fe2O3 CuO a b 3a b 0,225 a 0,06mol 484a 188b 37,5 b 0,045mol Do CuO chiếm 50% số mol hỗn hợp nên số mol hỗn hợp 0,09 mol Gọi số mol Fe2O3 Fe3O4 x y mol 2x 3y 0,12 BTNT.Fe x 0,015mol m 12,96gam 13gam y 0,03mol x y 0,045 Câu 19: Chọn đáp án B O FeO Ag O AgNO3 HCl Cl Fe X Y Fe2O3 AgCl Quy đổi hỗn hợp O2 Cl2 thành [O] nFe 0,26mol ; nO 2nO nCl 2 Gọi số mol FeO; Fe2O3 a; b mol a 2b 0,26 a 0,06 108a 143,5.2a 143,5.2.3b 109,8 b 0,1 nO 0,36 3nO nO nCl 0,12 m 26,92gam 2 Câu 20: Chọn đáp án C Quy đổi hỗn hợp khí X thành C H2O Khi đó: nC 18 15,6 n 0,3mol nH2O 15,6 12 C 100nCaCO3 (44nCO2 18nH2O ) 8,7 nH2O 0,45mol nC nC Nhận thấy tồn q trình có C HNO3 thay đổi số oxi hóa Áp dụng định luật bảo tồn electron cho tồn q trình ta 4nC 3nNO nNO 0,4mol V 8,96 lít Câu 21: Chọn đáp án D Theo BTNT.Fe, bảo toàn electron bảo toàn khối lượng, ta được: 2nFe O nFe nH 0,2 nFe O 0,1 m(CuO,Fe O ) mFe O 24 0,1.160 3 0,1 nCuO nCuO 80 80 Quy đổi hỗn hợp khí X thành C H2O Khi đó: nC 18 15,6 nH2O 15,6 12 1.5 nC 0,2mol V 0.5.22,4 11,2 lít n 0,3mol nOtách khỏioxit 2nC H2O 0,1.3 0,1 Câu 22: Chọn đáp án A NO 0,2mol M X 15,6 M Z 32,8 Z N 2O 0,05mol Xét dung dịch Y: mmuoái 242a 188b 220,4 Fe NO3 amol a 0,6mol Y 220,4.56,624% b 0,4mol Cu NO3 2 bmol nO 9a 6b 16 Khi đó, chất rắn ống sứ chứa sau phản ứng gồm: Fe 0,6mol BT.e 0,6.3 0,4.2 2c 3.0,2 8.0,05 Cu 0,4mol c 0,8mol netraổicủa Z O cmol C x mol Quy đổi hỗn hợp X thành H 2O y mol Theo ta có: 12x 18y 15,6 x y x 0,2 mol nOtách khỏioxit 2nC 0,4mol y 0,3 44x 18y 14,2 Ống sứ ban đầu chứa CuO 0,4mol Fe ; Cu 0,6mol 0,4mol nFe 0,6 Fe3O4 0,2mol O n 0,8 0,4 O/ Fex Oy 0,8 Câu 23: Chọn đáp án B Quy đổi hỗn hợp X thành C H2O Khi đó: nC nCaCO 0,08mol nOpứ 2nCO 2nC 0,16mol mZ 16,98 16nOpứ 14,42 0,16 mdungdịch tăng mZ mkhí mkhí 2,1gam 12,32 14,42 Theo ta có hệ phương trình: nNO 2nN O n 0,08 BT.N nNO 0,04mol NO3 nN O 0,02mol nNO nN2O nH2 0,07 30nNO 44nN O 2nH 2,1 nH2 0,01mol 2 BTĐT: nH nCl nNa 0,64 0,08 0,72mol * Tìm nO/ Y : + Hướng 1: nH nO/ Y 0,16 4nNO 10nN O 2nH nO/ Y 0,33mol 2 nO/ Z BT.H : nH O 0,5nH nH 0,36 0,01 0,35 2 + Hướng 2: n 0,16 3n n n n nO/ Y 0,33mol O/ Y H2O NO N2O NO3 0,04 nO/ Z 0,35 0,02 0,08 16,98 102nAl O 232nFe O nAl O 0,03mol 3 Từ đó: 0,33 3nAl O 4nFe O nFe3O4 0,06mol 3 Do đó: %mFe O 0,06.232.100% 81,98% 16,98 Câu 24: Chọn đáp án A Quy đổi hỗn hợp khí phản ứng với X thành C H2O Khi đó: H 2O Mg NO : 0,026mol 5 Zn MgCO3 N N O : 0,014mol C 10,4gam X Zn nO 0,15mol Fe Fe O 0,12mol Mg2 ; Zn2 ; Fe3 O O NH 4 4 0,08mol CO2 * 0,13mol BT.C : n nCO * nC 0,01mol MgCO3 BT.O : nFe3O4 nO/ X 3nMgCO3 : 0,03mol BTKL : nZn 10,4 mMgCO mFe O : 65 0,04mol 3 BT.O, ta có: 2nO nO/ X 2nCO * nO/ Y nO/ Y 0,05mol 2 BT.e, ta có: Cá ch1: 4nC nFe O 2nZn 4nO 3nNO 8nN O 8nNH 2 nNH 0,01mol Caù ch2 : 2nMg 2nZn 3nFe 2nO/ Y 3nNO 8nN O 8nNH Tư đó: nHNO 2nO/ Y 4nNO 10nN O 10n NH 0,444mol Câu 25: Chọn đáp án B Fe NO3 : amol Dung dịch Z ; nO/ 26,8gam raén bmol Fe NO3 3 : amol BTKL : 56.2 16b 26,8 a 0,2mol BT.e : 3a 2a 2b 3.n NO b 0,275mol 0,15 Xét hỗn hợp rắn ban đầu, ta có: BTNT.Fe : 2nFe O nFeCO 2a 0,4 nFe O 0,12mol 3 nFe2O3 nFeCO3 0,28 nFeCO3 0,16mol Từ dễ dàng tìm được: nObịmấtđi pứvớiX 3nFe O nFeCO nO/ 26,8gam raén 0,245 mol 3 0,12 0,16 0,275 Tiến hành quy đổi hỗn hợp X thành C H2O Khi đó: nObịmấtđi pứvớiX 2nC 0,245 n 0,1225 C mol nC nH O 0,18375 n H2O m mC mH O mO bịmấtđi pứvớiX mCO doFeCO 2 cho 15,7375gam ... 12,8gam CuO 20gam H NH 3 Ta có: nOtáchrakhỏioxit m rắn giảm 12 ,8: 16 0,8mol nCu 0,8mol Kết thúc phản ứng, có H2 CuO thay đổi số oxi hóa, cịn lại khơng đổi Do đó, ta quy. .. toán quy đổi tác nhân khử Trường hợp Hệ quan trọng CO / H M x Oy Rắ n CO2 H 2O nOtáchrakhỏioxit nchấtkhử CO CO C H 2O CO2 M x Oy Raé n H 2O H nOtáchrakhỏioxit... mrắn banđầu m rắnsaupứ mOtáchkhỏioxit m oxitbanđầu mkimloại saupứ mOtáchkhỏioxit nO táchkhỏioxit mrắn trước(KhôngtínhC) mrắnsau 16 Vì C O oxit CO2 2nC Chú ý: - Viết