Công phá hóa CHƯƠNG 22 bảo toàn nguyên tố

CHƯƠNG 22: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ I KIẾN THỨC CƠ BẢN Đối với định luật bảo toàn nguyên tố người ta thường áp dụng cho số mol khối lượng nguyên tố Ta phát biểu định luật bảo toàn mol nguyên tố sau: Trong phản ứng hóa học tổng số mol nguyên tố trước phản ứng tổng số mol nguyên tố sau phản ứng Điều có nghĩa là: “Tổng số mol nguyên tử nguyên tố X trước sau phản ứng nhau” Trong phản ứng hóa học nguyên tố khối lượng nguyên tố ln ln bảo tồn, nghĩa ngun tố khối lượng nguyên tố không không tự tạo mà dịch chuyển từ chất sang chất khác Chú ý Ta biết "nguyên tử loại hạt vi mô đại diện cho nguyên tố chia nhỏ phản ứng xảy ra" Do q trình biến đổi hóa học ngun tử ln ln bảo toàn lượng số lượng nguyên tử tức bảo toàn nguyên tố khối lượng Điểm mấu chốt phương pháp phải xác định hợp phần có chứa nguyên tố trước sau phản ứng, áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với X để rút mối quan hệ hợp phần từ đưa kết luận Cơng thức cần ý: Số mol ngun tố hợp chất số nguyên tử nguyên tố hợp chất nhân với số mol hợp chất chứa nguyên tố Giả sử ta có hợp chất AxBy có số mol a (mol) Khi số mol nguyên tố A B hợp chất là:   n A = ax ( mol )    n B = ay ( mol ) Công thức quan trọng việc chuyển đổi số mol hợp chất số mol nguyên tố, bạn cần phải nắm vững để hiểu ví dụ + Để lập phương trình bảo tồn số mol ngun tố ta làm theo bước sau: Phương trình bảo tồn ngun tố dạng tổng quát: ∑ Chỉ số nguyên tố hợp chất.nhợp chất = ∑ Chỉ số nguyên tố hợp chất.nhợpchất Chú ý Phương pháp bảo toàn nguyên tố áp dụng cho hầu hết dạng tập, đặc biệt dạng hỗn hợp nhiều chất, xảy nhiều biến đổi phức tạp Hệ định luật bảo tồn ngun tố Mọi phương trình phản ứng hóa học phải đảm bảo: + Vế trước phương trình phản ứng có ngun tố vế sau phương trình phải có nhiêu ngun tố + Vế trước phương trình phản ứng có nguyên tử nguyên tố vế sau phương trình phản ứng phải có nhiêu nguyên tử nguyên tố Phương trình phản ứng cân nghiệm hai nội dung trên, tức bảo đảm định luật bảo toàn nguyên tố khối lượng Chú ý: Ngoại trừ phản ứng hạt nhân, khơng có phản ứng hố học làm hay làm xuất nguyên tố lạ sô' nguyên tử nguyên tố phản ứng ln ln khơng đổi II VÍ DỤ MINH HỌA Bài 1: Từ 6,2 gam photpho điều chế lít dung dịch H3PO4 2M (hiệu suất tồn q trình phản ứng 80%) A 100 lít B 80 lít C.40 lít D 64 lít Lời giải Đây câu dễ đề đại học, đề ngắn gọn cần tỉnh táo để tiết kiệm thời gian + Nhận thấy lượng P ban đầu bảo tồn thành P HNO3 80% hiệu suất q trình điều chế 80% n H3PO4 (1í thuyet ) = n P = + Ta có n 6200 = 200 mol 31 n H PO ( thuc te ) = 80%n H PO ( lí thuyet ) =80%.200 = 160 mol 160 Vdd H PO ( thucte ) =  =80 ( lít ) Đáp án B Chú ý:Cần phải cẩn thận với toán liên quan đến hiệu suất, hiệu suất tồn q trình hiệu suất giai đoạn hoàn toàn khác Mặt khác cần ý đơn vị đại lượng mol, kmol, gam, kg… Bài 2: Đốt cháy 4,16 gam hỗn hợp Mg Fe khí O 2, thu 5,92 gam hỗn hợp X gồm oxit Hòa tan hồn tồn X dung dịch HCl vừa đủ, thu dung dịch Y Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu kết tủa Z Nung Z khơng khí đến khối lượng khơng đổi, thu gam chất rắn Mặt khác cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu m gam kết tủa Giá trị m A 32,65 B 31,57 C 32,11 D 10,80 Lời giải Cách 1: Trước hết ta tóm tắt sơ đồ phản ứng để dễ dàng nắm bắt nội dung toán    MgO : a     ÷   NaOH du →↓ Z →  Fe O3 : 0,5b ÷    m : 6g ÷  Mg : a mol  ∑   oxit kim loai     O  Fe : b mol  Ag  uuHCl uuuuuvua uuuuudu uur dd Y  uur2  m = 5,12 g +  X M    ÷ 2+ = 4,16 g  kim loai  AgNO →  AgCl ÷+  Mg    ÷  m g ÷  Fe3+ ÷      ÷ ÷ H O     + Bảo toàn nguyên tố Mg: nMgO = nMg = a mol n Fe O3 = + Bảo toàn nguyên tố Fe: n Fe = 0,5b mol Bây ta tìm a, b + Từ ta có hệ: a = 0,01  m kim loai = 24a + 56b = 4,16 →   m ran = m MgO + m Fe O3 = 40a + 160.0,5b =  b = 0,07 + Bảo toàn khối lượng: mO(X) = 5,92 - 4,16 = 1,76 g → n O(X) = 1,76 =0,11mol 16 + Bảo toàn nguyên tố O ⇒ n H2O =n O(X) =0,11mol  H ⇒ n HCl =2n H 2O =2.0,11=0,22mol  Cl ⇒ n AgCl =n HCl =0,22mol + Như ta có: mkết tủa =mAg + mAgCl , mà có nAgCl, nên cơng việc ta tính khối lượng Ag Để tính Ag, ta cần phải xác định trạng thái số oxi hóa nguyên tố có thay đổi số oxi hóa Mg, Fe, O Ag, dựa vào sơ đồ phản ứng ta dễ dàng tính mAg + Bảo tồn electron ta có trình Mg → Mg +2 +2e; O +2e → O -2 Fe0 → Fe +3 +3e; Ag +1 +1e → Ag + Do 2nMg + 3nFe = 2nO(X) + nAg ⇒2.0,01+ 3.0,07 = 2.0,11+nAg ⟹nAg =0,01 mol Suy mkết tủa = mAg +mAgCl =0,01.108 + 0,22.143,5 = 32,65 g Cách 2: Ta không cần tìm a, b trên, thay vào ta sử dụng giả thiết “hỗn hợp X gồm oxit” : + Nung Z khơng khí gam chất rắn Fe2O3 + Bảo toàn khối lượng: mO(X) = 5,92 - 4,16 = 1,76 g + Bảo toàn nguyên tố O ⇒ n H2 O =n O(X) =0,11mol   H ⇒ n HCl = n H 2O = 2.0,11 = 0, 22 mol  Cl ⇒ n AgCl =n HCl =0,22mol + Tương tự ta cần phải tính nAg, dễ thấy g rắn nung Z > mX(5,92) ⇒ Trong X phải có FeO, “hỗn hợp X gồm oxit” nên ta coi X gồm oxit FeO Fe2O3 Do khối lượng O dùng để oxi hóa Fe2+ X thành Fe3+ là: m O* =6-5,92=008g ⇒ n O* = 0,08 =0,005mol 16 + Như bảo tồn electron, số mol: Ag +1 +1e → Ag ; O +2e → O-2 ; Fe 2+ → Fe+3 +1e 2+ + Nên nAg = nFe = 2nO = 2.0,005 = 0,01 mol ⇒ m↓ = mAg +mAgCl =0,01.108 + 0,22.143,5 = 32,65 g Đáp án A Nhận xét: Đây tập tương đốì khó ta phải tỉnh táo xác định trạng thái chất qua giai đoạn Dễ thấy cách làm ngắn cách khơng cần phải tìm số mol Mg Fe ban đầu nhờ vào sử dụng giả thiết "hỗn hợp X gồm oxit" Tuy nhiên áp lực thời gian nên nhiều bạn khơng nhìn ý đồ toán mà bấm số mol Mg, Fe làm cách Bài 3: Một hỗn hợp A gồm anđehit acrylic anđehit no, đơn chức X Đốt cháy hoàn toàn 3,44 gam hỗn hợp cần vừa hết 4,592 lít khí oxi (đktc) Cho toàn sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu 17 gam kết tủa Công thức cấu tạo X là: A.CH2O B.C2H4O C.C3H6O D.C4H8O Lời giải Trước hết ta tính tất tính ngay: n O2 = 4,592 17 = 0, 205 ( mol ) ; n CaCO3 = = 0,17 ( mol ) 22, 100 n CO2 = n CaCO =0,17 + Dễ thấy dung dịch Ca(OH)2 dùng dư nên có mol + Quan sát kiện đề cho, đề cho đốt cháy A cần vừa hết 4,592 lít oxi Đây dấu hiệu bảo tồn O phản ứng đốt cháy, bảo toàn khối lượng phản ứng: m A + m O = m CO + m H O => m H2 O =m A +m O -m CO =3,44 + 0,205.32 - 0,17.44 = 2,52 g ⇒ n H 2O = 2,52 =0,14mol 18 + Vì hỗn hợp A gồm anđehit đơn chức nên có dạng RCHO, nA = nO(trong A) + Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O, ta được: n O( A) +n O(O ) =2n CO +n H O nO(trongA)=2.0,17 + 0,14 - 0,205.2 = 0,07 mol ⟹ nA =0,07mol M= 3,44 =49,14 0,07 + Do khối lượng trung bình hỗn hợp anđehit M = Vì anđehit acrylic CH2 = CH - CHO có phân tử khối 56 nên suy X < 49,14 ⟹ loại đáp án C D + Vì X anđehit no đơn chức nên có dạng CnH2nO ⇒ n CO2 =n H2O Vì anđehit acrylic anđehit có nối đơi, đơn chức có cơng thức C3H4O ⇒ n C H4O = n CO - n H2O n C H 4O = n CO - n H 2O = 0,17 - 0,14 = 0, 03 mol Vạy n X = n A -n C H 4O = 0,07 - 0,03 = 0,04 mol Suy số mol anđehit X là: + Gọi X khối lượng phân tử anđehit X thì:mA = 56.0,03 + 0,04.X = 3,44 ⇒ X = 44 ⇒ X CH3CHO Đáp án B Bài 4: Hấp thụ hồn tồn 2,24 lít (đktc) CO2 vào 100ml dung dịch gồm K2CO3 0,2 M KOH x mol/lít Sau phản ứng xảy hồn toàn thu dung dịch Y Cho toàn Y tác dụng với dung dịch BaCl dư 11,82 gam kết tủa Giá trị X là: A, 1,0 B 1,4 C 1,2 D 1,6 Lời giải n CO =0,1;n K CO =0,02 mol Cho toàn Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư 11,82 gam kết tủa, BaCO3 11,82 n BaCO3 = =0,06 mol 197 Ta có: Ta khơng thể biết dung dịch Y có 0,06 mol K2CO3 gồm K2CO3 KHCO3, với kiện dạng này, việc đặt ẩn phụ "sáng sủa" cả: Ta đặt số mol KOH là: nKOH = 0,1x mol dd Y chứa KHCO3 = y mol Nhận thấy đây, ta dùng bảo toàn nguyên tố trước sau phản ứng ta có mối liên hệ x y: n C( CO ) +n C( K CO ) =n C( K CO ddY ) +n C( KHCO ) • 3 Bảo tồn ngun tố C ta có: Hay 0,1 + 0,02 = 0,06 +y ⇒ y = 0,06 mol • Bảo tồn ngun tố K ta được: n K(K CO ) đau +n K(KHCO ) = n K(K CO ddY ) +n K(KHCO ) 2.0, 02 + 0,1x = 2.0, 06 + y ⇒ x = 1, Hay Đáp án B Nhận xét: Đây dạng toán sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm NaOH Na2CO3: Với dạng tốn này, ta khơng nên viết phương trình phản ứng xảy rườm rà Hãy lập hệ phương trình tốn học dựa theo bảo toàn nguyên tố C Na (hay K ) nhanh chóng thu kết Bài 5: Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M vào 0,4 lít dụng dịch X gồm Na2CO3 KHCO3 thu 1,008 lít CO2 (đktc) dung dịch Y Thêm dụng dịch Ba(OH)2 dư vào dưng dịch Y thu 29,55 gam kết tủa Nồng độ mol/lít Na2CO3 KHCO3 dung dịch X là: A 0,1125 0,225 B 0,0375 0,05 C.0,2625 0,1225 D 0,2625 0,225 Lời giải 1,008 n HC1 = 0,15 mol; n CO2 = =0,045mol 22,4 + Tính giá trị biết: + Với tốn tổng hợp này, ta phải viết phương trình cụ thể cho dễ quan sát: (1) H+ + CO3- ⟶ HCO3(2) H+ + HCO3- ⟶ CO2 +H2O Vì thu khí CO2 nên có xảy phản ứng (2) ⇒ CO32- phản ứng hết với H+ n CO2 = 0, 045 mol ⇒ n H+ (2) = 0, 045 mol ⇒ n H+ (1) = 0,15 − 0, 045 = 0,105 + Từ + Vì thêm dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch Y thu kết tủa nên Y phải có muối HCO3Như suy HCl phản ứng hết n H+ (1) =n HCl -n H + (2) =0,15-0,105 mol Do từ (1) (2) ta suy ⇒ n CO− = n H+ (1) = 0,105 mol ⇒ n Na 2CO3 = 0,105 mol ⇒ C M( Na 2CO2 ) = 0,105 = 0, 2625 0, Loại đáp án A B Việc cần thực tính nồng độ KHCO3 dung dịch X: Vậy dung dịch Y chứa ion K+, Na+, HCO3- Cl- − OH du +HCO3- → CO 32- +H O + Khi thêm dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thì: 2+ CO32− +Ba du → BaCO3 Sau n BaCO3 + Do 29,55 gam kết tủa BaCO3: nkết tủa = = 29,55 197 = 0,15 mol Ta sử dụng Bảo toàn nguyên tố C, toàn C dung dịch Y chuyển hóa hết kết tủa (vì thêm n HCO3 dung dịch Ba(OH)2 dư vào): = nkết tủa = 0,15 mol + Lại áp dụng bảo toàn nguyên tốC ta được: ∑ nC trước phản ứng= ∑ nC sau phản ứng n Na CO3 +n KHCO3 =n CO2 +n BaCO3 =0,45+0,15=0,195 Hay n KHCO3 =0,195-0,105=0,09mol ⇒ CM( KHCO3 ) = 0,09 =0,225 0,4 Đáp án D Nhận xét: Đây toán thuộc dạng cho từ từ H+ vào dung dịch hỗn hợp CO32- HCO3- , cần ý phân biệt rõ nhỏ từ từ trước thứ tự phản ứng làm sao, cụ thể bạn tìm hiểu chuyên đề khác Bài 6: Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al m gam hai oxit sắt khí trơ, thu hỗn hợp rắn X Cho X dung dịch NaOH dư, thu dung dịch Y, chất không tan Z 0,672 lít khí H2 (đktc) Sục khí CO2 dư vào Y, thu 7,8 gam kết tủa Cho Z tan hết dung dịch H 2SO4, thu dung dịch chứa 15,6 gam muối sunfat 2,464 lít khí SO (ở đktc, sản phẩm khử H 2SO4) Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m là: A 5,04 B, 6,29 C 6,48 D 6,96 Lời giải Đây câu khó đề thi thức BGD, khó chỗ đề dài nhiều phản ứng nối tiếp nhau.Tuy nhiên bình tĩnh bạn dễ dàng giải toán 0,672 2,464 nH = =0,03mol;n SO = =0,11mol 224 22,4 + Tính liệu biết: 2 n Al(OH)3 = 7,8 =0,1 78 + Sục khí CO2 dư vào Y, thu 7,8 gam kết tủa, Al(OH)3: + Thật cẩn thận bình tĩnh để phân tích chi tiết toán: Cho X NaOH dư, thu H2 ⇒ Al dư, đồng nghĩa với việc oxit sắt phản ứng hết Vậy X gồm A12O3, Al dư Fe Chất không tan Z Fe + Khi xác định chất X, Y, Z hệ thống tóm tắt lại tốn: Al  Oxit sat: Fe x O y ( m g )    H : 0,03 mol  Al2 O3  + CO t0 + NaOH du  → → dd Y ( NaOH du NaAlO ) +  → Al ( OH ) : 0,1 Al du   156 g muoi sunfat + H 2SO4 dac  Z: Fe+  →  0,11 SO  + Sau tóm gọn dự liệu toán, ta tiếp tục khai thác: n H = 0,03 Từ mol ⇒ Al dư 2 n Al du = n H = 0, 03 = 0, 02 mol 3 Có thể viết phương trình 2A1 + 2NaOH + 2H2O ⟶2NaAlO2 + 3H2 + Vì tất Al vào kết tủa dạng Al(OH)3 nên áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Al ta được: + n Al(du) = n Al( Al(OH)3 ) nAl phản ứng ⇒nAl phản ứng = 0,1 - 0,02 = 0,08 mol ⇒ n Al O3 =0,04 mol Vì oxit sắt phản ứng hết, Al dư nên lượng O có oxit sắt với Al phản ứng hết vào n O =3.n Al2O3 = 3.0,04 = 0,12 mol Al2O3, ta suy + Vì đề hỏi m khối lượng oxit sắt (bao gồm sắt oxi), ta tính số mol oxi nên ta cần tìm khối lượng sắt oxit, ý toàn lượng sắt oxit chuyển Fe đơn chất (Z) nên ta khai thác ý sai đề bài: 15, g muoi sunfat + H 2SO4 dac  Z : Fe+ →   0,11 SO + Ở có cách giải để tìm số mol Fe: Cách 1: Ta khơng thể biết 15,6 gam muối sunfat muối sắt II hay sắt III nên hướng giải tự nhiên ta đặt ẩn phụ để giải: Đặt n Fe (SO4 )3 = a mol = 400a + 152b = 15,6 m a = 0,02          muoi sunfat →   b = 0,05 3a.2+2b = 0,11.2 n FeSO = b mol Chú ý ta áp dụng phương pháp bảo toàn số mol electron: Fe → Fe+2 +2e 2Fe → 2Fe +3 +2.3e S+6 +2e → S+4 Do tổng số mol Fe nFe = 2a + b = 0,09 mol Vậy m = mFe +mO =0,09.56 + 0,12.16 = 6,96 gam Cách 2: Ta cần tìm số mol Fe nên dùng công thức giải nhanh sau: n SO 2− n SO 2 ne trao đổi = =0,11 muối = Mà 15,6 gam muối sunfat bao gồm ion ion sắt định lượng ion ta không cần quan tâm: mSO2− mFe =15,6 – muối = 15,6-0,11.96 = 5,04 mol Do đó: m = mFe + mO = 5,04 + 0,12.16 = 6,96 gam Đáp án D Lời bàn: Với tốn hóa học có nhiều giai đoạn phản ứng phức tạp nối tiếp nhau, ta nên lập sơ đồ tóm tắt vừa làm đơn giản hóa tốn, vừa dễ dàng nhìn hướng giải toán, đồng thời tránh số sai lầm khơng đáng có thiếu chất kết tủa, xác định sai chất hỗn hợp X, Y, Z Khơng phải tốn cần sơ đồ tóm tắt, với đơn giản phức tạp mà ta nhìn hướng giải toán gồm giai đoạn độc lập với nhau, khơng nối tiếp khơng cần lập sơ đồ tóm tắt để tiết kiệm thời gian Nhận xét: Ở tốn này, khơng bạn hiểu lầm 15,6 gam muối sunfat muối Fe2(SO4)3 cho H2SO4 dùng dư, dẫn đến cách làm sai sau: n Fe (SO )3 = 15, = 0, 039 mol ⇒ m = m + m = 0, 039.2.56 + 0,12.16 = 6, 288 Fe O 400 Bài 7: Cho hỗn hợp khí A gồm hidrocacbon thuộc dãy dãy đồng đẳng khác A A2, A3, A4 hỗn hợp khí B gồm O2 O3 có tỉ khối so với He 9,5 Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích V A : VB = 1,5 : 3,2 đốt cháy hỗn hợp thu được, sau phản ứng có CO H2O với tỉ lệ thể tích tương ứng 1,3 : 1,2 Tỉ khối hỗn hợp khí A so với He là: A.6 B.5 C.7 D.8 Lời giải Với toán cho tỉ lệ thể tích, số mol ta dùng phương pháp tự chọn lượng chất để giải cho đơn giản: + Chọn nA =1,5 mol; nB = 3,2 mol O2 : 32 48 – 38 =10 M = 9,5.4 = 38 O3 : 48 → n O2 n O3 38 – 32 = 3  n = n = 3,2=1,2mol 10  O3 B = = → 5  n = n = 3,2=2mol  O2 B n CO2 n H2 O = 1,3 ⇒ 1,2n CO2 =1,3n H 2O 1,2 Ta có: + Thấy dấu hiệu bảo toàn nguyên tố O: n CO2 + n H2O = n O2 + n O3 = 2.2 + 3.1, = 7,   1, n CO2 = 1, 3n H2O n CO = 2, mol ⇔     n CO2 + n H 2O = 7, n H 2O = 2, mol Ta có hệ phuơng trình sau + Bảo tồn khối luợng kết hợp bảo tồn ngun tố C, H ta có: m A = m C + m H = 12n CO + 2n H O = 12.2,6 + 2.2,4 = 36 gam MA = 36 24 =24 → d A/He = =6 1,5 Đáp án A Nhận xét: Thông thường cho hỗn hợp tác dụng với hỗn hợp mà cho tỉ lệ thể tích, số moi, khối lượng ta dùng phương pháp quy đổi tự chọn lượng chất, sau kết hợp với phương pháp bào tồn khối lượng bảo toàn nguyên tố Bài 8: Trong bình kín chứa 3,5 mol hỗn hợp gồm H2, amin đơn chức mol O2 Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Thu mol CO2; 0,5 mol N2; 0,5 mol O2 a mol H2O Công thức phân tử amin là: A CH5N B.C3H6N C C3H5N D C2H7N Lời giải Quan sát thấy nhiều chất chứa O nên tự nhiên ta dùng bảo toàn nguyên tố O 2n Ođau = 2nO du2 + 2nO + nH O2 n H O = 2n Ođau – 2nO du – 2nCO = 2.4 – 2.0,5 – 2.1 = mol Vì ta tìm amin đơn chức nên namin = nN = 2.0,5 = mol n H2 = 3,5 − = 2,5 mol ⇒ n H(amin) + 2n H = 2n H O ⇒ n H(amin) = 2.5 – 2.25 =5 mol Áp dụng định luật bảo toàn H ta được: Ta có tỉ lệ sau:  n C(amin) = =1  n amin    n H(amin) = =5   n amin  nN = =1  n   amin Do cơng thức amin CH5N Đáp án A Bài 9: Hòa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm Fe 3O4 FeS2 63 gam dung dịch HNO3 thu 1,568 lít khí NO2 (đktc) Dung dịch thu tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa đem nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 9,76 gam chất rắn Nồng độ phần trăm dung dịch HNO3 ban đầu là: A.42,6% B 46,6% C 47,2% D 46,2% Lời giải + Tính tính n NO2 = 1,568 9,76 =0,07mol;n Fe2O3 = =0,061mol 22,4 160 + Với toán gồm nhiều giai đoạn liên tiếp ta nên tóm tắt lại tốn: 0,07 mol NO  Fe3O :a  mol HNO3 vua du  Fe3+ + NaOH  → → Fe(OH)3 → 0,061 mol Fe 2O3  2FeS :b   mol  SO 9,76 gam ran  Bây ta phải thiết lập mối quan hệ a b với hi vọng tìm a b sau áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, nguyên tố, electron + Bảo toàn nguyên tố Fe: 3a + b = nFe = 2.0,061 = 0,122 + Bảo toàn sốmol electron trao đổi: a + 15b = 0,07.1 ( Chú ý FeS2→Fe3+ + 2S+6 + 15e) Giải a = 0,04; b = 0,002 n SO2− = 2n FeS2 = 2.0,002 = 0,004 mol + Tiếp tục sử dụng bảo tồn ngun tố S: + Vì phản ứng xảy hoàn toàn vừa đủ nên sau phản ứng với dung dịch NaOH ta thu muối Na2SO4 NaNO3 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Na: n Na SO4 = 0,004 mol ⇒ n NaNO =0,4 - 0,004.2 = 0,392 mol + Cuối dựa vào sơ đồ tóm tắt, ta dùng bảo tồn ngun tố N n HNO = n NaNO + n NO = 0,382 + 0,07 = 0,462 mol A 13,44 B 11,2 C 8,96 D 6,72 Câu 17: Hòa tan hoàn toàn 5,4 gam oxit sắt vào dung dịch HNO dư thu 1,456 lít hỗn hợp NO NO2 ( đktc - ngồi khơng sản phẩm khử khác) Sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng thêm 2,49 gam so với ban đầu Công thức oxit sắt số mol HNO3 phản ứng A FeO 0,74 mol B Fe3O4 0,29 mol C FeO 0,29 mol D Fe3O4 0,75 mol Câu 18: Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS2 lượng O2 vừa đủ, thu khí X Hấp thụ hết X vào lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,15M KOH 0,lM, thu dung dịch Y 21,7 gam kết tủa Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất thêm kết tủa Giá trị m A 23,2 B 24 C 12,6 D 18 Câu 19: Phân supephotphat kép thực tế sản xuất thường có 40% P 2O5 Hàm lượng Ca(H2PO4)2 phân bón A 56,94% B 65,92% C 78,56% D 75,83% Câu 20: Trộn 10,8 gam bột Al với 34,8 gam bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhơm điều kiện khơng có khơng khí Hồ tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng dung dịch H 2SO4 lỗng (dư) thu 10,752 lít khí H2 (đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhơm A 80% B 90% C 70% D 60% Câu 21: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit cần dùng vừa hết 0,375 mol O2 sinh 0,3 mol CO2 0,3 mol H2O Mặt khác, cho m gam hỗn hợp X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 lượng kết tủa Ag thu tối đa A 48,6 g B 75,6 g C 64,8 g D 32,4 g Câu 22: Đốt cháy hoàn toàn 24,8 gam hỗn hợp X gồm (axetilen, etan propilen) thu 1,6 mol nước Mặt khác 0,5 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,645 mol Br Phần trăm thể tích etan hỗn hợp X A 5,0% B 3,33% C 4,0 % D 2,5% Câu 23: Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu m gam Al catot 67,2 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với oxi Lấy 1,12 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi (dư) thu gam kết tủa Giá trị m A 108,0 B 54,0 C 75,6 D 67,5 Câu 24: Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 0,09 mol Cu2FeS2 phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu dung dịch X hỗn hợp khí Y gồm NO NO Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu m gam kết tủa Mặt khác, thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung khơng khí đến khối lượng không đổi thu a gam chất rắn Giá trị m a A 112,84 157,44 B 111,84 157.44 C 111,84 167,44 D 112,84 167,44 Câu 25: Hỗn hợp X gồm axit fomic, axit acrylic, axit oxalic axit axetic Cho m gam X phản ứng hết với dung dịch NaHCO3 thu 0,672 lít CO2 (đktc) Đốt cháy hồn tồn m gam X cần 1,008 lít O2 (đktc), thu 2,42 gam CO2 a gam H2O Giá trị a A 1,80 B 0,72 C 1,44 D 1,62 Câu 26: Đun nóng hỗn họp hai ancol đơn chức, mạch hở với H2SO4 đặc, thu hỗn hợp gồm ete Lấy 3,6 gam ete đem đốt cháy hồn tồn, thu 4,48 lít khí CO (ở đktc) 3,6 gam H2O Hai ancol A CH3OH C3H7OH B C2H5OH CH2=CH-CH2-OH C CH3OH CH2=CH-CH2-OH D C2H5OH CH3OH Câu 27: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS2 Ag2S với số mol thu 3,696 lít SO (đktc) chất rắn B Cho B tác dụng với H 2SO4 loãng dư, sau phản ứng hồn tồn thấy lại m gam chất rắn không tan Giá trị m là: A 11,88 g B 13,64 g C 17,16 g D 8,g Câu 28: Este X (có khối lượng phân tử 103 đvC) điều chế từ ancol đơn chức (có tỉ khối so với oxi lớn 1) amino axit Cho 25,75 gam X phản ứng hết với 300 ml dung dịch NaOH 1M, thu dung dịch Y Cô cạn Y thu m gam chất rắn Giá trị m A 29,75 B 24,25 C.27,75 D 26,25 Câu 29: Nhỏ từ từ đến hết dung dịch chứa 0,1 mol Na2CO3 0,3 mol NaHCO3 vào 150 ml dung dịch H2SO4 1M thu khí CO2 dung dịch X Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X thu kết tủa có khối lượng A 34,95 g B 66,47 g C 74,35 g D 31,52 g Câu 30: Thủy phân hết m gam tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala (mạch hở) thu hỗn hợp gồm 5,696 gam Ala, 6,4 gam Ala-Ala 5,544 gam Ala-Ala-Ala Giá trị m A 13,288 B 18,12 C 22,348 D 16,308 Câu 31: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai este đồng phân cần dùng 27,44 lít khí O 2, thu 23,52 lít khí CO2 18,9 gam H2O Nếu cho m gam X tác dụng hết với 400 ml dung dịch NaOH 1M, cạn dung dịch sau phản ứng thu 27,9 gam chất rắn khan, có a mol muối Y b mol muối Z (MY < MZ) Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Tỉ lệ a : b A : B : C : D : Câu 32: Hỗn hợp X chứa muối natri axit cacboxylic đơn chức đồng đẳng Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X sản phẩm thu gồm H2O, Na2CO3 CO2 số mol CO2 số mol X phản ứng Công thức cấu tạo thu gọn muối X A CH3COONa C2H5COONa B C2H5COONa C3H7COONa C C2H3COONa C3H5COONa D CH3COONa HCOONa Câu 33: Thủy phân m gam pentapeptit A có cơng thức Gly-Gly-Gly-Gly-Gly thu hỗn hợp B gồm gam Gly; 0,792 gam Gly-Gly; 1,701 gam Gly-Gly-Gly; 0,738 gam Gly-Gly-Gly-Gly; 0,303 gam GlyGly-Gly-Gly-Gly Giá trị m A 5,8345 g B 6,672 g C 5,8176 g D 8,5450 g- Câu 34: Nhiệt phân hoàn toàn R(NO3)2 (với R kim loại) thu gam oxit kim loại 5,04 lít hỗn hợp khí X gồm NO2 O2 (đo đktc) Khối lượng hỗn hợp khí X 10 gam Muối R(NO3)2 là? A.Mg(NO3)2 B.Cu (NO3)2 C.Fe(NO3)2 D Zn(NO3)2 Câu 35: Đốt cháy hoàn toàn 12,88 gam hỗn hợp gồm axit no đơn chức ancol no đơn chức 0,54 mol CO2 0,64 mol H2O Thực phản ứng este hóa hồn tồn lượng hỗn hợp thu m (g) este Giá trị m A 8,82g B 10,20 g C 12,30 g D 11,08 g Cầu 36: Hợp chất X có cơng thức C2H7NO2 có phản ứng tráng gương, phản ứng với dung dịch NaOH loãng tạo dung dịch Y khí Z, cho Z tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm NaNO2 HCl tạo khí P Cho 11,55 gam X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, cô cạn dung dịch thu số gam chất rắn khan A 14,32 g B 8,75 g C 9,52 g D 10,2 g Câu 37: Đốt cháy hoàn toàn a mol este no, đơn chức mạch hở X, cần b mol O2, tạo c mol hỗn hợp CO2 H2O Biết c = 2(b - a) Số đồng phân este X A B C D Câu 38: Cho phương trình phản ứng: Mg + HNO3→Mg(NO3)2+ NO + N2O + H2O Tỉ khối hỗn hợp NO N2O H2 19,2 Tỉ lệ số phân tử bị khử bị oxi hóa phản ling là: A :15 B 6:11 C 11 : 28 D 38 : 15 Câu 39: Cho 18,2 gam hỗn hợp A gồm Al, Cu vào 100 ml dungdịch B chứa HNO3 2M H2SO4 12 M đun nóng thu dung dịch C 8,96 lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO SO (ngồi khơng có sản phẩm khử khác), tỉ khối D so với H2 23,5 Tổng khối lượng chất tan C A 66,2 g B 129,6 g C 96,8 g D 115,2 g Câu 40: Hỗn hợp X gồm: HCHO, CH3COOH, HCOOCH3 CH3CH(OH)COOH Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X cần V lít O2 (đktc), sau phản ứng thu CO H2O Hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng nước vơi dư, thấy khối lượng bình tăng 15,5 gam Vậy giá trị V tương ứng là: A.8,40 lít B 5,60 lít C 3,92 lít D 4,20 lít 1A 2C 3B 4C HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 5A 6D 7C 8C 9D 10D 16C 17C 18D 19B 20A 21A 22A 23C 24B 25B 31D 32D 33C 34C 35B 36D 37C 38A 39D 40B Câu 1: Đáp ánA Chọn 100 mol khơng khí n N = 80, n O = 20 Tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol nên Gọi Có n FeS = a  n FeS = b  FeS + O2 , t X  → 0,5 ( a+b ) mol Fe 2O3 +(a+2b) mol SO  FeS2 ⇒ n O2 phan ung = n Fe2O3 +n SO2 =1,75a+2,75b n N2 ⇒ n O2du =20- ( 1,75a+2,75b ) ;n Y = =94,373 84,77% a=5 a+2b=10,6%.94,373 ⇒ ⇔  20- ( 1,75a+2,75b ) =4,63%.94,373  b=2,5 11A 12B 13C 14B 15D 26C 27A 28D 29B 30D Câu 2: Đáp án C  n K 2SO4 = b   n Al2 (SO4 )3 = a Gọi Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho O, Al, K S ta có: →  n O = 12a + 4b   n Al + n K + n O = 17a + 7b 12 a+ b 20 = ⇒ b = 2a 17 a+ b 31 n BaSO4 = 3a+ b = 5a Có m BaSO4 m Al2 (SO4 )3 +m K 2SO4 = 5a.233 =1,688 342a+174.2a Nên Câu 3: Đáp án B X gồm ROH CH3CH2CH2OH, (CH3)2CHOH Có M X = 23.2 = 46 Mà CH3CH2CH2OH (CH3)2CHOH có M = 60 > 46 nên ROH CH3OH X CH 3OH  CH 3CH CH OH + CuO ( CH ) CHOH  ⟶Y  HCHO:a mol  C H5CHO: b mol +Cu + H 2O  CH CO: c mol 3)2 (  3,2 a + b + c = n O = =0,2 a = 0,1 16    ⇔ b = 0,025 n Ag = 4a + 2b = 0,45  c = 0,075   ( 32a + 60b + 60c ) = 46  0,2 ⇒ %m C2 H5CH2OH = 0,025.60 100%=16,3% 46.0,2 Câu 4: Đáp án C 46,6.30,9% nO = =0,9 16 ⇒ n Al2O3 = n O = 0,3; n OH− = n H2 = 0, Al2O3 + 2OH-⟶ 2AlO2- + H2O ⇒nOH- dư = 0,8 – 0,3.2 = 0,2 , nHCl = 1,55 H+ + OH-⟶H2O AlO2 + H + H2O ⟶ Al(OH)3 - + ↓ Al(OH)3 + 3H+⟶ Al3+ + 3H2O ⇒ n Al(OH) = 0,35 ⇒ m =27,3 g Câu 5: Đáp án A 120a + 160b = 5,2  n FeS =a  có  n SO =2a + b   n Cu S = b   n NO = 11a + 8b ( BT e ) nên 120a + 160 b = 5, a = 0, 0404   ⇔   13a+ b = 0,545  b = 0, 0022 %m FeS2 =   0,0404.120 100%= 93,23% 5,2 Vậy: Câu 6: Đáp án D 2MHCO3⟶M2CO3 + CO2 + H2O n MHCO3 =2 Suy 20,9-18,74 =0,05 44+18 n CO =n M CO +n MHCO = 0,15 ⟹ n M CO = 0,1; n AgCl = n HCl +n MCl = 0,52 n MCl =0,02 ⟹ 0,1( 2M+60 ) +0,05 ( M+61) +0,02 ( M+35,5 ) = 20,29 ⟹ ⟺M=39 K Câu 7: Đáp án C n O = 1,225;n CO = 1,05 ;n H O =1,05 ⟹ Cơng thức chung X có dạng CnH2nO2 n O(X) =2n CO2 +n H2 O -2n O2 =0,7 n CO2 n X = n O(X) =0,35 ⇒ n= =3 nX Do X gồm HCOOC2H5: a mol CH3COOCH3: b mol với a + b = 0,35 (1) 68a+82b+0,05.40 = 27,9 ( ) 27,9 gam chất rắn khan chứa 0,05 mol NaOH dư nên Từ (1) và(2) có a = 0,2 b = 0,15⟹ a:b = 4:3 Câu 8: Đáp án C Có n ancol phản ứng = nCu = m X  -m   ancol =0,14 16 M ancol ≤ 6, 44 = 46 0,14 nancol ≥ 0,14 ⟹ Nên ancol CH3OH⇒ nanđêhit = nancol phản ứng = 0,14 nAg = 4.nHCHO = 0,56 Câu 9: Đáp án D Đốt cháy Y tương tự đốt cháy X n O(X) =  n HCHO =  2n CO +n H 2O -  2n O2 =0,015 n C2 H = n O2 - n HCHO =0,02; n H = n H 2O - n HCHO - n C2 H =0,01 ⇒ %VHCHO =33,33% Câu 10: Đáp án D n H O > n CO Vì nên cơng thức phân tử X có dạng CH2n+3N CnH2n+1N Khi X có cơng thức phân tử dạng CnH2n+3N n H2O -n CO2 1 ⇒ n N2 sinhra = n X = 1,5 60 120 29 n N2 sinhra =0,975= 120 30 29 ⇒ n O2 =0,25n N2 khơng khí = 120 nX = C n H 2n +3 N + n O2 nX = = 3n + 1,5 O → nCO + (n + 1,5)H 2O + N 2 29 3n+1,5 = ⇔ n=9,167 2 Nên (loại) Do X có cơng thức phân tử dạng CnH2n+1N ⇒đáp án D Câu 11: Đáp ánA n H O = 1,05 ⇒ n ancol = n H 2O - n CO2 = 0,3; n O(ancol) =  2n CO2 +  n H2O -  2n O2 =  0,45 n O(ancol) n ancol = n CO2 0,75 0,45 =1,5; = =2,5 0,3 n ancol 0,3 Vì nên ta có cặp X Y thỏa mãn: C2 H 5OH C2 H5 OH   CH 3CH(OH)CH OH CH (CH 2OH)2 ; C2 H (OH)  C2 H5 CH OH C H (OH)  (CH ) HOH Câu 12: Đáp án B Gọi cơng thức amino axit CnH2n+1O2N công thức X C3nH6nO4N3 Khi đốt cháy 0,1mol X thu 0,3n mol CO2 và0,05(6n-l) mol H2O 44.0,3n+18.0,05 ( n -1) = 36,3 ⇒ ⇔n = nên amino axit C2H5O2N Y C8H14O5N4.C8H14O5N4 + 9O2 t  → 8CO2+7H2O + 2N2 n O2 = 9n Y =1 ,8 mol Vậy Câu 13: Đáp ánC Vì số axit 2,8 nên để trung hòa axit 1g chất béo cần 2,8mg KOH Do trung hòa axit 1kg chất béo cần 2,8g KOH 0,35 – Mà nKOH = 0,35⇒nKOH thủy phân = ⇒ n C H5 ( OH ) 3 = nKOH thủy phân = 0,1 2,8 = 0,3 56 Câu 14: Đáp án B FeO  HNO3 t0 X Fe(OH)  → Y:Fe(NO3 )3  → Fe O3 Fe(OH)  n Fe = 0,2; n Fe(NO ) = 2n Fe O = 0,38 nFe phản ứng = n Fe(NO )3 = 0,19 => nFe dư = 0,01 Câu 15: Đáp án D Gọi công thức axit CnH2n+2-2aO2a m O2 =m CO2 +m H 2O -m axit =10,4 ⇒ n O2 =0,325 n O  trong  oxit =2n CO +n H 2O -2n O2 =0,2 ⇒ n axit = 0,2 2a  n CO2 =3a n= n=6  n axit ⇒ ⇔ a=2 2n+2-2a= 2n H 2O =5a  n axit  n C H8 (COOC2H5 )2 =0,2=40,4 => axit C6H10O4 => Câu 16: Đáp án C Gọi Có ⇒ Gọi a+b=0,2 a=0,1  n CH4 =a  có 16a+30b ⇔   b=0,1  n C2 H2 =b  0,2 =11,5.2  CH +4O → CO +2H O  C2 H +7O → 2CO +3H O nO = 4a + 7b = 1,1 n O2 =a 2a+3b=1,1 a=0,1 có  32a+48b ⇔  b=0,3 n O3 =b  a+b =22.2 ⇒ V=22,4 ( 0,1+0,3) =8,96l Câu 17: Đáp ánC ∆m  =  m oxit - m NO, NO2 =  2,49 → m NO, NO2 =  2,9 Có Gọi a  +  b  =  0,065 a  =  0,005 n NO =  a có  ⇔  n NO2 =  b 30a  +  46b  =  2,91 b  =  0,06 Vì oxit sắt phản ứng với HNO3 tạo sản phẩm khử nên FeO Fe3O4 (FeO.Fe2O3) ⇒ n FeO = n Fe+2 = 3n NO + n NO2 (bảo toàn electron) = 0,075 ⟹mFeO = 5,4 = moxit nên oxit FeO n HNO phan ung  = n NO− tao muoi + n NO, NO2 = 3n FeO + n NO, NO = 0, 29 ( mol ) Câu 18: Đáp án D 4FeS2 +11O2 t  → 2Fe2O3 +8SO2 n FeS = x Gọi n SO =n Ba(OH) =0,15;n KOH = 0,1;n BaSO =0,1 n KHSO3 =0,1;n Ba(HSO3 )2 =0,05 Vì cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất thêm kết tủa nên Y có ⇒ n SO2 =  2x;n   BaSO3 +  2n Ba(HSO3 )2 +  n KHSO3 ⇒ x  =  0,15 ⇒ m  =18 Câu 19: Đáp án B Phân supephotphat kép gồm Ca(H2PO4)2 CaSO4 Gọi n Ca ( H2 PO4 ) = a   n CaSO4 = b n P2O5 = n Ca ( H PO4 ) = a 142 136 100% = 40% ⇔ a= b 234a+136b 121 234.136 b 121 ⇒ %m Ca(H2 PO4 )2 = 100%=65,92% 234.136 b+136b 121 ⇒ Câu 20: Đáp ánA n Al =0,4; n Fe O4 =0,15 8Al + 3Fe3O4 t  → 9Fe + 4Al2O3 n Fe O4 Gọi nAl phản ứng = 8a ; phản ứng = 3a nFe =9a nAl dư = 0,4-8a n H =n Fe +1,5n Al =9a + l,5 ( 0,4 - 8a ) = 0,48 ⇔ a = 0, 04 ⇒ H = 0, 04.8  .100% = 80% 0, Câu 21: Đáp ánA n CO = n H O Vì ⟹nX = nO(X) = Cn H 2n O nên X chứa 2n CO + n H O - n O = 0,15 n=   n CO2 nX  = 0,3    = 0,15 ⟹ ⇒ X chứa HCHO 2n X