3 3 bài toán kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng

3.1 Bài toán kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng A Định hướng tư + Với tốn cần nhớ bán phản ứng quan trọng sau: → SO 42− + SO + H 2O 2H 2SO + 2e  → 3SO 24− + S + 4H 2O 4H 2SO + 6e  → 4SO 24− + H 2S + 4H 2O 5H 2SO + 8e  + Chú ý vận dụng định luật bảo toàn (đặc biệt BTE) B Ví dụ minh họa Câu 1: Hịa tan a mol Fe dung dịch H2 SO4 thu dung dịch X 12,32 lít SO (đktc) sản phẩm khử Cô cạn dung dịch X thu 75,2 gam muối khan Giá trị a là: A 0,4 B 0,6 C 0,3 D 0,5 Định hướng tư giải: BTE Trong muoi → n SO = 0,55 2− Ta có: n SO2 = 0,55  BTKL  → n Fe = a = 75, − 0,55.96 = 0, ( mol ) 56 → SO 42− + SO + H O Bạn chưa thạo BTE dựa vào 2H 2SO + 2e  Giải thích tư duy: Bài tồn đề khơng nói axit dư nên khơng thể cho Fe nhảy hết lên Fe3+ Ta phải dùng đổi e lấy 2− 2− điện tích âm SO lấy khối lượng muối – khối lượng SO4 Câu 2: Hòa tan hết hỗn hợp X chứa Cu Fe dung dịch H SO4 đặc, nóng Sau phản ứng thu khí dung dịch Y chứa m gam muối (trong S chiếm 22,472% khối lượng) Mặt khác, đổ dung dịch NaOH dư vào Y thấy có 40,2 gam kết tủa xuất Giá trị m : A 74,2 B 68,8 C 71,2 D 66,8 Định hướng tư giải: BTNT.S Trong Y = a  → Trong Y n SO24− = a → n S 32a = 0, 22472 ( 1) m X + 96a BTDT Trong ↓ n SO2− = a  → n OH = 2a  → 40, = m X + 2a.17 ( ) −  m + 34a = 40,  m = 23, ( 1) + ( 2)  → X  → X a = 0,5 0, 22472m X − 10, 42688a = BTKL  → m = 23, + 0,5.96 = 71, ( gam ) Giải thích tư duy: Bài tốn đề khơng nói axit dư nên cho Fe nhảy hết lên Fe3+ Chuyển dịch điện tích 1SO 24− lấy 2OH − Câu 3: Cho Fe tác dụng hết vói dung dịch H2SO4 đặc nóng thu khí SO2 (sản phẩm khử nhất) dung dịch X chứa 8,28 gam muối Cho Ba(OH)2 dư vào X thu 18,54 gam kết tủa Số mol H2SO4 phản ứng là? A 0,15 B 0,12 C 0,20 D 0,30 Định hướng tư giải: Fe : m ( gam ) BTKL → 8, 28  2−  → m + 96a = 8, 28 Ta có:  SO : a ( mol )  →18,54 = m 17.2 14+2 43a + 233a Fe ( OH ) n m = 2,52  →  → n H 2SO4 = 0,12 → n SO2 = 0, 06 a = 0, 06  Giải thích tư duy: 2− Bài tốn đề khơng nói axit dư nên cho Fe nhảy hết lên Fe3+ Muối gồm sắt SO 2− kết tủa hidroxit sắt BaSO4 Dùng chuyển dịch điện tích từ SO thành 2OH − BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Hịa tan hồn tồn a gam Fe dung dịch HCl loãng dư thu m gam muối Cũng lượng sắt cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu (m + 14,6) gam muối sunfat Giá trị a là: A 11,2 g B 2,8 g C 12,7 g D 5,6 g Câu 2: Hịa tan hồn tồn 4,8 gam Mg vào 49 gam dung dịch H2SO4 80% thu dung dịch X khí Cho X tác dụng hồn tồn vói 700 ml dung dịch KOH 1M, sau lọc bỏ kết tủa dung dịch Y Cô cạn Y chất rắn Z nặng 58,575 gam Tính C% MgSO4 X A 48,66 B 44,61 C 49,79 D 46,24 Câu 3: Cho hỗn hợp A gồm x mol Fe 0,2x mol Cu tan hoàn toàn dung dịch chứa y mol H2SO4 (tỉ lệ x : y = : 3), thu sản phẩm khử SO2 dung dịch B Số mol khí SO2 A x B l,7x C 0,5y D y Câu 4: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Cu, Fe tan hoàn tồn H2SO4 đặc, nóng, dư thu 5,6 lít SO2 sản phẩm khử Tính % theo khối lượng Cu hỗn hợp A 53,33% B 33,33% C 43,33% D 50,00% Câu 5: Cho 4,5 gam kim loại R tan hoàn toàn H2SO4 đặc nóng dư thu 2,24 lít hỗn hợp hai khí SO2 H2 S (đktc) có tỉ khối so với H2 24,5 dung dịch X Tìm kim loại R khối lượng muối tạo thành dung dịch sau phản ứng A Al, 28,5 gam B Al, 34,2 gam C Fe, 28,5 gam D Cu, 32,0 gam Câu 6: Hòa tan 30 gam hỗn hợp số kim loại vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu dung dịch X 0,15 mol SO2, 0,1 mol S 0,005 mol H2S Khối lượng muối tạo thành sau phản ứng : A 78 g B 120,24g C 44,4g D 75,12g Câu 7: Cho m gam Zn vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 6,72 lít hỗn hợp hai khí SO2 H2S (đktc) có tỉ khối so với H2 24,5 Tổng giá trị m lượng muối tạo thành dung dịch sau phản ứng : A 196,5 gam B 169,5 gam C 128,5 gam D 116,12 gam Câu 8: Hòa tan 23,4 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu lượng vừa đủ dung dịch H SO4 , thu 15,12 lít khí SO2 (đktc) dung dịch chứa m gam muối Giá trị m là: A 153,0 B 95,8 C 88,2 D 75,8 Câu 9: Thổi luồng CO qua hỗn hợp Fe Fe 2O3 nung nóng chất khí B rắn D Cho B lội qua dung dịch nước vôi dư thấy tạo gam kết tủa Hòa tan D H2 SO4 đặc, nóng thấy tạo 0,18 mol SO2 cịn dung dịch E Cô cạn E thu 24g muối khan Xác định thành phần % Fe: A 58,33% B 41,67% C 50% D 40% Câu 10: Cho Fe tác dụng hết vói dung dịch H SO4 đặc nóng thu khí SO (sản phẩm khử nhất) 8,28 gam muối Biết số mol Fe 37,5% số mol H2 SO4 phản ứng Khối lượng Fe tham gia phản ứng A 1,68 gam B 1,12 gam C 1,08 gam D 2,52 gam Câu 11: Hòa tan 0,1 mol Al 0,2 mol Cu dung dịch H2SO4 đặc dư thu V lít SO2 (ở 0°C, atm) Giá trị V là: A 3,36 B 4,48 C 7,84 D 5,6 Câu 12: Cho 5,94g Al tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 1,848 lít sản phẩm (X) có lưu huỳnh (đktc), muối sunfat nước Cho biết (X) khí hai khí SO2, H2S? A H2S B SO2 C Cả hai khí D S Câu 13: Hỗn hợp X gồm Fe C có tỉ lệ mol tương ứng : Cho gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu V lít khí đktc Giá trị V A 16,8 lít B 17,92 lít C 6,72 lít D 20,16 lít Câu 14: Hịa tan hoàn toàn 16,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al Fe dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 0,55 mol SO2 Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn lượng kim loại thu m gam oxit Giá trị m là: A 22,9 gam B 25,1 gam C 55,2 gam D 51,8 gam ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Định hướng tư giải a  HCl → m = ( 56 + 35,5.2 )   m = 25, a  56 → → Ta có: n Fe = a 56  H2SO4 ( d/n ) a = 11, → m + 14, = 2.56 + 96.3) (  2.56 Câu 2: Định hướng tư giải Ta có: n KOH = 0, BTNT K → 2a + b = 0, a = 0,3125  K 2SO : a  Z → →  b = 0, 075  KOH : b 174a + 56b = 58,575 SO : x BTNT S → n S↑ = 0, − a = 0, 0875 →   H 2S : y BTE  → 2x + 8y = 0, 2.2  x = 0, 05 n Mg = 0,  → →  y = 0, 0375  x + y = 0, 0875 → %MgSO = 0, ( 24 + 96 ) = 48, 66% 4,8 + 49 − 0, 05.64 − 0, 0375.34 Câu 3: Định hướng tư giải + Nhận thấy dung dịch B có chứa Fe 2+ Fe bị đẩy hết lên Fe3+ số mol H2SO4 phải 3,4x mol → SO 42− + SO + H 2O Nên H2SO4 hết 2H 2SO + 2e  Vậy n SO2 = n H SO = 0,5y ( mol ) 2 Câu 4: Định hướng tư giải → SO 42− + SO + H O Ta sử dụng phương trình: 2H 2SO + 2e  Cu : a CDLBT 64a + 56b = 12 a = 0,1 →  → Ta có ngay: 12   Fe : b  2a + 3b = 0, 25.2 b = 0,1 → %Cu = 0,1.64 = 53,33% 12 Câu 5: Định hướng tư giải a + b = 0,1 SO : a  a = 0, 05 →  64a + 34b → → n e = 0,5 Ta có 0,1  = 2.24,5 b = 0, 05 H 2S : b  0,1  BTKL  → 4,5 = 0,5.R → R = 9n = 9.3 = 27 → Al n BTKL  → m muoi = Σm ( KL,SO 42− ) = 4,5 + 0, 25.96 = 28,5 Câu 6: Định hướng tư giải SO2 : 0,15  → n e = 0,15.2 + 0,1.6 + 0, 005.8 = 0,94 → n SO2− = 0, 47 Ta có: S : 0,1  H S : 0, 005  BTKL  → mmuoi = Σm( KL, SO42− ) = 30 + 0, 47.96 = 75,12( gam) Câu 7: Định hướng tư giải Ta dụng: 2H2SO4 + 2e → SO24− + SO2 + H2O 5H2SO4 + 8e → 4SO24− + H2S + 4H2O a+ b = 0,3 nSO2 = a  a = 0,15 → 0,3 →  64a+ 34b → → ne = 1,5 nH2S = b  0,3 = 24,5.2 b = 0,15 BTE   → nZn = 0,75 → mZn = 0,75.65 = 48,75 BTNT.Zn  → mZnSO4 = 0,75(65+ 96) = 120,75 Câu 8: Định hướng tư giải 2− Sử dụng phương trình: 2H2SO4 + 2e → SO4 + SO2 + H2O BTKL  → m = Σm(Kim loai,SO 24− ) = 23, + 0, 675.96 = 88, Câu 9: Định hướng tư giải BTNT.Fe → nFe = 2nFe2 (SO4 )3 = Cô cạn E thu 24g muối khan  24 = 0,12 400  Fe:0,12 BTNT(O+C) Fe:0,12  → D Hỗn hợp đầu:  O :a O :a − 0,06 BTE   → 0,12.3 = 2.(a− 0,06) + 0,18.2 → a = 0,06 Fe O :0,02 BTKL 0,08.56 BTNT(Fe+ O)  →  → %Fe = = 58,33% 0,12.56 + 0,06.16 Fe:0,08 Câu 10: Định hướng tư giải 2− Ta có sử dụng: 2H2SO4 + 2e → SO4 + SO2 + H2O SO2− :a  H2SO4 :2a  → nSO2 = a  →  → 8,28 → nFe = 0,375.2a Fe:0,75a    → a = 0,06  → nFe = 0,045 → mFe = 2,52(gam) Câu 11: Định hướng tư giải  nAl = 0,1 BTE 0,1.3+ 0,2.2  → nSO2 = = 0,35 → V = 7,84 Ta có:   nCu = 0,2 Câu 12: Định hướng tư giải  nAl = 0,22 BTE   → 0,22.3 = 0,0825.8 → X : H2S Ta có:   nX = 0,0825 Câu 13: Định hướng tư giải 0,1.3+ 0,2.4  = 0,55 Fe:0,1 BTE+ BTNT SO2 : 8 →  → V = 0,75.22,4 = 16,8 C :0,2 CO2 :0,2 Câu 14: Định hướng tư giải oxit = 0,55(mol) Ta có: nSO2 = 0,55 → ne = 0,55.2 → nO BTKL  → m = 16,3+ 0,55.16 = 25,1(gam) ... A 53, 33% B 33 ,33 % C 43, 33% D 50,00% Câu 5: Cho 4,5 gam kim loại R tan hoàn toàn H2SO4 đặc nóng dư thu 2,24 lít hỗn hợp hai khí SO2 H2 S (đktc) có tỉ khối so với H2 24,5 dung dịch X Tìm kim loại. .. Al 0,2 mol Cu dung dịch H2SO4 đặc dư thu V lít SO2 (ở 0°C, atm) Giá trị V là: A 3, 36 B 4,48 C 7,84 D 5,6 Câu 12: Cho 5,94g Al tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 1,848 lít sản phẩm... dung dịch sau phản ứng A Al, 28,5 gam B Al, 34 ,2 gam C Fe, 28,5 gam D Cu, 32 ,0 gam Câu 6: Hòa tan 30 gam hỗn hợp số kim loại vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu dung dịch X 0,15 mol SO2, 0,1 mol