Tài liệu bài tập hóa có nhiều cách giải giới thiệu cho các bạn các phương pháp giải bài tập cơ bản, đặc trưng của hóa học giúp học sinh hiểu rõ về các cách giải bài tập hóa học, từ đó nắm vững kiến thức hóa học. Đây cũng là tài liệu giúp giáo viên tham khảo để giảng dạy môn hóa học, giúp các em học sinh nâng cao kiến thức hóa học và yêu thích môn hóa học
NHỮNG BÀI TẬP HỐ HỌC CĨ NHIỀU PHƯƠNG PHÁP GIẢI PHẦN MỘT MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HOÁ HỌC Phương pháp áp dụng bảo toàn khối lượng, số mol nguyờn tử Cơ sở Trong cỏc quỏ trỡnh hoỏ học thỡ : Tổng khối lượng chất trước phản ứng tổng khối lượng chất sau phản ứng : �m(tr��c ph�n �ng) �m(sau ph�n �ng) Tổng số mol nguyên tử nguyên tố A trước phản ứng tổng số mol nguyên tử nguyên tố A sau phản ứng �nA(tr��c ph�n �ng) �nA(sau ph�n �ng) Cách áp dụng Khi giải tập trắc nghiệm ta nên lập sơ đồ tóm tắt phản ứng, áp dụng bảo tồn để tìm đại lượng khác : số mol, khối lượng chất sơ đồ phản ứng tốn giải nhanh Bài tập minh họa Bài Người ta cho từ từ luồng khí CO qua ống sứ đựng 5,44 g hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, CuO nung nóng, kết thúc phản ứng thu hỗn hợp chất rắn B hỗn hợp khí C Sục hỗn hợp khí C vào dung dịch nước vơi dư thấy có g kết tủa khí D bay Khối lượng chất rắn B thu A 3g B 4g C 5g D 3,4g Lời giải Sơ đồ phản ứng: FeO CO + o t Fe2O3 �� � A + CO2 Fe3O4 CuO CO2 + 0,09 Ca(OH)2 �� � CaCO3 + H2O 0,09(mol) 100 Theo định luật BTKL mCO mA mB mCO2 0,09.28 + 5,44 = mB + 0,09.44 m = 4g Bài Cho mg hỗn hợp A gồm ba muối XCO 3, YCO3 M2CO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng, phản ứng xảy hồn tồn thu 4,48 lít CO (đktc), dung dịch B chất rắn C Cô cạn dung dịch B thu 20 g muối khan Nung chất rắn C đến khối lượng khơng đổi thấy có 11,2 lít khí CO (đktc) bay chất rắn D có khối lượng 145,2 g m có giá trị A 170g B 180g C 190g D 200g Lời giải XCO3 YCO3 + � muối B + CO2 + H2O + C H2SO4 �� M2CO3 Nhiệt phân B C o t �� � D + CO2 mC mD mCO2 145,2 1,12 44 167,2(g) 22,4 Phương trình ion rút gọn cho A tác dụng với H2SO4 CO32 2H 0,4 �� � H2O CO2 4,48 0,2 22,4 0,2 � m + 0,2.98 = 20 + 0,2.44 + 0,2.18 + 167,2 � m = 180 g Bài Hịa tan hồn tồn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 lỗng, thu V lít H2 (đktc) dung dịch chứa m g hỗn hợp muối Y Cho toàn lượng H2 từ từ qua ống sứ đựng g hỗn hợp gồm Fe2O3, CuO nung nóng, thu 3,04g hỗn hợp kim loại m có giá trị A 8,98g B 8,89g C 7,89g D 6,98g Lời giải Sơ đồ (1) phản ứng X tác dụng với H2SO4 loãng: Fe Mg H2SO4 �� � H� nh� p mu� i Y + H2 Zn Sơ đồ (2) phản ứng khử Fe2O3, CuO khí H2 : Fe2O3 CuO + H2 �� � Fe + Cu H2O Bản chất phản ứng xảy theo sơ đồ (2) H2 + O(oxit) �� � H2O nH2 nO 3,04 0,06(mol) 16 Theo sơ đồ (1) mmuối = mX mSO42 3,22 0,06.96 8,98g Bài Nung nóng m g hỗn hợp X gồm ACO BCO3 thu m g hỗn hợp rắn Y 4,48 lít khí CO2 Nung nóng Y đến khối lượng khơng đổi thu thêm khí CO2 hỗn hợp rắn Z Cho tồn khí CO thu nung Y qua dung dịch NaOH dư, sau cho dung dịch BaCl dư vào dung dịch thu 19,7 g kết tủa Mặt khác cho CO dư qua hỗn hợp Z nung nóng thu 18,4 g hỗn hợp Q 4,48 lít khí CO2 (đktc) m có giá trị A 34,8 g B 25,7g C 44,1g D 19,8g Lời giải Sơ đồ phản ứng nhiệt phân : ACO3 � Y + CO2 BCO3 �� Y (1) t ��� Z + CO2 NaOH (2) BaCl 2� BaCO CO2 ���� CO32 ��� 0,1 CO Z �� � Q CO2 Bản chất sơ đồ (3) : CO + O(trong Z) �� � CO2 19,7 0,1(mol) 197 (3) � m(trong Z) = 4,48 0,2(mol) 22,4 � mZ mQ mO 18,4 0,2.16 21,6(gam) � mY mZ mCO2 21,6 0,1.44 26(gam) � mX mY mCO2 26 0,2.44 34,8(gam) Bài Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol FeO, 0,3 mol Fe 2O3, 0,4 mol Fe3O4 vào dung dịch HNO3 2M vừa đủ, thu dung dịch muối 5,6 lít khí hỗn hợp khí NO N 2O4 (đktc) có tỉ khối so với H 33,6 Thể tích dung dịch HNO3 tham gia phản ứng A 3,6 lít B 2,4 lít C 3,2 lít D 4,8 lít Lời giải Sơ đồ phản ứng : FeO Fe2O3 Fe3O4 NO to HNO3 ��� Fe(NO3)3 + N O + H2O Đặt nNO x(mol) ; nN2O4 y(mol) 5,6 � x+y =0,25 � x 0,1mol 22,4 � � Ta c�h�� �� y 0,15mol � �30x 92y 33,6 � �2(x y) Áp dụng bảo toàn nguyên tố Fe để tính số mol Fe(NO 3)3 : nFe(Fe(NO3)3 nFe(FeO,Fe2O3,Fe3O4) � nFe(NO3)3 nFeO 2nFe2O3 3nFe3O4 0,2 2.0,3 3.0,4 2mol Áp dụng bảo toàn nguyên tố N : nN(HNO3) nN(Fe(NO3)3 NO N2O4) � nHNO3 3.2 0,1 2.0,15 6,4mol Vậy VHNO3 6,4 3,2l� t Bài Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 (vừa đủ), thu dung dịch X (chỉ chứa muối sunfat) khí NO Giá trị a A 0,12 mol B 0,04 mol C 0,075 mol D 0,06 mol Lời giải Sơ đồ phản ứng : FeS2 Cu2S + HNO3 �� � Fe2(SO4)3 CuSO4 + NO + H2O áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe, Cu, S � Fe2(SO4)3 FeS2 �� 0,12 0,06 � CuSO4 Cu2S �� a 2a nS(FeS2) nS(Cu2S) nS(Fe2(SO4)3) nS(CuSO4) 2nFeS2 nCu2S 3nFe2(SO4)3 nCuSO4 � 2.0,12 + a = 3.0,06 + 2a � a = 0,06 mol Bài Thổi từ từ hỗn hợp khí X gồm CO H qua ống đựng 16,8 g hỗn hợp Y gồm oxit gồm CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng Sau phản ứng hồn tồn thu m g chất rắn Z hỗn hợp khí T, hỗn hợp T nặng hỗn hợp X 0,32 g Giá trị m A 14,28g B 16,46g C 16,48g D 17,12g Lời giải Sơ đồ phản ứng CuO Fe2O3 + Al 2O3 CO H2 �� � Z + T Ta thấy X + O(oxit) �� � T mT mX mO(oxit) 0,32g mà mY mZ mO � mZ mY mO 16,8 0,32 16,48g Bài Khử hoàn toàn m g hỗn hợp CuO, Fe 3O4 khí CO nhiệt độ cao, thu hỗn hợp kim loại khí CO2 Sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu 20 g kết tủa dung dịch A, lọc bỏ kết tủa, cho Ba(OH) dư vào dung dịch A thu 89,1 g kết tủa Nếu dùng H khử hoàn toàn m g hỗn hợp cần lít khí H2 (đktc) ? A 16,46 lít B 19,72 lít C 17,92 lít D 16,45 lít Lời giải Sơ đồ phản ứng : CuO Cu to + CO �� + CO2 � Fe3O4 Fe (1) Cho CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 CaCO3 � Ca(OH)2 Z CO2 ���� � ] 20 0,2(mol) 100 (2) Ba(OH) 2� CaCO � BaCO � Ca(HCO3)2 ���� 3 x x 100x 197x 89,1� x 0,3(mol) Áp dụng bảo toàn nguyên tố C nC(CO) nC(CO2) �nC(CaCO3) nC(BaCO3) � nCO2 nCaCO3 nBaCO3 (0,2 0,3) 0,3 0,8(mol) Bản chất phản ứng xảy (1) : CO + O(oxit) �� � CO2 0,8 0,8 0,8 Nếu dùng H2 để khử m g hỗn hợp CuO, Fe3O4 chất phản ứng H2 + O(oxit) �� � H2O Tổng số mol nguyên tử oxi hai trình nên nH2 nO 0,8(mol) � VH2(�ktc) 0,8.22,4 17,92 (lit) Bài tập vận dụng Bài Để khử hoàn toàn 27,2 g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 cần vừa đủ 6,72 lít CO (đktc) Khối lượng Fe thu A 18,9 g B 22,4 g C 19,8 g D 16,8 g Hướng dẫn Sơ đồ phản ứng Fe FeO Fe3O4 + CO �� � Fe + CO2 Fe2O3 Bản chất phản ứng xảy sơ đồ : CO + O(oxit) CO2 nCO = nO = 6,72 = 0,1 (mol) 22,4 mFe = mhh – mO (oxit) = 27,2 – 16.0,3 = 22,4 g Bài Cho từ từ luồng khí CO qua ống sứ đựng m g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 nung nóng, kết thúc phản ứng thu 64g sắt, khí gồm CO CO2 cho sục qua dung dịch Ca(OH) dư 40g kết tủa Vậy m có giá trị A 70,4g B 74g C 47g D 104g Hướng dẫn Khí sau phản ứng gồm CO2 CO dư cho qua dung dịch Ca(OH)2 dư : CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 40 0,4 (mol) 100 0,4 (mol) Sơ đồ phản ứng: FeO CO + Fe2O3 �� � Fe + CO2 Fe3O4 28.0,4 + m = 64 + 44.0,4 m = 70,4g Bài Khử hoàn toàn 24 g hỗn hợp CuO Fe xOy H2 dư nhiệt độ cao thu 17,6 g hỗn hợp hai kim loại Khối lượng nước tạo thành A 3,6 g B 7,2 g C 1,8 g D 5,4 g Bài Để tác dụng hết 5,44 g hỗn hợp CuO, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 cần dùng vừa đủ 90ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, khử hồn tồn 5,44 g hỗn hợp khí CO nhiệt độ cao khối lượng sắt thu A 3,20g B 4,72 g C 2,11 g D 3,08 g Bài Thổi chậm 2,24 lít (đktc) hỗn hợp X gồm CO H (lấy dư) qua ống sứ đựng 24 g hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe2O3 Fe3O4 đun nóng Sau kết thúc phản ứng, khối lượng chất rắn lại ống sứ A 12,4 g B 14,2 g C 22,8 g D 22,4 g Hướng dẫn Al 2O3 CuO Fe2O3 CO H2 + Chất rắn �� � + CO2 H2O Fe3O4 Ta thấy mol CO mol H2 phản ứng với 1mol O : CO + O(oxit) �� � H2 0,1 CO2 H2O 0,1 Khối lượng chất rắn lại 24 – 0,1.16 = 22,4 g Bài Cho hỗn hợp gồm : FeO (0,01 mol), Fe2O3 (0,02 mol), Fe3O4 (0,03 mol) tan vừa hết dung dịch HNO thu dung dịch chứa muối 0,448 lít khí N2O4 (đktc) Khối lượng muối số mol HNO tham gia phản ứng A 32,8 g ; 0,4 mol B 33,88 g ; 0,46 mol C 33,88 g ; 0,06 mol D 33,28 g ; 0,46 mol Hướng dẫn Sơ đồ phản ứng : FeO Fe2O3 + HNO3 �� � Fe(NO3)3 + N2O4 + H2O Fe3O4 Áp dụng bảo toàn nguyên tố Fe : nFe[Fe(NO3)3] nFe[FeO,Fe2O3,Fe3O4] nFe[Fe(NO3)3] = nFeO 2nFe2O3 3nFe3O4 = 0,01 2.0,02 3.0,03 0,14(mol) mFe(NO3)3 0,14.242 33,88(g) Áp dụng bảo toàn nguyên tố N : 10 Giả sử có hỗn hợp gồm chất A, B, C, (chứa C, H, O), thay chất tương đương CxHyOz : M với: Khối lượng phân tử trung bình M : M mhh nA M A nB M B nK M K nhh nA nB nK ( nA, nB, … nK : số mol, thể tích hay % số mol, ) Ln ln có: M A M M K Số nguyên tử cacbon trung bình x : x x1.nA x2.nB xK nK nA nB nK (Với x1 < x < xK) (x1, x2, x3, số nguyên tử C A, B, C, ) Số nguyên tử hiđro trung bình y : y y1.nA y2.nB yK nK nA nB nK (Với y1 < y < yK) (y1, y2, y3, số nguyên tử H A, B, C, ) Các giá trị trung bình khác số nguyên tử oxi trung bình, phân tử khối gốc hiđrocacbon trung bình, số nhóm chức trung bình, cách thiết lập tương tự Phạm vi áp dụng Dùng để giải nhanh loại hữu cơ, vô như: tập xác định công thức phân tử chất hố học, tính thể tích, tính số mol hay tính % số mol, % thể tích với chất khí, Bài tập minh họa Bài Đốt cháy hỗn hợp X gồm hiđrocacbon A, B dãy đồng đẳng thu 96,8g CO2 57,6g H2O Công thức phân tử A, B thành phần % chất hỗn hợp X A CH4, C2H6 B C2H6, C3H8 C C3H8, C4H10 D C2H4, C3H6 99 Lời giải 96,8 57,6 2,2(mol) ; nH2O 3,2(mol) 44 18 nCO2 � nCO2 nH2O � A, B thu� c d� y� � ng � � ng ankan Đặt A : CnH2n2 a(mol) ;B : CmH2m2 b(mol) Gọi n số nguyên tử C trung bình hỗn hợp ( n �n �m�4 ), thay A, B chất CnH2n có số mol = (a+b) mol CnH2n2 3n O2 � nCO2 (n 1)H2O 2,2 3,2 (1) n n � n 2,2 V� y: n �n 2,2 �m 2,2 3,2 A : C2H6 � Vậy : � B : C3H6 � Gọi % nA= a ; %nB = – a � 2a + 3.(1 – a) = 2,2 � a = 0,8 ; b = 0,2 �a 0,8 mol C2H6 � 80% � �b 0,2 mol C3H8 � 20% Bài Đốt cháy hết 0,5mol hỗn hợp X gồm hiđrocacbon mạch hở A, B thuộc dãy đồng đẳng (phân tử khối 28đvC) cần 40,32 lít O tạo 26,88 lít CO2 Công thức phân tử A, B Lời giải nO2 p� 40,32 26,88 1,8(mol) ; nCO2 1,2(mol) 22.4 22,4 Theo s�b� o to� n nguy� n t�O: nO(O2p�) nO(CO2) nO(H2O) � nO(H2O) 2.1,8 2.1,2 � nO(H2O) 1,2(mol) Ta c� : nH2O nO(H2O) 1,2(mol) nCO2 � A,B thu� c anken 100 G� i A : CnH2n B : CmH2m a mol b mol Gọi n số nguyên tử C trung bình hỗn hợp ( n �n �m), thay A, B chất CnH2n có số mol = (a+b) mol 3n O2 �� � nCO2 nH2O 1,2 1,2 � n 2,4 (a b) 0,5 CnH2n �n�n��� m 4 CnH2n 0,5 n A :C2H ; m 3n O2 � nCO2 nH2O 1,2 B: C4H8 (1) Bài Hỗn hợp khí A (ở đktc) gồm anken Để đốt cháy thể tích A cần 31 thể tích khí O2 (ở điều kiện nhiệt độ áp suất) Trong A, anken chứa nhiều C hơn, chiếm khoảng 40–50% thể tích hỗn hợp Công thức phân tử anken A C2H4 ; C3H6 B C2H4 ; C4H8 C C2H4 ; C5H10 D C3H6 ; C4H8 Lời giải Gọi n số nguyên tử C trung bình hỗn hợp (2 n �4) � CTPTTB A CnH2n 3n to O2 ��� nCO2 nH2O � 31VO2 CnH2n 7VA 3n 3n 2.31 V 1V 2,95 tỉ số n : 2.31 21 7V 31V anken có số nguyên tử C C2H4 olefin cịn lại có số ngun tử C 101 Gọi x %V C nH2n ; (1–x) %V C 2H4 (phần trăm thể tích % số mol điều kiện) Theo bảo toàn nguyên tố C : 0,95 (1) m M�0,4