Dạng bài tập biện luận

Bài tập 1: Cho hỗn hợp 2 muối hidro cacbonat của các ion dương hoá trị I a.Lấy 24,2 g hỗn hợp 2 muối này khi tác dụng với lượng dư dung dịch HCl sẽ tạo thành 7,471 lít khí (ở 27,3 0 C, 0,1atm). Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng. b.Đem toàn bộ lượng muối tạo thành cho tác dụng với lượng vừa đủ dd xút rồi cô cạn thu được một muối duy nhất. Tìm khối lượng muối thu được. c. Xác định CT của muối cacbonat và khối lượng của chúng trong hỗn hợp đầu . Đáp số: a.16,55g b.17,55g c.NaHCO 3 , NH 4 HCO 3 Bài tập 2: Hợp chất A có công thức MCl x , khi cho 5,35g A tác dụng với dung dịch AgNO 3 dư thu được 14,35g kết tủa.Xác định CT của A ĐS: NH 4 Cl Nhận xét Đa số HS rút ra được biểu thức liên hệ giữa hoá trị của M và khối lượng mol của M là M=18x,nhưng khi biện luận HS có thể lúng túng khi không thấy có kim loại nào thoả mãn. Bài tập này giúp học sinh lưu ý đến trường hợp gốc amoni tạo muối và có hoá trị I trong hợp chất muối Bài tập3: Cho 2 chất có cùng CTPT C 4 H 7 ClO 2 .Biết: A + NaOH  muối hữu cơ A 1 +C 2 H 5 OH +NaCl B+ NaOH  muối hữu cơ B 1 +C 2 H 5 OH +NaCl Xác định CTCT của A,B Bài tập 4: Hợp chất X mạch hở chứa C, H, O.Trong phân tử của X chứa nhóm chức ancol ,andehit hoặc cả ancol và andehit. Khi đốt cháy hoàn toàn X thu được số mol CO 2 bằng số mol H 2 O, tỉ khối hơi của X so với metan là 4,625. Hãy xác định CTPT và CTCT của X phù hợp với sơ đồ sau: X 2 , , o H Ni t+ → X 1 2 ( )Cu OH → X 2 Viết các phương trình phản ứng Bài 5:Người ta nhận thấy khi đốt cháy các đồng đẳng của một loại ancol thì tỉ lệ số mol giữa CO 2 và H 2 O tăng dần khi số nguyên tử cacbon trong ancol tăng dần.Hỏi chúng là đồng đẳng của loại ancol nào( no,không no hay thơm)? Bài tập 6:(ĐHBK 1995) Một hỗn hợp X gồm 2 hidrocacbon A,B(thuộc 1 trong 3 dãy đồng đẳng ankan,anken,ankin),số nguyên tử cacbon trong mỗi phân tử nhỏ hơn 7;A vàB được trộn theo tỉ lệ 1:2.Đốt hoàn toàn 14,8 g hỗn hợp X bằng oxi rồi thu toàn bộ sản phẩm lần lượt dẫn qua bình 1 chứa dung dịch H 2 SO 4 đặc dư,bình 2 chứa 890ml dung dịch Ba(OH) 2 1Mthì khối lượng bình 1 tăng 14,4g và ở bình 2 thu được 133,96g kết tủa trắng 1.Xác định dẵy đồng đẳng của A,B 2.Xác định CTPT,CTCT và khối lượng mỗi chất trong 14,8 g hỗn hợp Câu 7: Hợp chất A gồm 8 nguyên tử của hai nguyên tố với M A < 32.Biện luận để xác định A. Đáp án: C 2 H 6 (Bài tập hóa nâng cao Hiđro cacbon – Ngô Ngọc An) Câu8: Nung 8,08g một muối A thu được các sản phẩm khí 1,6g một hợp chất không tan trong nước.Nếu cho sản phẩm khí đi qua 200g dung dịch NaOH 1,2% thì tác dụng vừa đủ và được một muối có nồng độ 2,47%.Biết rằng hoá trị kim loại không thay đổi.Xác định muối trên. ĐS:Fe(NO 3 ) 3 .9H 2 O (Đề thi tuyển sinh ĐH Y – 1992) Câu9:Cho x mol Fe tác dụng với y mol HNO 3 tạo ra khí NO và dung dịch D.Hỏi trong dung dịch D có những ion nào?(bỏ qua sự thủy phân của iion) ĐS: TH1:Fe và HNO 3 đều hết. TH2:HNO 3 dư. TH3:Fe dư. (Hoá học 11- nâng cao – Ngô Ngọc An) Câu10 :Hợp chất N được tạo thành từ cation X + và anion Y 2- . Mỗi ion đều tạo nên từ 5 nguyên tử của hai nguyên tố tạo nên.Tổng số proton trong X + là 11 còn trong Y 2- là 50. Biết rằng trong Y 2- hai nguyên tử đều thuộc cùng một phân hóm chính và hai chu kì liên tiếp nhau. ĐS: (NH 4 ) 2 SO 4 . (Câu hỏi GK hóa đại cương – vô cơ –Ngô Ngọc An) Câu 11:Hai hợp chất hữu cơ A và B là đồng đẳng của nhau.Phân tử khối của A gấp đôi của B.Biện luận để xác định A và B. Đs: C 2 H 6 (Hiđro cácbon- Nguyễn Phước Hòa Tân) Câu12:Một hỗn hợp gồm 3 HC X, Y, Z mạch hở ở thể khí (trong phân tử không có HC nào chứa từ hai liên kết trở lên).Đốt cháy 1mol hỗn hợp trên thì có số mol CO 2 bằng số mol H 2 O. Nếu tách Z thì ta thu được hỗn hợp khí B. Đốt cháy B ta được số mol CO 2 ít hơn số mol nước là 0,25. Nếu tách X ta thu được hỗn hợp khí C.Đốt cháy C ta có mol CO 2 nhiều hơn nước là 0,25. Cho biết trong A có những HC nào? Đs: X(ankan), (Hoá học 11- nâng cao – Ngô Ngọc An) Y(anken), Z(ankin). Câu 13: Cho biết tổng số electron trong 2 3 AB − là 42.Cả hai hạt nhân A và B đều có số protôn bằng số nơtron.Xác định A và B. Đs: A(S) và B(O). (Hóa đại cương và vô cơ- Ngô Ngọc An) Câu 14 :Nguyên tố A không phải là khí hiếm, nguyên tử có phân lớp electron ngoài cùng là 4p. Nguyên tử của nguyên tố B có phân lớp electron ngoài cùng là 4s. a. Nguyên tố nào là kim loại ? Nguyên tố nào là phi kim? b. Xác định cấu hình electron của A và B, biết tổng số electron của hai phân lớp ngoài cùng của A và B bằng 7. Đáp số: A: Br. B: Ca. Câu 15 Cho 3,25 gam hỗn hợp X gồm một kim loại kiềm M và một kim loại M ’ (hoá trị II) tan hoàn toàn vào trong nước tạo dung dịch D và 1108,8 ml khí thoát ra đo ở 27,3 o C và 1 atm. Chia dung dịch thành 2 phần bằng nhau:  Phần 1 đem cô cạn thu được 2,03 gam chất rắn A.  Phần 2 cho tác dụng với 100 ml dung dịch HCl 0,35M tạo ra kết tủa B. a. Tìm M và M ’ . b. Tính khối lượng kết tủa B. Biết hiệu suất các phản ứng đạt 100%. Đáp số: a. M là K ; M ’ là Zn. b. 0,495 gam. Một số ví dụ : Ví dụ 1(Câu 1): Vì hợp chất A có 8 nguyên tử nên (1 ) 32 4 8 nt M < = nên buộc phân tử đó phải có hiđro. Gọi hợp chất đó có dạng R x H y .Khi đó ta có: xR+y <32 (1) và x + y =8(2)xR – x <24 x(R – 1) =24 x 2 3 4 5 6 y 6 5 4 3 R <13 <9 <7 (loại) <5 Như vây, từ giá trị của R ta có thể có mmột số nguyên tố sau: cacbon, Li, Bo, Beri, Heli. Trong các nguyên tố sau thì A có thể là: C 2 H 6 và B 2 H 6 ( BH 3 ). Ví dụ 2: Chất rắn A tác dụng vừa đủ với 300ml dung dịch HNO 3 2M sinh ra 3,36l NO ở điều kiện tiêu chuẩn (không có khí khác) và dung dịch X chỉ chứa một muối. a. A có thể là chất nào trong số các chất sau: NaOH, Cu(OH) 2 , Fe(OH) 2 , FeCO 3 , Fe, Cu 2 O? Vì sao? b.Xác định A nếu khối lượng muối sinh ra trong dung dịch X là 36,3 g Giải : a.Phản ứng có sự thay đổi số oxihoá,trong đó HNO 3 đóng vai trò là chất oxihoá nên A phải là chất khử,mặt khác phản ứng chỉ tạo khí NO nên A có thể là Fe(OH) 2 , Fe,Cu 2 O. b.n NO = 3,36/22,4 = 0,15 mol Số mol 3 NO − đã dùng = 3 HNO n = 0,6 mol Số mol 3 NO − tạo muối = 0,6 - 0,15 = 0,45 mol Công thức muối X(NO 3 ) n  Số mol của muối = 0,45/n mol M muối = 36,3.n/0,45 = 80,67n  M X + 62n =80,67n Biện luận ta tìm được cặp nghiệm thích hợp là n = 3 và M X = 56. Vậy X là Fe Gọi x là số oxihoá của Fe trong A, ta có: QT oxihoá QT khử Fe +x  Fe +3 + (3-x)e N +5 + 3e  N +2 0,15 (3-x).0,15 3.0,15 0,15 số mol e nhận = 0,15.3 = 0,45 mol số mol e nhường = (3-x).0,15 = 0,45 x=0. Vậy A là Fe Nhận xét:  Để giải được bài này HS cần phải nắm vững kiến thức về phản ứng oxihoá khử đó là trong phản ứng oxihoá khử có chất oxihoá thì phải có chất khử, đồng thời cũng phải biết được trong số các chất đã cho những chất nào có tính chất khử.  Sử dụng phương pháp biện luận phải biết kết hợp với các phương pháp khác Ví dụ 3: Cho 34 gam một muối nitrat của kim loại M hoá trị n không đổi vào bình kín dung tích 5,6 lít chứa không khí ở đktc. Nung bình đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 21,6 gam chất rắn B và hỗn hợp khí C. Xác định kim loại M. Giải: Do chưa biết kim loại M nên ta phân thành 3 trường hợp:  Trường hợp 1: M(NO 3 ) n o t → M(NO 2 ) n + 2 n O 2 a a 2 an m nitrat =a.(M+62n)=34 m nitrit =a.(M+46n)=21,6 ⇒ 62 46 M n M n + + = 34 21,6 ⇒ 12,4M+244,8n = 0 → M<0 ( vì n tối thiểu bằng 1) → loại  Trường hợp 2: 2M(NO 3 ) n o t → M 2 O n + 2nNO 2 ↑ + n/2O 2 ↑ a 2 a m oxit = 2 a .(2M+16n)=a.(M+8n)=21,6 ⇒ 62 8 M n M n + + = 34 21,6 → 12,4M=1067,2 → loại  Trường hợp 3: M(NO 3 ) n o t → M+ nNO 2 ↑ + n/2O 2 ↑ a a na an/2 m M =aM=21,6 ⇒ 62M n M + = 34 21,6 → M=108n Cặp nghiệm thoả mãn: n=1 → M=108 → Kim loại M là Ag. (Hướng dẫn giải nhanh bài tập hoá học- Cao Cự Giác) Ví dụ 4: Một hợp chất hữu cơ có chứa 3 nguyên tố C,H,O và có phân tử lượng 60 đ.v.c. Tìm công thức phân tử. Giải: Gọi hợp chất hữu cơ là C x H y O z Ta có: 12x + y + 16z =60 Điều kiện của z: 1 ≤ z ≤ 2 Khi z = 1: 12x + y = 14 Điều kiện của x: 1 ≤ x ≤ 3 Điều kiện của y: y(chẵn) ≤ 2x+2 x 1 2 3 y 32 20 8 Chỉ có giá trị x=3, y=8 là phù hợp. Vậy công thức phân tử của hợp chất đầu là C 3 H 8 O. . Khi z=2 : 12x + y = 28 Điều kiện của x: 1 ≤ x ≤ 2 Điều kiện của y: y(chẵn) ≤ 2x+2 x 1 2 y 16 4 Chỉ có giá trị x=2, y=4 là phù hợp. Vậy công thức phân tử hợp chất hữu cơ là C 2 H 4 O 2 . Vậy chất hữu cơ chứa 3 nguyên tố C, H, O có phân tử lượng 60 có thể là C 3 H 8 O hoặc C 2 H 4 O 2 . (Giải đề thi tuyển sinh đại học hoá hữu cơ) Ví dụ 5: Khi nung hỗn hợp A gồm Al và Fe 2 O 3 thu được hỗn hợp B. Chia hốn hợp B thành 2 phần bằng nhau: + Hoà tan phần một trong dung dịch H 2 SO 4 loãng dư thu được 1,12 lít khí(đktc). + Hoà tan phần 2 trong dung dịch NaOH dư thì khối lượng chất không tan là 4,4 gam. a. Viết PTPƯ. b. Xác định khối lượng các chất trong hỗn hợp A,B. Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giải: a. 2 3 2 3 2 2 o t Al Fe O Fe Al O+ → + Xét 3 trường hợp sau:  Al và Fe 2 O 3 vừa hết → B chỉ có: Fe và Al 2 O 3 .  Dư Al và Fe 2 O 3 hết → B chỉ có: Fe , Al 2 O 3 và Al dư.  Hết Al và dư Fe 2 O 3 → B chỉ có: Fe , Al 2 O 3 và Fe 2 O 3 dư. Trường hợp 1: Al và Fe 2 O 3 vừa hết → B chỉ có: Fe và Al 2 O 3 . Phần 1: 2 2 2Fe H Fe H + + + → + 0,05 1,12 0,05 22,4 = → m Fe =0,05.56=2,8(g). Phần 2: hh (Al 2 O 3 , Fe) + NaOH dư → phần không tan Fe → m Fe =4,4g. Vì m Fe (phần 2) ≠ m Fe (phần 1) → loại. Trường hợp 2: Dư Al và Fe 2 O 3 hết → B chỉ có: Fe , Al 2 O 3 và Al dư. Phần 1: 2 2 2Fe H Fe H + + + → + 3 2 3 3 2 Al H Al H + + + → + Phần 2: hh (Al 2 O 3 ,Al, Fe) + NaOH dư → phần không tan Fe → m Fe =4,4g. n Fe = 4,4 0,078 56 = (mol) → n 2 H =0,078 (mol). Theo bài ra cả Al và Fe tan trong H 2 SO 4 loãng chỉ tạo ra n 2 H =0,05 mol ít hơn n 2 H (Fe tan) → vô lí (loại). Trường hợp 3: Hết Al và dư Fe 2 O 3 → B chỉ có: Fe , Al 2 O 3 và Fe 2 O 3 dư Gọi x,y là số mol ban đầu của Al, Fe 2 O 3 trong hỗn hợp A. 2Al + Fe 2 O 3 → 2Fe + Al 2 O 3 x 0,5x x 0,5x Trong mỗi phần có: n Fe =0,5x mol n 2 3 Al O =0,25x mol n 2 3 Fe O =(0,5y-0,25x) mol. 2Al + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O m chất không tan =m Fe +m 2 3 Fe O dư =0,5x.56+(0,5y-0,25x).160=4,4.(1) Chỉ có Fe phản ứng với H 2 SO 4 cho khí H 2 : 2 2 2Fe H Fe H + + + → + n Fe = 0,5x = n 2 H =0,05 → x = 0,1. Thay vào (1) → y = 0,07 → Trường hợp này thoả mãn. b. Thành phần hỗn hợp A,B: Hỗn hợp A: n Al = x = 0,1 mol → m Al = 2,7 g. n 2 3 Fe O = y = 0,07 mol → m 2 3 Fe O = 11,2 g. Hỗn hợp B: n Fe = 0,1 mol → m Fe =5,6g. n 2 3 Al O =0,05 mol → m 2 3 Al O =5,1g. n 2 3 Fe O =0,02 mol → m 2 3 Fe O = 3,2g. (Phương pháp giải toán hóa học) Biện luận toán học 1. Đốt cháy hoàn toàn V lít (đktc) 2 hidrocacbon cùng dãy đồng đẳng, sản phẩm thu được hấp thụ hoàn toàn bằng Ca(OH) 2 dư được 7,5 gam kết tủa và khối lượng bình tăng 2,9gam. Xác định V và 2 hidrocacbon Đáp số : C 4 H 10 và CH 4 C 4 H 10 và C 2 H 6 2.Cho 5,6 gam hỗn hợp 2 olefin khí ở điều kiện bình thường đi qua dung dịch brom.Hỏi: a.Phải cần tối đa bao nhiêu gam dung dịch brom ? b.Phải cần tối thiểu bao nhiêu gam dung dịch brom ? 3.cho 6,5 gam hỗn hợp gồm Zn và Cu tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc, sau phản ứng thu được V lít hỗn hợp khí NO 2 và NO.Tính V lớn nhất và nhỏ nhất? 4.Cho 11,4g hh gồm Fe và Fe 2 O 3 tác dụng với dd HCl dư thu được 2,24l khí (273 0 C ,1atm) và dd X.Cho dung dịch X tác dụng với dung dịch NaOH dư được kết tủa,nung kết tủa thu được đến khối lượng không đổi được 16g rắn.Tính % khối lượng mỗi kim loại có trong hoá học đầu Ưu điểm của pp này là:  Thường giải được những bài có hệ pt toán học ít hơn số ẩn  Phát triển kỹ năng tư duy hoá học toán học  Có thể loại một số dữ kiện không cần thiết Nhược điểm:  Tư duy toán học nhiều, bản chất hoá học ít được thể hiện  Chỉ dùng đối với những học sinh học tương đối tốt hoá Biện luận các khả năng có thể xảy ra Hỗn hợp gồm 2 hidrocacbon mạch hở,không chứa quá 1 liên kết 3 hay 2 liên kết đôi.Số nguyên tử cacbon tối đa bằng 6(trong mỗi chất). Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hợp,sản phẩm thu được cho hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH) 2 ,được 25g kết tủa và khối lượng bình tăng 15,14g. Xác định CTPT của mỗi chất. Hướng dẫn: Khối lượng bình tăng bằng: 2 2 H O CO m m + = 15,14g CO 2 + Ca(OH) 2  CaCO 3  + H 2 O 2 CO n = 0,25mol  2 CO m =11g  2 4,14 H O m g =  2 0,23 H O n mol = 2 CO n > 2 H O n ,theo đề bài ta suy ra một hidrocacbon là ankin hoặc ankađien có CT là C n H 2n-2 (n ≤ 6) Hidrocacbon còn lại có thể là: a.Ankan C m H 2m+2 C n H 2n-2 2 O , o t → nCO 2 + (n-1) H 2 O a na (n-1)a C m H 2m+2 2 O , o t → mCO 2 + (m+1) H 2 O b bm (m+1)b ta có hệ pt toán học: 0,05 0,02 a b a b + =     − =   a=0,035, b=0,015 2 2 CO H O n n a b− = − 2 0,25 CO n na mb = + = 0,035n + 0.015m=0,25 Hay 7n +3m = 50 m, n ≤ 6 m=5 ,n=5 2 hidroccbon là C 5 H 12 ,C 5 H 8 b.Hidrocacbon còn lại là anken Giải tương tự ta được C 5 H 8 , C 5 H 10 c.Hidrocacbon còn lại là ankin hoặc ankađien 2 2 0,02 0,05 CO H O n n − = ≠ Không thoả mãn Các bài tương tự 1.Trong bình kín dung tích 1lít chứa N 2 ở 27,3 o C và 0,5atm.Thêm vào bình 9,4g chất rắn là muối nitrat kim loại X.Nhiệt phân rồi đưa về nhiệt độ ban đầu ,áp suất trong bình lúc này là p,chất rắn còn lại 4g a.Xác định X(Cu) b.Tính p 2.Cho 9,66g hỗn hợp gồm Al và kim loại M tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc thu được 11,592l NO 2 (đktc) Nếu cho 4,83g hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,68l khí (đktc) Xác định M(HNO 3đ,nóng :Cu,thoả mãn HNO 3đ,nguội :Fe,loại) . khối lượng mol của M là M=18x,nhưng khi biện luận HS có thể lúng túng khi không thấy có kim loại nào thoả mãn. Bài tập này giúp học sinh lưu ý đến trường. A gồm 8 nguyên tử của hai nguyên tố với M A < 32 .Biện luận để xác định A. Đáp án: C 2 H 6 (Bài tập hóa nâng cao Hiđro cacbon – Ngô Ngọc An) Câu8: Nung