Đang tải... (xem toàn văn)
BiÕt khi hoµ tan cïng mét l îng oxit X nh nhau ®Õn hoµn toµn trong HNO 3 vµ HCl råi c« c¹n dung dÞch th× thu ®îc nh÷ng lîng muèi nitrat vµ clorua cña kim lo¹i M cã cïng ho¸ trÞ.. Ngoµi [r]
(1)kế hoạch bồi dỡng hsg
môn: Ho¸ Häc 9
Stt Tên chuyên đề Số tiết
I Rèn luyện kĩ viết CTHH, PTHH phơng pháp giải toán hoá học thông dụng Viết, hoàn thành phơng trình hoá học hớng dẫn số phơng pháp giải toán hoá học
thông dụng 12
II Vận dụng công thức tÝnh to¸n ho¸ häc
1 Bài tập độ tan, nồng độ dung dịch 04
2 Bµi tập pha trộn dung dịch chất 08
III Tính theo PTHH: Xác định cơng thức - Tính khối lợng, thể tích, nồng độ thành phần % chất
1 Xác định công thức chất vơ 04
2 a/ Bµi tËp Oxit tác dụng với dung dịch axítb/ Bài tập Oxít tác dụng với dung dịch bazơ c/ Bài tập hỗn hợp Oxít
04 04 08 Bài tập dung dịch axit tác dụng với kim loại 04 Bài tập dung dịch axít tác dụng với bazơ
(hỗn hợp axit tác dụng với hỗn hợp bazơ) 12 Bài tập dung dịch axít tác dụng với muối 04 Bài tập dung dịch bazơ tác dụng với dung dịch muối 04
7 Bài tập hỗn hợp kim loại 08
8 Bài tập hỗn hợp muối 08
9 Bài tập tổng hợp chủ đề tính theo PTHH 08 IV Nhận biết – phân biệt, tách – tinh chế, điều chế chất vô theo yêu cầu Viết
PTHH để thực sơ đồ chuyển hoỏ
1 Bài tập nhận biết phân biệt hợp chất vô 04 Bài tập tách tinh chế chất vô 04
3 Điều chế chất vô 04
4 Vit hồn thành phơng trình hố học để thực sơ đồ chuyển hoá - chuỗi phản
øng 04
V Hiđrocacbon Dẫn xuất hiđrôcacbon
1 Viết công thức cấu tạo 03
2 Nhn biết, tinh chế điều chế chất hữu 04 Viết phơng trình hố học – sơ đồ chuyển hố - chuỗi phản ứng 04 Xác định cơng thức phân tử hợp chất hữu 04 Tính theo PTHH: Tính độ rợu, nồng độ thành phần % khối lợng, thể tích
chÊt hữu hỗn hợp
a Bài tập hỗn hợp hiđrôcacbon 04
b Bài tập hỗn hợp rợu 04
c Bài tập hỗn hợp axit hữu 04
d Bài tập tổng hợp 08
Chuyờn đề 1: Viết phơng trình hố học
I/ Phản ứng vừa có thay đổi số oxi hố, vừa khơng có thay đổi số oxi hố. 1/ Phản ứng hoá hợp.
- Đặc điểm phản ứng: Có thể xảy thay đổi số oxi hố khơng Ví dụ:
Phản ứng có thay đổi số oxi hoá 4Al (r) + 3O2 (k) > 2Al2O3 (r)
Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hoá BaO (r) + H2O (l) > Ba(OH)2 (dd)
2/ Phản ứng phân hủ.
- Đặc điểm phản ứng: Có thể xảy thay đổi số oxi hố khơng Ví dụ:
Phản ứng có thay đổi số oxi hoá 2KClO3 (r) -> 2KCl (r) + 3O2 (k)
Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hoá CaCO3 (r) -> CaO (r) + CO2 (k)
II/ Phản ứng có thay đổi số oxi hoá. 1/ Phản ứng thế.
- Đặc điểm phản ứng: Nguyên tử đơn chất thay hay nhiều nguyên tử nguyên tố hợp chất
VÝ dô:
Zn (r) + 2HCl (dd) > ZnCl2 (dd) + H2 (k) 2/ Phản ứng oxi hoá - khử.
- c im phản ứng: Xảy đồng thời oxi hoá khử hay xảy đồng thời nhờng electron nhận electron
VÝ dô:
CuO (r) + H2 (k) -> Cu (r) + H2O (h)
(2)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
- H2 lµ chÊt khư (ChÊt nhờng e cho chất khác)
- CuO chất oxi ho¸ (ChÊt nhËn e cđa chÊt kh¸c)
- Từ H2 -> H2O đợc gọi oxi hoá (Sự chiếm oxi chất khác)
- Từ CuO > Cu đợc gọi khử (Sự nhờng oxi cho chất khác)
III/ Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hố. 1/ Phản ứng axit bazơ.
- Đặc điểm phản ứng: Sản phẩm thu đợc muối nớc Ví dụ:
2NaOH (dd) + H2SO4 (dd) > Na2SO4 (dd) + 2H2O (l)
NaOH (dd) + H2SO4 (dd) > NaHSO4 (dd) + H2O (l)
Cu(OH)2 (r) + 2HCl (dd) > CuCl2 (dd) + 2H2O (l)
Trong đó:
Ph¶n øng trung hoà (2 chất tham gia trạng thái dung dịch)
- Đặc điểm phản ứng: tác dụng axit bazơ với lợng vừa đủ - Sản phẩm phản ứng muối trung hoà nớc
VÝ dô:
NaOH (dd) + HCl (dd) > NaCl (dd) + H2O (l) 2/ Ph¶n ứng gữa axit muối
- c im ca phản ứng: Sản phẩm thu đợc phải có chất khơng tan chất khí chất điện li yếu
VÝ dô:
Na2CO3 (r) + 2HCl (dd) > 2NaCl (dd) + H2O (l) + CO2 (k)
BaCl2 (dd) + H2SO4 (dd) -> BaSO4 (r) + 2HCl (dd)
Lu ý: BaSO4 chất không tan kể môi trờng axit 3/ Phản ứng bazơ muối.
- Đặc điểm phản ứng:
+ Cht tham gia phải trạng thái dung dịch (tan đợc nớc)
+ Chất tạo thành (Sản phẩm thu đợc) phải có chất khơng tan chất khí chất điện li yếu
+ Chó ý muối kim loại mà oxit hay hiđroxit có tính chất lỡng tính phản ứng với dung dịch bazơ m¹nh VÝ dơ:
2NaOH (dd) + CuCl2 (dd) > 2NaCl (dd) + Cu(OH)2 (r)
Ba(OH)2 (dd) + Na2SO4 (dd) -> BaSO4 (r) + 2NaOH (dd)
NH4Cl (dd) + NaOH (dd) -> NaCl (dd) + NH3 (k) + H2O (l)
AlCl3 (dd) + 3NaOH (dd) > 3NaCl (dd) + Al(OH)3 (r)
Al(OH)3 (r) + NaOH (dd) -> NaAlO2 (dd) + H2O (l) 4/ Phản ứng muối với nhau.
- Đặc điểm phản ứng:
+ Chất tham gia phải trạng thái dung dịch (tan đợc nớc)
+ Chất tạo thành (Sản phẩm thu đợc) phải có chất khơng tan chất khí chất điện li yếu
VÝ dô:
NaCl (dd) + AgNO3 (dd) > AgCl (r) + NaNO3 (dd)
BaCl2 (dd) + Na2SO4 (dd) > BaSO4 (r) + 2NaCl (dd)
2FeCl3 (dd) + 3H2O (l) + 3Na2CO3 (dd) > 2Fe(OH)3 (r) + 3CO2 (k) + 6NaCl (dd)
Các phơng pháp cân phơng trình ph¶n øng.
1/ Cân phơng trình theo phơng pháp đại số. Ví dụ: Cân phơng trình phản ng
P2O5 + H2O -> H3PO4
Đa hệ số x, y, z vào phơng trình ta có:
- Căn vào số nguyên tử P ta có: 2x = z (1) - Căn vào số nguyªn tư O ta cã: 5x + y = z (2)
- Căn vào số nguyên tử H ta cã: 2y = 3z (3) Thay (1) vµo (3) ta cã: 2y = 3z = 6x => y =
2 6x
= 3x NÕu x = y = z = 2x = 2.1 =
=> Phơng trình dạng cân b»ng nh sau: P2O5 + 3H2O -> 2H3PO4 VÝ dô: Cân phơng trình phản ứng
Al + HNO3 (lo·ng) > Al(NO3)3 + NO + H2O
Bớc 1: Đặt hệ số ẩn số a, b, c, d trớc chất tham gia chất tạo thành (Nếu chất mà trùng dùng Èn)
Ta cã
a Al + b HNO3 > a Al(NO3)3 + c NO + b/2 H2O
Bớc 2: Lập phơng trình tốn học với loại nguyên tố có thay đổi số nguyên tử vế Ta nhận thấy có N O có thay đổi
N: b = 3a + c (I) O: 3b = 9a + c + b/2 (II)
Bớc 3: Giải phơng trình tốn học để tìm hệ số Thay (I) vào (II) ta đợc
(3)2c = b/2 > b = 4c -> b = vµ c = Thay vµo (I) -> a =
Bớc 4: Thay hệ số vừa tìm đợc vào phơng trình hồn thành phơng trình Al + HNO3 > Al(NO3)3 + NO + H2O
Bíc 5: Kiểm tra lại phơng trình vừa hoàn thành
2/ Cân theo phơng pháp electron.
Ví dụ:
Cu + HNO3 (đặc) -> Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
Bớc 1: Viết PTPƯ để xác định thay đổi số oxi hoá nguyên tố Ban đầu: Cu0 > Cu+ Trong chất sau phn ng Cu(NO
3)2
Ban đầu: N+ 5(HNO
3) > N+ 4Trong chất sau phản ứng NO2 Bớc 2: Xác định số oxi hoá nguyên tố thay đổi Cu0 > Cu+
N+ 5 > N+
Bớc 3: Viết trình oxi hoá tr×nh khư Cu0 – 2e > Cu+
N+ 5+ 1e > N+
Bớc 4: Tìm bội chung để cân số oxi hoá Cu0 – 2e > Cu+
2 N+ 5+ 1e > N+
Bớc 5: Đa hệ số vào phơng trình, kiểm tra, cân phần khơng oxi hố - khử hồn thành PTHH Cu + 2HNO3 (đặc) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O
+ 2HNO3 (đặc) ->
Cu + 4HNO3 (đặc) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3/ Cân theo phơng pháp bán phản ứng ( Hay ion electron)
Theo phơng pháp bớc giống nh phơng pháp electron
Bớc 3: Viết bán phản ứng oxi hoá bán phản ứng khử theo nguyên tắc:
+ Các dạng oxi hoá dạng khử chất oxi hoá, chất khử thuộc chất điện li mạnh viết dới dạng ion Còn chất điện li yếu, không điện li, chất rắn, chất khí viết dới dạng phân tử (hoặc nguyên tử) Đối với bán phản ứng oxi hoá viết số e nhận bên trái bán phản ứng viết số e cho bên phải
Bc 4: Cõn bng s e cho – nhận cộng hai bán phản ứng ta đợc phơng trình phản ứng dạng ion
Muốn chuyển phơng trình phản ứng dạng ion thành dạng phân tử ta cộng vế lợng tơng đơng nh ion trái dấu (Cation anion) để bù trừ điện tích
Chú ý: cân khối lợng nửa phản ứng Môi trờng axit trung tính lấy oxi H2O Bớc 5: Hoàn thành phơng trình
Một số phản ứng hoá học thông dụng.
Cn nm vững điều kiện để xảy phản ứng trao đổi dung dịch. Gồm phản ứng:
1/ Axit + Baz¬ Muèi + H2O
2/ Axit + Muèi Muèi míi + AxÝt míi
3/ Dung dịch Muối + Dung dịch Bazơ Muối + Bazơ
4/ Dung dịch Muối tác dụng víi Muèi míi
Điều kiện để xảy phản ứng trao đổi là: Sản phẩm thu đợc phải có chất khơng tan chất khí hoặc phải có H2O chất tham gia phải theo yêu cầu phản ứng.
TÝnh tan cña mét sè muèi bazơ
- Hu ht cỏc mui clo rua tan ( trừ muối AgCl , PbCl2 ) - Tất muối nit rat tan
- Tất muối kim loại kiềm tan
- Hầu hết bazơ không tan ( trừ bazơ kim loại kiềm, Ba(OH)2 Ca(OH)2 tan Ýt
* Na2CO3 , NaHCO3 ( K2CO3 , KHCO3 ) muối cacbonat Ca, Mg, Ba tác dụng đợc với a xít
NaHCO3 + NaHSO4 Na2SO4 + H2O + CO2
Na2CO3 + NaHSO4 Không xảy
NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + NaOH Không xảy
2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2
NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaOH + H2O
2NaHCO3 + 2KOH Na2CO3 + K2CO3 + 2H2O
Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2NaOH
Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 2BaCO3 + 2H2O
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 BaCO3 + CaCO3 + 2H2O
NaHCO3 + BaCl2 không xảy
Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl
Ba(HCO3)2 + BaCl2 kh«ng xảy
Ca(HCO3)2 + CaCl2 không xảy
(4)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + SO2
2NaHSO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O + 2SO2
Na2SO3 + 2NaHSO4 2Na2SO4 + H2O + SO2
2KOH + 2NaHSO4 Na2SO4 + K2SO4 + H2O
(NH4)2CO3 + 2NaHSO4 Na2SO4 + (NH4)2SO4 + H2O + CO2
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Cu + Fe SO4 không xảy
Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4
Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4
2FeCl2 + Cl2
t 2FeCl3
Mét sè PTHH cÇn lu ý:
VÝ dơ: Hoà tan m( gam ) MxOy vào dung dịch axit (HCl, H2SO4, HNO3)
Ta cã PTHH c©n b»ng nh sau: l u ý 2y/x hoá trị kim lo¹i M
MxOy + 2yHCl xMCl2y/x + yH2O
2MxOy + 2yH2SO4 xM2(SO4)2y/x + 2yH2O
MxOy + 2yHNO3 xM(NO3)2y/x + yH2O
VD: Hoµ tan m( gam ) kim loại M vào dung dịch a xit (HCl, H2SO4)
Ta cã PTHH c©n b»ng nh sau: l u ý x hoá trị kim loại M
2M + 2xHCl 2MClx + xH2 ¸p dơng:
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
2Al + 2*3 HCl 2AlCl3 + 3H2
2M + xH2SO4 M2(SO4)x + xH2 ¸p dơng:
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2
2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 Các phản ứng điều chế số kim loại:
Đối với số kim loại nh Na, K, Ca, Mg dùng phơng pháp điện phân nóng chảy muối Clorua PTHH chung: 2MClx(r ) dpnc 2M(r ) + Cl2( k )
(đối với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số)
Đối với nhôm dùng phơng pháp điện phân nóng chảy Al2O3, có chất xúc tác Criolit(3NaF.AlF3) , PTHH:
2Al2O3 (r ) dpnc 4Al ( r ) + O2 (k )
Đối với kim loại nh Fe , Pb , Cu dùng phơng pháp sau: - Dùng H2: FexOy + yH2
0
t xFe + yH
2O ( h )
- Dïng C: 2FexOy + yC(r )
t 2xFe + yCO2 ( k )
- Dïng CO: FexOy + yCO (k )
t xFe + yCO2 ( k )
- Dïng Al( nhiÖt nh«m ): 3FexOy + 2yAl (r )
t 3xFe + yAl
2O3 ( k )
- PTPƯ nhiệt phân sắt hiđrô xit:
4xFe(OH)2y/x + (3x – 2y) O2
t 2xFe2O3 + 4y H2O
Mét sè ph¶n øng nhiƯt ph©n cđa mét sè mi
1/ Mi nitrat
Nếu M kim loại đứng trớc Mg (Theo dãy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x 2M(NO2)x + xO2
(Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số )
Nếu M kim loại kể từ Mg đến Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) 4M(NO3)x
0
t 2M2Ox + 4xNO2 + xO2
(Với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số )
Nếu M kim loại đứng sau Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x
0
t 2M + 2NO2 + xO2
(Với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số)
2/ Muèi cacbonat
- Muèi trung hoµ: M2(CO3)x (r)
t M
2Ox (r) + xCO2(k)
(Với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số) - Muối cacbonat axit: 2M(HCO3)x(r)
0
t M
2(CO3)x(r) + xH2O( h ) + xCO2(k)
(Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số)
3/ Muèi amoni
NH4Cl
t NH3 (k) + HCl ( k )
NH4HCO3
t NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k)
NH4NO3
t N
(5)NH4NO2
t N2 (k) + 2H2O ( h )
(NH4)2CO3
t 2NH
3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k)
2(NH4)2SO4
t 4NH
3 (k) + 2H2O ( h ) + 2SO2 ( k ) + O2(k)
Bài 1: Viết phơng trình hố học biểu diễn phản ứng hố học thí nghiệm sau: a) Nhỏ vài giọt axit clohiđric vào đá vôi
b) Hoµ tan canxi oxit vµo níc
c) Cho bột điphotpho pentaoxit vào dung dịch kali hiđrôxit d) Nhúng sắt vào dung dịch đồng(II) sunfat
e) Cho mẫu nhôm vào dung dịch axit sunfuric loÃng f) Nung sắt(III) hiđrôxit ống nghiệm
g) Dẫn khí cacbonic vào dung dịch nớc vơi đến d h) Cho natri kim loại vo nc
Bài 2: Có bazơ sau: Fe(OH)3, Ca(OH)2, KOH, Mg(OH)2 HÃy cho biết bazơ nào:
a) Bị nhiệt phân huỷ?
b) Tỏc dng c vi dung dch H2SO4?
c) Đổi màu dung dịch phenolphtalein từ không màu thành màu hồng?
Bi 3: Cho chất sau: canxi oxit, khí sunfurơ, axit clohiđric, bari hiđrôxit, magiê cacbonat, bari clorua, điphotpho penta oxit Chất tác dụng đợc với đôi Hãy viết phơng trình hố học phản ứng
Hớng dẫn: Lập bảng để thấy đợc cặp chất tác dụng đợc với rõ
Bµi 4: Cho c¸c oxit sau: K2O, SO2, BaO, Fe3O4, N2O5 ViÕt phơng trình hoá học(nếu có) oxit lần lợt tác dụng
với nớc, axit sunfuric, dung dịch kali hi®roxit
Bài 5: Cho lợng khí CO d vào ống thuỷ tinh đốt nóng có chứa hỗn hợp bột gồm: CuO, K2O, Fe2O3 (đầu ống thuỷ
tinh lại bị hàn kín) Viết tất phơng trình hoá học xảy Bài 6: Nêu tợng viết PTHH minh hoạ
a/ Cho Na vào dung dịch Al2(SO4)3
b/ Cho K vào dung dịch FeSO4
c/ Hoà tan Fe3O4 vào dung dÞch H2SO4 lo·ng
d/ Nung nãng Al víi Fe2O3 tạo hỗn hợp Al2O3 FexOy
PTHH tổng qu¸t:
3x Fe2O3 + ( 6x – 4y ) Al
t FexOy + ( 3x – 2y ) Al2O3
Bµi 7: Cho thÝ nghiƯm
MnO2 + HCl® KhÝ A
Na2SO3 + H2SO4 ( l ) KhÝ B
FeS + HCl KhÝ C NH4HCO3 + NaOHd KhÝ D
Na2CO3 + H2SO4 ( l ) KhÝ E
a Hoàn thành PTHH xác định khí A, B, C, D, E
b Cho A t¸c dơng C, B t¸c dụng với dung dịch A, B tác dung với C, A tác dung dịch NaOH điều kiện thờng, E tác dụng dung dịch NaOH Viết PTHH xảy
Bài 8: Nêu tợng xảy ra, giải thích viết PTHH minh hoạ khi: 1/ Sục từ từ đến d CO2 vào dung dịch nớc vôi trong; dung dịch NaAlO2
2/ Cho tõ tõ dung dÞch axit HCl vào dung dịch Na2CO3
3/ Cho Na vào dung dịch MgCl2, NH4Cl
4/ Cho Na vào dung dịch CuSO4, Cu(NO3)2
5/ Cho Ba vào dung dịch Na2CO3, (NH4)2CO3, Na2SO4
6/ Cho Fe vào dung dịch AgNO3 d
7/ Cho từ từ đến d dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, Al2(SO4)3
8/ Cho Cu ( Fe ) vào dung dịch FeCl3
9/ Cho từ từ đến d bột Fe vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 Cu(NO3)2
10/ Sôc từ từ NH3 vào dung dịch AlCl3
Một số phơng pháp giải toán hoá học thông dụng.
1 Phơng pháp số học
Gii cỏc phộp tớnh Hoỏ học cấp II phổ thông, thông thờng sử dụng phơng pháp số học: Đó phép tính dựa vào phụ thuộc tỷ lệ đại lợng phép tính phần trăm Cơ sở tính tốn Hố học định luật thành phần khơng đổi đợc áp dụng cho phép tính theo CTHH định luật bảo toàn khối lợng chất áp dụng cho cá phép tính theo PTHH Trong phơng pháp số học ngời ta phân biệt số phơng pháp tớnh sau õy:
a Phơng pháp tỉ lệ.
(6)Giỏo ỏn:Bồi dưỡng học sinh giỏi húa 9 Thí dụ: Tính khối lợng cácbon điơxit CO2 ú cú g cacbon
Bài giải
44 ) 2 . 16 ( 12
2
CO
1mol CO2 = 44g
LËp tØ lÖ thøc: 44g CO2 cã 12g C
xg 3g C 44 : x = 12 :
=> x = 11 12
3 44
Vậy, khối lợng cacbon điôxit lµ 11g
Thí dụ 2: Có gam đồng điều chế đợc cho tơng tác 16g đồng sunfat vi mt lng st cn thit
Bài giải
Phơng trình Hoá học: CuSO4 + Fe - > FeSO4 + Cu
160g 64g
16g xg
=> x = 6,4g 160
64 16
Vậy điều chế đợc 6,4g đồng
b Phơng pháp tính theo tỉ số hợp thức.
Dng phép tính tính theo PTHH tức tìm khối lợng chất tham gia tạo thành phản ứng theo khối lợng chất khác Phơng pháp tìm tỉ số hợp thức khối lợng chất phản ứng đợc phát biểu nh sau:
“Tỉ số khối lợng chất phản ứng Hố học tỉ số tích khối lợng mol chất với hệ số phơng trình phản ứng” Có thể biểu thị dới dạng tốn học nh sau:
2
1
n m
n m m m
Trong đó: m1 m2 khối lợng chất, M1, M2 khối lợng mol chất n1, n2 hệ số PTHH
Vậy tính khối lợng chất tham gia phản ứng Hoá học theo khối lợng chất khác cần sử dụng tỉ số hợp thức tìm đợc theo PTHH nh ? Để minh hoạ ta xét số thí dụ sau:
ThÝ dơ 1: CÇn gam Pôtat ăn da cho phản ứng với 10g sắt III clorua ?
Bài giải
PTHH FeCL3 + 3KOH -> Fe(OH)3 + 3KCL
10g ?
Tính tỉ số hợp thức khối lợng Kali hiđrôxit sắt II clorua MKOH = (39 + 16 + 1) = 56g
g
MFeCL3 (5635,5.3)162,5
5 , 162
168 5
, 162
3 . 56
Fecl KOH
m m
* Tìm khối lợng KOH: mKOH g 162,5 10,3g
160
10
Thí dụ 2: Cần gam sắt III chorua cho tơng tác với kalihiđrôxit để thu c 2,5g Kaliclorua?
Bài giải
PTHH FeCl3 + KOH - > Fe(OH)3 + 3KCl
TÝnh tØ số hợp thức khối lợng FeCl3 Kaliclorua
g
MFeCL 162,5
3 ; MKCL 74,5g
5 , 223
5 , 162 3
. 5 , 74
5 , 162
4
KCl FeCl
m m
* TÝnh khèi lỵng FeCl3: MFeCL 1,86g
5 , 223
5 , 162 ,
3
c Phơng pháp tính theo thừa sè hỵp thøc.
(7)Việc tính theo thừa số hợp thức cho kết nh phép tính theo tỉ số hợp thức nhng đợc tính đơn giản nhờ bảng tra cứu có sẵn
Thí dụ: Theo thí dụ thừa số hợp thức là: f = 0,727
5 , 223
5 , 162
=> 2,5. 2,5.0,727 1,86
3 f
MFeCL
Vậy, khối lợng FeCl3 1,86g
2 Phơng pháp đại số
Trong phơng pháp giải toán Hoá học phơng pháp đại số thờng đợc sử dụng Phơng pháp có u điểm tiết kiệm đợc thời gian, giải toán tổng hợp, tơng đối khó giải phơng pháp khác Phơng pháp đại số đợc dùng để giải toán Hoá học sau:
a Giải toán lập CTHH phơng pháp đại số.
Thí dụ: Đốt cháy hỗn hợp 300ml hiđrocacbon amoniac oxi có d Sau cháy hồn tồn, thể tích khí thu đợc 1250ml Sau làm ngng tụ nớc, thể tích giảm cịn 550ml Sau cho tác dụng với dung dịch kiềm cịn 250ml có 100ml nitơ Thể tích tất khí đo điều kiện nh Lập công thức ca hirocacbon
Bài giải
Khi t chỏy hn hợp hiđrocacbon amoniac oxi phản ứng xảy theo phơng trình sau: 4NH3 + 3O2 -> 2N2 + 6H2O (1)
CxHy + (x + )
4
y
O2 -> xCO2 +
2
y
H2O (2)
Theo kiện toán, sau đốt cháy amoniac tạo thành 100ml nitơ Theo PTHH (1) sau đốt cháy hoàn toàn amoniac ta thu đợc thể tích nitơ nhỏ lần thể tích amoniac hỗn hợp ban đầu, thể tích amonac cha có phản ứng 100 = 200ml Do thể tích hiđro cácbon cha có phản ứng 300 - 200 = 100ml Sau đốt cháy hỗn hợp tạo thành (550 - 250) = 300ml, cacbonnic (1250 - 550 - 300) = 400ml nớc
Từ ta có sơ đồ phản ứng: CxHy + (x +
4
y
) O2 -> xCO2 +
2
y
H2O
100ml 300ml 400ml
Theo định luật Avogađro, thay tỉ lệ thể tích chất khí tham gia tạo thành phản ứng tỉ lệ số phân tử hay số mol chúng
CxHy + 5O2 -> 3CO2 + H2O
=> x = 3; y =
Vậy CTHH hydrocacbon C3H8 b Giải tốn tìm thành phần hỗn hợp phơng pháp đại số.
Thí dụ: Hồ tan nớc 0,325g hỗn hợp gồm muối Natriclorua Kaliclorua Thêm vào dung dịch dung dịch bạc Nitrat lấy d - Kết tủa bạc clorua thu đợc có khối lợng 0,717g Tính thành phần phần trăm chất hỗn hợp
Bài giải Gọi MNaCl x mKcl y ta có phơng trình đại số:
x + y = 0,35 (1) PTHH: NaCl + AgNO3 -> AgCl + NaNO3
KCl + AgNO3 -> AgCl + KNO3
Dựa vào PTHH ta tìm đợc khối lợng AgCl phản ứng: m’AgCl = x
NaCl AgCl
M M
= x
5 , 58 143
= x 2,444
mAgCl = y
kcl AgCl
M M
= y
5 , 74
143
= y 1,919
=> mAgCl = 2,444x + 1,919y = 0,717 (2)
Từ (1) (2) => hệ phơng tr×nh
717 ,0 919 ,1 444 ,2
325 ,0
y x
y x
Giải hệ phơng trình ta đợc: x = 0,178
y = 0,147 => % NaCl =
325 ,
178 ,
(8)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
% KCl = 100% - % NaCl = 100% - 54,76% = 45,24% Vậy hỗn hợp: NaCl chiếm 54,76%, KCl chiếm 45,24%
3 Phơng pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố khối lợng. a/ Nguyên tắc:
Trong phản ứng hoá học, nguyên tố khối lợng chúng đợc bảo tồn Từ suy ra:
+ Tổng khối lợng chất tham gia phản ứng tổng khối lợng chất tạo thành + Tổng khối lợng chất trớc phản ứng tổng khối lợng chất sau phản ứng
b/ Phạm vi ¸p dơng:
Trong tốn xảy nhiều phản ứng, lúc không cần thiết phải viết ph ơng trình phản ứng cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol chất cần xác định chất mà đề cho
Bài Cho luồng khí clo d tác dụng với 9,2g kim loại sinh 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I muối kim loại
Híng dÉn gi¶i:
Đặt M KHHH kim loại hoá trị I PTHH: 2M + Cl2 2MCl
2M(g) (2M + 71)g 9,2g 23,4g ta cã: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71) suy ra: M = 23
Kim loại có khối lợng nguyên tử 23 Na Vậy muối thu đợc là: NaCl
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg Zn l ợng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu đợc
1,344 lit hiđro (ở đktc) dung dịch chứa m gam mi TÝnh m? Híng dÉn gi¶i:
PTHH chung: M + H2SO4 MSO4 + H2
nH2 SO4 = nH2= 22,4
344 ,
= 0,06 mol áp dụng định luật BTKL ta có:
mMuèi = mX + m H2 SO4 - m H2= 3,22 + 98 * 0,06 - * 0,06 = 8,98g
Bài 3: Có sắt khối lợng 11,2g Một cho tác dụng hết với khí clo, ngâm dung dịch HCl d Tính khối lợng sắt clorua thu đợc
Híng dÉn gi¶i: PTHH:
2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (1)
Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2)
Theo phơng trình (1,2) ta có:
nFeCl3 = nFe= 56 , 11
= 0,2mol nFeCl2 = nFe= 56 , 11
= 0,2mol
Số mol muối thu đợc hai phản ứng nhng khối lợng mol phân tử FeCl3 lớn nên khối lợng lớn
h¬n
mFeCl2 = 127 * 0,2 = 25,4g mFeCl3= 162,5 * 0,2 = 32,5g
Bài 4: Hoà tan hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị dung dịch HCl d thu đợc dung dịch A 0,672 lít khí (đktc)
Hỏi cô cạn dung dịch A thu đợc bao nhiờu gam mui khỏc nhau?
Bài giải:
Bài 1: Gọi kim loại hoá trị II III lần lợt X Y ta có phơng trình ph¶n øng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1)
Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2)
Số mol CO2 thoát (đktc) phơng trình là: mol nCO 0,03
4 , 22
672 ,
2
Theo phơng trình phản ứng ta thÊy sè mol CO2 b»ng sè mol H2O
mol n
nHO CO 0,03
2
2
và nHCl 0,03.20,006mol Nh khối lợng HCl phản ứng là:
mHCl = 0,06 36,5 = 2,19 gam
(9)Theo định luật bảo tồn khối lợng ta có:
10 + 2,19 = x + 44 0,03 + 18 0,03 => x = 10,33 gam
Bài toán 2: Cho 7,8 gam hỗn hợp kim loại Al Mg tác dụng với HCl thu đợc 8,96 lít H2 (ở đktc) Hỏi cô
cạn dung dịch thu c bao nhiờu gam mui khan
Bài giải: Ta có phơng trình phản ứng nh sau: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2
2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2
Số mol H2 thu đợc là:
mol nH 0,4
4 , 22
96 ,
2
Theo (1, 2) ta thÊy sè mol HCL gÊp lÇn sè mol H2
Nên: Số mol tham gia phản ứng là:
n HCl = 0,4 = 0,8 mol
Số mol (số mol nguyên tử) tạo muối chÝnh b»ng sè mol HCl b»ng 0,8 mol VËy khèi lợng Clo tham gia phản ứng:
mCl = 35,5 0,8 = 28,4 gam
Vậy khối lợng muối khan thu đợc là:
7,8 + 28,4 = 36,2 gam
4 Phơng pháp dựa vào tăng, giảm khối lợng. a/ Nguyên tắc:
So sỏnh khối lợng chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lợng nó, để từ khối lợng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol chất mà giải yờu cu t
b/ Phạm vị sử dụng:
Đối với toán phản ứng xảy thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng kim loại mạnh, không tan nớc đẩy kim loại yếu khỏi dung sịch muối phản ứng, Đặc biệt cha biết rõ phản ứng xảy hoàn toàn hay khơng việc sử dụng phơng pháp đơn giản hố tốn
Bµi 1: Nhúng sắt kẽm vào mét cèc chøa 500 ml dung dÞch CuSO4 Sau mét thêi gian lÊy
hai kim loại khỏi cốc có thêm Cu bám vào, khối lợng dung dịch cốc bị giảm 0,22g Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol FeSO4 Thêm dung dịch NaOH d
vào cốc, lọc lấy kết tủa nung ngồi khơng khí đến khối lợng khơng đổi , thu đợc 14,5g chất rắn Số gam Cu bám kim loại nồng độ mol dung dịch CuSO4 ban đầu bao nhiêu?
Híng dÉn gi¶i: PTHH
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( )
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu ( )
Gäi a lµ sè mol cđa FeSO4
Vì thể tích dung dịch xem nh khơng thay đổi Do tỉ lệ nồng độ mol chất dung dịch tỉ lệ số mol
Theo ra: CM ZnSO4 = 2,5 CM FeSO4 Nên ta có: nZnSO4 = 2,5 nFeSO4
Khối lợng sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g) Khối lợng kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g) Khối lợng hai kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g) Mµ thùc tÕ bµi cho lµ: 0,22g
Ta cã: 5,5a = 0,22 a = 0,04 (mol)
Vậy khối lợng Cu bám sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g) khối lợng Cu bám kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g) Dung dịch sau phản ứng cã: FeSO4, ZnSO4 vµ CuSO4 (nÕu cã)
Ta có sơ đồ phản ứng:
NaOH d t
0
, kk
FeSO4 Fe(OH)2
Fe2O3
a a a
(mol)
mFe2O3 = 160 x 0,04 x 2 a
= 3,2 (g)
NaOH d t
0
CuSO4 Cu(OH)2 CuO
b b b (mol)
(10)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
VËy nCuSO4 ban đầu = a + 2,5a + b = 0,28125 (mol)
CM CuSO4 =
5 , 28125 ,
0
= 0,5625 M
Bài 2: Nhúng sắt nặng gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M Sau thời gian lấy sắt cân lại thấy
nng 8,8 gam Xem thể tích dung dịch khơng thay đổi nồng độ mol/lit CuSO4 dung dịch sau phn ng l
bao nhiêu? Hớng dẫn giải:
Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x = (mol)
PTHH
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( )
1 mol mol
56g 64g làm sắt tăng thêm 64 - 56 = gam Mà theo cho, ta thấy khối lợng sắt tăng là: 8,8 - = 0,8 gam VËy cã
8 ,
= 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, có 0,1 mol CuSO4 tham gia phản ứng
Số mol CuSO4 d : - 0,1 = 0,9 mol
Ta cã CM CuSO4 = 0,5
9 ,
= 1,8 M
Bài 3: Dẫn V lit CO2 (đktc) vào dung dịch chứa 3,7 gam Ca(OH)2 Sau phản ứng thu đợc gam kết tủa Tính V?
Hớng dẫn giải: Theo ta có: Số mol cña Ca(OH)2 =
74 ,
= 0,05 mol Sè mol cña CaCO3 =
100
= 0,04 mol PTHH
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
- NÕu CO2 kh«ng d:
Ta cã sè mol CO2 = sè mol CaCO3 = 0,04 mol
VËy V(®ktc) = 0,04 * 22,4 = 0,896 lÝt
- NÕu CO2 d:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
0,05 0,05 mol 0,05
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2
0,01 (0,05 - 0,04) mol
Vậy tổng số mol CO2 tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol
V(®ktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lÝt
Bài 4: Hoà tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị dung dịch HCl d thu đợc dung dịch X 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lợng muối khan thu đợc dung dch X
Bài giải: Gọi kim loại hoá trị lần lợt A B ta có phơng trình phản ứng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1)
BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2)
Số mol khí CO2 (ở đktc) thu đợc là:
mol nCO 0,2
4 , 22
48 ,
2
Theo (1) vµ (2) ta nhËn thÊy cø mol CO2 bay tøc lµ cã mol mi cacbonnat chun thành muối Clorua
khối lợng tăng thêm 11 gam (gèc CO3 lµ 60g chun thµnh gèc Cl2 cã khèi lỵng 71 gam)
VËy cã 0,2 mol khÝ bay khối lợng muối tăng là:
0,2 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lợng muối Clorua khan thu đợc là:
M(Muèi khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam)
Bài 5: Hoà tan 10gam hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị dung dịch HCl d thu đợc dung dịch A 0,672 lít khí (đktc)
Hỏi cô cạn dung dịch A thu đợc gam mui khỏc nhau?
Bài giải
Một toán hoá học thờng phải có phản ứng hoá học xảy mà có phản ứng hoá học phải viết ph ơng trình hoá học điều thiÕu
(11)XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1)
Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2)
Sè mol chÊt khí tạo chơng trình (1) (2) là:
4 , 22
672 ,
2
CO
n = 0,03 mol
Theo ph¶n øng (1, 2) ta thÊy cø mol CO2 bay tøc lµ cã mol mi Cacbonnat chun thành muối clorua
khối lợng tăng 71 - 60 = 11 (gam) ( 60 ;
3 g
mCO mCl 71g ).
Số mol khí CO2 bay 0,03 mol khối lợng muối khan tăng lên:
11 0,03 = 0,33 (gam)
Vậy khối lợng muối khan thu đợc sau cô cạn dung dịch
m (muèi khan) = 10 + 0,33 = 10,33 (gam)
Bài 6: Hoà tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị dung dịch HCl d thu đợc dung dịch X 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lợng muối khan thu đợc dung dịch X
Bài giải: Gọi kim loại hoá trị lần lợt A B ta có phơng trình phản ứng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1)
BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2)
Số mol khí CO2 (ở đktc) thu đợc là:
mol nCO 0,2
4 , 22
48 ,
2
Theo (1) vµ (2) ta nhËn thÊy cø mol CO2 bay tøc lµ cã mol mi cacbonnat chun thµnh mi Clorua
khối lợng tăng thêm 11 gam (gốc CO3 60g chuyển thành gốc Cl2 có khối lợng 71 gam)
VËy cã 0,2 mol khÝ bay khối lợng muối tăng là:
0,2 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lợng muối Clorua khan thu đợc là:
M(Muèi khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam)
Bµi 1: Nhóng mét kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M Sau thời gian phản ứng, khối lợng M
tăng lên 0,40g nồng độ CuSO4 lại 0,1M
a/ Xác định kim loại M
b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào lit dd chứa AgNO3 Cu(NO3)2 , nồng độ muối 0,1M Sau phản ứng ta thu đợc
chất rắn A khối lợng 15,28g dd B Tính m(g)? Hớng dẫn giải:
a/ theo ta cã PTHH
M + CuSO4 MSO4 + Cu (1)
Sè mol CuSO4 tham gia ph¶n øng (1) lµ: 0,5 ( 0,2 – 0,1 ) = 0,05 mol
Độ tăng khối lợng M là:
mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40
gi¶i ra: M = 56 , vËy M lµ Fe
b/ ta chØ biÕt sè mol AgNO3 số mol Cu(NO3)2 Nhng không biÕt sè mol cđa Fe
(chÊt khư Fe Cu2+ Ag+ (chÊt oxh m¹nh)
0,1 0,1 ( mol ) Ag+ Có Tính oxi hoá mạnh Cu2+ nên muối AgNO
3 tham gia ph¶n øng víi Fe tríc
PTHH:
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2)
Ta có mốc để so sánh:
- NÕu võa xong ph¶n øng (1): Ag kÕt tđa hÕt, Fe tan hết, Cu(NO3)2 cha phản ứng
Chất rắn A Ag ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g
- Nếu vừa xong phản ứng (1) (2) chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g
theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2
vËy AgNO3 ph¶n øng hÕt, Cu(NO3)2 phản ứng phần Fe tan hết
mCu t¹o = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g VËy sè mol cña Cu = 0,07 mol
Tỉng sè mol Fe tham gia c¶ phản ứng là: 0,05 ( p ) + 0,07 ( ë p ) = 0,12 mol
Khối lợng Fe ban đầu là: 6,72g
5 Phơng pháp ghép ẩn số.
Bi toỏn 1: (Xột lại toán nêu phơng pháp thứ nhất)
Hoà tan hỗn hợp 20 gam hai muối cacbonnat kim loại hoá trị I II dung dịch HCl d thu đợc dung dịch M 4,48 lít CO2 (ở đktc) tính khối lợng muốn tạo thành dung dch M
Bài giải
(12)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
BCO3 + 2HCl -> BCl2 + H2O + CO2 (2)
Số mol khí thu đợc phản ứng (1) (2) là:
mol nCO 0,2
4 , 22
48 ,
3
Gọi a b lần lợt số mol A2CO3 BCO3 ta đợc phơng trình đại số sau:
(2A + 60)a + (B + 60)b = 20 (3) Theo phơng trình phản ứng (1) số mol ACl thu đợc 2a (mol) Theo phơng trình phản ứng (2) số mol BCl2 thu đợc b (mol)
Nếu gọi số muối khan thu đợc x ta có phơng trình: (A + 35.5) 2a + (B + 71)b = x (4) Cũng theo phản ứng (1, 2) ta có:
a + b = 0,2( )
2 mol
nCO (5)
Từ phơng trình (3, 4) (Lấy phơng trình (4) trừ (5)) ta đợc: 11 (a + b) = x - 20 (6)
Thay a + b từ (5) vào (6) ta đợc: 11 0,2 = x - 20 => x = 22,2 gam
Bài tốn 2: Hồ tan hồn tồn gam hỗn hợp kim loại dung dịch HCl thu đợc dung dịch A khí B, cạn dung dịch A thu đợc 5,71 gam muối khan tính thể tớch khớ B ktc
Bài giải: Gọi X, Y kim loại; m, n hoá trị, x, y số mol tơng ứng, số nguyên tử khèi lµ P, Q ta cã: 2X + 2n HCl => 2XCln = nH2 (I)
2Y + 2m HCl -> 2YClm + mH2 (II) Ta cã: xP + y Q = (1)
x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m) = 5,71 (2) Lấy phơng trình (2) trừ phơng trình (1) ta có: x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m)- xP - yQ = 0,71
=> 35,5 (nx + my) = 0,71 Theo I vµ II: ( )
2
2 xn my
nH
=> thÓ tÝch: V = nx + my = 22,4 0,224
355
71 ,
(lÝt)
6 Phơng pháp chuyển toán hỗn hợp thành toán chất tơng đơng. a/ Nguyên tắc:
Khi toán xảy nhiều phản ứng nhng phản ứng loại hiệu suất ta thay hỗn hợp nhiều chất thành chất tơng đơng Lúc lợng (số mol, khối lợng hay thể tích) chất tơng đơng lợng hỗn hợp
b/ Ph¹m vi sư dông:
Trong vô cơ, phơng pháp áp dụng hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động hay nhiều oxit kim loại, hỗn hợp muối cacbonat, hỗn hợp kim loại phản ứng với nớc
Bài 1: Một hỗn hợp kim loại kiềm A, B thuéc chu k× kÕ tiÕp bảng hệ thống tuần hoàn có khối l ợng 8,5 gam Hỗn hợp tan hết nớc d cho 3,36 lit khí H2 (đktc) Tìm hai kim loại A, B khối lợng kim loại
Híng dÉn gi¶i: PTHH
2A + 2H2O 2AOH + H2 (1)
2B + 2H2O 2BOH + H2 (2)
Đặt a = nA , b = nB
ta cã: a + b =
4 , 22
36 ,
= 0,3 (mol) (I)
M trung b×nh: M =
3 ,
5 ,
= 28,33 Ta thÊy 23 < M = 28,33 < 39
Giả sử MA < MB A Na, B K ngợc lại
mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II)
Từ (I, II) ta tính đợc: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol Vậy mNa = 0,2 * 23 = 4,6 g, mK = 0,1 * 39 = 3,9 g
Bài 2: Hoà tan 115,3 g hỗn hợp gồm MgCO3 RCO3 500ml dung dịch H2SO4 loãng ta thu đợc dung dịch A, chất
rắn B 4,48 lít CO2 (đktc) Cơ cạn dung dịch A thu đợc 12g muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lợng
khơng đổi thu đợc 11,2 lít CO2 (đktc) chất rắn B1 Tính nồng độ mol/lit dung dịch H2SO4 loãng dùng,
lợng B, B1 khối lợng nguyên tử R Biết hỗn hợp đầu số mol cđa RCO3 gÊp 2,5 lÇn sè mol cđa MgCO3
Híng dÉn gi¶i:
(13)PTHH
M CO3 + H2SO4 M SO4 + CO2 + H2O (1)
0,2 0,2 0,2 0,2 Số mol CO2 thu đợc là: nCO2 = 22,4
48 ,
= 0,2 (mol) VËy nH2SO4 = nCO2 = 0,2 (mol)
CMH2 SO4 =
5 ,
2 ,
= 0,4 M Rắn B M CO3 d:
M CO3 M O + CO2 (2)
0,5 0,5 0,5
Theo ph¶n øng (1): tõ mol M CO3 t¹o mol M SO4 khèi lợng tăng 36 gam
ỏp dng nh lut bo tồn khối lợng ta có: 115,3 = mB + mmuối tan - 7,2
VËy mB = 110,5 g
Theo phản ứng (2): từ B chuyển thành B1, khối lợng giảm là:
mCO2 = 0,5 * 44 = 22 g
VËy mB1 = mB - mCO2 = 110,5 - 22 = 88,5 g
Tæng sè mol M CO3 lµ: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol
Ta cã M + 60 =
7 ,
3 , 115
164,71 M = 104,71
Vì hỗn hợp đầu số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3
Nên 104,71 =
5 ,
5 , * *
24 R
R = 137 VËy R lµ Ba
Bài 3: Để hồ tan hoàn toàn 28,4 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại thuộc phân nhóm nhóm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM tạo 6,72 lit khí (đktc) Sau phản ứng, cạn dung dịch thu đợc m(g) muối khan Tính giá trị a, m xác định kim loại
Híng dÉn gi¶i: nCO2 = 22,4
72 ,
= 0,3 (mol) Thay hỗn hợp M CO3
M CO3 + 2HCl M Cl2 + CO2 + H2O (1)
0,3 0,6 0,3 0,3 Theo tØ lƯ ph¶n øng ta cã:
nHCl = nCO2 = * 0,3 = 0,6 mol
CM HCl =
3 ,
6 ,
= 2M
Sè mol cđa M CO3 = nCO2 = 0,3 (mol)
Nªn M + 60 =
3 ,
4 , 28
= 94,67
M = 34,67
Gäi A, B lµ KHHH cđa kim loại thuộc phân nhóm nhóm II, MA < MB
ta có: MA < M = 34,67 < MB để thoả mãn ta thấy 24 < M = 34,67 < 40
Vậy hai kim loại thuộc phân nhóm nhóm II là: Mg Ca
Khối lợng muối khan thu đợc sau cô cạn là: m = (34,67 + 71)* 0,3 = 31,7 gam
7/ Phơng pháp dựa theo số mol để giải toán hoá học. a/ Nguyên tắc áp dụng:
Trong q trình biến đổi hố học: Số mol nguyên tố chất đợc bảo toàn
b/ Ví dụ: Cho 10,4g hỗn hợp bột Fe Mg (cã tØ lƯ sè mol 1:2) hoµ tan võa hÕt 600ml dung dÞch HNO3 x(M), thu
đợc 3,36 lit hỗn hợp khí N2O NO Biết hỗn hợp khí có tỉ khối d = 1,195 Xác định tr s x?
Hớng dẫn giải: Theo ta cã:
nFe : nMg = : (I) vµ 56nFe + 24nMg = 10,4 (II)
Giải phơng trình ta đợc: nFe = 0,1 nMg = 0,2
Sơ đồ phản ứng
Fe, Mg + HNO3 -> Fe(NO3)3 , Mg(NO3)2 + N2O, NO + H2O
(14)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Ta cã: a + b =
4 , 22
36 ,
= 0,15 vµ
29 ) (
30 44
b a
b a
= 1,195 -> a = 0,05 mol b = 0,1 mol Số mol HNO3 phản øng b»ng:
nHNO3= nN = 3nFe(NO3)3 + 2nMg(NO3)2+ 2nN2 O + nNO
= 3.0,1 + 2.0,2 + 2.0,05 + 0,1 = 0,9 mol Nồng độ mol/lit dung dịch HNO3:
x(M) = 600
9 ,
.1000 = 1,5M
8/ Phơng pháp biện luận theo ẩn số. a/ Nguyên tắc áp dụng:
Khi giải toán hoá học theo phơng pháp đại số, số phơng trình tốn học thiết lập đợc số ẩn số cha biết cần tìm phải biện luận -> Bằng cách: Chọn ẩn số làm chuẩn tách ẩn số cịn lại Nên đa phơng trình tốn học ẩn, có ẩn có giới hạn (tất nhiên ẩn có giới hạn tốt) Sau thiết lập bảng biến thiên hay dự vào điều kiện khác để chọn giá trị hợp lí
b/ VÝ dơ:
Bài 1: Hoà tan 3,06g oxit MxOy dung dich HNO3 d sau cạn thu đợc 5,22g muối khan Hãy xác định kim
lo¹i M biết có hoá trị Hớng dÉn gi¶i:
PTHH: MxOy + 2yHNO3 -> xM(NO3)2y/x + yH2O
Tõ PTP¦ ta cã tØ lƯ:
y
Mx 16
06 ,
= Mx 124y
22 ,
-> M = 68,5.2y/x
Trong đó: Đặt 2y/x = n hoá trị kim loại Vậy M = 68,5.n (*) Cho n giá trị 1, 2, 3, Từ (*) -> M = 137 n =2 phù hợp Do M Ba, hố trị II
Bài 2: A, B chất khí điều kiện thờng, A hợp chất nguyên tố X với oxi (trong oxi chiếm 50% khối lợng), B hợp chất nguyên tố Y với hiđrơ (trong hiđro chiếm 25% khối lợng) Tỉ khối A so với B Xác định công thức phân tử A, B Biết phân tử A có nguyên tử X, phân tử B có nguyên tử Y Hớng dn gii:
Đặt CTPT A XOn, MA = X + 16n = 16n + 16n = 32n
Đặt CTPT A YOm, MB = Y + m = 3m + m = 4m
d = B A
M M
=
m n 32
= -> m = 2n
Điều kiện thoả mãn: < n, m < 4, nguyên m phải số chẵn Vậy m hay
Nếu m = Y = (loại, nguyên tố thoả) Nếu m = Y = 12 (lµ cacbon) -> B lµ CH4
và n = X = 32 (là lu huúnh) -> A lµ SO2
9/ Phơng pháp dựa vào đại lợng có giới hạn để tìm giới hạn đại lợng khác. a/ Nguyên tắc áp dụng:
Dựa vào đại lợng có giới hạn, chẳng hạn:
KLPTTB (M ), ho¸ trị trung bình, số nguyên tử trung bình, Hiệu suất: 0(%) < H < 100(%)
Số mol chất tham gia: < n(mol) < Số mol chất ban đầu, Để suy quan hệ với đại lợng cần tìm Bằng cách:
- Tìm thay đổi giá trị max đại lợng để dẫn đến giới hạn cần tìm
- Giả sử thành phần hỗn hợp (X,Y) chứa X hay Y để suy giá trị max đại lợng cần tìm
b/ VÝ dơ:
Bài 1: Cho 6,2g hỗn hợp kim loại kiềm thuộc chu kỳ liên tiếp bảng tuần hoàn phản ứng với H2O d, thu đợc
2,24 lit khí (đktc) dung dịch A
a/ Tính thành phần % khối lợng kim loại hỗn hợp ban đầu Hớng dẫn:
a/ t R l KHHH chung cho kim loại kiềm cho
MR khối lợng trung bình kim loại kiềm A B, giả sử MA < MB
-.> MA < MR < MB
ViÕt PTHH xảy ra:
Theo phơng trình phản ứng:
nR = 2nH2= 0,2 mol > MR = 6,2 : 0,2 = 31
Theo đề ra: kim loại thuộc chu kì liên tiếp, nên kim loại là: A Na(23) B K(39)
(15)a/ Cho 13,8 gam (A) muối cacbonat kim loại kiềm vào 110ml dung dịch HCl 2M Sau phản ứng thấy axit dung dịch thu đợc thể tích khí V1 vợt 2016ml Viết phơng trình phản ứng, tìm (A) tính V1 (đktc)
b/ Hồ tan 13,8g (A) vào nớc Vừa khuấy vừa thêm giọt dung dịch HCl 1M đủ 180ml dung dịch axit, thu đợc V2 lit khí Viết phơng trình phản ứng xảy tính V2 (đktc)
Híng dÉn:
a/ M2CO3 + 2HCl -> 2MCl + H2O + CO2
Theo PTHH ta cã:
Sè mol M2CO3 = sè mol CO2 > 2,016 : 22,4 = 0,09 mol
-> Khèi lỵng mol M2CO3 < 13,8 : 0,09 = 153,33 (I)
MỈt khác: Số mol M2CO3 phản ứng = 1/2 số mol HCl < 1/2 0,11.2 = 0,11 mol
-> Khèi lỵng mol M2CO3 = 13,8 : 0,11 = 125,45 (II)
Tõ (I, II) > 125,45 < M2CO3 < 153,33 -> 32,5 < M < 46,5 vµ M kim loại kiềm
-> M Kali (K)
VËy sè mol CO2 = sè mol K2CO3 = 13,8 : 138 = 0,1 mol -> VCO2 = 2,24 (lit)
b/ Giải tơng tự: -> V2 = 1,792 (lit)
Bài 3: Cho 28,1g quặng đơlơmít gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl d thu đợc V (lít) CO2 (ở
®ktc)
a/ Xác định V (lít) Hớng dẫn:
a/ Theo bµi ta cã PTHH:
MgCO3 + 2HCl MgCl2 + H2O + CO2 (1)
x(mol) x(mol) BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2 (2)
y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
0,2(mol) 0,2(mol) 0,2(mol)
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (4)
Giả sử hỗn hợp có MgCO3.Vậy mBaCO3 =
Sè mol: nMgCO =
84 , 28
= 0,3345 (mol) Nếu hỗn hợp toàn BaCO3 mMgCO3 =
Sè mol: nBaCO =
197 , 28
= 0,143 (mol)
Theo PT (1) vµ (2) ta có số mol CO2 giải phóng là:
0,143 (mol) nCO
2 0,3345 (mol)
Vậy thể tích khí CO2 thu đợc đktc là: 3,2 (lít) VCO2 7,49 (lít)
Chuyên đề 2: Độ tan nồng độ dung dịch–
Mét sè công thức tính cần nhớ:
Cụng thc tớnh tan: St0C chất =
dm ct
m m
100 Cơng thức tính nồng độ %: C% =
dd ct
m m
100% mdd = mdm + mct Hc mdd = Vdd (ml) D(g/ml)
* Mối liên hệ độ tan chất nồng độ phần trăm dung dịch bão hồ chất nhiệt độ xác định Cứ 100g dm hoà tan đợc Sg chất tan để tạo thành (100+S)g dung dịch bão hoà
VËy: x(g) // y(g) // 100g // Công thức liên hÖ: C% =
S S 100
100
Hc S =
% 100
% 100
C C Cơng thức tính nồng độ mol/lit: CM =
) (
) (
lit V
mol n
=
) (
) ( 1000
ml V
mol n
* Mối liên hệ nồng độ % nồng độ mol/lit Công thức liên hệ: C% =
D M
CM
10 .
Hc CM = M
C
D %
10 Trong đó:
- mct khối lợng chất tan( đơn vị: gam)
- mdm khối lợng dung môi( đơn vị: gam)
- mdd khối lợng dung dịch( đơn vị: gam)
- V thể tích dung dịch( đơn vị: lit mililit)
- D khối lợng riêng dung dịch( đơn vị: gam/mililit) - M khối lợng mol chất( đơn vị: gam)
(16)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
- C% nồng độ % chất dung dịch( đơn vị: %)
- CM nồng độ mol/lit chất dung dịch( đơn vị: mol/lit hay M)
Dạng 1: Toán độ tan
Loại 1: Bài toán liên quan độ tan chất nồng độ phần trăm dung dịch bão hoà chất đó.
Bài 1: 400C, độ tan K
2SO4 15 Hãy tính nồng độ phần trăm dung dịch K2SO4 bão hoà nhiệt ny?
Đáp số: C% = 13,04%
Bi 2: Tính độ tan Na2SO4 100C nồng độ phần trăm dung dịch bão hoà Na2SO4 nhiệt độ Biết
100C hoµ tan 7,2g Na
2SO4 vào 80g H2O đợc dung dch bóo ho Na2SO4
Đáp số: S = 9g C% = 8,257%
Loại 2: Bài toán tính lợng tinh thể ngậm nớc cần cho thêm vào dung dịch cho sẵn. Cách làm:
Dựng nh lut bảo tồn khối lợng để tính:
* Khèi lỵng dung dịch tạo thành = khối lợng tinh thể + khối lợng dung dịch ban đầu
* Khối lợng chất tan dung dịch tạo thành = khối lợng chÊt tan tinh thĨ + khèi lỵng chÊt tan dung dịch ban đầu
* Các toán loại thờng cho tinh thể cần lấy dung dịch cho sẵn có chứa loại chất tan
Bài tập áp dụng:
Bi 1: Tớnh lng tinh thể CuSO4.5H2O cần dùng để điều chế 500ml dung dịch CuSO4 8%(D = 1,1g/ml)
Đáp số: Khối lợng tinh thể CuSO4.5H2O cần lấy là: 68,75g
Bài 2: Để điều chế 560g dung dịch CuSO4 16% cần phải lấy gam dung dịch CuSO4 8% gam tinh
thĨ CuSO4.5H2O
Híng dÉn * C¸ch 1:
Trong 560g dung dÞch CuSO4 16% cã chøa mct CuSO
4(cã dd CuSO4 16%) = 100
16 560
= 25 2240
= 89,6(g) Đặt mCuSO
4.5H2O = x(g)
1mol(hay 250g) CuSO4.5H2O chøa 160g CuSO4
VËy x(g) // chøa 250 160x
= 25 16x
(g)
mdd CuSO
4 8% cã dung dịch CuSO4 16% (560 x) g mct CuSO
4(cã dd CuSO4 8%) lµ
100 ) 560 ( x
=
25 ) 560 ( x
(g) Ta có phơng trình:
25 ) 560 ( x
+ 25 16x
= 89,6 Giải phơng trình đợc: x = 80
Vậy cần lấy 80g tinh thể CuSO4.5H2O 480g dd CuSO4 8% để pha chế thành 560g dd CuSO4 16%
* Cách 2: Giải hệ phơng trình bậc ẩn * Cách 3: Tính tốn theo sơ đồ đờng chéo
Lu ý: Lỵng CuSO4 cã thĨ coi nh dd CuSO4 64%(v× cø 250g CuSO4.5H2O th× cã chøa 160g CuSO4) VËy C%(CuSO4) =
250 160
.100% = 64%
Loại 3: tốn tính lợng chất tan tách hay thêm vào thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà cho sẵn. Cách làm:
- Bớc 1: Tính khối lợng chất tan khối lợng dung môi có dung dịch bÃo hoà t1(0c)
- Bớc 2: Đặt a(g) khối lợng chất tan A cần thêm hay tách khỏi dung dịch ban đầu, sau thay đổi nhiệt độ từ t1(0c) sang t2(0c) với t1(0c) khác t2(0c)
- Bớc 3: Tính khối lợng chất tan khối lợng dung môi có dung dịch bÃo hoà t2(0c)
- Bớc 4: áp dụng cơng thức tính độ tan hay nồng độ % dung dịch bão hoà(C% ddbh) để tìm a
L
u ý : Nếu đề yêu cầu tính lợng tinh thể ngậm nớc tách hay cần thêm vào thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà cho sẵn, bớc ta phải đặt ẩn số số mol(n)
Bµi 1: ë 120C cã 1335g dung dÞch CuSO
4 bão hồ Đun nóng dung dịch lên đến 900C Hỏi phải thêm vào dung dịch bao
nhiêu gam CuSO4 để đợc dung dịch bão hoà nhiệt độ
Biết 120C, độ tan CuSO
4 33,5 900C 80
Đáp số: Khối lợng CuSO4 cần thêm vào dung dịch 465g
Bài 2: 850C có 1877g dung dịch bÃo hoà CuSO
4 Làm lạnh dung dịch xuống 250C Hái cã bao nhiªu gam
CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch Biết độ tan CuSO4 850C 87,7 v 250C l 40
Đáp số: Lợng CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch là: 961,75g
Bi 3: Cho 0,2 mol CuO tan H2SO4 20% đun nóng, sau làm nguội dung dịch đến 100C Tính khối lợng tinh thể
CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch, biết độ tan CuSO4 100C 17,4g/100g H2O
Đáp số: Lợng CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch lµ: 30,7g
(17)Bµi 1: Cho 50ml dung dịch HNO3 40% có khối lợng riêng 1,25g/ml HÃy:
a/ Tìm khối lợng dung dịch HNO3 40%?
b/ Tìm khối lợng HNO3?
c/ Tỡm nng mol/l ca dung dch HNO3 40%?
Đáp số: a/ mdd = 62,5g
b/ mHNO3 = 25g
c/ CM(HNO3) = 7,94M
Bài 2: Hãy tính nồng độ mol/l dung dịch thu đợc trờng hợp sau:
a/ Hoà tan 20g NaOH vào 250g nớc Cho biết DH2 O = 1g/ml, coi nh thể tích dung dịch khơng đổi
b/ Hồ tan 26,88 lít khí hiđro clorua HCl (đktc) vào 500ml nớc thành dung dịch axit HCl Coi nh thể dung dịch không đổi
c/ Hoà tan 28,6g Na2CO3.10H2O vào lợng nớc vừa đủ để thành 200ml dung dịch Na2CO3
Đáp số:
a/ CM( NaOH ) = 2M
b/ CM( HCl ) = 2,4M
c/ CM(Na2CO3) = 0,5M
Bài 3: Cho 2,3g Na tan hết 47,8ml nớc thu đợc dung dịch NaOH có khí H2 Tính nồng độ % dung
dịch NaOH?
Đáp số: C%(NaOH) = 8%
chuyên đề 3: pha trộn dung dịch
Lo¹i 1: Bài toán pha loÃng hay cô dặc dung dịch. a) Đặc điểm toán:
- Khi pha lỗng, nồng độ dung dịch giảm Cịn dặc, nồng độ dung dịch tăng - Dù pha lỗng hay đặc, khối lợng chất tan luôn không thay đổi
b) Cách làm:
Cú th ỏp dng cơng thức pha lỗng hay đặc
TH1: Vì khối lợng chất tan khơng đổi dù pha lỗng hay cô đặc nên
mdd(1).C%(1) = mdd(2).C%(2)
TH2: Vì số mol chất tan khơng đổi dù pha lỗng hay dặc nên
Vdd(1) CM (1) = Vdd(2) CM (2)
Nếu gặp toán toán: Cho thêm H2O hay chất tan nguyên chất (A) vào dung dịch (A) có nồng độ % cho
trớc, áp dụng quy tắc đờng chéo để giải Khi xem: - H2O dung dịch có nồng độ O%
- Chất tan (A) nguyên chất cho thêm dung dịch nồng 100% + TH1: Thờm H2O
Dung dịch đầu C1(%) C2(%) - O
C2(%) =
O H
dau dd
m m
2
H2O O(%) C1(%) – C2(%)
+ TH1: Thªm chÊt tan (A) nguyªn chÊt
Dung dịch đầu C1(%) 100 - C2(%)
C2(%) = ctA
dau dd
m
m .
ChÊt tan (A) 100(%) C1(%) – C2(%)
Lu ý: Tỉ lệ hiệu số nồng độ nhận đợc số phần khối lợng dung dịch đầu( hay H2O, chất tan A
nguyên chất) cần lấy đặt hàng ngang Bài toán áp dụng:
Bài 1: Phải thêm gam H2O vào 200g dung dịch KOH 20% để đợc dung dch KOH 16%
Đáp số: mH
2O(cần thªm) = 50g
Bài 2: Có 30g dung dịch NaCl 20% Tính nồng độ % dung dịch thu đợc khi: - Pha thêm 20g H2O
- Cô đặc dung dịch để 25g Đáp số: 12% 24%
Bài 3: Tính số ml H2O cần thêm vào lit dung dịch NaOH 1M để thu đợc dung dịch có nồng độ 0,1M
(18)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Bài 4: Tính số ml H2O cần thêm vào 250ml dung dịch NaOH1,25M để tạo thành dung dịch 0,5M Giả sử hồ tan
khơng làm thay đổi đáng kể thể tích dung dịch Đáp số: 375ml
Bài 5: Tính số ml dung dịch NaOH 2,5%(D = 1,03g/ml) điều chế đợc từ 80ml dung dịch NaOH 35%(D = 1,38g/ml) Đáp số: 1500ml
Bài 6: Làm bay 500ml dung dịch HNO3 20%(D = 1,20g/ml) để 300g dung dịch Tính nồng độ % dung
dịch
Đáp số: C% = 40%
Loại 2:Bài toán hoà tan hoá chất vào nớc hay vào dung dịch cho sẵn. a/ Đặc điểm toán:
- Hoá chất đem hoà tan chất khí, chất lỏng hay chất rắn
- Sự hoà tan gây hay không gây phản ứng hoá học chất đem hoà tan với H2O chất
tan dung dịch cho sẵn
b/ Cách làm:
- Bc 1: Xỏc định dung dịch sau (sau hồ tan hố chất) có chứa chất nào:
CÇn lu ý xem có phản ứng chất đem hoà tan với H2O hay chất tan dung dịch cho sẵn không? Sản
phẩm phản ứng(nếu có) gồm chất tan nào? Nhớ rằng: có loại chất tan dung dịch có nhiêu nồng độ
Nếu chất tan có phản ứng hố học với dung mơi, ta phải tính nồng độ sản phẩm phản ứng khơng đợc tính nồng độ chất tan
- Bớc 2: Xác định lợng chất tan(khối lợng hay số mol) có chứa dung dịch sau Lợng chất tan(sau phản ứng có) gồm: sản phẩm phản ứng chất tác dụng d
Lợng sản phẩm phản ứng(nếu có) tính theo ptt phải dựa vào chất tác dụng hết(lợng cho đủ), tuyệt đối không đợc dựa vào lợng chất tác dụng cho d (còn thừa sau phản ứng)
- Bớc 3: Xác định lợng dung dịch (khối lợng hay thể tích) Để tính thể tích dung dịch có trờng hợp (tuỳ theo đề bài)
Nếu đề không cho biết khối l ợng riêng dung dịch mới(Dddm)
+ Khi hoµ tan chÊt khÝ hay chất rắn vào chất lỏng coi: ThĨ tÝch dung dÞch míi = ThĨ tÝch chÊt láng
+ Khi hoà tan chất lỏng vào chất lỏng khác, phải giả sử pha trộn không làm thây đổi đáng kể thể tích chất lỏng, để tính:
ThĨ tÝch dung dÞch míi = Tỉng thĨ tích chất lỏng ban đầu
Nu cho biết khối l ợng riêng dung dịch mới(Dddm)
ThÓ tÝch dung dÞch míi: Vddm = ddm ddm
D m
mddm: khối lợng dung dịch
+ Để tính khối lợng dung dịch
mddm = Tổng khối lợng(trớc phản ứng) khối lợng kết tủa(hoặc khí bay lên) có Bài tập áp dụng:
Bài 1: Cho 14,84g tinh thể Na2CO3 vào bình chứa 500ml dung dịch HCl 0,4M đợc dung dịch B Tính nồng độ mol/lit
chÊt dung dÞch B
Đáp số: Nồng độ NaCl là: CM = 0,4M
Nồng độ Na2CO3 d là: CM = 0,08M
Bài 2: Hồ tan 5,6lit khí HCl (ở đktc) vào 0,1lit H2O để tạo thành dung dịch HCl Tính nồng độ mol/lit nồng độ %
của dung dịch thu đợc Đáp số:
- CM = 2,5M
- C% = 8,36%
Bài 3: Cho 200g SO3 vào lít dung dịch H2SO4 17%(D = 1,12g/ml) đợc dung dịch A Tính nồng độ % dung dch A
Đáp số: C% = 32,985%
Bài 4: xác định lợng SO3 lợng dung dịch H2SO4 49% cần lấy để pha thành 450g dung dch H2SO4 83,3%
Đáp số:
Khối lợng SO3 cần lấy là: 210g
Khối lợng dung dịch H2SO4 49% cần lấy 240g
Bi 5: Xỏc nh khối lợng dung dịch KOH 7,93% cần lấy để hồ tan vào 47g K2O thu đợc dung dch 21%
Đáp số: Khối lợng dung dịch KOH 7,93% cần lấy 352,94g
Bi 6: Cho 6,9g Na 9,3g Na2O vào nớc, đợc dung dịch A(NaOH 8%) Hỏi phải lấy thêm gam NaOH có độ
tinh khiết 80%(tan hoàn toàn) cho vào để đợc dung dịch 15%? Đáp số: - Khối lợng NaOH có độ tinh khiết 80% cần lấy 32,3g
Loại 3: Bài toán pha trộn hai hay nhiều dung dịch. a/ Đặc điểm toán.
Khi pha trộn hay nhiều dung dịch với xảy hay không xảy phản ứng hoá học chất tan dung dịch ban đầu
(19)TH1: Khi trộn không xảy phản ứng hoá học(thờng gặp toán pha trộn dung dịch chứa loại hoá
chất)
Nguyờn tc chung để giải theo phơng pháp đại số, lập hệ phơng trình tốn học (1 theo chất tan v theo dung dch)
Các bớc giải:
- Bớc 1: Xác định dung dịch sau trộn có chứa chất tan - Bớc 2: Xác định lợng chất tan(mct) có dung dịch mới(ddm)
- Bớc 3: Xác định khối lợng(mddm) hay thể tích(Vddm) dung dch mi
mddm = Tổng khối lợng( dung dịch đem trộn )
+ Nếu biết khối lợng riêng dung dịch mới(Dddm)
Vddm = ddm ddm
D m
+ Nếu khối lợng riêng dung dịch mới: Phải giả sử hao hụt thể tích pha trộn dung dịch khơng đáng kể, để có
Vddm = Tỉng thĨ tÝch c¸c chất lỏng ban đầu đem trộn
+ Nu pha trộn dung dịch loại chất tan, loại nồng độ, giải quy tắc đờng chéo m1(g) dd C1(%) C2 – C3
C3(%)
m2(g) dd C2(%) C3 – C1
( Giả sử: C1< C3 < C2 ) hao hụt thể tích pha trộn dd khơng đáng kể
2 m m
=
3
C C
C C
+ Nếu nồng độ % mà lại biết nồng độ mol/lit (CM) áp dụng sơ đồ:
V1(l) dd C1(M) C2 – C3
C3(M)
V2(g) dd C2(M) C3 – C1
( Gi¶ sư: C1< C3 < C2 )
2 V V
=
3
C C
C C
+ Nếu nồng độ % nồng độ mol/lit mà lại biết khối lợng riêng (D) áp dụng sơ đồ: V1(l) dd D1(g/ml) D2 – D3
D3(g/ml)
V2(l) dd D2(g/ml) D3 – D1
(Giả sử: D1< D3 < D2) hao hụt thể tích pha trộn dd không đáng kể
2 V V
=
3
D D
D D
TH2: Khi trộn có xảy phản ứng hoá học giải qua bớc tơng tự toán loại (Hoà tan chất vào
một dung dịch cho sẵn) Tuy nhiên, cần lu ý
- bớc 1: Phải xác định công thức chất tan mới, số lợng chất tan Cần ý khả có chất d(do chất tan ban đầu khơng tác dụng hết) tính tốn
- bớc 3: Khi xác định lợng dung dịch (mddm hay Vddm)
Tacó: mddm = Tổng khối lợng chất đem trộng khối lợng chất kết tủa chất khí xuất hiƯn
ph¶n øng
- ThĨ tÝch dung dịch tính nh trờng hợp loại toán nµy
Thí dụ: áp dụng phơng pháp đờng chéo.
Một tốn thờng có nhiều cách giải nhng tốn sử dụng đợc phơng pháp đờng chéo để giải làm tốn đơn giản nhiều
Bài toán 1: Cần gam tinh thể CuSO4 5H2O hoà vào gam dung dịch CuSO4 4% để điều chế
đợc 500 gam dung dịch CuSO4 8%
Bµi giải: Giải Bằng phơng pháp thông thờng: Khối lợng CuSO4 cã 500g dung dÞch b»ng:
gam
mCO 40
100 500
(20)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Gäi x khối lợng tinh thể CuSO4 H2O cần lấy thì: (500 - x) khối lợng dung dịch CuSO4 4% cần lấy:
Khối lợng CuSO4 có tinh thÓ CuSO4 5H2O b»ng:
250 160
x
mCuSO (2)
Khèi lợng CuSO4 có tinh thể CuSO4 4% là:
100 ) 500 (
x
mCuSO (3)
Tõ (1), (2) vµ (3) ta cã:
40 100
4 ) 500 ( 250
) 160 (
x
x
=> 0,64x + 20 - 0,04x = 40 Giải ta đợc:
X = 33,33g tinh thể Vậy khối lợng dung dịch CuSO4 4% cần lÊy lµ:
500 - 33,33 gam = 466,67 gam
+ Giải theo phơng pháp đờng chéo
Gọi x số gam tinh thể CuSO4 H2O cần lấy (500 - x) số gam dung dịch cần lấy ta có sơ đồ đ ờng chéo
nh sau:
x x
500 => 14
1 56
4 500 x
x
Giải ta tìm đợc: x = 33,33 gam
Bài toán 2: Trộn 500gam dung dịch NaOH 3% với 300 gam dung dịch NaOH 10% thu đợc dung dịch có nồng độ bao nhiêu%
Bài giải: Ta có sơ đồ đờng chéo:
=>
3 10 300 500
C C
Giải ta đợc: C = 5,625%
Vậy dung dịch thu đợc có nồng độ 5,625%
Bài toán 3: Cần trộn dung dịch NaOH 3% dung dịch NaOH 10% theo tỷ lệ khối l ợng để thu đợc dung dịch NaOH 8%
Bài giải:
Gi m1; m2 ln lợt khối lợng dung dịch cần lấy Ta có sơ đồ đờng chéo sau:
=>
3 8
8 10
m m
VËy tû lƯ khèi lỵng cần lấy là:
5 2
m m
Bài toán áp dụng:
Bài 1: Cần pha chế theo tỉ lệ khối lợng dung dịch KNO3 có nồng độ % tơng ứng 45% 15% để đợc
một dung dịch KNO3 có nồng độ 20%
Đáp số: Phải lấy phần khối lợng dung dịch có nồng dộ 45% phần khối lợng dung dịch có nồng độ 15% để trộn với
Bài 2: Trộn V1(l) dung dịch A(chứa 9,125g HCl) với V2(l) dung dịch B(chứa 5,475g HCl) đợc 2(l) dung dịch D
Coi thể tích dung dịch D = Tổng thể tích dung dịch A dung dịch B a) Tính nồng độ mol/lit dung dịch D
b) Tính nồng độ mol/lit dung dịch A, dung dịch B (Biết hiệu nồng độ mol/lit dung dịch A trừ nồng độ mol/lit dung dịch B 0,4mol/l)
69 4 -
4
8
64 -
3 10 - C%
10
C%
C% - 3%
500: 300:
3 10 -
10
8
8 -
m
1
m
(21)Đáp sè:
a) CM(dd D) = 0,2M
b) Đặt nồng độ mol/l dung dịch A x, dung dịch B y ta có: x – y = 0,4 (I)
V× thĨ tÝch: Vdd D = Vdd A + Vdd B = x
25 ,
+
y
15 ,
= (II) Giải hệ phơng trình ta đợc: x = 0,5M, y = 0,1M
Vậy nồng độ mol/l dung dịch A 0,5M dung dịch B 0,1M
Bài 3: Hỏi phải lấy dung dịch NaOH 15% 27,5% dung dịch gam trộn vào để đợc 500ml dung dch NaOH 21,5%, D = 1,23g/ml?
Đáp số: Dung dịch NaOH 27,5% cần lấy 319,8g dung dịch NaOH 15% cần lấy 295,2g
Bi 4: Trn lẫn 150ml dung dịch H2SO4 2M vào 200g dung dịch H2SO4 5M( D = 1,29g/ml ) Tính nồng độ mol/l
dung dịch H2SO4 nhận đợc
Đáp số: Nồng độ H2SO4 sau trộn 3,5M
Bài 5: Trộn 1/3 (l) dung dịch HCl (dd A) với 2/3 (l) dung dịch HCl (dd B) đợc 1(l) dung dịch HCl (dd C) Lấy 1/10 (l) dd C tác dụng với dung dịch AgNO3 d thu đợc 8,61g kết tủa
a) Tính nồng độ mol/l dd C
b) Tính nồng độ mol/l dd A dd B Biết nồng độ mol/l dd A = nồng dộ mol/l dd B Đáp số: Nồng độ mol/l dd B 0,3M dd A 1,2M
Bài 6: Trộn 200ml dung dịch HNO3 (dd X) với 300ml dung dịch HNO3 (dd Y) đợc dung dịch (Z) Biết dung dịch
(Z) tác dụng vừa đủ với 7g CaCO3
a) Tính nồng độ mol/l dung dịch (Z)
b) Ngêi ta điều chế dung dịch (X) từ dung dịch (Y) cách thêm H2O vào dung dịch (Y) theo tØ lƯ thĨ
tÝch: VH2O : Vdd(Y) = 3:1
Tính nồng độ mol/l dung dịch (X) dung dịch (Y)? Biết pha trộn không làm thay i ỏng k th tớch dung dch
Đáp số:
a) CMdd(Z) = 0,28M
b) Nồng độ mol/l dung dịch (X) 0,1M dung dịch (Y) l 0,4M
Bài 7: Để trung hoà 50ml dung dịch NaOH 1,2M cần V(ml) dung dịch H2SO4 30% (D = 1,222g/ml) Tính V?
Đáp số: Thể tích dung dịch H2SO4 30% cần lấy 8,02 ml
Bài 8: Cho 25g dung dịch NaOH 4% tác dụng với 51g dung dịch H2SO4 0,2M, có khối lợng riêng D = 1,02 g/ml TÝnh
nồng độ % chất sau phản ứng Đáp số:
- Nồng độ % dung dịch Na2SO4 1,87%
- Nồng độ % dung dịch NaOH (d) 0,26%
Bài 9:Trộn lẫn 100ml dung dịch NaHSO4 1M với 100ml dung dịch NaOH 2M đợc dung dịch A
a) Viết phơng trình hoá học xảy
b) Cụ cạn dung dịch A thu đợc hỗn hợp chất nào? Tính khối lợng chất Đáp số: b) Khối lợng chất sau cô cạn
- Khối lợng muối Na2SO4 14,2g
- Khối lợng NaOH(còn d) g
Bi 10: Khi trung hoà 100ml dung dịch axit H2SO4 HCl dung dịch NaOH, cạn thu đợc 13,2g
muối khan Biết trung hoà 10 ml dung dịch axit cần vừa đủ 40ml dung dịch NaOH 0,5M Tính nồng độ mol/l axit dung dịch ban đầu
Đáp số: Nồng độ mol/l axit H2SO4 0,6M axit HCl 0,8M
Bài 11: Tính nồng độ mol/l dung dịch H2SO4 dung dịch NaOH biết rằng:
Cứ 30ml dung dịch H2SO4 đợc trung hoà hết 20ml dung dịch NaOH 10ml dung dịch KOH 2M
Ngợc lại: 30ml dung dịch NaOH đợc trung hoà hết 20ml dung dịch H2SO4 5ml dung dịch HCl 1M
Đáp số: Nồng độ mol/l dd H2SO4 0,7M dd NaOH 1,1M
Hớng dẫn giải toán nồng độ phơng pháp đại số:
Thí dụ: Tính nồng độ ban đầu dung dịch H2SO4 dung dịch NaOH biết rằng:
- Nếu đổ lít dung dịch NaOH vào lít dung dịch H2SO4 sau phản ứng dung dịch có tính kiềm với nồng độ
0,1M
- Nếu đổ lít dung dịch NaOH vào lít dung dịch H2SO4 sau phản ứng dung dịch có tính axit với nồng độ
0,2M
Bài giải PTHH: 2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 2H2O
Gọi nồng độ dung dịch xút x nồng độ dung dịch axit y thì: * Trong trờng hợp thứ lợng kiềm lại dung dịch
0,1 = 0,5mol Lợng kiềm tham gia phản ứng là: 3x - 0,5 (mol) Lợng axít bị trung hồ là: 2y (mol)
Theo PTPƯ số mol xút lớn lần H2SO4
(22)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh gii húa 9
Lợng a xít bị trung hoà lµ 3y - (mol)
Lợng xút tham gia phản ứng 2x (mol) Cũng lập luận nh ta đợc: 3y - =
2
2x = x hay 3y - x = (2) Từ (1) (2) ta có hệ phơng trình bËc nhÊt:
1 3 5, 0 4 3 x y y x
Giải hệ phơng trình ta đợc x = 1,1 y = 0,7
Vậy, nồng độ ban đầu dung dịch H2SO4 0,7M dung dịch NaOH 1,1M
Bài 12: Tính nồng độ mol/l dung dịch NaOH dung dịch H2SO4 Biết lấy 60ml dung dịch NaOH trung hồ
hoµn toàn 20ml dung dịch H2SO4 Nếu lấy 20ml dung dịch H2SO4 tác dụng với 2,5g CaCO3 muốn trung hoà lợng axit
còn d phải dùng hết 10ml dung dịch NaOH
ỏp s: Nng mol/l dd H2SO4 1,5M dd NaOH 1,0M
Bài 13: Tính nồng độ mol/l dung dịch HNO3 dung dịch KOH Biết
- 20ml dung dịch HNO3 đợc trung hoà hết 60ml dung dịch KOH
- 20ml dung dịch HNO3 sau tác dụng hết với 2g CuO đợc trung hồ hết 10ml dung dịch
KOH
Đáp số: Nồng độ dung dịch HNO3 3M dung dịch KOH 1M
Bµi 14: Cã dung dịch H2SO4 A B
a) Nu dung dịch A B đợc trộn lẫn theo tỉ lệ khối lợng 7:3 thu đợc dung dịch C có nồng độ 29% Tính nồng độ % dd A dd B Biết nồng độ dd B 2,5 lần nồng độ dd A
b) Lấy 50ml dd C (D = 1,27g/ml) cho phản ứng với 200ml dd BaCl2 1M Tính khối lợng kết tủa nồng độ mol/l
của dd E lại sau tách hết kết tủa, giả sử thể tích dd thay đổi không đáng kể Hớng dẫn:
a/ Giả sử có 100g dd C Để có 100g dd C cần đem trộn 70g dd A nồng độ x% 30g dd B nồng độ y% Vì nồng độ % dd C 29% nên ta có phơng trình:
mH
2SO4(trong dd C) = 100 70x
+ 100 30y
= 29 (I) Theo thì: y = 2,5x (II)
Gii hệ (I, II) đợc: x% = 20% y% = 50% b/ nH
2SO4( 50ml dd C ) =
M m C dd 100 %. = 98 100 ) 27 , 50 ( 29
= 0,1879 mol
nBaCl
2 = 0,2 mol > nH2SO4 VËy axit ph¶n øng hÕt mBaSO
4 = 0,1879 233 = 43,78g
Dung dịch lại sau tách hết kết tủa có chøa 0,3758 mol HCl vµ 0,2 – 0,1879 = 0,0121 mol BaCl2 cßn d
Vậy nồng độ dd HCl 1,5M dd BaCl2 0,0484M
Bài 15: Trộn dd A chứa NaOH dd B chứa Ba(OH)2 theo thể tích đợc dd C Trung hoà 100ml dd C cần hết
35ml dd H2SO4 2M thu đợc 9,32g kết tủa Tính nồng độ mol/l dd A B Cần trộn ml dd B với
20ml dd A để hoà tan vừa hết 1,08g bột Al Đáp số: nH
2SO4 = 0,07 mol; nNaOH = 0,06 mol; nBa(OH)2 = 0,04 mol
CM(NaOH) = 1,2M; CM(Ba(OH)2 ) = 0,8M
Cần trộn 20ml dd NaOH 10ml dd Ba(OH)2 để hồ tan hết 1,08g bột nhơm
Chun đề 4: Xác định cơng thức hố học
Phơng pháp 1: Xác định cơng thức hố học dựa biểu thức đại số. * Cách giải:
- Bớc 1: Đặt công thức tổng quát
- Bớc 2: Lập phơng trình(Từ biểu thức đại số) - Bớc 3: Giải phơng trình -> Kết luận
Các biểu thức đại số thờng gặp.
- Cho biÕt % cđa mét nguyªn tè
- Cho biết tỉ lệ khối lợng tỉ lệ %(theo khối lợng nguyên tố)
Cỏc cụng thc bin i.
- Công thức tính % nguyên tố hỵp chÊt CTTQ AxBy AxBy
%A = AxBy A M x M
.100% >
B A % % = y M x M B A . .
- C«ng thức tính khối lợng nguyên tố hợp chất CTTQ AxBy AxBy
mA = nAxB y MA.x > B A
m m
= M y
(23)- Để xác định nguyên tố kim loại phi kim hợp chất phải lập bảng xét hoá trị ứng với nguyên tử khối kim loại hoc phi kim ú
- Hoá trị kim loại (n): n 4, với n nguyên Riêng kim loại Fe phải xét thêm hoá trị 8/3 - Hoá trị phi kim (n): n 7, víi n nguyªn
- Trong oxit cđa phi kim số nguyên tử phi kim oxit không nguyên tử
Bài tập áp dụng:
Bài 1: Một oxit nitơ(A) có công thức NOx có %N = 30,43% Tìm công thức (A)
Đáp số: NO2
Bài 2: Một oxit sắt có %Fe = 72,41% Tìm công thức oxit Đáp số: Fe3O4
Bài 3: Một oxit kim loại M có %M = 63,218 Tìm công thức oxit Đáp số: MnO2
Bài 4: Một quặng sắt có chứa 46,67% Fe, lại S
a) Tìm công thức quặng
b) Từ quặng hÃy điều chế khí có tính khử Đáp số:
a) FeS2
b) H2S vµ SO2
Bài 5: Oxit đồng có cơng thức CuxOy có mCu : mO = : Tỡm cụng thc oxit
Đáp số: CuO
Bài 6: Oxit kim loại M Tìm công thức oxit trờng hợp sau: a) mM : mO = :
b) %M : %O = : Đáp số:
a) Al2O3
b) Fe2O3
Bµi 7: Mét oxit (A) cđa nit¬ cã tØ khèi h¬i cđa A so víi không khí 1,59 Tìm công thức oxit A Đáp sè: NO2
Bµi 8: Mét oxit cđa phi kim (X) có tỉ khối (X) so với hiđro 22 Tìm công thức (X) Đáp số:
TH1: CO2
TH2: N2O
Phơng pháp 2: Xác định công thức dựa phản ứng. Cách giải:
- Bớc 1: Đặt CTTQ - Bớc 2: Viết PTHH
- Bớc 3: Lập phơng trình tốn học dựa vào ẩn số theo cách đặt - Bớc 4: Giải phơng trình tốn học
Mét sè gỵi ý:
- Với tốn có phản ứng, lập phơng trình ta nên áp dụng định luật tỉ lệ - Tổng quát:
Cã PTHH: aA + bB -> qC + pD (1) ChuÈn bÞ: a b.MB q.22,4
§Ị cho: nA p nB p VC (l ) ë ®ktc
Theo(1) ta cã:
pu A
n a
=
pu B
B
m M b
= C
V q.22,4
Bµi tËp ¸p dơng:
Bài 1: Đốt cháy hồn tồn 1gam nguyên tố R Cần 0,7 lit oxi(đktc), thu đợc hợp chất X Tìm cơng thức R, X Đáp số: R S X SO2
Bµi 2: Khư hết 3,48 gam oxit kim loại R cần 1,344 lit H2 (đktc) Tìm công thức oxit
- Đây phản ứng nhiệt luyện - Tổng quát:
Oxit kim lo¹i A + (H2, CO, Al, C) -> Kim loại A + (H2O, CO2, Al2O3, CO
CO2)
- Điều kiện: Kim loại A kim loại đứng sau nhôm Đáp số: Fe3O4
Bài 3: Nung hết 9,4 gam M(NO3)n thu đợc gam M2On Tìm cơng thức muối nitrat
Híng dẫn:
- Phản ứng nhiệt phân muối nitrat - C«ng thøc chung:
-M: đứng trớc Mg -> M(NO
2)n (r) + O2(k)
M(NO3)3(r) -t
0
- -M: ( tõ Mg > Cu) -> M
(24)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
-M: đứng sau Cu -> M
(r) + O2(k) + NO2(k)
Đáp số: Cu(NO3)2
Bài 4: Nung hết 3,6 gam M(NO3)n thu đợc 1,6 gam chất rắn khơng tan nớc Tìm cơng thức muối nitrat đem nung
Hớng dẫn: Theo đề ra, chất rắn kim loại oxit kim loại Giải toán theo trờng hợp Chú ý:
TH: Rắn oxit kim loại
Phản ứng: 2M(NO3)n (r) t > M2Om (r) + 2nO2(k) + 2n m
O2(k)
Hc 4M(NO3)n (r) t > 2M2Om (r) + 4nO2(k) + (2n – m)O2(k)
§iỊu kiƯn: n m 3, với n, m nguyên dơng.(n, m hoá trị M ) Đáp số: Fe(NO3)2
Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 6,8 gam hợp chất vơ A thu đợc 4,48 lít SO2(đktc) 3,6 gam H2O Tìm cơng thức
cđa chÊt A Đáp số: H2S
Bài 6: Hoà tan hoàn toàn 7,2g kim loại (A) hoá trị II dung dịch HCl, thu đ ợc 6,72 lit H2 (đktc) Tìm kim loại
A
Đáp số: A Mg
Bài 7: Cho 12,8g kim loại R hố trị II tác dụng với clo vừa đủ thu đợc 27g muối clorua Tìm kim loại R Đáp số: R Cu
Bài 8: Cho 10g sắt clorua(cha biết hoá trị sắt ) tác dụng với dung dịch AgNO3 thu đợc 22,6g AgCl(r) (khơng tan)
Hãy xác định công thức muối sắt clorua Đáp số: FeCl2
Bài 9: Hoà tan hoàn toàn 7,56g kim loại R cha rõ hoá trị vào dung dịch axit HCl, thu đợc 9,408 lit H2 (ktc) Tỡm
kim loại R Đáp số: R Al
Bài 10: Hoà tan hoàn toàn 8,9g hỗn hợp kim loại A B có hố trị II có tỉ lệ mol : dung dịch HCl dùng d thu đợc 4,48 lit H2(đktc) Hỏi A, B kim loại số kim loại sau đây: ( Mg, Ca, Ba, Fe, Zn, Be )
Đáp số:A B lµ Mg vµ Zn
Bài 11: Hồ tan hồn tồn 5,6g kim loại hố trị II dd HCl thu đợc 2,24 lit H2(đktc) Tìm kim loại
Đáp số: Fe
Bi 12: Cho 4,48g mt oxit kim loại hoá trị tác dụng hết 7,84g axit H2SO4 Xác định công thức oxit
Đáp số: CaO
Bi 13: ho tan 9,6g hỗn hợp đồng mol (cùng số mol) oxit kim loại có hố trị II cần 14,6g axit HCl Xác định công thức oxit Biết kim loại hố trị II Be, Mg, Ca, Fe, Zn, Ba
Đáp số: MgO CaO
Bài 14: Hoà tan hoàn toàn 6,5g kim loại A cha rõ hoá trị vào dung dịch HCl thu đợc 2,24 lit H2(đktc) Tìm kim
lo¹i A
Đáp số: A Zn
Bài 15: Có oxit sắt cha rõ công thức, chia oxit làm phần a/ Để hoà tan hết phần cần dùng 150ml dung dịch HCl 1,5M
b/ Cho luồng khí H2 d qua phần nung nóng, phản ứng xong thu đợc 4,2g sắt
Tìm công thức oxit sắt nói Đáp sè: Fe2O3
Bài 16: Khử hoàn toàn 4,06g oxit kim loại CO nhiệt độ cao thành kim loại Dẫn tồn khí sinh vào bình đựng nớc vôi d, thấy tạo thành 7g kết tủa Nếu lấy lợng kim loại sinh hoà tan hết vào dung dịch HCl d thu đ-ợc 1,176 lit khí H2 (đktc) Xác định cơng thức oxit kim loi
Hớng dẫn:
Gọi công thức oxit MxOy = amol Ta cã a(Mx +16y) = 4,06
MxOy + yCO -> xM + yCO2
a ay ax ay (mol) CO2 + Ca(OH)2 > CaCO3 + H2O
ay ay ay (mol)
Ta cã ay = sè mol CaCO3 = 0,07 mol. -> Khèi lợng kim loại = M.ax = 2,94g
2M + 2nHCl > 2MCln + nH2 ax 0,5nax (molTa cã: 0,5nax = 1,176 :
22,4=0,0525molhaynax=0,105LËptØlÖ:
nax Max
0525 ,
94 ,
=28.Vậy M = 28n -> Chỉ có giá trị n = M = 56 phù hợp VËy M lµ Fe Thay n = -> ax = 0,0525
Ta cã:
ay ax
=
07 ,
0525 ,
=
=
y x
(25)Chuyên đề 5: Bài toán oxit hỗn hợp oxit
TÝnh chÊt:
- Oxit bazơ tác dụng với dung dịch axit - Oxit axit tác dụng với dung dịch bazơ
- Oxit lỡng tính vừa tác dụng với dung dịch axit, vừa tác dụng dung dịch bazơ - Oxit trung tính: Khơng tác dụng đợc với dung dịch axit dung dịch baz
Cách làm:
- Bớc 1: Đặt CTTQ - Bíc 2: ViÕt PTHH
- Bớc 3: Lập phơng trình tốn học dựa vào ẩn số theo cách đặt - Bớc 4: Giải phơng trình tốn học
- Bớc 5: Tính tốn theo u cầu bi
-A - Toán oxit bazơ
Bài tËp ¸p dơng:
Bài 1: Cho 4,48g oxit kim loại hoá trị tác dụng hết 7,84g axit H2SO4 Xỏc nh cụng thc ca oxit trờn
Đáp sè: CaO
Bµi 2: Hoµ tan hoµn toµn gam oxit kim loại R cần dùng 25ml dung dịch hỗn hợp gồm axit H2SO4 0,25M axit
HCl 1M Tìm công thức oxit Đáp số: Fe2O3
Bài 3: Có oxit sắt cha rõ công thức, chia oxit làm phần a/ Để hoà tan hết phần cần dùng150ml dung dÞch HCl 1,5M
b/ Cho luồng khí H2 d qua phần nung nóng, phản ứng xong thu c 4,2g st
Tìm công thức oxit sắt nói Đáp số: Fe2O3
Bi 4: Ho tan hồn tồn 20,4g oxit kim loại A, hố trị III 300ml dung dịch axit H2SO4 thu đợc 68,4g mui
khan Tìm công thức oxit Đáp sè:
Bài 5: Để hoà tan hoàn toàn 64g oxit kim loại hoá trị III cần vừa đủ 800ml dung dịch axit HNO3 3M Tìm cơng thức
của oxit Đáp số:
Bi 6: Khi ho tan lợng oxit kim loại hoá trị II vào lợng vừa đủ dung dịch axit H2SO4 4,9%, ngời ta thu
đợc dung dịch muối có nồng độ 5,78% Xác định cơng thức oxit trờn Hng dn:
Đặt công thức oxit RO
PTHH: RO + H2SO4 > RSO4 + H2O
(MR + 16) 98g (MR + 96)g
Giả sử hoà tan mol (hay MR + 16)g RO
Khèi lỵng dd RSO4(5,87%) = (MR + 16) + (98 : 4,9).100 = MR + 2016
C% =
2016 96
R
R
M M
.100% = 5,87%
Giải phơng trình ta đợc: MR = 24, kim loại hoá trị II Mg
(26)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Bài 7: Hoà tan hoàn toàn oxit kim loại hoá trị II dung dịch H2SO4 14% vừa đủ thu đợc dung dịch muối
có nồng độ 16,2% Xác định công thức oxit Đáp số: MgO
B - To¸n oxit axit
Bµi tËp 1: Cho tõ tõ khÝ CO2 (SO2) vµo dung dịch NaOH(hoặc KOH) có PTHH xảy ra:
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O ( )
Sau số mol CO2 = số mol NaOH có phản ứng
CO2 + NaOH NaHCO3 ( ) H
ớng giải: xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy Đặt T =
2 CO NaOH
n n
- NÕu T có phản ứng ( ) vµ cã thĨ d CO2 - NÕu T có phản ứng ( ) có thÓ d NaOH
- NÕu < T < có phản ứng ( ) ( ) viết nh sau:
CO2 + NaOH NaHCO3( ) /
tÝnh theo sè mol cña CO2
Và sau đó: NaOH d + NaHCO3 Na2CO3 + H2O ( ) /
Hoặc dựa vào số mol CO2 số mol NaOH số mol Na2CO3 NaHCO3 tạo thành sau phản ứng để lập phơng
trình toán học giải
Đặt ẩn x,y lần lợt số mol Na2CO3 NaHCO3 tạo thành sau phản ứng Bài tập áp dụng:
1/ Cho 1,68 lit CO2 (đktc) sục vào bình đựng dd KOH d Tính nồng độ mol/lit muối thu đợc sau phản ứng Biết
thÓ tÝch dd lµ 250 ml
2/ Cho 11,2 lit CO2 vào 500ml dd NaOH 25% (d = 1,3g/ml) Tính nồng độ mol/lit dd muối tạo thành
3/ DÉn 448 ml CO2 (đktc) sục vào bình chứa 100ml dd KOH 0,25M Tính khối lợng muối tạo thành Bài tập 2: Cho từ từ khí CO2 (SO2) vào dung dịch Ca(OH)2 (hoặc Ba(OH)2) có phản ứng xảy ra:
Phản ứng u tiên tạo muối trung hoà trớc CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O ( )
Sau số mol CO2 = lần số mol Ca(OH)2 có phản ứng
2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 ( ) H
ớng giải : xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy ra: Đặt T =
2
) (OH Ca
CO n
n
- NÕu T th× có phản ứng ( ) d Ca(OH)2 - NÕu T th× chØ cã phản ứng ( ) d CO2
- NÕu < T < th× cã phản ứng (1) (2) cã thÓ viÕt nh sau:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O ( )
tÝnh theo sè mol cña Ca(OH)2
CO2 d + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2 ( ) !
Hoặc dựa vào số mol CO2 số mol Ca(OH)2 số mol CaCO3 tạo thành sau phản ứng để lp cỏc phng trỡnh toỏn
học giải
Đặt ẩn x, y lần lợt số mol CaCO3 Ca(HCO3)2 tạo thành sau phản ứng Bài tập ¸p dơng:
Bài 1: Hồ tan 2,8g CaO vào nớc ta đợc dung dịch A
a/ Cho 1,68 lit khí CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch A Hỏi có gam kết tủa tạo thành
b/ Nếu cho khí CO2 sục qua dung dịch A sau kết thúc thí nghiệm thấy có 1g kết tủa có lít CO2
tham gia phản ứng ( thể tích khí đo đktc ) Đáp số:
a/ mCaCO = 2,5g
b/ TH1: CO2 hÕt vµ Ca(OH)2 d -> VCO2 = 0,224 lit
TH2: CO2 d vµ Ca(OH)2 hÕt > VCO2 = 2,016 lit
Bài 2:Dẫn 10 lít hỗn hợp khí gồm N2 CO2 (đktc) sục vào lit dung dịch Ca(OH)2 0,02M, thu đợc 1g kết tủa Hãy xác
định % theo thể tích khí CO2 hỗn hợp
Đáp số:
TH1: CO2 hết Ca(OH)2 d -> VCO2 = 0,224 lit vµ % VCO2 = 2,24%
TH2: CO2 d vµ Ca(OH)2 hÕt > VCO2 = 1,568 lit vµ % VCO2 = 15,68%
(27)Đáp số:
TH1: CO2 hết vµ Ca(OH)2 d -> VCO2 = 2,24 lit
TH2: CO2 d vµ Ca(OH)2 hÕt > VCO2 = 6,72 lit
Bài 4: Cho m(g) khí CO2 sục vào 100ml dung dịch Ca(OH)2 0,05M, thu đợc 0,1g cht khụng tan Tớnh m
Đáp số:
TH1: CO2 hÕt vµ Ca(OH)2 d -> mCO2 = 0,044g
TH2: CO2 d vµ Ca(OH)2 hÕt > mCO2 = 0,396g
Bài 5: Phải đốt gam cacbon để cho khí CO2 tạo phản ứng tác dụng với 3,4 lit dung dịch
NaOH 0,5M ta đợc muối với muối hiđro cacbonat có nồng độ mol 1,4 lần nồng độ mol muối trung hồ Đáp số:
Vì thể tích dung dịch khơng thay đổi nên tỉ lệ nồng độ tỉ lệ số mol -> mC = 14,4g
Bµi 6: Cho 4,48 lit CO2(đktc) qua 190,48ml dung dịch NaOH 0,02% có khối lợng riêng 1,05g/ml HÃy cho biết
mui đợc tạo thành khối lợng lf gam Đáp số: Khối lợng NaHCO3 tạo thành là: 0,001.84 = 0,084g
Bài 7: Thổi 2,464 lit khí CO2 vào dung dịch NaOH đợc 9,46g hỗn hợp muối Na2CO3 NaHCO3 Hãy xác định
thành phần khối lợng hỗn hợp muối Nếu muốn thu đợc muối NaHCO3 cần thêm bao nhiờu lớt khớ
cacbonic
Đáp số: 8,4g NaHCO3 1,06g Na2CO3 Cần thêm 0,224 lit CO2
Bài 8: Đốt cháy 12g C cho toàn khí CO2 tạo tác dụng với dung dịch NaOH 0,5M Víi thĨ tÝch nµo cđa dung
dịch NaOH 0,5M xảy trờng hợp sau: a/ Chỉ thu đợc muối NaHCO3(không d CO2)?
b/ Chỉ thu đợc muối Na2CO3(không d NaOH)?
c/ Thu đợc muối với nồng độ mol NaHCO3 1,5 lần nồng độ mol Na2CO3?
Trong trờng hợp phải tiếp tục thêm lit dung dịch NaOH 0,5M để đợc muối có nồng độ mol Đáp số:
a/ nNaOH = nCO
2 = 1mol -> Vdd NaOH 0,5M = lit
b/ nNaOH = 2nCO2 = 2mol -> Vdd NaOH 0,5M = lit
c/
Đặt a, b lần lợt số mol cđa mi NaHCO3 vµ Na2CO3
Theo PTHH ta cã:
nCO
2 = a + b = 1mol (I)
Vì nồng độ mol NaHCO3 1,5 lần nồng độ mol Na2CO3 nên
V a
= 1,5
V b
-> a = 1,5b (II)
Giải hệ phơng trình (I, II) ta đợc: a = 0,6 mol, b = 0,4 mol nNaOH = a + 2b = 0,6 + x 0,4 = 1,4 mol -> Vdd NaOH 0,5M = 2,8 lit
Gọi x số mol NaOH cần thêm xảy phản ứng NaHCO3 + NaOH -> Na2CO3 + H2O
x(mol) x(mol) x(mol)
nNaHCO
3 (cßn l¹i) = (0,6 – x) mol nNa
2CO3 (sau cïng) = (0,4 + x) mol
Vì cho nồng độ mol muối nên số mol muối phải (0,6 – x) = (0,4 + x) -> x = 0,1 mol NaOH
Vậy số lit dung dịch NaOH cần thêm là: Vdd NaOH 0,5M = 0,2 lit
Bài 9: Sục x(lit) CO2 (đktc) vào 400ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thu c 4,925g kt ta Tớnh x
Đáp số:
TH1: CO2 hÕt vµ Ca(OH)2 d -> VCO2 = 0,56 lit
TH2: CO2 d vµ Ca(OH)2 hÕt > VCO2 = 8,4 lit
C - To¸n hỗn hợp oxit
Cỏc bi toỏn dng s mol trung bình xác định khoảng số mol chất 1/ Đối với chất khí (hỗn hợp gồm cú khớ)
Khối lợng trung bình lit hỗn hợp khí đktc: MTB =
V V M V M
4 , 22
2
Khối lợng trung bình mol hỗn hợp khí đktc: MTB =
V V M V M1 1 2 2
Hc: MTB =
n n n M n
M1 1 2( 1)
(28)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Hc: MTB =
1 ) ( 1
1x M x M (x
1lµ % cđa khÝ thø nhÊt)
Hc: MTB = dhh/khÝ x Mx
2/ Đối với chất rắn, lỏng. MTB cña hh =
hh hh n m
TÝnh chÊt 1:
MTB hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần lợng chất thành phần hỗn hợp Tính chÊt 2:
MTB cđa hh lu«n nằm khoảng khối lợng mol phân tử chất thành phần nhỏ lớn
Mmin < nhh < Mmax TÝnh chÊt 3:
Hỗn hợp chất A, B có MA < MB có thành phần % theo số mol a(%) vµ b(%)
Thì khoảng xác định số mol hỗn hợp
B B M
m
< nhh <
A A
M m
Giả sử A B có % = 100% chất có % = ngợc lại
L u ý :
- Với toán hỗn hợp chất A, B (cha biết số mol) tác dụng với chất X, Y (đã biết số mol) Để biết sau phản ứng hết A, B hay X, Y cha Có thể giả thiết hỗn hợp A, B chứa chất A B
- Víi MA < MB hỗn hợp chứa A thì:
nA =
A hh M m
> nhh =
hh hh M
m
Nh X, Y tác dụng với A mà d, X, Y có d để tác dụng hết với hỗn hợp A, B
- Víi MA < MB, hỗn hợp chứa B thì:
nB =
B hh M m
< nhh =
hh hh M
m
Nh X, Y tác dụng cha đủ với B khơng đủ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B Nghĩa sau phản ứng X, Y hết, cịn A, B d
3/ Khèi lỵng mol trung bình hỗn hợp (M )
Khi lợng mol trung bình (KLMTB) hỗn hợp khối lợng mol hỗn hợp
M = hh hh n m = i i i n n n n M n M n M . . . 2 1 (*) Trong đó:
- mhh tổng số gam hỗn hợp
- nhh tổng số mol hỗn hợp
- M1, M2, , Mi khối lợng mol chất hỗn hợp
- n1, n2, , ni số mol tơng ứng chất
TÝnh chÊt: Mmin < M < Mmax
Đối với chất khí thể tích tỉ lệ với số mol nên (*) đợc viết lại nh sau:
M =
i i i V V V V M V M V M 2 1 (**) Tõ (*) vµ (**) dƠ dµng suy ra:
M = M1x1 + M2x2 + + Mixi (***)
Trong đó: x1, x2, , xi thành phần phần trăm (%) số mol thể tích (nếu hỗn hợp khí) tơng ứng chất
đ-ợc lấy theo số thập phân, nghĩa là: 100% ứng víi x = 50% øng víi x = 0,5
Chú ý: Nếu hỗn hợp gồm có hai chất có khối lợng mol tơng ứng M1 M2 cơng thức (*), (**) (***) đợc
viÕt díi d¹ng: (*) M =
n
n n M n
M1. 1 2.( 1) (*)/
(**) M =
V
V V M V
M1. 1 2.( 1)
(**)/
(***) M = M1x + M2(1 - x) (***)/
Trong đó: n1, V1, x số mol, thể tích, thành phần % số mol thể tích (hỗn hợp khí) chất thứ M1 Để
đơn giản tính tốn thơng thờng ngời ta chọn M1 > M2
NhËn xÐt: NÕu sè mol (hc thĨ tÝch) hai chÊt b»ng th× M =
2
1 M
M
ngợc lại
(29)Bài 1: Hoà tan 4,88g hỗn hợp A gồm MgO FeO 200ml dung dịch H2SO4 0,45M(lỗng) phản ứng vừa đủ, thu
đợc dung dch B
a/ Tính khối lợng oxit có hỗn hợp A
b/ tỏc dng vừa đủ với muối dung dịch B cần dùng V(lit) dung dịch NaOH 0,2M, thu đ ợc kết tủa gồm hiđrôxit kim loại Lọc lấy kết tủa, đem nung khơng khí đến khối lợng khơng đổi thu đợc m gam chất rắn khan(phản ứng hoàn toàn) Tớnh V v m
Đáp số:
a/ mMgO = 2g vµ mFeO = 2,88g
b/ Vdd NaOH 0,2M = 0,9 lit mrắn = 5,2g
Bi 2: Để hoà tan 9,6g hỗn hợp đồng mol (cùng số mol) oxit kim loại có hố trị II cần 14,6g axit HCl Xác định công thức oxit Biết kim loại hoá trị II Be, Mg, Ca, Fe, Zn, Ba
Đáp số: MgO CaO
Bi 3: Kh 9,6g hỗn hợp gồm Fe2O3 FeO H2 nhiệt độ cao, ngời ta thu đợc Fe 2,88g H2O
a/ Viết PTHH xảy
b/ Xác định thành phần % oxit hỗn hợp c/ Tính thể tích H2(đktc) cần dùng để khử ht lng oxit trờn
Đáp số:
b/ % Fe2O3 = 57,14% vµ % FeO = 42,86%
c/ VH2 = 3,584 lit
Bài 4: Cho X Y oxit kim loại M Biết hoà tan l ợng oxit X nh đến hoàn toàn HNO3 HCl cạn dung dịch thu đợc lợng muối nitrat clorua kim loại M có hố trị
Ngoài ra, khối lợng muối nitrat khan lớn khối lợng muối clorua khan lợng 99,38% khối lợng oxit đem hoà tan axit Phân tử khối oxit Y 45% phân tử khối oxit X Xác định oxit X, Y
Đáp số:
Bi 5: Kh 2,4g hn hp gm CuO Fe2O3 H2 nhiệt độ cao thu đợc 1,76g hỗn hợp kim loại Đem hỗn hợp
2 kim loại hoà tan dd axit HCl thu đợc V(lit) khí H2
a/ Xác định % khối lợng oxit hỗn hp b/ Tớnh V ( ktc)
Đáp số:
a/ % CuO = 33,33% ; % Fe2O3 = 66,67%
b/ VH2 = 0,896 lit
Bài 6: Hoà tan 26,2g hỗn hợp Al2O3 CuO cần phải dùng vừa đủ 250ml dung dịch H2SO4 2M Xác định %
l-ợng chất hỗn hợp
Đáp số: % Al2O3 = 38,93% % CuO = 61,07%
Bài 7: Cho hỗn hợp A gồm 16g Fe2O3 6,4g CuO vào 160ml dung dịch H2SO4 2M Sau phản ứng thấy m gam rắn
không tan a/ TÝnh m
b/ Tính thể tích dung dịch hỗn hợp gồm axit HCl 1M axit H2SO4 0,5M cần dùng để phản ứng hết hỗn hợp A
Đáp số: a/ 3,2 < m < 4,8 b/ Vdd hh axit = 0,06 lit
Chuyên đề 6: Axit tỏc dng vi kim loi
Cách làm: 1/ Phân loại axit:
Axit loi 1: Tt c cỏc axit trên( HCl, H2SO4loãng, HBr, ), trừ HNO3 H2SO4 đặc
(30)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh gii húa 9
2/ Công thức phản ứng: gồm công thức
Công thức 1: Kim loại phản øng víi axit lo¹i 1.
Kim lo¹i + Axit loại > Muối + H2
Điều kiÖn:
- Kim loại kim loại đứng trớc H dãy hoạt động hố học Bêkêtơp - Dãy hoạt động hố học Bêkêtơp
K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Đặc điểm:
- Mui thu c có hố trị thấp(đối với kim loại có nhiều hố trị)
ThÝ dô: Fe + 2HCl > FeCl2 + H2
Cu + HCl > Không phản ứng
Công thức 2: Kim loại phản ứng với axit loại 2:
Kim loại + Axit lo¹i -> Muèi + H2O + Sản phẩm khử.
Đặc điểm:
- Phn ng xảy với tất kim loại (trừ Au, Pt) - Muối có hố trị cao nhất(đối với kim loại đa hoá trị) Bài tập áp dụng:
Bài 1: Hoà tan hết 25,2g kim loại R dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu đợc 1,008 lit H2 (ktc) Xỏc nh kim
loại R Đáp số:
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 6,5g kim loại A cha rõ hoá trị vào dung dịch axit HCl, thu đợc 2,24 lit H2 (đktc) Xác
định kim loại A Đáp số: A Zn
Bài 3: Cho 10g hỗn hợp gồm Fe Cu tác dụng với dung dịch axit HCl, thu đ ợc 3,36 lit khí H2 (đktc) Xác định
thành phần % khối lợng kim loại hỗn hợp đầu Đáp số: % Fe = 84%, % Cu = 16%
Bài 4: Cho hỗn hợp gồm Al Ag phản ứng với dung dịch axit H2SO4 thu đợc 5,6 lít H2 (đktc) Sau phản ứng cịn
3g chất rắn khơng tan Xác định thành phần % theo khối lợng cuả kim loại hỗn hợp ban đầu Đáp số: % Al = 60% % Ag = 40%
Bài 5: Cho 5,6g Fe tác dụng với 500ml dung dịch HNO3 0,8M Sau phản ứng thu đợc V(lit) hỗn hợp khí A gồm N2O
NO2 cã tû khèi so víi H2 lµ 22,25 vµ dd B
a/ TÝnh V (®ktc)?
b/ Tính nồng độ mol/l chất có dung dịch B Hớng dẫn:
Theo bµi ta cã: nFe = 5,6 : 56 = 0,1 mol nHNO
3 = 0,5 0,8 = 0,4 mol
Mhh khÝ = 22,25 = 44,5
Đặt x, y lần lợt số mol khí N2O NO2
PTHH xảy ra:
8Fe + 30HNO3 > 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (1)
8mol 3mol 8x/3 x
Fe + 6HNO3 -> Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (2)
1mol 3mol y/3 y Tỉ lệ thể tích khí là:
Gọi a thành phần % theo thể tích khí N2O
Vậy (1 a) thành phần % cña khÝ NO2
Ta cã: 44a + 46(1 – a) = 44,5
a = 0,75 hay % cđa khÝ N2O lµ 75% vµ cđa khÝ NO2 25%
Từ phơng trình phản ứng kết hợp víi tØ lƯ thĨ tÝch ta cã: x = 3y (I)
-> y = 0,012 vµ x = 0,036 8x/3 + y/3 = 0,1 (II)
Vậy thể tích khí thu đợc đktc là: VN2 O = 0,81(lit) v VNO2 = 0,27(lit)
Theo phơng trình thì:
Sè mol HNO3 (ph¶n øng) = 10nN2 O + 2n NO2 = 10.0,036 + 2.0,012 = 0,384 mol
Sè mol HNO3 (cßn d) = 0,4 – 0,384 = 0,016 mol
Sè mol Fe(NO3)3 = nFe = 0,1 mol
Vậy nồng độ chất dung dịch là: CM(Fe(NO3)3) = 0,2M
CM(HNO3)d = 0,032M
Bµi 6: Để hoà tan 4,48g Fe phải dùng ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,5M H2SO4 0,75M
Hớng dẫn: Giả sử phải dùng V(lit) dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,5M H2SO4 0,75M
Số mol HCl = 0,5V (mol) Sè mol H2SO4 = 0,75V (mol)
(31)Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2
Theo phơng trình ta có: 0,25V + 0,75V = 0,08 -> V = 0,08 : = 0,08 (lit)
Bài 7: Để hoà tan 4,8g Mg phải dùng ml dung dịch hỗn hợp HCl 1,5M vµ H2SO4 0,5M
a/ Tính thể tích dung dịch hỗn hợp axit cần dùng b/ Tính thể tích H2 thu đợc sau phản ứng đktc
Đáp số:
a/ Vhh dd axit = 160ml
b/ ThĨ tÝch khÝ H2 lµ 4,48 lit
Bµi 8: Hoà tan 2,8g kim loại hoá trị (II) hỗn hợp gồm 80ml dung dịch axit H2SO4 0,5M vµ 200ml dung
dịch axit HCl 0,2M Dung dịch thu đợc có tính axit muốn trung hồ phải dùng 1ml dung dịch NaOH 0,2M Xác định kim loại hố trị II đem phản ứng
Híng dÉn: Theo bµi ta cã:
Sè mol cđa H2SO4 lµ 0,04 mol
Sè mol cđa HCl lµ 0,04 mol Sô mol NaOH 0,02 mol Đặt R KHHH kim loại hoá trị II
a, b số mol kim loại R tác dụng với axit H2SO4 HCl
Viết PTHH xảy
Sau kim loại tác dụng với kim loại R Số mol axit lại là: Sè mol cña H2SO4 = 0,04 – a (mol)
Sè mol cña HCl = 0,04 – 2b (mol) ViÕt PTHH trung hoà:
Từ PTPƯ ta có:
Số mol NaOH phản ứng là: (0,04 2b) + 2(0,04 – a) = 0,02 -> (a + b) = 0,1 : = 0,05
VËy sè mol kim lo¹i R = (a + b) = 0,05 mol
-> MR = 2,8 : 0,05 = 56 R có hoá trị II -> R Fe
Bài 9: Chia 7,22g hỗn hợp A gồm Fe R (R kim loại có hố trị không đổi) thành phần nhau:
- Phần 1: Phản ứng với dung dịch HCl d, thu đợc 2,128 lit H2(đktc) - Phần 2: Phản ứng với HNO3, thu đợc 1,972 lit NO(đktc)
a/ Xác định kim loi R
b/ Tính thành phần % theo khối lợng kim loại hỗn hợp A Hớng dẫn:
a/ Gäi 2x, 2y (mol) lµ sè mol Fe, R có hỗn hợp A > Số mol Fe, R 1/2 hỗn hợp A x, y Viết PTHH xảy ra:
Lập phơng trình to¸n häc; mhh A = 56.2x + 2y.MR (I)
nH2 = x + ny/2 = 0,095 (II)
nNO = x + ny/3 = 0,08 (III)
Giải hệ phơng trình ta đợc: MR = 9n (với n hố trị R)
LËp b¶ng: Víi n = MR = 27 phù hợp Vậy R nhôm(Al)
b/ %Fe = 46,54% %Al = 53,46%
Chuyên đề 7: axit tác dụng với baz
(Bài toán hỗn hợp axit tác dụng với hỗn hợp bazơ)
* Axit n: HCl, HBr, HI, HNO3 Ta có nH
= nA xit
* Axit ®a: H2SO4, H3PO4, H2SO3 Ta cã nH
= 2nA xit hc nH
= 3nA xit
* Bazơ đơn: KOH, NaOH, LiOH Ta có nOH
= 2nBaZơ
* Bazơ đa: Ba(OH)2, Ca(OH)2 Ta cã nOH
= 2nBaZ¬
PTHH phản ứng trung hoà: H+ + OH - H2O
*L u ý : hỗn hợp mà có nhiều phản ứng xảy phản ứng trung hồ đợc u tiên xảy trc
Cách làm:
- Viết PTHH xảy
- Đặt ẩn số toán hỗn hợp - Lập phơng trình toán học
- Giải phơng trình toán học, tìm ẩn - Tính toán theo yêu cầu Lu ý:
- Khi gặp dung dịch hỗn hợp axit tác dụng với hỗn hợp bazơ dùng phơng pháp đặt cụng thc tng ng
cho axit bazơ
- Đặt thể tích dung dịch cần tìm V(lit) - Tìm V cần nhớ: nHX = nMOH
Bài tËp:
(32)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh gii húa 9
Phản ứng u tiên tạo mi trung hoµ tríc
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + H2O ( )
Sau số mol H2SO4 = số mol NaOH có phản ứng
H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H2O ( ) H
ớng giải: xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy Đặt T =
4 2SO H
NaOH
n n
- NÕu T có phản ứng (2) cã thĨ d H2SO4 - NÕu T th× có phản ứng (1) d NaOH - Nếu < T < có phản ứng (1) (2)
Ngợc lại:
Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch H2SO4 có phản ứng xảy ra:
Phản ứng u tiên tạo muối axit trớc
H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H2O ( ) !
Và sau NaOH d + NaHSO4 Na2SO4 + H2O ( ) !
Hoặc dựa vào số mol H2SO4 số mol NaOH số mol Na2SO4 NaHSO4 tạo thành sau phn ng lp cỏc phng
trình toán học giải Đặt ẩn x, y lần lợt số mol Na2SO4 NaHSO4 tạo thành sau phản ứng Bài tập áp dụng:
Bi 1: Cn dựng ml dung dịch KOH 1,5M để trung hoà 300ml dung dịch A chứa H2SO4 0,75M HCl 1,5M
Đáp số: Vdd KOH 1,5M = 0,6(lit)
Bài 2: Để trung hoà 10ml dung dịch hỗn hợp axit gồm H2SO4 HCl cần dùng 40ml dung dịch NaOH 0,5M Mặt khác
ly 100ml dung dch axit em trung hồ lợng xút vừa đủ cạn thu đợc 13,2g muối khan Tính nồng độ mol/l axít dung dịch ban đầu
Híng dÉn:
Đặt x, y lần lợt nồng độ mol/lit axit H2SO4 axit HCl
Viết PTHH Lập hệ phơng trình: 2x + y = 0,02 (I) 142x + 58,5y = 1,32 (II) Giải phơng trình ta đợc:
Nồng độ axit HCl 0,8M nồng độ axit H2SO4 0,6M
Bài 3: Cần ml dung dịch NaOH 0,75M để trung hoà 400ml hỗn hợp dung dịch axit gồm H2SO4 0,5M v HCl
1M
Đáp số: VNaOH = 1,07 lit
Bài 4: Để trung hoà 50ml dung dịch hỗn hợp axit gồm H2SO4 HCl cần dùng 200ml dung dịch NaOH 1M Mặt khác
ly 100ml dung dịch hỗn hợp axit đem trung hoà với lợng dung dịch NaOH vừa đủ cạn thu đợc 24,65g muối khan Tính nồng độ mol/l axit dung dịch ban đầu
Đáp số: Nồng độ axit HCl 3M nồng độ axit H2SO4 0,5M
Bài 5: Một dung dịch A chứa HCl H2SO4 theo tỉ lệ số mol 3:1, biết 100ml dung dịch A đợc trung hoà 50ml dung
dịch NaOH có chứa 20g NaOH/lit a/ Tính nồng độ mol axit A
b/ 200ml dung dịch A phản ứng vừa đủ với ml dung dịch bazơ B chứa NaOH 0,2M Ba(OH)2 0,1M
c/ Tính tổng khối lợng muối thu đợc sau phản ứng dung dịch A B Hớng dẫn:
a/ Theo bµi ta cã:
nHCl : nH
2SO4 = 3:1
Đặt x số mol H2SO4 (A1), 3x lµ sè mol cđa HCl (A2)
Sè mol NaOH có lít dung dịch là:
nNaOH = 20 : 40 = 0,5 ( mol )
Nồng độ mol/lit dung dịch NaOH là: CM ( NaOH ) = 0,5 : = 0,5M
Số mol NaOH dung phản ứng trung hoà là:
nNaOH = 0,05 * 0,5 = 0,025 mol
PTHH x¶y :
HCl + NaOH NaCl + H2O (1)
3x 3x
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O (2)
x 2x
Tõ PTHH vµ ta cã : 3x + 2x = 0,025 < > 5x = 0,025 x = 0,005 VËy nH
2SO4 = x = 0,005 mol
nHCl = 3x = 3*0,005 = 0,015 mol
Nồng độ chất có dung dịch A là:
CM ( A1 ) = 0,005 : 0,1 = 0,05M vµ CM ( A2 ) = 0,015 : 0,1 = 0,15M
b/ Đặt HA axit đại diện cho axit cho Trong 200 ml dung dịch A có:
nHA = nHCl + 2nH
2SO4 = 0,015*0,2 + 0,05*0,2*2 = 0,05 mol
Đặt MOH bazơ đại diện V(lit) thể tích dung dịch B chứa bazơ cho:
nMOH = nNaOH + 2nBa(OH)
(33)PTPƯ trung hoà: HA + MOH MA + H2O (3)
Theo PTP¦ ta cã nMOH = nHA = 0,05 mol
VËy: 0,4V = 0,05 V = 0,125 lit = 125 ml c/ Theo kết câu b ta có:
nNaOH = 0,125 * 0,2 = 0,025 mol vµ nBa(OH)
2 = 0,125 * 0,1 = 0,0125 mol nHCl = 0,2 * 0,015 = 0,03 mol vµ nH
2SO4 = 0,2 * 0,05 = 0,01 mol
Vì PƯ phản ứng trung hồ nên chất tham gia phản ứng tác dụng hết nên dù phản ứng xảy trớc khối lợng muối thu đợc sau không thay đổi hay đợc bảo tồn
mhh mi = mSO4 + mNa + mBa + mCl
= 0,01*96 + 0,025*23 + 0,0125*137 + 0,03*35,5 = 0,96 + 1,065 + 0,575 + 1,7125 = 4,3125 gam Hc tõ:
n NaOH = 0,125 * 0,2 = 0,025 mol m
NaOH = 0,025 * 40 = 1g n Ba(OH)
2 = 0,125 * 0,1 = 0,0125 mol mBa (OH)2= 0,0125 * 171 = 2,1375g n HCl = 0,2 * 0,015 = 0,03 mol m
HCl = 0,03 * 36,5 = 1,095g n H
2SO4 = 0,2 * 0,05 = 0,01 mol mH2 SO4 = 0,01 * 98 = 0,98g
áp dụng đl BTKL ta có: mhh muèi = mNaOH + mBa (OH)2+ mHCl + mH2 SO4 - mH2 O
V× sè mol: nH
2O = nMOH = nHA = 0,05 mol mH2O = 0,05 *18 = 0,9g
VËy ta cã: mhh muèi = + 2,1375 + 1,095 + 0,98 – 0,9 = 4,3125 gam
Bài 6: Tính nồng độ mol/l dung dịch H2SO4 NaOH biết rằng:
- 30ml dung dịch NaOH đợc trung hoà hết 200ml dung dịch NaOH 10ml dung dịch KOH 2M - 30ml dung dịch NaOH đợc trung hoà hết 20ml dung dịch H2SO4 5ml dung dịch HCl 1M
Đáp số: Nồng độ axit H2SO4 0,7M nồng độ dung dịch NaOH 1,1M
Bài 7: Tính nồng độ mol/l dung dịch HNO3 dung dịch KOH biết: - 20ml dung dịch HNO3 đợc trung hoà hết 60ml dung dịch KOH
- 20ml dung dịch HNO3 sau tác dụng hết với 2g CuO đợc trung hồ hết 10ml dung dịch KOH
Đáp số: Nồng độ dung dịch HNO3 3M nồng độ dung dịch KOH 1M
Bµi 8: Mét dd A chøa HNO3 vµ HCl theo tØ lÖ : (mol)
a/ Biết cho 200ml dd A tác dụng với 100ml dd NaOH 1M, lợng axit d A tác dụng vừa đủ với 50ml đ Ba(OH)2 0,2M Tính nồng độ mol/lit axit dd A
b/ Nếu trộn 500ml dd A với 100ml dd B chứa NaOH 1M Ba(OH)2 0,5M Hỏi dd thu đợc có tính axit hay bazơ ?
c/ Phải thêm vào dd C lit dd A B để có đợc dd D trung hồ Đ/S: a/ CM [ HCl ] = 0,2M ; CM [ H2 SO4 ] = 0,4M
b/ dd C cã tÝnh axit, số mol axit d 0,1 mol c/ Phải thêm vµo dd C víi thĨ tÝch lµ 50 ml dd B
Bài 9: Hoà tan 8g hỗn hợp hiđroxit kim loại kiềm nguyên chất thành 100ml dung dịch X
a/ 100ml dung dịch X đợc trung hoà vừa đủ 800ml dung dịch axit axêtic CH3COOH, cho 14,72g hỗn hợp muối Tìm
tổng số mol hai hiđroxit kim loại kiềm có 8g hỗn hợp Tìm nồng độ mol/l dung dịch CH3COOH
b/ Xác định tên hai kim loại kiềm biết chúng thuộc chu kì bảng tuần hồn Tìm khối lợng hiđroxit 8g hỗn hợp
Híng dÉn:
Gäi A, B lµ kÝ hiƯu cđa kim loại kiềm ( kí hiệu KLNT ) Giả sử MA < MB R kí hiệu chung cđa kim lo¹i -> MA < MR < MB
Trong 8g hỗn hợp có a mol ROH
a/ Nồng độ mol/l CH3COOH = 0,16 : 0,8 = 0,2M
b/ MR = 33 -> MA = 23(Na) vµ MB = 39(K)
mNaOH = 2,4g vµ mKOH = 5,6g
Chuyên đề 8: axit tỏc dng vi mui
1/ Phân loại axit
Gồm loại axit tác dụng với muối a/ Axit lo¹i 1:
- Thờng gặp HCl, H2SO4lỗng, HBr, - Phản ứng xảy theo chế trao đổi
b/ Axit lo¹i 2:
- Là axit có tính oxi hố mạnh: HNO3, H2SO4đặc - Phản ứng xảy theo chế phản ứng oxi hoá kh
c/ Axit loại 3:
- Là axit có tính khử - Thờng gặp HCl, HI, H2S
- Phản ứng xảy theo chế phản ứng oxi hoá khử
2/ Công thức phản øng a/ C«ng thøc 1:
(34)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
§iỊu kiƯn: S¶n phÈm ph¶i cã:
- KÕt tđa
- Hoặc có chất bay hơi(khí) - Hoặc chất điện li yếu
Đặc biệt: Các muối sunfua kim loại kể từ Pb trở sau không phản ứng víi axit lo¹i VÝ dơ: Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + CO2 (k)
BaCl2 + H2SO4 -> BaSO4(r) + 2HCl
b/ Công thức 2:
Muối + Axit loại -> Muối + H2O + sản phẩm khử
Điều kiƯn:
- Mi ph¶i cã tÝnh khư
- Muối sinh sau phản ứng nguyên tử kim loại muối phải có hoá trị cao
Chú ý: Có nhóm muối đem phản ứng
- Víi c¸c mi: CO32-, NO3-, SO42-, Cl-
+ Điều kiện: Kim loại muối phải kim loại đa hoá trị hoá trị kim loại muối trớc phải ứng không cao
- Với muối: SO32-, S2-, S2-
+ Phản ứng xảy theo công thức với tất kim loại c/ Công thức 3:
Thờng gặp với muối sắt(III) Phản ứng xảy theo quy tắc 2.(là phản ứng oxi hoá khử) 2FeCl3 + H2S -> 2FeCl2 + S(r) + 2HCl
Chó ý:
Bài tập: Cho từ từ dung dịch HCl vào Na2CO3 (hoặc K2CO3) có PTHH sau:
Giai đoạn Chỉ có phản ứng
Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl ( )
x (mol) x mol x mol Giai đoạn Chỉ có phản ứng
NaHCO3 + HCl d NaCl + H2O + CO2 ( )
x x x mol Hoặc có phản ứng sè mol HCl = lÇn sè mol Na2CO3
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 ( )
§èi víi K2CO3 cịng t¬ng tù H
ớng giải: xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy Đặt T =
3 2CO Na
HCl
n n
- NÕu T có phản ứng (1) d Na2CO3 - NÕu T th× chØ cã phản ứng (3) d HCl
- Nếu < T < có phản ứng (1) (2) viết nh sau
Đặt x số mol Na2CO3 (hoặc HCl) tham gia phản ứng ( )
Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl ( )
x (mol) x mol x mol
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 ( ) !
TÝnh sè mol cđa Na2CO3 (hc HCl) tham gia phản ứng(2!)dựa vào qua phản ứng(1)
Thí dụ: Cho từ từ dung dịch chứa x(mol) HCl vào y (mol) Na2CO3 (hoặc K2CO3) HÃy biện luận cho biết trờng
hợp xảy viết PTHH , cho biết chất tạo thành, chất d sau phản ứng: TH 1: x < y
Cã PTHH: Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl
x x x x mol
- Dung dịch sau phản ứng thu đợc là: số mol NaHCO3 = NaCl = x (mol)
- ChÊt cßn d lµ Na2CO3 (y – x) mol
TH 2: x = y
Cã PTHH : Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl
x x x x mol - Dung dịch sau phản ứng thu đợc là: NaHCO3 ; NaCl
- Cả chất tham gia phản ứng hết TH 3: y < x < 2y
Cã PTHH: Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl
y y y y mol sau ph¶n øng (1) dung dịch HCl d (x y) mol nên tiếp tục có phản ứng NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2
(x – y) (x – y) (x – y) (x – y)
- Dung dịch thu đợc sau phản ứng là: có x(mol) NaCl (2y – x)mol NaHCO3 d
TH 4: x = 2y
Cã PTHH: Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2
y 2y 2y y mol
- Dung dịch thu đợc sau phản ứng là: có 2y (mol) NaCl, chất tham gia phản ứng hết TH 5: x > 2y
Cã PTHH: Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2
(35)- Dung dịch thu đợc sau phản ứng là: có 2y (mol) NaCl cịn d (x – 2y) mol HCl
Bµi tËp 5: Cho từ từ dung dịch HCl vào hỗn hợp muối gồm NaHCO3 Na2CO3 (hoặc KHCO3 K2CO3) có
PTHH sau:
Đặt x, y lần lợt số mol Na2CO3 NaHCO3
Giai đoạn 1: Chỉ có Muối trung hoà tham gia phản ứng
Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl ( )
x (mol) x mol x mol Giai đoạn 2: Chỉ có phản ứng
NaHCO3 + HCl d NaCl + H2O + CO2 ( )
(x + y) (x + y) (x + y) mol Đối với K2CO3 KHCO3 tơng tự
Bài tập: Cho từ từ dung dịch HCl vào hỗn hợp muối gồm Na2CO3; K2CO3; NaHCO3 có PTHH sau:
Đặt x, y, z lần lợt lµ sè mol cđa Na2CO3; NaHCO3 vµ K2CO3
Giai đoạn 1: Chỉ có Na2CO3 K2CO3 phản ứng
Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl ( )
x (mol) x x x
K2CO3 + HCl KHCO3 + KCl ( )
z (mol) z z z Giai đoạn 2: có phản ứng
NaHCO3 + HCl d NaCl + H2O + CO2 ( )
(x + y) (x + y) (x + y) mol KHCO3 + HCl d KCl + H2O + CO2 ( )
z (mol) z z mol
Bµi tËp: Cho tõ tõ dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2 có PTHH sau
NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl ( )
Al(OH)3 + 3HCl d AlCl3 + 3H2O ( )
NaAlO2 + 4HCl AlCl3 + NaCl + 2H2O ( ) Bài tập áp dụng:
Bài 1: Hoà tan Na2CO3 vào V(ml) hỗn hợp dung dịch axit HCl 0,5M H2SO4 1,5M thu đợc dung dịch A 7,84
lit khí B (đktc) Cô cạn dung dịch A thu đợc 48,45g muối khan a/ Tính V(ml) hỗn hơp dung dịch axit dựng?
b/ Tính khối lợng Na2CO3 bị hoà tan
Híng dÉn:
Gi¶ sư ph¶i dïng V(lit) dung dịch gồm HCl 0,5M H2SO4 1,5M
Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + CO2
0,25V 0,5V 0,5V 0,25V (mol) Na2CO3 + H2SO4 -> Na2SO4 + H2O + CO2
1,5V 1,5V 1,5V 1,5V (mol) Theo bµi ta cã:
Sè mol CO2 = 0,25V + 1,5V = 7,84 : 22,4 = 0,35 (mol) (I)
Khối lợng muối thu đợc: 58,5.0,5V + 142.1,5V = 48,45 (g) (II) V = 0,2 (l) = 200ml
Sè mol Na2CO3 = sè mol CO2 = 0,35 mol
Vậy khối lợng Na2CO3 bị hoà tan: mNa
2CO3 = 0,35 106 = 37,1g
Bµi 2:
a/ Cho 13,8 gam (A) muối cacbonat kim loại kiềm vào 110ml dung dịch HCl 2M Sau phản ứng thấy axit dung dịch thu đợc thể tích khí V1 vợt q 2016ml Viết phơng trình phản ứng, tìm (A) tính V1 (đktc)
b/ Hoà tan 13,8g (A) vào nớc Vừa khuấy vừa thêm giọt dung dịch HCl 1M đủ 180ml dung dịch axit, thu đợc V2 lit khí Viết phơng trình phản ứng xảy tính V2 (đktc)
Híng dÉn:
a/ M2CO3 + 2HCl -> 2MCl + H2O + CO2
Theo PTHH ta cã:
Sè mol M2CO3 = sè mol CO2 > 2,016 : 22,4 = 0,09 mol
-> Khèi lỵng mol M2CO3 < 13,8 : 0,09 = 153,33 (I)
Mặt khác: Số mol M2CO3 phản ứng = 1/2 sè mol HCl < 1/2 0,11.2 = 0,11 mol
-> Khèi lỵng mol M2CO3 = 13,8 : 0,11 = 125,45 (II)
Tõ (I, II) > 125,45 < M2CO3 < 153,33 -> 32,5 < M < 46,5 M kim loại kiềm
-> M lµ Kali (K)
VËy sè mol CO2 = sè mol K2CO3 = 13,8 : 138 = 0,1 mol -> VCO2 = 2,24 (lit)
b/ Giải tơng tự: -> V2 = 1,792 (lit)
Bài 3: Hoà tan CaCO3 vào 100ml hỗn hợp dung dịch gồm axit HCl axit H2SO4 thu đợc dung dịch A 5,6 lit khí B
(36)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Bài 4: Cho 4,2g muối cacbonat kim loại hố trị II Hồ tan vào dung dịch HCl d, có khí Tồn lợng khí đợc hấp thụ vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,46M thu đợc 8,274g kết tủa Tìm cơng thức muối kim loi hoỏ tr II
Đáp số:
- TH1 Ba(OH)2 d, công thức muối là: CaCO3 kim loại hoá trị II Ca - TH2 Ba(OH)2 thiếu, công thức muối MgCO3 kim loại hoá trị II Mg
Bi 5: Cho 1,16g muối cacbonat kim loại R tác dụng hết với HNO3, thu đợc 0,448 lit hỗn hợp G gồm khí có tỉ khối
hơi so với hiđro 22,5 Xác định công thức muối (biết thể tích khí đo đktc) Hớng dẫn:
Hỗn hợp G gồm có khí CO2 khí lại khí X
Có dhh G/ H2 = 22,5 > MTB cña hh G = 22,5 = 45
Mµ MCO2 = 44 < 45 -> MkhÝ X > 45 nhËn thÊy c¸c khí có NO2 SO2 có khối lợng phân tử lơn 45 Trong
trờng hợp khí X NO2
Đặt a, b lần lợt số mol CO2 NO2
Ta cã hÖ nhh G = a + b = 0,02 a = 0,01
MTB hh G =
b a
b a
46 44
= 45 b = 0,01 PTHH:
R2(CO3)n + (4m – 2n)HNO3 -> 2R(NO3)m + (2m – 2n)NO2 + nCO2 + (2m –
n)H2O
2MR + 60n 2m – 2n
1,16g 0,01 mol Theo PTHH ta cã:
16 ,
60 2MR n
=
01 ,
2
2m n
> MR = 116m 146n
Lập bảng: điều kiện n m
n 2 3
m 3
MR 56
ChØ cã cỈp nghiƯm n = 2, m = > MR = 56 lµ phï hợp Vậy R Fe
CTHH: FeCO3
Bi 6: Cho 5,25g muối cacbonat kim loại M tác dụng hết với HNO3, thu đợc 0,336 lit khí NO V lit CO2 Xác định
công thức muối tính V (biết thể tích khí đợc đo đktc) Đáp số: Giải tơng tự -> CTHH FeCO3
Bài 7: Hoà tan 2,84 gam hỗn hợp muối CaCO3 MgCO3 dung dịch HCl d thu đợc 0,672 lít khí CO2 (đktc) Tớnh
thành phần % số mol muối hỗn hợp Bài giải
Các PTHH xảy ra:
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O (1)
MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O (2)
Tõ (1) vµ (2) nhh = nCO2 = 22,4
672 ,
= 0,03 (mol)
Gọi x thành phần % số mol CaCO3 hỗn hợp (1 - x) thành phần % số mol MgCO3
Ta có M muèi = 100x + 84(1 - x) =
03 ,
84 ,
x = 0,67
% sè mol CaCO3 = 67% ; % sè mol MgCO3 = 100 - 67 = 33%
Bài 8: Hoà tan 174 gam hỗn hợp gồm muối cacbonat sunfit kim loại kiềm vào dung dịch HCl d Toàn khí đợc hấp thụ tối thiểu 500 ml dung dịch KOH 3M
a/ Xác định kim loại kiềm
b/ Xác định % số mol muối hỗn hợp ban đầu Bài giải
c¸c PTHH x¶y ra:
M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O (1)
M2SO3 + 2HCl 2MCl + SO2 + H2O (2)
Toµn bé khÝ CO2 SO2 hấp thụ lợng tối thiểu KOH sản phẩm muối axit
CO2 + KOH KHCO3 (3)
SO2 + KOH KHSO3 (4)
Tõ (1), (2), (3) vµ (4)
suy ra: n muèi = n khÝ = nKOH = 1000
3 500
= 1,5 (mol)
M muèi =
5 , 174
= 116 (g/mol) 2M + 60 < M < 2M + 80
(37)b/ NhËn thÊy M muèi =
126 106
= 116 (g/mol)
% nNa2CO3
= nNa2 SO3 = 50%
Chuyên đề 9: Dung dịch bazơ tác dụng với muối
Bµi tập: Cho từ từ dung dịch NaOH (hoặc KOH) hay Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) vào dung dịch AlCl3 có PTHH
sau
3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl ( )
NaOH d + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O ( )
4NaOH + AlCl3 NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O ( )
vµ:
3Ba(OH)2 + 2AlCl3 2Al(OH)3 + 3BaCl2 ( )
Ba(OH)2 d + 2Al(OH)3 Ba(AlO2)2 + 4H2O ( )
4Ba(OH)2 + 2AlCl3 Ba(AlO2)2 + 3BaCl2 + 4H2O ( )
Ngợc lại: Cho từ từ dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaOH (hoặc KOH) hay Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) có PTHH sau:
AlCl3 + 4NaOH NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
vµ 2AlCl3 + 4Ba(OH)2 > Ba(AlO2)2 + 3BaCl2 + 4H2O
Bài tập: Cho từ từ dung dịch NaOH (hoặc KOH) hay Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) vào dung dịch Al2(SO4)3 cã c¸c
PTHH sau
6NaOH + Al2(SO4)3 2Al(OH)3 + 3Na2SO4( )
NaOH d + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O ( )
8NaOH + Al2(SO4)3 2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O ( )
Vµ:
3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3 2Al(OH)3 + 3BaSO4 ( )
Ba(OH)2 d + 2Al(OH)3 Ba(AlO2)2 + 4H2O ( )
4Ba(OH)2 + Al2(SO4)3 Ba(AlO2)2 + 3BaSO4 + 4H2O ( )
Ngợc lại: Cho từ từ dung dịch Al2(SO4)3 vào dung dịch NaOH (hoặc KOH) hay Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) có PTHH
nào xảy ra?
Al2(SO4)3 + 8NaOH 2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O (3 )/
Al2(SO4)3 + 4Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + 3BaSO4 + 4H2O (3 )// Một số phản ứng đặc biệt:
NaHSO4 (dd) + NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + Na2SO4
NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl
NaAlO2 + CO2 + H2O Al(OH)3 + NaHCO3 Bài tập áp dụng:
Bài 1: Cho 200 ml dd gåm MgCl2 0,3M; AlCl3 0,45; HCl 0,55M tác dụng hoàn toàn với V(lít) dd C chứa NaOH 0,02 M
và Ba(OH)2 0,01 M Hãy tính thể tich V(lít) cần dùng để thu đợc kết tủa lớn lợng kết tủa nhỏ Tính lợng kết
tủa (giả sử Mg(OH)2 kết tủa hết Al(OH)3 tan kiềm khơng đáng kể)
H
íng dÉn gi¶ i :
nHCl = 0,11mol ; nMgCl2 = 0,06 mol ; nAlCl3 = 0,09 mol
Tæng sè mol OH- = 0,04 V (*)
Các PTHH xảy ra: H+ + OH-
H2O (1)
Mg2+ + OH-
Mg(OH)2 (2)
Al3+ + 3OH-
Al(OH)3 (3)
Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O (4)
Tr
ờng hợp : Để có kết tủa lớn có phản ứng (1,2,3 )
Vậy tổng số mol OH- dùng là: 0,11 + 0,06 x + 0,09 x = 0,5 mol (**)
Tõ (*) vµ (**) ta có Thể tích dd cần dùng là: V = 0,5 : 0,04 = 12,5 (lit) mKÕt tña = 0,06 x 58 + 0,09 x 78 = 10,5 g
Tr
ờng hợp : Để có kết tủa nhỏ ngồi p (1, 2, 3) cịn có p (4) Khi lợng Al(OH)3 tan hết lại Mg(OH)2, chất rắn lại là: 0,06 x 58 = 3,48 g
Và lợng OH- cần dùng thêm cho p (4) 0,09 mol.
Vậy tổng số mol OH- tham gia p là: 0,5 + 0,09 = 0,59 mol
ThÓ tÝch dd C cần dùng là: 0,59/ 0,04 = 14,75 (lit)
Bài 2: Cho 200ml dung dịch NaOH vào 200g dung dịch Al2(SO4)3 1,71% Sau phản ứng thu đợc 0,78g kết tủa Tính nồng
độ mol/l dung dịch NaOH tham gia phản ứng Đáp số:
TH1: NaOH thiÕu
(38)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
TH2: NaOH d -> CM NaOH = 0,35M
Bài 3: Cho 400ml dung dịch NaOH 1M vào 160ml dung dịch hỗn hợp chứa Fe2(SO4)3 0,125M vµ Al2(SO4)3 0,25M Sau
phản ứng tách kết tủa đem nung đến khối lợng không đổi đợc chất rắn C a/ Tính mrắn C
b/ Tính nồng độ mol/l muối tạo thành dung dịch Đáp số:
a/ mr¾n C = 0,02 160 + 0,02 102 = 5,24g
b/ Nồng độ Na2SO4 = 0,18 : 0,56 = 0,32M nồng độ NaAlO2 = 0,07M
Bµi 4: Cho 200g dung dịch Ba(OH)2 17,1% vào 500g dung dịch hỗn hợp (NH4)2SO4 1,32% vµ CuSO4 2% Sau kÕt
thúc tất phản ứng ta thu đợc khí A, kết tủa B dung dịch C a/ Tính thể tích khí A (đktc)
b/ Lấy kết tủa B rửa nung nhiệt cao đến khối lợng không đổi đợc gam rắn? c/ Tính nồng % ca cỏc cht C
Đáp số:
a/ KhÝ A lµ NH3 cã thĨ tÝch lµ 2,24 lit
b/ Khèi lỵng BaSO4 = 0,1125 233 = 26,2g vµ mCuO = 0,0625 80 = 5g
c/ Khèi lỵng Ba(OH)2 d = 0,0875 171 = 14,96g
mdd = Tổng khối lợng chÊt ®em trén - mkÕt tđa - mkhÝ
mdd = 500 + 200 – 26,21 – 6,12 – 1,7 = 666g
Nồng độ % dung dịch Ba(OH)2 = 2,25%
Bài 5: Cho mẫu Na vào 200ml dung dịch AlCl3 thu đợc 2,8 lit khí (đktc) kết tủa A Nung A đến khối lợng
khơng đổi thu đợc 2,55 gam chất rắn Tính nồng độ mol/l dung dịch AlCl3
H¬ng dÉn:
mr¾n: Al2O3 > sè mol cđa Al2O3 = 0,025 mol -> sè mol Al(OH)3 = 0,05 mol
sè mol NaOH = 2sè mol H2 = 0,25 mol
TH1: NaOH thiÕu, chØ cã ph¶n øng
3NaOH + AlCl3 -> Al(OH)3 + 3NaCl
Khơng xảy số mol Al(OH)3 tạo phản ứng > số mol Al(OH)3 đề cho
TH2: NaOH d, cã ph¶n øng x¶y
3NaOH + AlCl3 -> Al(OH)3 + 3NaCl
0,15 0,05 0,05 mol
4NaOH + AlCl3 -> NaAlO2 + 3NaCl + H2O
(0,25 – 0,15) 0,025
Tæng sè mol AlCl3 phản ứng phơng trình 0,075 mol
> Nồng độ AlCl3 = 0,375M
Bài 6: Cho 200ml dung dịch NaOH x(M) tác dụng với 120 ml dung dịch AlCl3 1M, sau thu đợc 7,8g kết tủa Tính
trÞ sè x? §¸p sè:
- TH1: Nồng độ AlCl3 = 1,5M - TH2: Nồng độ AlCl3 = 1,9M
Bµi 7: Cho 9,2g Na vào 160ml dung dịch A có khối lợng riêng 1,25g/ml chứa Fe2(SO4)3 0,125M Al2(SO4)3 0,25M Sau
khi phản ứng kết thúc ngời ta tách kết tủa đem nung nóng đến khối lợng khơng đổi thu đợc chất rắn a/ Tính khối lợng chất rắn thu đợc
b/ Tính nồng độ % dung dịch muối thu đợc Đáp số:
a/ mFe
2O3 = 3,2g vµ mAl2O3 = 2,04g
b/ Nồng độ % dung dịch là: C%(Na2SO4) = 12,71% C%(NaAlO2) = 1,63%
Chuyên đề 10: Hai dung dịch muối tác dụng với nhau.
C«ng thøc 1:
Mi + Mi -> Mi míi §iỊu kiện:
- Muối phản ứng: tan tan níc - S¶n phÈm ph¶i cã chÊt:
+ Kết tủa + Hoặc bay
+ Hoặc chất ®iƯn li u H2O
VÝ dơ: BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 + 2NaCl Công thức 2:
Các muối kim loại nhôm, kẽm, sắt(III) -> Gọi chung muối A
Phản ứng với muối cã chøa c¸c gèc axit: CO3, HCO3, SO3, HSO3, S, HS, AlO2 -> Gọi chung muối B Phản øng x¶y theo quy luËt:
Muèi A + H2O > Hi®roxit (r) + Axit
Axit + Muèi B > Muèi míi + Axit mới.
Ví dụ: FeCl3 phản ứng với dung dịch Na2CO3
2FeCl3 + 6H2O -> 2Fe(OH)3 + 6HCl
6HCl + 3Na2CO3 -> 6NaCl + 3CO2 + 3H2O
PT tỉng hỵp:
2FeCl3 + 3H2O + 3Na2CO3 -> 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl
(39)Xảy gặp sắt, phản ứng xảy theo quy t¾c VÝ dơ:
AgNO3 + Fe(NO3)2 -> Fe(NO3)3 + Ag
Bài 1: Cho 0,1mol FeCl3 tác dụng hết với dung dịch Na2CO3 d, thu đợc chất khí B kết tủa C Đem nung C đến khối
l-ợng không đổi thu đợc chất rắn D Tính thể tích khí B (đktc) khối ll-ợng chất rắn D Đáp số:
- ThÓ tích khí CO2 3,36 lit - Rắn D Fe2O3 có khối lợng 8g
Bi 2: Trn 100g dung dịch AgNO3 17% với 200g dung dịch Fe(NO3)2 18% thu đợc dung dịch A có khối lợng riêng (D =
1,446g/ml) Tính nồng độ mol/l dung dịch A Đáp số:
- Dung dÞch A gåm Fe(NO3)2 0,1 mol vµ Fe(NO3)3 0,1 mol
- Nồng độ mol/l chất là: CM(Fe(NO3)2) = CM(Fe(NO3)3) = 0,5M
Bài 3: Cho 500ml dung dịch A gồm BaCl2 MgCl2 phản ứng với 120ml dung dịch Na2SO4 0,5M d, thu đợc 11,65g kết
tủa Đem phần dung dịch cô cạn thu đợc 16,77g hỗn hợp muối khan Xác định nồng độ mol/l chất dung dch Hng dn:
Phản ứng dung dịch A víi dung dÞch Na2SO4
BaCl2 + Na2SO4 > BaSO4 + 2NaCl
0,05 0,05 0,05 0,1 mol
Theo (1) sè mol BaCl2 trông dd A 0,05 mol số mol NaCl = 0,1 mol
Số mol Na2SO4 d 0,06 – 0,05 = 0,01 mol
Sè mol MgCl2 =
95
5 , 58 , 142 01 , 77 ,
16
= 0,1 mol VËy 500ml dd A cã 0,05 mol BaCl2 vµ 0,1 mol MgCl2
-> Nồng độ BaCl2 = 0,1M nồng độ MgCl2 = 0,2M
Bài 4: Cho 31,84g hỗn hợp NaX, NaY (X, Y halogen chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 d, thu c 57,34g
kết tủa Tìm công thức NaX, NaY tính thành phần % theo khối lợng muối Hớng dẫn;
* TH1: X lµ Flo(F) > Y lµ Cl VËy kÕt tđa AgCl
Hỗn hợp muối cần tìm NaF vµ NaCl PTHH: NaCl + AgNO3 -> AgCl + NaNO3
Theo PT (1) th× nNaCl = nAgCl = 0,4 mol -> %NaCl = 73,49% vµ %NaF = 26,51%
* TH2: X Flo(F)
Gọi NaX công thức đại diện cho muối
PTHH: NaX + AgNO3 -> AgX + NaNO3
(23 + X ) (108 + X ) 31,84g 57,34g Theo PT(2) ta cã:
31,84 X
23
=
34 , 57
108X
-> X = 83,13
VËy hỗn hợp muối cần tìm NaBr NaI -> %NaBr = 90,58% vµ %NaI = 9,42%
Bài 5: Dung dịch A chứa 7,2g XSO4 Y2(SO4)3 Cho dung dịch Pb(NO3)2 tác dụng với dung dịch A (vừa đủ), thu đợc
15,15g kÕt tđa vµ dung dÞch B
a/ Xác định khối lợng muối có dung dịch B
b/ TÝnh X, Y biÕt tỉ lệ số mol XSO4 Y2(SO4)3 dung dịch A : tỉ lệ khối lợng mol nguyên tử X Y
8 : Híng dÉn: PTHH x¶y ra:
XSO4 + Pb(NO3)2 -> PbSO4 + X(NO3)2
x x x mol Y2(SO4)3 + 3Pb(NO3)2 -> 3PbSO4 + 2Y(NO3)3
y 3y 2y Theo PT (1, 2) đề cho ta có:
mhh muèi = (X+96)x + (2Y+3.96)y = 7,2 (I) -> X.x + 2Y.y = 2,4
Tæng khèi lợng kết tủa 15,15g > Số mol PbSO4 = x + 3y = 15,15/303 = 0,05 mol
Giải hệ ta đợc: mmuối dd B = 8,6g
(có thể áp dụng định luật bảo tồn khối lợng) Theo đề kết câu a ta có: x : y = :
X : Y = : x + 3y = 0,05 X.x + 2.Y.y = 2,4 -> X lµ Cu vµ Y lµ Fe
VËy muèi cần tìm CuSO4 Fe2(SO4)3
Bài 6: Có lit dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3 0,1M (NH4)2CO3 0,25M Cho 43g hỗn hợp BaCl2 CaCl2 vào dung
dịch Sau phản ứng kết thúc thu đợc 39,7g kết tủa A dung dịch B a/ Chứng minh muối cacbonat d
b/ Tính thành phần % theo khối lợng chất A
c/ Cho dung dịch HCl d vào dung dịch B Sau phản ứng cô cạn dung dịch nung chất rắn cịn lại tới khối lợng khơng đổi thu đợc rắn X Tính thành phần % theo khối lợng rắn X
(40)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
§Ĩ chøng minh mi cacbonat d, ta chøng minh mmuèi ph¶n øng < mmuèi ban đầu
Ta có: Số mol Na2CO3 = 0,1 mol vµ sè mol (NH4)2CO3 = 0,25 mol
Tỉng số mol CO3 ban đầu = 0,35 mol
Phản øng t¹o kÕt tđa:
BaCl2 + CO3 > BaCO3 + 2Cl
CaCl2 + CO3 -> CaCO3 + 2Cl
Theo PTHH ta thÊy: Tæng sè mol CO3 ph¶n øng = (43 – 39,7) : 11 = 0,3 mol
VËy sè mol CO3 ph¶n øng < số mol CO3 ban đầu. -> số mol CO3 d
b/ Vì CO3 d nên muối CaCl2 BaCl2 phản ứng hết
mmuối kết tủa = 197x + 100y = 39,7
Tæng sè mol Cl ph¶n øng = x + y = 0,3 > x = 0,1 vµ y = 0,2
KÕt tủa A có thành phần: %BaCO3 = 49,62% %CaCO3 = 50,38%
c/ ChÊt r¾n X chØ cã NaCl -> %NaCl = 100%
Chuyên đề 11: hỗn hp kim loi.
Thờng gặp dới dạng kim loại phản ứng với axit, bazơ, muối với nớc.
ý nghĩa d y hoạt động hoá họcã
K Na Ba Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
- Dãy đợc xếp theo chiều giảm dần tính hoạt động hố học (từ trái sang phải) - Một số kim loại vừa tác dụng đợc với axit với nớc: K, Na, Ba, Ca
Kim lo¹i + H2O > Dung dịch bazơ + H2 - Kim loại vừa tác dụng với axit, vừa tác dơng víi baz¬: (Be), Al, Zn, Cr
2A + 2(4 – n)NaOH + 2(n – 2)H2O -> 2Na4 – nAO2 + nH2
VÝ dô: 2Al + 2NaOH + 2H2O > 2NaAlO2+ 3H2
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O > Ba(AlO2)2 + 3H2
Zn + 2NaOH -> Na2ZnO2 + H2
Zn + Ba(OH)2 -> BaZnO2 + H2
- Kim loại đứng trớc H tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4 lỗng tạo muối giải phóng H2
Kim lo¹i + Axit > Muèi + H2
Lu ý: Kim loại muối có hố trị thấp (đối với kim loại đa hoá trị)
- Kể từ Mg trở kim loại đứng trớc đẩy đợc kim loại đứng sau khỏi muối chúng theo quy tắc:
ChÊt khư m¹nh + chÊt oxi hóa mạnh chất oxi hoá yếu + chất khử yÕu
Lu ý: kim loại đầu dãy (kim loại tác dụng đợc với nớc) khơng tn theo quy tắc mà xảy theo bớc sau:
Kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ) + H2O Dung dịch bazơ + H2
Sau đó: Dung dịch bazơ + dung dịch muối Muối mi + Baz mi (*)
Điều kiện(*): Chất tạo thành phải có chất kết tủa (không tan) VD: cho Ba vào dung dịch CuSO4
Trớc tiªn: Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2
Ba(OH)2 + CuSO4 Cu(OH)2 + BaSO4 Đặc biệt: Cu + 2FeCl3 -> CuCl2 + 2FeCl2
Cu + Fe2(SO4)3 -> CuSO4 + 2FeSO4
Các toán vận dụng số mol trung bình xác định khoảng số mol chất
1/ Đối với chất khí (hỗn hợp gồm có khí) Khối lợng trung bình lit hỗn hợp khí đktc:
MTB =
V V M V M
4 , 22
2
Khối lợng trung bình mol hỗn hợp khí đktc: MTB =
V V M V M1 1 2 2
Hc: MTB =
n n n M n
M1 1 2( 1) (n lµ tỉng sè mol khí hỗn hợp)
Hoặc: MTB =
1 )
( 1
2
1x M x M (x
1lµ % cđa khÝ thø nhÊt)
Hc: MTB = dhh/khÝ x Mx
2/ Đối với chất rắn, lỏng MTB cña hh =
hh hh n m
TÝnh chÊt 1:
MTB hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần lợng chất thành phần hỗn hợp
(41)MTB cđa hh lu«n nằm khoảng khối lợng mol phân tử chất thành phần nhỏ lớn
Mmin < nhh < Mmax
TÝnh chÊt 3:
Hỗn hợp chất A, B có MA < MB có thành phần % theo số mol a(%) vµ b(%)
Thì khoảng xác định số mol hỗn hợp
B B M
m
< nhh <
A A
M m
Giả sử A B có % = 100% chất có % = ngợc l¹i L
u ý :
- Với toán hỗn hợp chất A, B (cha biết số mol) tác dụng với chất X, Y (đã biết số mol) Để biết sau phản ứng hết A, B hay X, Y cha Có thể giả thiết hỗn hợp A, B chứa chất A B
- Víi MA < MB hỗn hợp chứa A thì:
nA =
A hh M m
> nhh =
hh hh M
m
Nh X, Y tác dụng với A mà cịn d, X, Y có d để tác dụng hết với hỗn hợp A, B
- Víi MA < MB, hỗn hợp chứa B thì:
nB =
B hh M m
< nhh =
hh hh M
m
Nh X, Y tác dụng cha đủ với B khơng đủ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B Nghĩa sau phản ứng X, Y hết, cịn A, B d
Ví dụ 1: Cho 22,2 gam hỗn hợp gồm Fe, Al tan hoàn tồn HCl, ta thu đợc 13,44 lít H2 (đktc) Tính thành phần %
khối lợng chất hỗn hợp khối lợng muối clorua khan thu đợc Bài giải
Vì phản ứng hồn tồn nên ta thay hỗn hợp Fe, Al kim loại tơng đơng M có hố trị n Gọi x số mol Fe mol hỗn hợp
M = 56.x + 27(1 - x) n = 2.x + 3(1 - x)
PTHH: M + nHCl M Cln +
2 n H2 M , 22 M , 22 M , 22 n
Theo bµi ra:
M , 22 n
= nH2 =
4 , 22 44 , 13
= 0,6 (mol)
56 27(1 ).2
) 1 ( 3 2 2 , 22 x x x x = 0,6
x = 0,6 mol Fe vµ 0,4 mol Al
M = 0,6.56 + 27.0,4 = 44,4 (g/mol) % Fe =
4 , 44 56 ,
.100% = 75,67% % Al = 100 - 75,67 = 24,33% Ta cã n = 0,6.2 + 0,4.3 = 2,4 (mol) Khèi lỵng mi clorua khan: m =
M
2 , 22
(M + 35,5 n) = 22,2 +
4 , 44 , , 35
.22,2 = 64,8 gam
Chú ý : Có thể áp dụng KLMTB hỗn hợp vào tốn xác định tên kim loại Thơng thờng tốn hỗn hợp hai kim loại thuộc chu kỳ, hai phân nhóm kế tiếp,
Ví dụ 2: Khi cho 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hai chu kỳ liên tiếp tác dụng hết với nớc ta thu đợc 1,12 lít H2
(đktc) Xác định hai kim loại tính thành phần % theo khối lợng hỗn hợp Bài giải
Vì phản ứng xảy hồn tồn nên ta thay hỗn hợp hai kim loại kiềm kim loại tơng đơng A có hố trị (kim loại kiềm)
2A + 2H2O AOH + H2 (1)
Theo (1) nA = 2nH2 = 222,4
12 ,
= 0,1 (mol) A =
1 , ,
= 31 g/mol
(42)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Mặt khác: A = 31 =
39 23
sè mol hai chÊt b»ng nghÜa mol hỗn hợp kim loại có 0,5 mol Thành phần % khối lợng:
% Na = 31
23 ,
.100 = 37,1% vµ % K = (100 - 37,1)% = 62,9%
Nhận xét: Sử dụng đại lợng trung bình cho phép giải nhanh tập hoá học A- hỗn hợp Kim loại tác dụng với axit
Bài 1: Cho 10g hỗn hợp gồm Zn Cu tác dụng với dung dịch axit H2SO4 lỗng thu đợc 2,24 lit H2 (đktc) Tính thnh
phần % khối lợng kim loại hỗn hợp ban đầu Đáp số:
Bài 2: Hoà tan 5,2g hỗn hợp gồm Mg Fe dung dịch axit HCl 1M, thu dợc 3,36 lit H2 (®ktc)
a/ Tính thành phần % theo khối lợng kim loại hỗn hợp b/ Tính th tớch dung dch axit HCl ó dựng
Đáp sè: a/ b/
Bài 3: Cho lợng hỗn hợp gồm Ag Zn tác dụng với lợng d dung dịch axit H2SO4, thu đợc 5,6 lit khí H2 (ktc) Sau
phản ứng thấy 6,25g chất rắn không tan Tính thành phần % khối lợng kim loại hỗn hợp Đáp số:
Bi 4: Hoà tan hoàn toàn 15,3g hỗn hợp gồm Mg Zn dung dịch axit HCl 1M thu đợc 6,72 lit H2 (đktc)
a/ Xác định khối lợng kim loại hỗn hợp đầu b/ Tính th tớch dung dch axit HCl cn dựng
Đáp sè:
a/ mMg = 2,46g vµ mZn = 12,84g vµ b/ Vdd HCl 1M = 0,6 lit
Bài 5: A hỗn hợp gồm: Ba, Al, Mg
- LÊy m gam A cho t¸c dơng víi nớc tới hết phản ứng thấy thoát 3,36 lit H2 (đktc) - Lấy m gam A cho vào dung dịch xút d tới hết phản ứng thấy thoát 6,72 lít H2 (đktc)
- Ly m gam A hoà tan lợng vừa đủ dung dịch axit HCl thu đợc dung dịch 8,96 lit H2 (đktc)
H·y tÝnh m gam vµ thành phần % theo khối lợng kim loại hỗn hợp Đáp số:
m = 24,65g mBa = 19,55g, mAl = 2,7g, mMg = 2,4g
Bài 3: Hoà tan hỗn hợp gồm Fe, Zn 500ml dung dịch HCl 0,4M đợc dung dịch A 10,52g muối khan a/ Tính thành phần % theo khối lợng kim loại
b/ Tính thể tích dung dịch B gồm NaOH 0,02M Ba(OH)2 cần dùng trung ho dung dch A
Đáp số:
a/ %Fe = 46,28% vµ %Zn = 53,72% b/ Vdd B = 1(lit)
Bài 7: Hoà tan hết 12g hỗn hợp A gồm Fe kim loại M (hoá trị II không đổi) vào 200ml dung dịch HCl 3,5M thu đợc 6,72 lit khí (đktc) Mặt khác lấy 3,6g kim loại M tan hết vào 400ml dung dịch H2SO4 nồng độ 1M H2SO4 cịn d
a/ Xác nh kim loi M
b/ Tính thành phần % theo khối lợng Fe, M hỗn hợp Đáp sè:
a/ M lµ Mg
b/ %Mg = 30% vµ %Fe = 70%
Bài 8: Hồ tan hết 11,3g hỗn hợp A gồm Fe kim loại R (hố trị II khơng đổi) vào 300ml dung dịch HCl 2,5M thu đợc 6,72 lit khí (đktc) Mặt khác lấy 4,8g kim loại M tan hết vào 200ml dung dịch H2SO4 nồng độ 2M H2SO4 cịn d
a/ Xác định kim loại R
b/ TÝnh thµnh phần % theo khối lợng Fe, R hỗn hợp Đáp số:
a/ b/
Bi 9: Hoà tan hết 12,1g hỗn hợp A gồm Fe kim loại M (hố trị II khơng đổi) vào 150ml dung dịch HCl 3M thu đ-ợc 4,48 lit khí (đktc) Mặt khác muốn hoà tan hết 4,875g kim loại M cần phải dùng 100ml dung dịch H2SO4 0,75M,
dung dịch thu đợc không làm đổi màu giấy quỳ
Bài 10: Hỗn hợp A gồm Mg kim loại M hố trị III, đứng trớc hiđrơ dãy hoạt động hố học Hồ tan hồn tồn 1,275 g A vào 125ml dd B chứa đồng thời HCl nồng độ C1(M) H2SO4 nồng độ C2(M) Thấy thoát 1400 ml khớ H2 (
đktc) dd D Để trung hoà hoàn toàn lợng a xít d D cÇn dïng 50ml dd Ba(OH)2 1M Sau trung hoà dd D
thu c 0,0375mol mt chất rắn khơng hồ tan HCl a/ Viết PTPƯ xảy
b/ TÝnh C1 vµ C2 cđa dd B
c/ Tìm NTK kim loại M (AM) khối lợng kim loại hỗn hợp A ®em thÝ nghiƯm
Biết để hồ tan 1,35g M cần dùng không 200ml dd HCl 1M H
ớng dẫn giải : a/ PTHH x¶y Mg + 2H+
Mg2+ + H2 (1)
2M + 6H+ 2M3+ + 3H
2 (2)
Trong dd D cã c¸c Ion: H+d , Cl- , SO
42- , Mg2+, M3+
(43)H+ + OH-
H2O (3)
Ba2+ + SO
42- BaSO4 (4)
Theo bµi ta cã:
Sè mol OH- = sè mol Ba(OH)
2 = 0,05 = 0,1 mol Sè mol Ba2+ = sè mol
Ba(OH)2 = 0,05 mol
b/ Sè mol H+ dd B = 0,125C
1 + 0,125C2
số mol H+ tham gia phản øng (1,2,3) lµ: 0,0625 + 0,1 = 0,225 mol
( Vì số mol H2 thoát = 0,0625 mol )
Ta cã: 0,125C1 + 0,125C2 = 0,225 (*)
Mặt khác , sè mol Ba2+ = 0,05 mol > sè mol cña BaSO
4 = 0,0375 mol
Nh chứng tỏ SO42- phản ứng hết Ba2+ d
Do số mol SO42- = số mol BaSO4 = 0,0375 mol
Nên ta có nồng độ mol/ lit dd H2SO4 là: C2 = 0,0375 : 0,125 = 0,3M
V× sè mol cđa H2SO4 = sè mol cña SO42- = 0,0375 (mol)
Thay ( * ) ta đợc: C1 = 1,2 M
c/ PTPƯ hoà tan M HCl
2M + 6HCl 2MCl3 + 3H2 (5)
Sè mol HCl = 0,2 x = 0,2 mol
Theo (5): Số mol kim loại M 0,2 : (Vì theo M bị hồ tan hết) Do NTK M là: AM 1,35 : ( 0,2 : ) = 20,25
Vì M kim loại hoá trị III nên M phải là: Al (nhôm)
Gọi x, y lần lợt số mol Mg Al 1,275 g hỗn hợp A Ta có: 24x + 27y = 1,275 (I)
Theo PT (1, 2): x + 1,5 y = 0,0625 (II) Giải hệ pt (I) (II) ta đợc: x = y = 0,025
Vậy khối lợng chất hỗn hơp là: mMg = 0,6 g vµ mAl = 0,675 g
Bài 11: Cho 9,86g hỗn hợp gồm Mg Zn vào cốc chứa 430ml dung dịch H2SO4 1M loÃng Sau phản ứng hoàn
ton, thờm tip vo cốc 1,2 lit dung dịch hỗn hợp gồm Ba(OH)2 0,05M NaOH 0,7M, khuấy cho phản ứng hoàn
tồn, lọc lấy kết tủa nung nóng đến khối lợng khơng đổi thu đợc 26,08g chất rắn Tính khối lợng kim loại hỗn hợp đầu
Hớng dẫn;
Đặt số mol Mg Zn lµ x vµ y Ta cã: 24x + 65y = 9,86 (I) Sè mol H2SO4 = 043.1= 0,43 mol
Đặt HX công thức tơng đơng H2SO4 -> nHX = 2nH2 SO4 = 0,43.2 = 0,86 mol
Sè mol Ba(OH)2 = 1,2 0,05 = 0,06 mol
Sè mol NaOH = 0,7 1,2 = 0,84 mol
Đặt ROH công thức tng đơng cho bazơ cho Ta có: nROH = 2nBa(OH)2 + nNaOH = 0,06.2 + 0,84 = 0,96 mol
PTHH xảy
Giả sử hỗn hợp chứa m×nh Zn -> x = VËy y = 9,86 : 65 = 0,1517 mol
Giả sử hỗn hỵp chØ Mg -> y = VËy x = 9,86 : 24 = 0,4108 mol 0,1517 < nhh kim lo¹i < 0,4108
Vì x > y > nên số mol axit tham gia phản ứng với kim loại là: 0,3034 < 2x + 2y < 0,8216 nhận thấy lợng axit dùng < 0,86 mol Vậy axit d > Do Zn Mg phản ứng hết
Sau hoµ tan hÕt dung dÞch cã
x mol MgX2 ; y mol ZnX2 ; 0,86 – 2(x + y) mol HX 0,43 mol SO4
Cho dung dịch tác dụng với dung dịch bazơ HX + ROH -> RX + H2O
0,86 – 2(x + y) 0,86 – 2(x + y) mol MgX2 + 2ROH > Mg(OH)2 + 2RX
x 2x x mol ZnX2 + 2ROH > Zn(OH)2 + 2RX
y 2y y mol Ta có nROH phản ứng = 0,86 – 2(x + y) + 2x + 2y = 0,86 mol
VËy nROH d = 0,96 – 0,86 = 0,1mol
TiÕp tôc cã ph¶n øng x¶y ra:
Zn(OH)2 + 2ROH > R2ZnO2 + 2H2O
b®: y 0,1 mol Pø: y1 2y1 mol
cßn: y – y1 0,1 – 2y1 mol
( §iỊu kiƯn: y y1)
Phản ứng tạo kết tủa
Ba(OH)2 + H2SO4 -> BaSO4 + 2H2O
b®: 0,06 0,43 mol pø: 0,06 0,06 0,06 mol cßn: 0,43 – 0,06 0,06 mol Nung kÕt tña
Mg(OH)2 -> MgO + H2O
(44)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
y – y1 y – y1 mol
BaSO4 > không bị nhiệt phân huỷ
0,06 mol
Ta cã: 40x + 81(y – y1) + 233.0,06 = 26,08
-> 40x + 81(y – y1) = 12,1 (II)
Khi y – y1 = -> y = y1 ta thÊy 0,1 – 2y1 -> y1 0,05
Vậy 40x = 12,1 -> x = 12,1 : 40 = 0,3025 mol Thay vào (I) ta đợc y = 0,04 ( y = y1 0,05) phù hợp
VËy mMg = 24 0,3025 = 7,26g vµ mZn = 65 0,04 = 2,6g
Khi y – y1 > > y > y1 ta có 0,1 2y1 = (vì nROH phản ứng hÕt)
> y1 = 0,05 mol, thay vào (II) ta đợc: 40x + 81y = 16,15
Giải hệ phơng trình (I, II) -> x = 0,38275 y = 0,01036 Kết y < y1 (không phù hợp với điều kiện y y1 ) -> loại
B- hỗn hợp Kim loại tác dụng với nớc bazơ
Bi 1: Ho tan hoàn toàn 17,2g hỗn hợp gồm kim loại kiềm A oxit vào 1600g nớc đợc dung dịch B Cô cạn dung dịch B đợc 22,4g hiđroxit kim loại khan
a/ Tìm kim loại thành phần % theo khối lợng chất hỗn hợp b/ Tính thể tích dung dịch H2SO4 0,5M cần dùng để trung hồ dung dịc B
Híng dÉn:
Gọi công thức chất cho A A2O
a, b lần lợt số mol A A2O
Viết PTHH:
Theo phơng trình ph¶n øng ta cã: a.MA + b(2MA + 16) = 17,2 (I)
(a + 2b)(MA + 17) = 22,4 (II)
LÊy (II) – (I): 17a + 18b = 5,2 (*) Khối lợng trung bình hỗn hợp: MTB = 17,2 : (a + b)
Tơng đơng: MTB = 18.17,2 : 18(a + b)
NhËn thÊy: 18.17,2 : 18(a + b) < 18.17,2 : 17a + 18b = 18.17,2 : 5,2 -> MTB < 59,5
Ta cã: MA < 59,5 < 2MA + 16 -> 21,75 < MA < 59,5
VËy A là: Na(23) K(39)
Gii h PT tốn học tính tốn theo u cầu đề Đáp số:
a/
- Víi A lµ Na %Na = 2,67% %Na2O = 97,33% - Với A K %K = 45,3% %K2O = 54,7%
b/
- TH: A lµ Na > Vdd axit = 0,56 lit - TH: A lµ K -> Vdd axit = 0,4 lit
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,1g hỗn hợp kim loại kiềm nớc thu đợc dung dịch A Để trung hoà dung dịch A phải dùng 50ml dung dịch HCl 2M, sau phản ứng thu đợc dung dịch B
a/ Nếu cô cạn dung dịch B thu đợc gam hỗn hợp muối khan?
b/ Xác định kim loại kiềm trên, biết tỉ lệ số mol chúng hỗn hợp : Đáp số:
a/ mMuèi = 6,65g
b/ kim loại là: Na K
Bài 3: Cho 6,2g hỗn hợp kim loại kiềm thuộc chu kỳ liên tiếp bảng tuần hoàn phản ứng với H2O d, thu đợc
2,24 lit khí (đktc) dung dịch A
a/ Tính thành phần % khối lợng kim loại hỗn hợp ban đầu
b/ Sc CO2 vào dung dịch A thu đợc dung dịch B Cho B phản ứng với BaCl2 d thu đợc 19,7g kết tủa Tính thể tích khí
CO2 bị hấp thụ
Híng dÉn:
a/ Đặt R KHHH chung cho kim loại kiềm cho
MR khối lợng trung bình kim loại kiềm A B, giả sử MA < MB
-.> MA < MR < MB
ViÕt PTHH xảy ra:
Theo phơng trình phản ứng:
nR = 2nH2= 0,2 mol > MR = 6,2 : 0,2 = 31
(45)A lµ Na(23) vµ B lµ K(39) b/ Ta cã: nROH = nR = 0,2 mol
PTHH x¶y ra:
CO2 + 2ROH > R2CO3 + H2O
CO2 + ROH -> RHCO3
Theo bµi cho BaCl2 vào dung dịch B có kết tủa Nh B phải có R2CO3 loại muối
BaCl2 phản ứng với R2CO3 mà không phản ứng với RHCO3
BaCl2 + R2CO3 > BaCO3 + RCl
-> nCO2 = nR2 CO3= nBaCO3= 19,7 : 197 = 0,1 mol > VCO2 = 2,24 lÝt
Bµi 4: Hai kim loại kiềm A B có khối lợng Cho 17,94g hỗn hợp A B tan hoµn toµn 500g H2O thu
đợc 500ml dung dịch C(d = 1,03464g/ml) Tìm A B
Bài 5: Một hỗn hợp X gồm kim loại A, B thuộc chu kì liên tiếp bảng tuần hoàn, có khối lợng 8,5g Cho X phản øng hÕt víi níc cho 3,36 lit khÝ H2(®ktc)
a/ Xác định kim loại tính khối lợng kim loại hỗn hợp đầu
b/ Thêm vào 8,5g hỗn hợp X trên, kim loại kiềm thổ D đợc hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với nớc thu đợc dung dịch E 4,48 lit khí H2 (đktc) Cơ cạn dung dịch E ta đợc chất rắn Z có khối lợng 22,15g Xác nh D v lng ca D
Đáp số:
a/ mNa = 4,6g vµ mK = 3,9g
b/ kim loại D Ba > mBa = 6,85g
Bài 6: Hoà tan 23g hỗn hợp gồm Ba kim loại kiềm A, B thuộc chu kỳ bảng tuần hoàn vào nớc thu đợc dung dịch D 5,6 lit H2 (đktc)
Nếu thêm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D cha kết tủa hết đợc Ba(OH)2 Nếu thêm 210ml dung
dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D dung dịch sau phản ứng d Na2SO4 Xác định kim loại kiềm trờn
Đáp số: kim loại kiềm Na K
C- hỗn hợp Kim loại tác dụng với dung dịch muối
Thí dụ 1: Ngâm sắt vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 Cu(NO3)2
Ph¶n øng x¶y theo thø tù nh sau:
* Mi cđa kim lo¹i cã tÝnh oxi hoá mạnh ( Ag+ > Cu2+ ) tham gia phản ứng trớc với kim loại ( nãi c¸ch kh¸c
là muối kim loại hoạt động hoá học yếu tham gia phản ứng trớc ) Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu Bài tập áp dung:
1/ Có 200ml hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,5M Thêm 2,24g bột Fe kim loại vào dung dịch
khuấy tới phản ứng hoàn toàn thu đợc chất rắn A dung dịch B a/ Tính số gam chất rắn A b/Tính nồng độ mol/lit muối dung dịch B, biết thể tích dung dịch khơng đổi
H íng dÉn gi¶i Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag ( )
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu ( )
Số mol chất là: nFe = 0,04 mol ; nAgNO
3 = 0,02 mol ; nCu(NO3)2 = 0,1 mol
Vì Ag hoạt động hoá học yếu Cu nên muối kim loại Ag tham gia phản ứng với Fe trớc Theo pứ ( ): nFe ( pứ ) = 0,01 mol ; Vậy sau phản ứng ( ) nFe lại = 0,03 mol.
Theo (pø ( ): ta cã nCu(NO
3)2 pø = nFe cßn d = 0,03 mol
VËy sau pø ( ): nCu(NO
3)2 d = 0,1 – 0,03 = 0,07 mol
ChÊt r¾n A gåm Ag vµ Cu
mA = 0,02 x 108 + 0,03 x 64 = 4,08g
dung dÞch B gåm: 0,04 mol Fe(NO3)2 0,07 mol Cu(NO3)2 d
Thể tích dung dịch khơng thay đổi V = 0,2 lit Vậy nồng độ mol/lit dung dịch sau là: CM [ Cu(NO3)2 ] d = 0,35M ; CM [ Fe (NO3)2] = 0,2M
2/ Cho 1,68 g Fe vào 200ml hỗn hợp dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,15M AgNO3 0,1M Sau phản ứng kết thúc thu
đ-ợc chất rắn A dung dịch B a/ Tính khối lợng chất rắn A
b/ Tớnh nng độ mol/lit dung dịch B Giả sử thể tích dung dịch không thay đổi Đ/S: a/ mA = 3,44g
b/ CM [ Cu(NO3)2 ] d = 0,05M vµ CM [ Fe (NO3)2] = 0,15M
Thí dụ 2: Cho hỗn hợp gồm bột sắt kÏm vµo cïng èng nghiƯm ( lä ) chứa dung dịch AgNO3
Phản ứng xảy theo thứ tự nh sau: Kim loại có tính khử mạnh tham gia phản ứng tríc víi muèi Zn + 2AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag
Fe + 2AgNO3 d Fe(NO3)2 + 2Ag Bài tập áp dụng:
Nhỳng ming kim loại Zn Fe vào ống nghiệm đựng dung dịch CuSO4, sau thời gian lấy miếng kim
loại dung dịch nhận đợc biết nồng độ muối Zn gấp 2,5 lần muối Fe Đồng thời khối lợng dung dịch sau phản ứng giảm so với trớc phản ứng 0,11g Giả thiết Cu giải phóng bám hết vào kim loại Hãy tính khối l-ợng Cu bám
H
(46)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
- NÕu khèi lỵng kim loại tăng = mkim lo ại giai phong - mkim lo tan
- NÕu khèi lỵng kim loại tăng = mkim lo ại tan - mkim lo giai phong
Vì Zn hoạt động hố học mạnh Fe Nên Zn tham gia phản ứng với muối trớc Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
x x x x (mol) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
y y y y (mol) Vì khối lợng dung dịch giảm 0,11 g Tức khối lợng kim loại tăng 0,11 g Theo định luật bảo tồn khối lợng ta có: (160y – 152y) + (160x – 161x) = 0,11 Hay 8y – x = 0,11 (I)
Mặt khác: nồng độ muối Zn = 2,5 lần nồng độ muối Fe
* Nếu nồng độ mol/lit ta có x : y = 2,5 (II) (Vì thể tích dung dịch khơng đổi) * Nếu nồng độ % ta có 161x : 152y = 2,5 (II)/ (Khối lợng dd chung)
Giải hệ (I) (II) ta đợc: x = 0,02 mol y = 0,05 mol
mCu = 3,2 g mZn = 1,3 g Giải hệ (I) (II)/ ta
đ-ợc: x = 0,046 mol vµ y = 0,0195 mol
mCu = 2,944 g vµ mZn = 1,267 g
Ph
ơng pháp dùng mốc so sánh
Bài toán 1: Nhúng kim loại vào dung dịch muối kim loại hoạt động hoá học yếu (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi)
Tr
ờng hợp 1: Nếu cho kim loại vào ống nghiệm đựng dung dịch muối lúc kim loại đồng thời xảy phn ng
Ví dụ: Cho kim loại Mg Fe vào ống nghiệm chứa dung dịch CuSO4
Xảy đồng thời phản ứng:
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Tr
êng hỵp 2:
- NÕu cho hỗn hợp gồm kim loại là: Mg Fe vào ống nghiệm lúc xảy phản ứng theo thứ tự lần lợt nh sau:
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu ( )
- Phản ứng (1) dừng lại CuSO4 tham gia phản ứng hết Mg dùng với lợng vừa đủ d Lúc dung dịch
thu đợc MgSO4; chất rắn thu đợc Fe cha tham gia phản ứng Cu vừa đợc sinh ra, có Mg cị d
- Có phản ứng (2) xảy CuSO4 sau tham gia phản ứng (1) d (tức Mg hết)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( ) - Sau phản ứng (2) xảy trờng hợp là:
+ Cả Fe CuSO4 hết: dung dịch thu đợc sau phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu đợc Cu
+ Fe d CuSO4 hết: dung dịch thu đợc sau phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu đợc Cu có Fe
d
+ CuSO4 d Fe hết: dung dịch thu đợc sau phản ứng : MgSO4 , FeSO4 có CuSO4 cịn d ; chất rắn
thu đợc Cu
Giải thích: Khi cho kim loại vào ống nghiệm chứa muối kim loại hoạt động hoá học yếu kim loại hoạt động hố học mạnh tham gia phản ứng trớc với muối theo quy ớc sau:
Kim lo¹i m¹nh + Mi cđa kim loại yếu Muối kim loại mạnh +
Kim lo¹i yÕu
Tr
ờng hợp ngoại lệ:
Fe ( r ) + 2FeCl3( dd ) 3FeCl2 ( dd )
Cu ( r ) + 2FeCl3( dd ) 2FeCl2 ( dd ) + CuCl2 ( dd )
Bµi toán 2: Cho hỗn hợp (hoặc hợp kim) gồm Mg Fe vào hỗn hợp dung dịch muối kim loại yếu (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi)
Bi 1: Cho hợp kim gồm Fe Mg vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 Cu(NO3)2 thu đợc dung dịch A chất rắn B
a/ Cã thĨ x¶y phản ứng nào?
b/ Dung dịch A có muối chất rắn B có kim loại nào? HÃy biện luận viết ph¶n øng x¶y
H
íng dÉn c©u a.
Do Mg hoạt động hố học mạnh Fe nên Mg tham gia phản ứng trớc Vì Ion Ag + có tính oxi hoá mạnh ion Cu 2+ nên muối AgNO
3 tham gia phản ứng trớc
Tuân theo quy luật:
Chất khử mạnh + chất Oxi hoá mạnh Chất Oxi hoá yếu + chất khử yếu
Nên có phản ứng
Mg + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2Ag (1)
Mg + Cu(NO3)2 Cu(NO3)2 + Cu (2)
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (3)
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (4) C©u b
(47)Tr
êng hỵp 1: Kim loại d, muối hết * Điều kiện chung
- dung dịch A không có: AgNO3 Cu(NO3)2
- chất rắn B có Ag Cu
Nếu Mg d Fe cha tham gia phản ứng nên dung dịch A có Mg(NO3)2 chất r¾n B chøa Mg d, Fe, Ag,
Cu
Nếu Mg phản ứng vừa hết với hỗn hợp dung dịch Fe cha phản ứng dung dịch A có Mg(NO3)2
chất rắn B chøa Fe, Ag, Cu
Mg hÕt, Fe ph¶n ứng phần d (tức hỗn hợp dung dịch hết) dung dịch A chứa Mg(NO3)2,
Fe(NO3)2 chất rắn B chứa Fe d, Ag, Cu Tr
ờng hợp 2: Kim loại muối phản ứng vừa hết
- Dung dịch A: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 - ChÊt r¾n B: Ag, Cu
Tr
ờng hợp 3: Muối d, kim loại phản ứng hết * Điều kiện chung
- Dung dịch A ch¾c ch¾n cã: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 - KÕt tđa B không có: Mg, Fe
Nếu AgNO3 d Cu(NO3)2 cha phản ứng: dung dịch A chứa AgNO3, Cu(NO3)2,
Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 chất rắn B chØ cã Ag.(duy nhÊt)
NÕu AgNO3 ph¶n øng vừa hết Cu(NO3)2 cha phản ứng: dung dịch A chứa Cu(NO3)2, Mg(NO3)2, Fe(NO3)2
và chất rắn B chØ cã Ag.(duy nhÊt)
AgNO3 hÕt vµ Cu(NO3)2 phản ứng phần d: dung dịch A chứa Cu(NO3)2 d Mg(NO3)2, Fe(NO3)2
và chất rắn B chØ cã Ag, Cu
Bài tập: Một kim loại M hoá trị II đợc nhúng vào lit dung dịch CuSO4 0,5M Sau thời gian lấy
M cân lại, thấy khối lợng tăng 1,6g, nồng độ CuSO4 giảm 0,3M
a/ Xác định kim loại M
b/ Lấy M có khối lợng ban đầu 8,4g nhúng vào hh dung dịch chứa AgNO3 0,2M CuSO4 0,1M Thanh M
có tan hết khơng? Tính khối lợng chất rắn A thu đợc sau phản ứng nồng độ mol/lit chất có dung dịch B (giả sử thể tích dung dịch khơng thay đổi)
Hớng dẫn giải: a/ M Fe
b/ sè mol Fe = 0,15 mol; sè mol AgNO3 = 0,2 mol; sè mol CuSO4 = 0,1 mol
(chÊt khö Fe Cu2+ Ag+ (chÊt oxh m¹nh)
0,15 0,1 0,2 ( mol ) Ag+ Cã TÝnh o xi ho¸ mạnh Cu2+ nên muối AgNO
3 tham gia ph¶n øng víi Fe tríc
PTHH :
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
Theo bµi ta thấy, sau phản ứng (1) Ag NO3 phản ứng hết Fe d: 0,05 mol
Sau phản ứng (2) Fe tan hết d CuSO4 lµ: 0,05 mol
Dung dịch thu đợc sau là: có 0,1 mol Fe(NO3)2; 0,05 mol FeSO4 0,05 mol CuSO4 d
Chất rắn A là: có 0,2 mol Ag vµ 0,05 mol Cu mA = 24,8 g
Vì thể tích dung dịch khơng thay đổi nên V = lit Vậy nồng độ chất sau phản ứng :
CM [ Fe (NO3)2] = 0,1M ; CM [ CuSO4 ] d = 0,05M ; CM [ Fe SO4 ] = 0,05M Bài tập áp dụng:
Bài 1: Nhúng kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M Sau mét thêi gian ph¶n øng, khèi lỵng M
tăng lên 0,40 g nồng độ CuSO4 lại 0,1M
a/ Xác định kim loại M
b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào lit dd chứa AgNO3 Cu(NO3)2 , nồng độ muối 0,1M Sau phản ng ta thu c
chất rắn A khối lợng 15,28g dd B Tính m(g)? Hớng dẫn giải:
a/ theo bµi ta cã PTHH
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (1)
Sè mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng (1) là: 0,5 (0,2 0,1) = 0,05 mol
Độ tăng khối lợng M là:
mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40
gi¶i ra: M = 56, vËy M lµ Fe
b/ ta chØ biÕt sè mol cđa AgNO3 vµ sè mol cđa Cu(NO3)2 Nhng kh«ng biÕt sè mol cđa Fe
(chÊt khư Fe Cu2+ Ag+ (chÊt oxh m¹nh)
0,1 0,1 ( mol ) Ag+ Có Tính oxi hoá mạnh Cu2+ nên mi AgNO
3 tham gia ph¶n øng víi Fe tríc
PTHH:
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
(48)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
- NÕu võa xong ph¶n øng (1): Ag kÕt tđa hÕt, Fe tan hÕt, Cu(NO3)2 cha ph¶n ứng
Chất rắn A Ag ta cã: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g
- Nếu vừa xong phản ứng (1) (2) chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g
theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2
vËy AgNO3 ph¶n øng hÕt, Cu(NO3)2 ph¶n øng mét phần Fe tan hết
mCu tạo = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g VËy sè mol cđa Cu = 0,07 mol
Tỉng số mol Fe tham gia phản ứng là: 0,05 ( ë p ) + 0,07 ( ë p ) = 0,12 mol
Khèi lỵng Fe ban đầu là: 6,72g
Bài 2: Cho 8,3 g hỗn hợp gồm Al Fe có số mol vào 100ml hỗn hợp dung dịch chứa AgNO3 2M vµ
Cu(NO3)2 1,5M Xác định kim loại đợc giải phúng, lng l bao nhiờu?
Đ/S: mrăn = mAg + mCu = 0,2 108 + 0,15 64 = 31,2 g
Bµi 3: Mét kim loại M hoá trị II nhúng vào lít dd FeSO4, thấy khối lợng M tăng lên 16g Nếu nhúng cïng
kim loại vào lit dd CuSO4 thấy khối lợng kim loại tăng lên 20g Biết phản ứng nói
xảy hồn tồn sau phản ứng cịn d kim loại M, dd FeSO4 CuSO4 có nồng độ mol ban đầu
a/ Tính nồng độ mol/lit dd xác định kim loại M
b/ Nếu khối lợng ban đầu kim loại M 24g, chứng tỏ sau phản ứng với dd d M Tính khối lợng kim loại sau phản ứng
HDG:
a/ Vì thể tích dung dịch khơng thay đổi, mà dd lại có nồng độ Nên chúng có số mol Gọi x số mol FeSO4 (cũng số mol CuSO4)
Lập PT toán học giải: M Mg, nồng độ mol/lit dd ban đầu là: 0,5 M b/ Với FeSO4 khối lợng Mg sau phản ứng là: 40g
Víi CuSO4 th× khèi lợng Mg sau phản ứng là: 44g
Chuyờn đề 12: Bài toán hỗn hợp muối
Các tốn vận dụng số mol trung bình xác định khoảng số mol chất
1/ §èi víi chất khí (hỗn hợp gồm có khí) Khối lợng trung bình lit hỗn hợp khí đktc:
MTB =
V V M V M
4 , 22
2
Khối lợng trung bình mol hỗn hợp khí ë ®ktc: MTB =
V V M V M1 1 2 2
Hc: MTB =
n n n M n
M1 1 2( 1)
(n tổng số mol khí hỗn hợp) Hc: MTB =
1 )
( 1
2
1x M x M
(x1lµ % cđa khÝ thø nhÊt)
Hoặc: MTB = dhh/khí x Mx
2/ Đối víi chÊt r¾n, láng MTB cđa hh =
hh hh n m
TÝnh chÊt 1:
MTB hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần lợng chất thành phần hỗn hợp
Tính chất 2:
MTB hh nằm khoảng khối lợng mol phân tử chất thành phần nhỏ vµ lín nhÊt
Mmin < nhh < Mmax
Tính chất 3:
Hỗn hợp chất A, B có MA < MB có thành phần % theo sè mol lµ a(%) vµ b(%)
Thì khoảng xác định số mol hỗn hợp
B B M
m
< nhh <
A A
M m
Gi¶ sư A B có % = 100% chất có % = ngợc lại L
u ý :
- Với toán hỗn hợp chất A, B (cha biết số mol) tác dụng với chất X, Y (đã biết số mol) Để biết sau phản ứng hết A, B hay X, Y cha Có thể giả thiết hỗn hợp A, B chứa chất A B
- Với MA < MB hỗn hợp chứa A thì:
nA =
A hh M m
> nhh =
hh hh M
m
Nh X, Y tác dụng với A mà cịn d, X, Y có d để tác dụng hết với hỗn hợp A, B
- Với MA < MB, hỗn hợp chứa B thì:
nB =
B hh M m
< nhh =
hh hh M
m
Nh X, Y tác dụng cha đủ với B khơng đủ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B Nghĩa sau phản ứng X, Y hết, A, B d
(49)Bài 1: Cho 5,68g hỗn hợp gồm CaCO3 MgCO3 hoà tan vào dung dịch HCl d, khí CO2 thu đợc cho hấp thụ hồn ton
bởi 50ml dung dịch Ba(OH)2 0,9M tạo 5,91g kết tủa Tính khối lợng thành phần % theo khối lợng muối
hỗn hợp
Đáp số: mMgCO3= 1,68g m CaCO3= 4g
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 27,4g hỗn hợp gồm M2CO3 MHCO3 (M kim loại kiềm) 500ml dung dịch HCl 1M
thấy thoát 6,72 lit khí CO2 (đktc) Để trung hoà axit d phải dùng 50ml dung dÞch NaOH 2M
a/ Xác định muối ban u
b/ Tính thành phần % theo khối lợng muối hỗn hợp ban đầu Đáp số:
a/ M Na -> muối Na2CO3 NaHCO3
b/ %Na2CO3 = 38,6% vµ %NaHCO3
Bài 3: Hoà tan 8g hỗn hợp A gồm K2CO3 MgCO3 vào dung dịch H2SO4 d, khí sinh đợc sục vào 300ml dung dịch
Ba(OH)2 0,2M, thu đợc m(g) kết tủa
Tính thành phần % theo khối lợng muối hỗn hợp A để m đạt giá trị cực tiểu(nhỏ nhất) cực đại(lớn nhất) Đáp số:
- Khối lợng kết tủa cực tiểu(nhỏ nhất) CO2 cực đại Tức %K2CO3 = 0% %MgCO3 = 100%
- Khối lợng kết tủa cực đại(lớn nhất) nCO2 = nBa(OH)2 = 0,06 mol Tức %K2CO3 = 94,76% %MgCO3 =
5,24%
Bài 4: Cho 4,2g muối cacbonat kim loại hố trị II Hồ tan vào dung dịch HCl d, có khí Tồn lợng khí đợc hấp thụ vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,46M thu đợc 8,274g kết tủa Tìm cơng thức muối kim loại hoá trị II
Đáp số:
- TH1 Ba(OH)2 d, công thức muối là: CaCO3 kim loại hoá trị II Ca - TH2 Ba(OH)2 thiếu, công thức muối MgCO3 kim loại hoá trị II lµ Mg
Bài 5: Hồ tan hết 4,52g hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại A, B nhâu phân nhóm nhóm II 200ml dung dịch HCl 0,5M Sau phản ứng thu đợc dung dịch C 1,12 lit khí D (đktc)
a/ Xác định kim loại A, B
b/ Tính tổng khối lợng muối tạo thành dung dÞch C
c/ Tồn lợng khí D thu đợc đợc hấp thụ hoàn toàn 200ml dung dịch Ba(OH)2 Tính nồng độ mol/l dung
dịch Ba(OH)2 để:
- Thu đợc 1,97g kết tủa
- Thu đợc lợng kết tủa lớn nht, nh nht
Đáp số:
a/ kim loại Mg Ca b/ mmuối = 5,07g
c/ - TH1: 0,15M
- TH2: kết tủa thu đợc lơn 0,25M - TH3: kết tủa thu đợc nhỏ 0,125M
Bài 6: Cho 10,8g hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng d, thu đợc 23,64g kết tủa Tìm cơng thức muối tính thành phần % theo khối
l-ỵng muối hỗn hợp ban đầu %MgCO3 = 58,33% vµ %CaCO3 = 41,67%
Bµi 7: Hoµ tan hỗn hợp Na2CO3 KHCO3 vào nớc thành 400 ml dung dÞch A Cho tõ tõ 100 ml dung dÞch HCl 1,5M
vào dung dịch A đồng thời khuấy đều, phản ứng kết thúc ta đợc dung dịch B 1,008 lít khí (ở đktc) Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 d đợc 29,55g kết tủa Tính khối lợng chất có hỗn hợp ban đầu Nếu cho từ
từ dung dịch A vào bình đựng 100 ml dung dịch HCl 1,5M thu đợc thể tích khí (ở đktc) l bao nhiờu? HDG:
a, Đặt x, y lần lợt số mol muối Na2CO3 KHCO3 (x, y > 0)
Ta cã PTP¦:
Giai đoạn 1: NaCO3 + HCl NaCl + NaHCO3( )
Mol: x x x x
Nh vËy: nHCO3 xy(mol) ; Theo PT (1) th× n NaHCO3 = n Na2CO3 = x (mol)
Gäi a, b lµ sè mol cđa HCO3 tham gia phản ứng với dung dịch HCl dung dịch Ba(OH)2
Giai đoạn 2: HCO3 + HCl Cl + H2O + CO2 ( )
Mol: a a a a Theo bµi ra: n HCl = 0,1.1,5 = 0,15 ( mol )
n HCl ( P¦ ë ) = n CO2 = a =
4 , 22
008 ,
= 0,045 ( mol )
n Na2CO3( b® ) = nHCl ( P ¦ ë ) = 0,15 – 0,045 = 0,105 (mol)
Sau phản ứng (1) tồn Na2CO3 chuyển thành NaHCO3 Khi cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 d
x¶y ph¶n øng sau:
HCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + OH + H2O ( )
Mol : b b b b nBaCO3 = b =
197 55 , 29
(50)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
VËy n HCO3 ( P ¦ ) = a + b = x + y = 0,045 + 0,15 = 0,195 (mol)
n KHCO3( b® ) = 0,195 – 0,105 = 0,09 (mol)
Khối lợng chất hỗn hợp ban ®Çu:
mNa
2CO3 = 0,105 106 = 11,13g mKHCO
3 = 0,09 100 = 9g
b/ Khi cho dung dịch A vào bình chứa dung dịch HCl 1,5M xảy phản ứng
*Nếu phản ứng xảy đồng thời ta thấy phơng trình (4) giải phóng mol khí CO2 cần mol HCl ,gấp
đôi số mol HCl dùng cho phản ứng (5)
Đặt z số mol HCl tham gia phản ứng (5); số mol HCl tham gia phản ứng (4) lµ 2z (mol) Na2CO3 + 2HCl NaCl + H2O + CO2( )
KHCO3 + HCl KCl + H2O + CO2( )
Theo PTP¦ ta cã: 2z + z = 0,1.1,5 = 0,15 (mol) z = 0,05 ( mol ) Sè mol CO2 thoát là: 0,1 ( mol )
*NÕu ph¶n øng ( ) x¶y tríc: ta cã 2z = 0,15 ( mol ) z = 0,075 (mol); mµ sè mol cđa Na2CO3 = 0,105( mol ) >
0,075.Vậy nên axít phải phản ứng hết,nên số mol khí CO2 thoát 0,075 (mol)
*Nếu phản ứng (5) xảy trớc: ta có z = 0,09 ( mol ) z = 0,09 (mol); mà số mol HCl = 0,15 (mol).Vậy số mol HCl d = 0,15 – 0,09 = 0,06 (mol) tiếp tục tham gia phản ứng (4) Khi 2z = 0,06 (mol) z = 0,03 (mol) Vậy tổng số mol CO2 thoát là:
n CO
2 = 0,09 + 0,03 = 0,12 (mol)
kết hợp kiện ta đợc: 0,075 ( mol ) < n CO
2 < 0,12(mol)
Hay 1,68 ( lÝt ) < VCO2 < 2,688 (lÝt)
Bài 8: Cho 28,1g quặng đơlơmít gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl d thu đợc V (lít) CO2 (ở
®ktc)
a/ Xác định V (lít)
b/ Sục V (lít) CO2 vừa thu đợc vào dung dịch nớc vôi Tính khối lợng kết tủa tối đa thu đợc biết s mol Ca(OH)2 =
0,2 (mol) khối lợng chất có hỗn hợp ban đầu Hớng dÉn:
a/ Theo bµi ta cã PTHH:
MgCO3 + 2HCl MgCl2 + H2O + CO2 (1)
x(mol) x(mol) BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2 (2)
y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
0,2(mol) 0,2(mol) 0,2(mol)
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (4)
Giả sử hỗn hợp có MgCO3.VËy mBaCO3 =
Sè mol: nMgCO =
84 , 28
= 0,3345 (mol) Nếu hỗn hợp toàn BaCO3 mMgCO3 =
Sè mol: nBaCO =
197 , 28
= 0,143 (mol)
Theo PT (1) (2) ta có số mol CO2 giải phóng lµ:
0,143 (mol) nCO
2 0,3345 (mol)
Vậy thể tích khí CO2 thu đợc đktc là: 3,2 (lít) VCO2 7,49 (lít)
b/ Khối lợng kết tủa thu đợc là:
*NÕu số mol CO2 là: 0,143 ( mol ), có PTPƯ (3) xảy d Ca(OH)2, theo PTPƯ nCaCO3 = nCO2 = 0,143
(mol)
Vậy khối lợng kết tủa thu đợc là: mCaCO
3 = 0,143 100 = 1,43g
*NÕu sè mol CO2 là: 0,3345 (mol), có PƯ (3) (4), theo PTPƯ ta có: Số mol CO2 tham gia PƯ (3) là: nCO2
= nCa(OH)
2 = 0,2 (mol) Vậy số mol CO2 d là: 0,3345 – 0,2 = 0,1345 (mol) Tiếp tục tham gia PƯ (4) đó:
Sè mol cđa CaCO3 tạo (3) là: nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol)
Số mol CaCO3 PƯ (4) là: nCaCO3 = nCO2 ( d ) = 0,1345 (mol)
Vậy sau PƯ (4) số mol CaCO3 lại là: 0,2 0,1345 = 0,0655 (mol)
Khi lợng kết tủa thu đợc là: mCaCO
3 = 0,0655 100 = 6,55g
*Để thu đợc kết tủa tối đa nCO
2 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol)
VËy nCaCO
3 = nCa(OH)2 = 0,2(mol)
Khối lợng CaCO3 là: mCaCO3 = 0,2 100 = 20g
Đặt x,y lần lợt sè mol cđa MgCO3 vµ BaCO3
Theo bµi vµ PT (3) ta cã:
x + y = 0,2 (*) x = 0,1(mol)
Giải hệ PT (*) (**) ta đợc:
84x + 197y = 28,1 (**) y = 0,1(mol) VËy khối lợng chất có hỗn hợp ban đầu là:
mMgCO
3 = 0,1 84 = 8,4g mBaCO
3 = 0,1 197 = 19,7g
Bài 9: Khi thêm từ từ khuấy 0,8 lit dd HCl 0,5 M vào dd chứa 35g hỗn hợp A gồm muối Na2CO3 K2CO3
(51)a/ Tính khối lợng muối hỗn hợp A khối lợng kết tủa B
b/ Thêm m (g) NaHCO3 vào hỗn hợp A đợc hỗn hợp A/ Tiến hành thí nghiệm tơng tự nh trên, thể tích dd HCl 0,5M thêm
vào 0,8 lit, dd thu đợc dd D/ Khi thêm Ca(OH)
2 d vào dd D/ đợc kết tủa B/ nặng 30 g Tính V (lit) khí CO2 thoỏt
ra (ở đktc) m (g) Hớng dẫn giải:
Gọi x, y lần lợt số mol cđa Na2CO3 vµ K2CO3
Theo bµi ra: Sè mol HCl = 0,4 mol Giai đoạn 1:
HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl (1)
HCl + K2CO3 KHCO3 + KCl (2)
Sau phản ứng (1 2) Số mol HCl lại là: 0,4 (x + y) tiếp tục tham gia phản ứng Giai đoạn 2:
HCl + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2 (3)
HCl + KHCO3 KCl + H2O + CO2 (4)
Theo bµi ta cã: Sè mol CO2 = 0,1 mol
Theo PTPƯ ( ) th×: Sè mol HCl ( p ) = Sè mol CO2 = 0,1 mol
Khi thêm dd Ca(OH)2 d vào dd D thu đợc kết tủa B , chứng tỏ HCl tham gia phản ứng hết Trong D ch cha Mui clo
rua muối hiđrô cacbonat (còn lại sau phản ứng 4) Theo PTP¦:
NaHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + NaOH + H2O (5)
KHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + KOH + H2O (6)
Từ PT (1, 2, 3, 4) ta có: x + y = 0,3 (I) Theo ta có: 106 x + 138 y = 35 (II) Giải hệ PT (I) (II): ta đợc x = 0,2 ; y = 0,1
Khèi lợng chất hỗn hợp ban đầu là: mNa2 CO3 = 21,2 g ; mK2 CO3 = 13,8 g
Theo PT (5,6) Sè mol CaCO3 = Sè mol (NaKHO3 + KHCO3) lại sau phản ứng (3,4)
Theo PT (3,4) Sè mol NaHCO3 + KHCO3 ph¶n øng = Sè mol CO2 gi¶i phãng = 0,1 mol
Vậy số mol NaHCO3 + KHCO3 lại là: 0,3 – 0,1 = 0,2 mol
Khèi lỵng CaCO3 tạo thành là: 0,2 x 100 = 20 g
b/ thêm m(g) NaHCO3 vào hỗn hợp A
giai đoạn 1: có Na2CO3 K2CO3 phản ứng nên số mol HCl là: x + y = 0,3 mol
sè mol HCl ph¶n øng ë giai đoạn là: 0,1 mol
Do ú số mol CO2 0,1 mol Vậy VCO2 = 0,1 x 22,4 = 2,24 lit
NÕu gäi sè mol NaHCO3 thêm vào b (mol)
Thì tổng số mol NaHCO3 + KHCO3 lại sau giai đoạn là: (0,2 + b) mol
Theo ta cã: 0,2 + b = 30 : 100 = 0,3 VËy b = 0,1 (mol) Khèi lỵng NaHCO3 thêm vào là: 0,1 x 84 = 8,4 g
Bài 10: Cho 38,2g hỗn hợp gồm muối cacbonat trung hồ kim loại hố trị I tác dụng vừa đủ với dung dịch axit HCl thu đợc 6,72 lit CO2 (đktc)
a/ Tìm tổng khối lợng muối thu đợc sau phản ứng
b/ Tìm kim loại trên, biết kim loại liên tiếp phân nhóm nhóm I Đáp sè:
a/ mhh muèi = 41,5g
b/ kim loại Na K
Bi 11: Một hỗn hợp X gồm Na2CO3 K2CO3 có khối lợng 10,5g Khi cho hỗn hợp X tác dụng với HCl d thu đợc
2,016 lit khÝ CO2 (®ktc)
a/ Xác định thành phần % theo khối lợng hỗn hợp X
b/ Lấy 21g hỗn hợp X với thành phần nh cho tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ(khơng có khí ra) Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng
Đáp số:
a/ %Na2CO3 = 60,57% %K2CO3 = 39,43%
Bài 12: Cho 7,2g hỗn hợp A gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II Cho A hồ tan hết dung dịch H2SO4 lỗng thu đợc khí B, cho tồn khí B hấp thụ hết 450ml dung dịch Ba(OH)2
0,2M thu đợc 15,76g kết tủa Xác định muối cacbonat tính thành phần % theo khối lợng chúng tronh hỗn hợp Đáp số:
TH1: Ba(OH)2 d > muối là: MgCO3 CaCO3
%MgCO3 = 58,33% vµ %CaCO3 = 41,67%
TH2: Ba(OH)2 thiếu > muối là: MgCO3 BeCO3
%MgCO3 = 23,33% vµ %BeCO3 = 76,67%
Bài 13: Cho 9,2g hỗn hợp A gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II Hồ tan hoàn toàn hỗn hợp a dung dịch HCl thu đợc khí B, cho tồn khí B hấp thụ hết 550ml dung dịch Ba(OH)2
0,2M thu đợc 19,7g kết tủa Xác định muối cacbonat tính thành phần % theo khối lợng chúng hỗn hp u
Đáp số:
TH1: Ba(OH)2 d > muối là: MgCO3 CaCO3
%MgCO3 = 45,65% vµ %CaCO3 = 54,35%
TH2: Ba(OH)2 thiếu > muối là: MgCO3 BeCO3
%MgCO3 = 44% vµ %BeCO3 = 56%
(52)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
a/ Xác định kim loại tính khối lợng kim loại hỗn hợp đầu
b/ Thêm vào 8,5g hỗn hợp X trên, kim loại kiềm thổ D đợc hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với nớc thu đợc dung dịch E 4,48 lit khí H2 (đktc) Cơ cạn dung dịch E ta đợc chất rắn Z có khối lợng 22,15g Xác định D khối lợng D
c/ §Ĩ trung hoà dung dịch E cần lít dung dịch F chứa HCl 0,2M H2SO4 0,1M Tính khèi lỵng kÕt tđa
thu đợc Đáp số:
a/ mNa = 4,6g vµ mK = 3,9g
b/ kim loại D Ba > mBa = 6,85g
c/ Sè mol BaSO4 = sè mol Ba(OH)2 = sè mol Ba = 0,05mol
-> khèi lỵng cña BaSO4 = 0,05 233 = 11,65g
Bài 15: Hoà tan 23g hỗn hợp gồm Ba kim loại kiềm A, B thuộc chu kỳ bảng tuần hoàn vào nớc thu đợc dung dịch D 5,6 lit H2 (đktc)
a/ Nếu trung hoà 1/2 dung dịch D cần ml dung dịch H2SO4 0,5M? Cô cạn dung dịch thu đợc sau trung hồ
thì đợc gam muối khan?
b/ Nếu thêm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D cha kết tủa hết đợc Ba(OH)2 Nếu thêm 210ml dung
dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D dung dịch sau phản ứng d Na2SO4 Xác định kim loại kim trờn
Đáp số:
a/ mhh muối = 23,75g
b/ kim loại kiềm Na K
B- Toán hỗn hợp muối halogen Cần nhí:
- halogen đứng đẩy đợc halogen đứng dới khỏi muối - Tất halogen tan trừ: AgCl, AgBr, AgI
- HiĨn nhiªn: AgF tan
Bài 1: Một hỗn hợp muối NaF, NaCl, NaBr nặng 4,82g Hoà tan hoàn toàn nớc đợc dung dịch A Sục khí Cl2 vào
dung dịch A cô cạn, thu đợc 3,93g muối khan Lấy nửa lợng muối khan hoà tan nớc cho phản ứng với dung dịch AgNO3 d, thu đợc 4,305g kết tủa Viết phản ứng xảy tính thành phần % theo khối lợng muối
trong hỗn hợp ban đầu Hớng dẫn:
PTHH x¶y ra:
Cl2 + 2NaBr -> 2NaCl + Br2 (1)
z z mol
Tõ PT (1) > Trong 3,93g hỗn hơp có chứa x(mol) NaF (y + z) mol NaCl Phản ứng tạo kết tủa:
AgNO3 + NaCl > NaNO3 + AgCl (2)
z y
z y
mol Ta có hệ PT
mmuối ban đầu = 42x + 58,5y + 103z = 4,82 (I)
mmuèi khan = 42x + 58,5(y + z) = 3,93 (II)
Sè mol AgCl =
z y
= 4,305 : 143,5 = 0,03 (III) Gi¶i hệ phơng trình: x = 0,01, y = 0,04, z = 0,02 -> %NaCl = 48,5%; %NaBr = 42,7% vµ %NaF = 8,8%
Bài 2: Dung dịch A có chứa muối AgNO3 Cu(NO3)2, nồng độ AgNO3 1M Cho 500ml dung dịch A
tác dụng với 24,05g muối gồm KI KCl, tạo đợc 37,85g kết tủa dung dịch B Ngâm kẽm vào dung dịch B Sau phản ứng kết thúc nhận thấy khối lợng kim loại kẽm tăng thêm 22,15g
a/ Xác định thành phần % theo số mol muối KI KCl b/ Tính khối lợng Cu(NO3)2 500ml dung dch A
Đáp số:
a/ nKI = nKCl -> %nKI = %nKCl = 50%
b/ Sè mol Cu(NO3)2 = 0,5 mol > khèi lỵng Cu(NO3)2 = 94g
Bài 3: Hồ tan 5,94g hỗn hợp muối clorua kim loại A B( A, B kim loại thuộc phân nhóm nhóm II) vào nớc, đợc 100ml dung dịch X Ngời ta cho dung dịch X tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO3 thu đợc 17,22g kết
tủa Lọc kết tủa thu đợc dung dịch Y tích 200ml Cơ cạn dung dịch Y thu đợc m(g) hỗn hợp muối khan a/ Tính m?
b/ Xác định CTHH muối clorua Biết tỉ lệ KLNT A so với B : muối ban đầu có tỉ lệ số phân tử A số phân tử muối B :
c/ Tính nồng độ mol/l muối dung dịch X Hớng dẫn:
Viết PTHH xảy
Đặt x, y sè mol cđa mi ACl2 vµ BCl2
Ta cã: (MA + 71).x + (MB + 71)y = 5,94
Sè mol AgCl t¹o = 2(x + y) = 17,22 : 143,5 = 0,12 mol -> x + y = 0,06 > xMA + yMB = 1,68
dd Y thu đợc gồm x mol A(NO3)2 y mol B(NO3)2 -> muối khan
(MA + 124)x + (MB + 124)y = m
Thay giá trị ta đợc: m = 9,12g b/ theo ta có:
MA : MB = :
x : y = nA : nB = :
(53)xMA + yMB = 1,68
Giải hệ phơng trình ta đợc: MA = 40 MB = 24
Nồng độ mol/l dung dịch là: CM(CaCl2) = 0,15M CM(BaCl2) = 0,45M
Bài 4: Chia 8,84 gam hỗn hợp MCl BaCl2 thành phần Hoà tan phần vào nớc cho phản ứng với
AgNO3 d thu đợc 8,61g kết tủa Đem điện phân nóng chảy phần đến hồn tồn thu đợc V lit khí X đktc Biết số mol
MCl chiếm 80% số mol hỗn hợp ban đầu
a/ Xác định kim loại M tính thành phần % theo khối lợng chất hỗn hợp đầu b/ Tính V?
Híng dÉn:
Gäi sè mol MCl BaCl2 8,84g hỗn hợp 2x 2y (mol)
Các PTHH xảy ra:
MCl + AgNO3 -> AgCl + MNO3
BaCl2 + 2AgNO3 > Ba(NO3)2 + 2AgCl
PhÇn 2:
2MCl -> 2M + Cl2
BaCl2 -> Ba + Cl2
Ta cã: nAgCl = x + 2y = 8,61 : 143,5 = 0,06 mol
-> nCl2 = (x + 2y) : = 0,03 mol
Vậy thể tích khí Cl2 thu đợc đktc là:
V = 0,03 22,4 = 0,672 lit
- V× MCl chiÕm 80% tỉng sè mol nªn ta cã: x = 4y -> x = 0,04 vµ y = 0,01 mhh X = (M + 35,5).2x + (137 + 71).2y = 8,84 -> M = 23 M có hoá trị I, M lµ Na
%NaCl = 52,94% vµ %BaCl2 = 47,06%
Bài 5: Một hợp chất hoá học đợc tạo thành từ kim loại hoá trị II phi kim hố trị I Hồ tan 9,2g hợp chất vào nớc để có 100ml dung dịch Chia dung dịch thành phần Thêm lợng d dung dịch AgNO3 vào phần 1,
thấy tạo 9,4g kết tủa Thêm lợng d dung dịch Na2CO3 vào phần 2, thu đợc 2,1g kết tủa
a/ Tìm cơng thức hố học hợp chất ban đầu b/ Tính nồng độ mol/l dung dịch pha chế Hng dn
- Đặt R KHHH kim loại hoá trị II X KHHH phi kim có hoá trị I - Ta có CTHH hợp chất là: RX2
- Đặt 2a số mol hợp chất RX2 ban đầu
Ta có: 2a(MR + 2MX) = 9,2 (g) > a.MR + 2.a.MX = 4,6 (I) - Viết PTHH xảy ra:
- PhÇn 1: 2a(MAg + MX) = 216.a + 2.a.MX = 9,4 (II)
Hay 2.a.MAg - a.MR = 216.a - a.MR = 9,4 – 4,6 = 4,8 (*)
- PhÇn 2: a(MR + MCO3) = a.MR + 60.a = 2,1 (III)
Hay 2.a.MX - a.MCO3 = 2.a.MX – 60.a = 4,6 – 2,1 = 2,5 (**)
Tõ (*) vµ (III) -> 216.a + 60.a = 4,8 + 2,1 = 6,9 -> a = 0,025 Thay a = 0,025 vµo (III) -> MR = 24 VËy R lµ Mg
Thay vµo (I) -> MX = 80 VËy X lµ Br
CTHH hợp chất: MgBr2
Đáp số:
a/ Công thức hoá học hợp chất MgBr2
b/ Nồng độ dung dịch MgBr2 0,5M
Bài 6: Hỗn hợp A gồm muối MgCl2, NaBr, KI Cho 93,4g hỗn hợp A tác dụng với 700ml dung dÞch AgNO3 2M Sau
khi phản ứng kết thúc thu đợc dung dịch D kết tủa B, cho 22,4g bột Fe vào dung dịch D Sau phản ứng xong thu đợc chất rắn F dung dịch E Cho F vào dung dịch HCl d tạo 4,48 lit H2 (đktc) Cho dung dịch NaOH d vào dung
dịch E thu đợc kết tủa, nung kết tủa khơng khí khối lợng khơng đổi thu đợc 24g chất rắn Tính khối lợng kết tủa B
Híng dÉn:
Gäi a, b, c lần lợt số mol MgCl2, NaBr, KI
Viết PTHH xảy
Dung dịch D gồm: Mg(NO3)2, NaNO3, KNO3, AgNO3 d
Kết tủa B gồm: AgCl, AgBr, AgI Rắn F gồm: Ag Fe d
Dung dịch E: Fe(NO3)2, Mg(NO3)2, NaNO3, KNO3 chØ cã Fe(NO3)2, Mg(NO3)2 tham gia ph¶n øng víi dung dÞch NaOH
d
> 24g rắn sau nung là: Fe2O3 MgO Đáp sè: mB = 179,6g
Bài 7: Hoà tan 104,25g hỗn hợp muối NaCl NaI vào nớc Cho đủ khí clo qua đun cạn Nung chất rắn thu đ-ợc hết màu tím bay Bả chất rắn thu đđ-ợc sau nung nặng 58,5g Tính thành phần % theo khối lợng muối hỗn hợp
Híng dÉn:
Gäi a, b lần lợt số mol NaCl NaI
Khi sục khí clo vào toàn muối NaI chun thµnh mi NaCl Tỉng sè mol mi NaCl sau phản ứng là: (a + b) = 58,5 : 58,5 = mol vµ ta cã: 58,5a + 150b = 104,25
Giải phơng trình ta đợc: a = 0,5 b = 0,5
-> %mNaCl = (58,5 0,5 : 104,25 ) 100% = 28,06%
(54)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi húa 9
Bài 8: Cho 31,84g hỗn hợp NaX vµ NaY (X, Y lµ hai halogen thuéc chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 có d thu
đ-ợc 57,34g kết tủa Tìm công thức NaX NaY thành phần % theo khối lợng muối hỗn hợp ban đầu
Hớng dẫn:
Gọi R halogen tơng đơng X Y
Công thức tơng đơng muối NaX, NaY NaR NaR + AgNO3 -> AgR + NaNO3
Cø mol kÕt tđa AgR nhiỊu h¬n mol NaR lµ: 108 – 23 = 85g VËy số mol NaR phản ứng là: (57,34 31,84) : 85 = 0,3 mol Ta cã: Khèi lỵng mol cđa NaR lµ: 31,84 : 0,3 = 106,13 -> Khèi lỵng mol cđa R = 106,13 – 23 = 83,13 VËy X lµ Br vµ Y lµ I
-> %mNaI = 9,43% vµ %mNaBr = 90,57%
Bài 9: Có hỗn hợp gồm NaI NaBr Hồ tan hỗn hợp vào nớc cho brôm d vào dung dịch Sau phản ứng thực xong, làm bay dung dịc làm khơ sản phẩm, thấy khối lợng sản phẩm nhỏ khối lợng hỗn hợp muối ban đầu m(g) Lại hoà tan sản phẩm vào nớc cho clo lội qua d, làm bay dung dịch làm khô, chất lại ngời ta thấy khối lợng chất thu đợc lại nhỏ khối lợng muối phản ứng m(g) Tính thành phần % theo khối lợng NaBr hỗn hợp ban đầu
Híng dÉn;
Gäi a, b lần lợt số mol NaBr NaI
Khi sục Br2 vào dung dịch có NaI phản ứng toàn NaI chuyển thành NaBr VËy tỉng sè mol NaBr sau
ph¶n øng (1) là: (a + b) mol
Sau phản ứng (1) khối lợng giảm: m = mI - mBr = (127 - 80)b = 47b (*)
TiÕp tôc sôc Cl2 vào dung dịch có NaBr phản øng vµ toµn bé NaBr chun thµnh NaCl VËy tỉng số mol
NaCl sau phản ứng (2) là: (a + b) mol
Sau phản ứng (2) khối lợng gi¶m: m = mBr – mCl = (80 – 35,5)(a + b) = 44,5(a + b) (**)
Tõ (*) vµ (**) ta cã: b = 17,8a
VËy %mNaBr = (103a : (103a + 150b)) 100% = 3,7%
Chuyên đề 13: tập tổng hợp tính theo PTHH
Bài 1: Chia hỗn hợp gồm kim loại A, B có hố trị n, m làm phần Phần 1: Hoà tan hết axit HCl thu đợc 1,792 lit H2 (đktc)
Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 1,344 lit khí (đktc) cịn lại chất rắn khơng tan có khối lợng 4/13 khối lợng phần
Phần 3: Nung oxi d thu đợc 2,84g hỗn hợp gồm oxit A2On B2Om Tính tổng khối lợng phần xác định
2 kim loại A B Hớng dẫn:
Gäi a, b lµ sè mol cđa A, B phần Phần 1:
Viết PTHH: Số mol H2 =
2 na
+ mb
= 1,792 : 22,4 = 0,08 mol > na + mb = 0,16 (I) PhÇn 2:
Tác dụng với NaOH d có kim loại tan, gi¶ sư A tan A + (4 – n)NaOH + (n – 2)H2O -> Na4 – nAO2 + n/2 H2
a (mol) na/2 (mol) Sè mol H2 = na/2 = 1,344 : 22,4 -> na = 0,12 (II)
Thay vµo (I) > mb = 0,04
Mặt khác khối lợng B phần: mB = 4/13.m1/3 hh
Phần 3: Viết PTHH:
mhh oxit = (2MA + 16n).a/2 + (2MB + 16m).b/2= 2,84
= MA + MB + 8(na + mb) = 2,84 -> MA + MB = 1,56 (g) (*)
mB = 4/13 1,56 = 0,48 (g) > mA = 1,08 (g)
-> MA = 1,08n : 0,12 = 9n > n = vµ MA = 27 phù hợp Vậy A Al
-> MB = 0,48m : 0,04 = 12m > m = MB = 24 phù hợp Vậy B lµ Mg
Bài 2: Nung a(g) hỗn hợp A gồm MgCO3, Fe2O3 CaCO3 nhiệt độ cao đến khối lợng không đổi, thu đợc chất rắn B có
khối lợng 60% khối lợng hỗn hợp A Mặt khác hoà tan hoàn toàn a(g) hỗn hợp A dung dịch HCl thu đợc khí C dung dịch D Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH d, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lợng không đổi, thu đợc 12,92g hỗn hợp oxit
Cho khÝ C hÊp thơ hoµn toµn vµo lit dung dịch Ba(OH)2 0,075M, sau phản ứng xong, lọc lấy dung dịch, thêm nớc
vụi d vào dung dịch thu đợc thêm 14,85g kết tủa a/ Tính thể tích khí C đktc
b/ Tính % khối lợng chất hỗn hợp A Hớng dẫn:
Đặt số mol MgCO3, Fe2O3, CaCO3 lần lợt x, y, z (mol) hỗn hợp A
Ta cã: 84x + 160y + 100z = a(g) (I)
Sau nung chÊt r¾n B gåm: x mol MgO, y mol Fe2O3 vµ z mol CaO
40x + 160y + 56z = 0,6a (II)
(55)KhÝ C gåm cã: Sè mol CO2 = x + y (mol)
Hỗn hợp D gồm cã: x mol MgCl2, y mol FeCl3, z mol CaCl2
Cho D + NaOH d thu đợc kết tủa: x mol Mg(OH)2 y mol Fe(OH)3 -> oxit tơng ứng là: x mol MgO, y mol
Fe2O3
moxit = 40x + 160y = 12,92 (IV)
Cho C + dd Ba(OH)2 -> a mol BaCO3 vµ b mol Ba(HCO3)2
Ta có: Số mol CO2 phản ứng là: a + 2b = x + z
Sè mol Ba(OH)2 ph¶n øng lµ: a + b = 0,075
-> b = (x + y) – 0,15 (V) PTHH:
Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + BaCO3 + 2H2O
b mol b mol b mol Ta cã: 100b + 197b = 14,85 -> b = 0,05 Tõ (V) > x + y = 0,2
Tõ (III) > a = 110 0,2 = 22g
a/ Thể tích khí CO2 thu đợc đktc là: 4,48 lit
b/ Gi¶i hƯ PT (I, III, V) -> x = 0,195, y = 0,032, z = 0,005 Khối lợng thành phần % chất là:
mMgCO
3 = 16,38g ( 74,45%) mFe
2O3 = 5,12g (23,27%) mCaCO
3 = 0,5g ( 2,27%)
Bài 3: Hỗn hợp bột A gồm Fe Mg có khối lợng 2,72g đợc chia thành phần
Phần 1: Cho vào 400ml dung dịch CuSO4 a(M) chờ cho phản ứng xong thu đợc 1,84g chất rắn B dung dịch C Cho
dung dịch NaOH d vào dung dịch C thu đợc kết tủa Sấy nung kết tủa khơng khí đến khối lợng khơng đổi cân đợc 1,2g chất rắn D
TÝnh thµnh phần % theo khối lợng kim loại hỗn hợp A trị số a?
Phn 2: Cho tác dụng với V(ml) dung dịch AgNO3 0,1M Sau phản ứng xong thu đợc chất rắn E có lng 3,36g
Tính thành phần % theo khối lợng chất chất rắn E? Tính V? Hớng dÉn:
XÐt phÇn 1:
m(Mg + Fe) = 2,72 : = 1,36g
TH1: 1/2 hh A ph¶n øng hÕt víi CuSO4 -> dd C gåm có: FeSO4, MgSO4, CuSO4
Chất rắn B Cu (cã khèi lỵng 1,84g)
Cho dd C + dd NaOH -> kÕt tña Fe(OH)2, Mg(OH)2, Cu(OH)2 -> Oxit tơng ứng sau nung kk Fe2O3,
MgO, CuO có khối lợng 1,2g < 1,36g > VËy A cha tham gia ph¶n øng hÕt TH2: 1/2 hh A ph¶n øng cha hÕt víi CuSO4
Giả thiết Mg Mg phản ứng cha hết (mà Mg lại hoạt động hố học mạnh Fe) dd CuSO4 phải hết Fe cha tham
gia phản ứng > dd C MgSO4 chất r¾n D chØ cã MgO
-> Sè mol Mg ph¶n øng = nCu = nMgO = 1,2 : 40 = 0,03 mol
ChÊt r¾n B gåm Cu, Fe Mg d
Nhng ta thấy mCu t¹o = 0,03 64 = 1,92g > 1,84g > Trái với điều kiện toán Vậy Mg phải hết Fe tham gia
phần Nh vậy:
chất rắn B gồm có: Cu Fe d dd C gồm có MgSO4 FeSO4
chất rắn D gồm có MgO Fe2O3 có khối lợng 1,2g
- Đặt x, y số mol Fe, Mg 1/2 hh A vµ sè mol Fe d z (mol) - 56x + 24y = 1,36
- (x – z).64 + y.64 + 56z = 1,84 - 160(x – z) : + 40y = 1,2
Giải hệ phơng trình ta đợc: x = 0,02, y = 0,01, z = 0,01 -> %Fe = 82,35% %Mg = 17,65%
Sè mol cña CuSO4 = 0,02 mol > a = 0,02 : 0,4 = 0,05M
XÐt phÇn 2:
1/2 hh A có khối lợng 1,36g
Độ tăng khối lợng chất rắn = 3,36 1,36 = 2,0g Gi¶ thiÕt Fe cha ph¶n øng
Ta cã: sè mol Mg ph¶n øng = : (2 108 – 24) = 0,0104 mol > nMg phÇn
> Nh Fe tham gia phản ứng Mg phản ứng hết mrắn Mg sinh = 0,01 (2 108 – 24) = 1,92g
mr¾n Fe sinh = – 1,92 = 0,08 g
nFe ph¶n øng = 0,08 : (2 108 – 56) = 0,0005 mol
nFe d = 0,02 – 0,0005 = 0,0195mol
Vậy chất rắn E gồm có Fe cịn d Ag đợc sinh sau phản ứng Tổng số mol AgNO3 phản ứng = (0,01 + 0,0005).2 = 0,021 mol
Thể tích dd AgNO3 0,1M dùng = 0,021 : 0,1 = 0,21 lit
Bài 4: Cho 9,86g hỗn hợp gồm Mg Zn vào cốc chứa 430ml dung dịch H2SO4 1M loÃng Sau phản ứng hoàn
ton, thờm tip vo cốc 1,2 lit dung dịch hỗn hợp gồm Ba(OH)2 0,05M NaOH 0,7M, khuấy cho phản ứng hoàn
tồn, lọc lấy kết tủa nung nóng đến khối lợng khơng đổi thu đợc 26,08g chất rắn Tính khối lợng kim loại hỗn hợp đầu
Hớng dẫn;
Đặt số mol Mg Zn lµ x vµ y Ta cã: 24x + 65y = 9,86 (I) Sè mol H2SO4 = 043.1= 0,43 mol
Đặt HX công thức tơng đơng H2SO4 -> nHX = 2nH2 SO4 = 0,43.2 = 0,86 mol
Sè mol Ba(OH)2 = 1,2 0,05 = 0,06 mol
(56)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Đặt ROH cơng thức tng đơng cho bazơ cho Ta có: nROH = 2nBa(OH)2 + nNaOH = 0,06.2 + 0,84 = 0,96 mol
PTHH xảy
Giả sử hỗn hợp chøa m×nh Zn -> x = VËy y = 9,86 : 65 = 0,1517 mol
Gi¶ sư hỗn hợp Mg -> y = Vậy x = 9,86 : 24 = 0,4108 mol 0,1517 < nhh kim lo¹i < 0,4108
Vì x > y > nên số mol axit tham gia phản ứng với kim loại là: 0,3034 < 2x + 2y < 0,8216 nhận thấy lợng axit dùng < 0,86 mol Vậy axit d > Do Zn Mg phản ứng hết
Sau hoµ tan hÕt dung dÞch cã
x mol MgX2 ; y mol ZnX2 ; 0,86 – 2(x + y) mol HX 0,43 mol SO4
Cho dung dịch tác dụng với dung dịch bazơ HX + ROH -> RX + H2O
0,86 – 2(x + y) 0,86 – 2(x + y) mol MgX2 + 2ROH > Mg(OH)2 + 2RX
x 2x x mol ZnX2 + 2ROH > Zn(OH)2 + 2RX
y 2y y mol Ta có nROH phản ứng = 0,86 – 2(x + y) + 2x + 2y = 0,86 mol
VËy nROH d = 0,96 – 0,86 = 0,1mol
TiÕp tôc cã ph¶n øng x¶y ra:
Zn(OH)2 + 2ROH > R2ZnO2 + 2H2O
b®: y 0,1 mol Pø: y1 2y1 mol
cßn: y – y1 0,1 – 2y1 mol
( §iỊu kiƯn: y y1)
Phản ứng tạo kết tủa
Ba(OH)2 + H2SO4 -> BaSO4 + 2H2O
b®: 0,06 0,43 mol pø: 0,06 0,06 0,06 mol cßn: 0,43 – 0,06 0,06 mol Nung kÕt tña
Mg(OH)2 -> MgO + H2O
x x mol Zn(OH)2 -> ZnO + H2O
y – y1 y – y1 mol
BaSO4 > không bị nhiệt phân huỷ
0,06 mol
Ta cã: 40x + 81(y – y1) + 233.0,06 = 26,08
-> 40x + 81(y – y1) = 12,1 (II)
Khi y – y1 = -> y = y1 ta thÊy 0,1 – 2y1 -> y1 0,05
Vậy 40x = 12,1 -> x = 12,1 : 40 = 0,3025 mol Thay vào (I) ta đợc y = 0,04 ( y = y1 0,05) phù hợp
VËy mMg = 24 0,3025 = 7,26g vµ mZn = 65 0,04 = 2,6g
Khi y – y1 > > y > y1 ta cã 0,1 – 2y1 = (v× nROH ph¶n øng hÕt)
> y1 = 0,05 mol, thay vào (II) ta đợc: 40x + 81y = 16,15
Giải hệ phơng trình (I, II) -> x = 0,38275 y = 0,01036 Kết y < y1 (không phù hợp với điều kiện y y1 ) -> lo¹i
Bài 5: Cho X hỗn hợp chất gồm kim loại R, oxit muối sunfat kim loại R biết R có hố trị II khơng đổi hợp chất Chia 29,6 gam X thành phần
Phần 1: Đem hoà tan dung dịch H2SO4 lỗng d thu đợc dung dịch A, khí B lợng khí B vừa đủ để khử hết 16g
CuO Sau cho dung dịch A tác dụng với dung dịch KOH d kết thúc phản ứng thu đợc kết tủa C Nung C đến khối lợng khơng đổi thu đợc 14g chất rắn
Phần 2: Cho tác dụng với 200ml dung dịch CuSO4 1,5M Sau phản ứng kết thúc tách bỏ chất rắn, cô cạn phần dung
dch thỡ thu c 46g muối khan a/ Viết PTHH xảy b/ Xỏc nh kim loi R
c/ Tính thành phần % theo khối lợng chất X Biết phản ứng xảy hoàn toàn Hớng dẫn:
Đặt x, y, z lµ sè mol R, RO, RSO4 1/2 hh X ta cã:
x.MR + (MR + 16).y + (MR + 96).z = 14,8g
phÇn 1;
Viết PTHH xảy ra;
dd A có RSO4 = (x + y + z) mol vµ H2SO4 d
KhÝ B lµ H2 = x mol
H2 + CuO -> Cu + H2O
x x x mol nCuO = x = 16 : 80 = 0,2 mol
dd A + KOH d
H2SO4 + 2KOH > K2SO4 + H2O
RSO4 + 2KOH > K2SO4 + R(OH)2
R(OH)2 -> RO + H2O
(57)Ta cã: (MR + 16) (x + y + z) = 14 (II)
Thay x = 0,2 vµo (I, II) > z = 0,05 PhÇn 2:
R + CuSO4 > RSO4 + Cu
b®: 0,2 0,3 mol pø: 0,2 0,2 0,2 mol Sè mol CuSO4 d = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol
Tæng sè mol RSO4 = (0,2 + z) mol
mMuèi khan = mRSO4 + mCuSO4 = 0,1.160 + (MR + 96)(0,2 + z) = 46
Thay z = 0,05 -> MR = 24, R có hoá trị II -> R Mg
Thay giá trị vào tính đợc y = 0,1 mMg = 4,8g > %Mg = 32,43%
mMgO = 4,0g > %MgO = 27,03%
mMgSO4 = 6,0g > %MgSO4 = 40,54%
Bài 6: Hoà tan hết 7,74g hỗn hợp bột kim loại Mg Al 500ml dung dịch hỗn hợp chứa axit HCl 1M axit H2SO4 loãng 0,28M, thu đợc dung dịch A 8,736 lit khí H2 (đktc) Cho axit phản ứng đồng thời với kim loi
a/ Tính tổng khối lợng muối tạo thành sau phản ứng
b/ Cho dung dịch A phản ứng với V lit dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 1M Ba(OH)2 0,5M Tính thể tích V cần dïng
để sau phản ứng thu đợc lợng kết tủa lớn nhất, tính khối lợng kết tủa Hớng dn:
Đặt x, y số mol Mg Al 24x + 27y = 7,74 (I)
Đặt HA công thức tơng đơng hỗn hợp gồm axit HCl H2SO4
nHA = nHCl + 2nH2 SO4 = 0,5 + 2.0,14 = 0,78 mol
ViÕt PTHH xảy
nH2 = x + 1,5y = 8,736 : 22,4 = 0,39 (II)
Tõ (I, II) > x = 0,12 vµ y = 0,18 mmuèi = mhh kim loai + mhh axit - mH2 = 38,93g
Đặt ROH công thức tơng đơng hỗn hợp gồm bazơ NaOH Ba(OH)2
nROH = nNaOH + 2nBa(OH)2 = 1V + 2.0,5V = 2V (mol)
Viết PTHH xảy
> Tæng sè mol ROH = 0,78 mol Vậy thể tích V cần dùng là: V = 0,39 lit
Ngoài kết tủa Mg(OH)2 Al(OH)3 dung dịch xảy phản ứng tạo kết tña BaSO4.Ta cã nBaSO4 = nH2 SO = 0,14 mol
(V× nBa(OH)2= 0,5.0,39 = 0,195 mol > nH2 SO4 = 0,14 mol) -> nH2 SO4 ph¶n øng hÕt
Vậy khối lợng kết tủa tối đa thu đợc mkết tủa = mMg(OH)2 + mAl(OH)3 + mBaSO4 = 53,62g
Bµi 7:
1 Hồ tan vừa đủ axit kim loại M có cơng thức MO vào dung dịch H2SO4 loãng nồng độ 4,9% đợc dung dịch
chứa muối tan có nồng độ 7,6 % a) Cho biết tên kim loại M
b) Tính khối lợng dung dịch H2SO4 dùng
2 Hấp thụ toàn hỗn hợp gồm khí CO2 H2O vào 900 ml dung dịch Ca(OH)2 1M, thu đợc 40 gam kết tủa Tách
bỏ phần kết tủa, thấy khối lợng dung dịch tăng 7,8 gam so với khối lợng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu
HÃy tìm khối lợng CO2 khối lợng H2O đem dùng
Hớng dẫn:
Gọi x lµ sè mol MO
MO + H2SO4 MSO4 + H2O
Khèi lỵng chÊt tan MSO4 là: (M+96)x
Khối lợng MO là: (M+16)x Khối lợng H2SO4 ban đầu:
m = x 2000x
9 ,
100 98
Khối lợng dung dịch MSO4: 2000x + (M + 16)x
m = 100 7,69
) 16 (
2000
) 96 (
x M
x
x M
m = 2000 (g) (x=1)
Do x có nhiều giá trị nên có nhiều giá trị khối lợng dung dịch H2SO4 t¬ng øng
2,
a Khi sè mol CO2 sè mol Ca(OH)2
(58)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Sè mol CaCO3 = 100
40
= 0,4 mol Khối lợng CO2 0,4 44 = 17,6 (g)
17,6 + mdd+mH2O= m' + 40 (m' = mdd+7,8)
mH2O=7,8+40-17,6 = 30,2 (g)
b) Khi nCa(OH)2 < nCO2 < 2nCa(OH)2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
? 0,9 0,9
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2
Sè mol kÕt tña:
0,9- t = 0,4 0,5 100
40
t Sè mol CO2: 0,9 + 0,5 = 1,4 (mol)
Khèi lỵng CO2: 1,4.44 = 61,6 (g)
Khèi lỵng H2O: 40 +7,8 - 61,6 < -> Ta loại trờng hợp
Bài 8: Hoà tan hoàn toàn 25,2 g muối cacbonat kim loại hóa trị II dung dịch HCl 7,3% (D = 1,038 g/ml) Cho toàn khí CO2 thu đợc vào
500 ml dung dịch NaOH 1M thu đợc 29,6g muối a Xác định CTHH muối cacbonat b Tính thể tích dung dch HCl ó dựng Hng dn:
a/ Đặt công thức muối cacbonat MCO3
Các PTHH:
MCO3 + HCl MCl2 + CO2 + H2O (2)
NaOH + CO2 NaHCO3 (3)
a a a
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O (4)
2b b b
Sè mol NaOH: nNaOH = 0,5 = 0,5 mol
Gọi a, b lần lợt số mol CO2 tham gia phản ứng (3) (4)
Theo phơng trình ta có: nNaOH = a + 2b = 0,5 mol (5)
mmuèi = 84 a + 106 b = 29,6 g (6)
Giải (5) (6) ta đợc: a = 0,1mol ; b = 0,2mol Số mol CO2 tạo thành (2):
nCO2 = a + b = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol
Theo pt (2):
nMCO3= nCO2 = 0,3 mol
Khèi lỵng phân tử muối ban đầu:
3
25,2 0,3
MCO
M = 84 M + 60 = 84 M = 24 ®vC
VËy M lµ Mg suy CTHH cđa muối cần tìm: MgCO3
L
u ý : HS biện luận để chứng minh xảy (3) (4) Ta thấy:
29,6
106 < nmuèi < 29,6
84
0,28 mol < nmuèi < 0,35 mol
Mµ nCO2 = nmuèi
(59)
2
0,5 0,5
2
0,35 0, 28
NaOH CO n
n
1< nNaOH/ nCO2 <
t¹o muối có (3 ) (4) xảy a Theo phơng trình (2)
nHCl =2nCO2 =2 0,3 = 0,6 mol Khối lợng HCl dùng: MHCl =0,6 36,5 =21,9 (g)
Khối lợng dung dịch HCl dùng: mddHCl =
3 , 100 21 x = 300g Thể tích dung dịch HCl dùng:
Vdd HCl =
038 ,
300
= 289ml = 0,289 (lit)
Bài 9: Cho 4g Fe kim loại hoá trị II vào dung dịch H2SO4 lỗng lấy d thu đợc 2,24 lít khí H2 (ktc) Nu cho 1,2g
kim loại hoá trị II nói phản ứng với 0,7 lít khí O2(đktc) lợng Oxi d sau phản ứng
a, Xỏc định kim loại hóa trị II
b, TÝnh % khối lợng kim loại hỗn hợp Hớng dẫn:
a/ Các PTPƯ:
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 xmol
xmol xmol
A + H2SO4 ASO4 + H2 ymol
ymol ymol n
2
H = =0,1mol
4 , 22 24 ,
Theo bµi ta cã hệ phơng trình:
{ 1, 0 = y + x 4 = Ay + x 56 (a)
Ay - 56y = - 1,6
A y -56 ,
0 < 0,1 40 -56 , MA
A (1) 2A + O2
2AO (*) n =0,03125mol , 22 , = O2
Theo PTP¦ (*):
1 03125 , < A 2 ,
(do oxi d)
-> 2A > 38,4 VËy A > 19,2 (2) (1) vµ (2) Ta cã 19,2 < MA < 40
Do A kim loại có hoá trị II nên A Mg b Thay A vào hÖ PT (a)
05,0 05,0 1,0 4 24 56 y x yx y x
mFe = 0,05 56= 2,8g
mMg = 1,2g
% Fe = 100%=70%
8 ,
% Mg = 100% - 70% = 30%
Bài 10: Nhiệt phân hoàn toàn 20 g hỗn hợp MgCO3, CaCO3 , BaCO3 thu đợc khí B Cho khí B hấp thụ hết vào nớc vôi
trong thu đợc 10 gam kết tủa dung dịch C Đun nóng dung dịch C tới phản ứng hoàn toàn thấy tạo thành thêm gam kết tủa Hỏi % khối lợng MgCO3 nằm khoảng nào?
(60)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
MgCO3
0
t
MgO + CO2(k) (1) (B)
CaCO3
0
t
Ca0 + CO2(k) (2)
(B) BaCO3
0 t
BaO + CO2;k) (3) (B)
CO2(k) + Ca (OH)2(dd) > CaCO3(r) + H2O(l) (4)
(B)
2CO2(k) + Ca(OH)2(dd) > Ca(HCO3)2(dd) (5)
(B) (C)
Ca(HCO3)2 t
CaCO3(r) + CO2(k) + H2O(l) (6)
(C)
Theo phơng trình phản ứng (4) (6) ta cã: nCaCO3 = 0,1 + 0,06 = 0,16 (mol) > n cO2 = 0,1 + 0,06 x = 0,22 (mol)
theo phơng trình ph¶n øng (1) , (2) , (3), (4 ), (5) ta cã: Tæng sè mol muèi: n muèi = n CO2 = 0,22 (mol)
Gäi x, y, z lần lợt số mol muối: MgCO3, CaCO3, BaCO3 có 100 gam hỗn hợp tổng số mol muối
sẽ là: x + y + z = 1,1 mol
Vì ban đầu 20 gam hỗn hợp ta quy 100 gam hỗn hợp nên nmuối = 1,1 (mol)
Ta có: 84x + 100y + 197z = 100 -> 100y + 197z = 100 – 84x
Vµ x + y + z = 1,1 -> y + z = 1,1 – x < > 100 < 100 197 100 84
1,1
y z x
y z x
< 197
> 52,5 < 84x < 86,75
Vậy % lợng MgCO3 nằm khoảng từ 52,6% đến 86,75 %
Bài 11: Hoà tan 11,2g CaO vào nớc ta đợc dd A
1/ Nếu khí CO2 sục qua A sau kết thúc thí nghiệm có 2,5 g kết tủa có lít khí CO2 tham gia phản
øng?
2/ Nếu hoà tan 28,1g hỗn hợp MgCO3 BaCO3 có thành phần thay đổi chứa a% MgCO3 dd HCl cho
tất khí hấp thụ hết vào dd A thu đợc kết tủa D
Hỏi: a có giá trị lợng kết tđa D nhiỊu nhÊt vµ Ýt nhÊt? nCaO =
56 , 11
= 0,2 mol Phơng trình hoá học:
CaO + H2O Ca(OH)2 (1)
0,2 0,2 mol Khi sơc CO2 vµo cã ph¶n øng:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) Tr
êng hợp 1: Ca(OH)2 d CO2 phản ứng hết thì:
Theo (2) nCO2 = nCaCO3 = 100
5 ,
= 0,025 mol VCO2 = 0,025 22,4 = 0,56 LÝt Tr
êng hỵp 2:
CO2 d, Ca(OH)2 phản ứng hết có thêm phản ứng:
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (3)
Theo (1) nCO2 = nCa(OH)2 = nCaCO3 = 0,2 mol
nCaCO3 ph¶n øng ë (3): = 0,2 - 0,025 = 0, 175 mol
Theo (3) nCO2 = nCaCO3 = 0,175 Mol
Tæng nCO2 ë (2) vµ (3) lµ: 0,2 + 0,175 = 0,375 mol
VCO2 = 0,375 22,4 = 8,4 LÝt
(61)MgCO3 + HCl MgCl2 + CO2 + H2O (1)
BaCO3 + HCl BaCl2 + CO2 + H2O (2)
Khi sục CO2 vào dd A xảy ph¶n øng :
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (4)
Để lợng kết tủa CaCO3 thu đợc lớn xảy phản ứng (3)
Khi đó: nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2mol
Theo đề khối lợng MgCO3 có 28,1 g hỗn hợp là:
mMgCO3 = 100
81 ,
2 a
= 0,281a nMgCO3 =
84 281 ,
0 a
nBaCO3 =
197 281 , ,
28 a
Theo (1) vµ (2) nCO2 = nMgCO3 + nBaCO3
Ta có phơng trình:
197 281 , , 28 84
281 ,
0 a a
= 0,2
Giải ta đợc: a = 29,89 % Vậy a = 29,89 % lợng kết tủa lớn Khi a = % nghĩa hỗn hợp tồn muối BaCO3
Khi nCO2 = 197
1 , 28
= 0,143 mol Ta cã: nCO2 < nCa(OH)2
Theo (3): nCaCO3 = nCO2 = 0,143 mol
m CaCO3 = 0,143 100 = 14,3g
Khi a = 100% nghĩa hỗn hợp tồn muối MgCO3 đó:
nCO2 = 84
1 , 28
= 0,334 > nCa(OH)2 = 0,2 mol
Theo (3): nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2 mol
Vì CO2 d nên CaCO3 tiếp tục phản ứng:
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (5)
Theo (5): nCaCO3 = nCO2 d = 0,334 - 0,2 = 0,134
nCaCO3 cßn l¹i : 0,2 - 0,134 = 0,066
mCaCO3 = 0,066 100 = 6,6 < 14,3g
Vậy a = 100% lợng kết tủa thu đợc bé
Bµi 12: Hoµ tan 7,74g hỗn hợp kim loại Mg, Al 500ml dung dịch hỗn hợp chứa HCl 1M H2SO4 0,38M
(loãng) Thu đợc dung dịch A 8,736 lít khí H2(đktc)
a Kim loại tan hết cha? giải thích? b Tính khối lợng muối có dung dịch A? Hớng dẫn:
nHCl = 0,5 mol ; nH2SO4= 0,19 mol ; nH2 = 0,39 mol a/ Các P.T.H.H: Mỗi PTHH cho
Mg + HCl MgCl2 + H2 (1)
Al + HCl 2AlCl3 + 3H2 (2)
Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 (3)
Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (4)
Tõ 1,2 :
nH2 =
n HCl = 2
.0,5 = 0,25 (mol) Tõ 3,
nH2 = nH2SO4= 0,19 (mol)
Suy ra: Tæng nH2 = 0,25 + 0,19 = 0,44 (mol) Ta thÊy: 0,44 > 0,39
VËy: AxÝt d, kim lo¹i tan hÕt b/ Theo c©u a: AxÝt d
* TH1: Gi¶ sư HCl ph¶n øng hÕt, H2SO4 d:
nHCl = 0,5 mol nH2=0,25 mol
(1,2)
nH2= 0,39 - 0,25 = 0,14 (mol) suy nH2SO4 = 0,14 mol (3,4) (p)
Theo định luật BTKL:
m muèi = 7,74 + 0,5 35,5 + 0,14 96 = 38,93g
(A)
(62)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Suy nH2SO4= 0,19 mol suy nH2 = 0,19 mol 3,4
nH2= 0,39 – 0,19 = 0,2 (mol) suy n HCl= 0,2.2 =0,4 (mol) (1,2) (p ø)
Theo định luật bảo toàn khối lợng:
m muèi = 7,74 + 0,19.96 + 0,4.35,5 = 40,18 (g)
Vì thực tế phản ứng xảy đồng thời Nên axít d Suy tổng khối lợng muối A thu đợc là:
38,93 (g) < m muèi A <40,18 (g)
Bài 13: Cho hỗn hợp gồm MgO, Al2O3 oxit kim loại hoá trị II hoạt động Lấy 16,2 gam A cho vào ống
sứ nung nóng cho luồng khí H2 qua phản ứng hoàn toàn Lợng nớc thoát đợc hấp thụ 15,3
gam dung dịch H2SO4 90%, thu đợc dung dịch H2SO4 85% Chất rắn cịn lại ống đem hồ tan HCl với lợng
vừa đủ, thu đợc dung dịch B 3,2 gam chất rắn không tan Cho dung dịch B tác dụng với 0,82 lít dung dịch NaOH 1M, lọc lấy kết tủa, sấy khô nung nóng đến khối lợng khơng đổi, đợc 6,08 gam chất rắn
Xác định tên kim loại hoá trị II thành phần % khối lợng A Hng dn:
Gọi R KHHH kim loại hoá trị II, RO CTHH oxit Đặt a, b, c lần lợt số mol MgO, Al2O3, RO hỗn hợp A
Theo ta cã:
40a + 102b + (MR + 16)c = 16,2 (I)
Các PTHH xảy ra:
RO + H2 -> R + H2O (1)
MgO + 2HCl > MgCl2 + H2O (2)
Al2O3 + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2O (3)
MgCl2 + 2NaOH > Mg(OH)2 + 2NaCl (4)
AlCl3 + 3NaOH -> Al(OH)3 + 3NaCl (5)
Cã thÓ cã: Al(OH)3 + NaOH -> NaAlO2 + H2O (6)
x x x
Gäi x lµ sè mol cđa NaOH d tham gia phản ứng với Al(OH)3
Mg(OH)2 -> MgO + H2O (7)
2Al(OH)3 -> Al2O3 + 3H2O (8)
2b – x 2b x
mol Ta cã:
Khèi lỵng cđa axit H2SO4 dd 90% lµ:
m = 15,3 0,9 = 13,77 (g)
Khối lợng axit H2SO4 dd 85% 13,77(g) Vì pha lỗng H2O khối lợng chất tan đợc bo ton
Khối lợng dd H2SO4 85% là: (15,3 + 18c)
Ta cã: C% =
) 18 , 15 (
77 , 13
c
100% = 85% Giải phơng trình: c = 0,05 (mol)
Chất rắn không tan axit HCl R, có khối lợng 3,2g
MR =
05 ,
2 ,
= 64 VËy R lµ Cu Thay vµo (I) -> 40a + 102b = 12,2 (II) Sè mol NaOH = 0,82.1 = 0,82 (mol)
TH1: Ph¶n øng x¶y nhng Al(OH)3 tan cha hÕt
nNaOH = 2a + 6b + x = 0,82 (III)
40a + 102( 2b x
) = 6,08 (IV)
Giải hệ phơng trình (II) (IV) đợc: x = 0,12 (mol) Thay vào (III) -> 2a + 6b = 0,7 (III)/
Giải hệ phơng trình: (II) (III)/ đợc: a = 0,05 b = 0,1
%CuO = 24,69% ; %MgO = 12,35% vµ %Al2O3 = 62,96%
TH2: Ph¶n øng x¶y Al(OH)3 tan hết
mrắn = mMgO = 6,08g
nMgO = 6,08 : 40 = 0,152 mol
mAl2O3= 12,2 – 6,08 = 6,12 g nAl2O3= 6,12 : 102 = 0,06 mol
nNaOH = 2nMgO + 6nAl2 O3= 2.0,152 + 6.0,06 = 0,664 mol nAl(OH)3= 2nAl2 O3= 0,12 mol
nNaOH d = 0,82 – 0,664 = 0,156 mol
Nhận thấy: nNaOH d = 0,156 > nAl(OH)3= 0,12 mol => Al(OH)3 tan hết Tính đợc: mCuO = 4g => %mCuO = 24,69%
(63)Chuyên đề 14: nhận biết phân biệt chất.– I/ Nguyên tắc yêu cầu giải tập nhận biết.
- Muốn nhận biết hay phân biệt chất ta phải dựa vào phản ứng đặc trng có tợng: nh có chất kết tủa
tạo thành sau phản ứng, đổi màu dung dịch, giải phóng chất có mùi có tợng sủi bọt khí Hoặc sử dụng số tính chất vật lí (nếu nh cho phép) nh nung nhiệt độ khác nhau, hoà tan chất vào nớc,
- Phản ứng hoá học đợc chọn để nhận biết phản ứng đặc trng đơn giản có dấu hiệu rõ rệt Trừ trờng hợp đặc
biƯt, th«ng thêng mn nhận biết n hoá chất cần phải tiến hành (n – 1) thÝ nghiÖm
- Tất chất đợc lựa chọn dùng để nhận biết hoá chất theo yêu cầu đề bài, đợc coi thuốc thử - Lu ý: Khái niệm phân biệt bao hàm ý so sánh (ít phải có hai hố chất trở lên) nhng mục đích cuối
phân biệt để nhận biết tên số hố chất II/ Phơng pháp làm bài.
1/ Chiết(Trích mẫu thử) chất vào nhận biết vào ống nghiệm.(đánh số)
2/ Chọn thuốc thử thích hợp(tuỳ theo yêu cầu đề bài: thuốc thử tuỳ chọn, han chế hay không dùng thuốc thử khác) 3/ Cho vào ống nghiệm ghi nhận tợng rút kết luận nhận biết, phân biệt đợc hoá chất
4/ ViÕt PTHH minh hoạ
III/ Các dạng tập thờng gặp.
- Nhận biết hoá chất (rắn, lỏng, khí) riêng biệt - Nhận biết chất hỗn hỵp
- Xác định có mặt chất (hoặc ion) dung dịch
- Tuỳ theo yêu cầu tập mà dạng gặp trờng hợp sau:
+ Nhận biết với thuốc thử tự (tuỳ chọn) + Nhận biết với thuốc thử hạn chế (có giới hạn) + Nhận biết khơng đợc dùng thuốc thử bên ngồi
1. §èi víi chÊt khÝ:
- Khí CO2: Dùng dung dịch nớc vơi có d, tợng xảy làm đục nớc vôi
- KhÝ SO2: Cã mïi h¾c khã ngưi, làm phai màu hoa hồng Làm màu dung dịch nớc Brôm Làm
màu dung dịch thuèc tÝm
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 - KhÝ NH3: Cã mïi khai, làm cho quỳ tím tẩm ớt hoá xanh
- Khí clo: Dùng dung dịch KI + Hồ tinh bột để thử clo làm dung dịch từ màu trắng chuyển thành màu xanh
Cl2 + KI 2KCl + I2
- Khí H2S: Có mùi trứng thối, dùng dung dịch Pb(NO3)2 để tạo thành PbS kết tủa màu đen
- Khí HCl: Làm giấy quỳ tẩm ớt hoá đỏ sục vào dung dịch AgNO3 tạo thành kết tủa màu trắng AgCl - Khí N2: Đa que diêm đỏ vào làm que diêm tắt
- Khí NO ( khơng màu ): Để ngồi khơng khí hố màu nâu đỏ - Khí NO2 ( màu nâu đỏ ): Mùi hắc, làm quỳ tím tẩm ớt hố đỏ
4NO2 + 2H2O + O2 4HNO3
2. Nhận biết dung dịch bazơ (kiềm): Làm quỳ tÝm ho¸ xanh - NhËn biÕt Ca(OH)2:
Dùng CO2 sục vào đến xuất kết tủa dừng lại
Dùng Na2CO3 để tạo thành kết tủa màu trắng CaCO3 - Nhận biết Ba(OH)2:
Dùng dung dịch H2SO4 để tạo thành kết tủa màu trắng BaSO4 3. Nhận biết dung dịch axít: Làm quỳ tím hố đỏ
- Dung dÞch HCl: Dïng dung dịch AgNO3 làm xuất kết tủa màu trắng cđa AgCl - Dung dÞch H2SO4: Dïng dung dÞch BaCl2 Ba(OH)2 tạo kết tủa BaSO4
- Dung dịch HNO3: Dùng bột đồng đỏ đun nhiệt độ cao làm xuất dung dịch màu xanh có khí màu nâu
tho¸t cđa NO2
- Dung dÞch H2S: Dïng dung dÞch Pb(NO3)2 xt hiƯn kết tủa màu đen PbS
- Dung dịch H3PO4: Dùng dung dịch AgNO3 làm xuất kết tủa màu vàng Ag3PO4 4. Nhận biết dung dịch muèi:
- Muèi clorua: Dïng dung dÞch AgNO3
- Muối sunfat: Dùng dung dịch BaCl2 Ba(OH)2 - Muối cacbonat: Dùng dung dịch HCl H2SO4 - Muối sunfua: Dùng dung dịch Pb(NO3)2
- Muối phôtphat: Dùng dung dịch AgNO3 dùng dung dịch CaCl2, Ca(OH)2 làm xt hiƯn kÕt tđa mïa tr¾ng
cđa Ca3(PO4)2
5. Nhận biết oxit kim loại.
* Hỗn hợp oxit: hoà tan oxit vào nớc (2 nhóm: tan nớc không tan)
- Nhóm tan níc cho t¸c dơng víi CO2
+ Nếu kết tủa: kim loại oxit kim loại kiềm + Nếu xuát kết tủa: kim loại oxit kim loại kiềm thổ
- Nhóm không tan nớc cho tác dụng với dung dịch bazơ
+ Nếu oxit tan dung dịch kiềm kim loại oxit Be, Al, Zn, Cr
+ Nếu oxit không tan dung dịch kiềm kim loại oxit kim loại kiềm thæ
NhËn biÕt mét sè oxit:
- (Na2O; K2O; BaO) cho t¸c dơng víi níc > dd suèt, lµm xanh quú tÝm
- (ZnO; Al2O3) võa tác dụng với dung dịch axit, vừa tác dụng với dung dịch bazơ
- CuO tan dung dch axit tạo thành đung dịch có màu xanh đặc trng - P2O5 cho tác dụng với nớc > dd làm quỳ tím hố đỏ
- MnO2 cho tác dụng với dd HCl đặc có khí màu vàng xuất
(64)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh gii húa 9 Bài tập áp dụng:
Bài 1: Chỉ dùng thêm hoá chất, nêu cách phân biệt c¸c oxit: K2O, Al2O3, CaO, MgO
Bài 2: Có mẫu kim loại Ba, Mg, Fe, Al, Ag dùng dung dịch H2SO4 lỗng nhận biết c nhng kim loi
nào Viết PTHH minh hoạ
Bài 3: Chỉ có nớc khí CO2 hÃy phân biệt chất bột trắng sau đây: NaCl, Na2CO3, Na2SO4, BaCO3, BaSO4
Bài 4: Không đợc dùng thêm hoá chất khác, nhận biết lọ bị nhãn sau KHCO3, NaHSO4,
Mg(HCO3)2 , Na2CO3, Ba(HCO3)2
Bài 5: Chỉ dùng thêm Cu muối tuỳ ý nhận biết hoá chất bị nhãn lọ đựng chất sau: HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4
Chuyên đề 15: Tách Tinh ch cỏc cht
Để tách tinh chÕ c¸c chÊt ta cã thĨ: 1/ Sư dơng c¸c phơng pháp vật lí
- Phng phỏp lc: Dựng để tách chất không tan khỏi hỗn hợp lỏng
- Phơng pháp cô cạn: Dùng để tách chất tan rắn (Khơng hố gặp nhiệt độ cao) khỏi dung dịch hỗn hợp
láng
- Phơng pháp chng cất phân đoạn: Dùng để tách chất lỏng khỏi hỗn hợp lỏng nhiệt độ đơng đặc
chóng c¸ch biƯt qu¸ lín
- Phơng pháp chiết: Dùng để tách chất lỏng khỏi hỗn hợp lỏng không đồng
2/ Sử dụng phơng pháp hoá học XY
- Sơ đồ tách: + Y Tách
AX phơng pháp Tách (Pứ tái tạo) vật lí
hh A,B + X b»ng
pø t¸ch PP vËt lÝ (A) (B)
Lu ý: Phản ứng đợc chọn để tách phải thoả mãn yêu cầu: - Chỉ tác dụng lên chất hỗn hợp cần tách - Sản phẩm tạo thành tách dễ dàng khỏi hỗn hợp
- Từ sản phẩm phản ứng tạo thành có khả tái tạo đợc chất ban đầu Bài tập áp dụng:
Bài 1: Tách riêng chất khỏi hỗn hợp rắn gồm: Al2O3 ; CuO ; Fe2O3
Bài 2: Tách kim loại sau khỏi hỗn hợp bột gồm: Cu, Fe, Al, Ag
Bài 3: Bằng phơng pháp hoá học hÃy tách muối KCl, AlCl3 FeCl3 khỏi dung dịch
Bài 4: Tách riêng chất nguyên chất từ hỗn hợp oxit gồm: MgO, CuO, BaO Bài 5: Trình bày cách tinh chế: Cl2 có lẫn CO2 SO2
Bài 6: Tách riêng chất khỏi hỗn hợp khí: H2S, CO2, N2 nớc
Bài 7: Tách riêng N2, CO2 dạng tinh khiết khỏi hỗn hợp: N2, CO, CO2, O2 H2O Mét sè lu ý:
Phơng pháp thu Thu khí có tính chất Kết thu đợc khí úp ngợc ống thu Nhẹ khơng khí H2, He, NH3, CH4, N2
Ngửa ống thu Nặng không khí O2, Cl2, HCl, SO2, H2S
Đẩy nớc Không tan không tác dụng với H2O H2, O2, N2, CH4, He
Chun đề 16: Viết phơng trình hố học để Điều chế chất vô thực sơ đồ chuyển hố
(Vận dụng tính chất hố học chất phản ứng hoá học điều chế chất để viết) Bài 1: Viết PTHH để thực sơ đồ sau
CaCO3
+A +B
CO2 +E
(65)+D kh¸c ) Na2CO3
Bài tập áp dụng:hoàn thành PTHH theo sơ đồ phản ứng.
1/ Xác định chất A,B,C,D,E hoàn thành sơ đồ biến hoá sau NaHCO3
+A + B
CO2 + D + E CaCO3
+A + C
Na2CO3
2/ Xác định chất A, B, C, D, E, F, M hoàn thành phơng trình hố học theo sơ đồ sau: ANaOH(dd)C
+HCl (d d ) + F,kk,t0
D H2,t0 M + Fe,t0 + Cl2 ,t0 E t0 D CO,t0M.
+ Cl2 ,t0 + NaOH( dd )
B
3/ Xác định B, C, D, E, M, X, Z Giải thích hồn thành phơng trình hố học thể theo sơ đồ biến hoá sau: B
+ HCl + X + Z
M D t0 E ®pnc M
+ Z
+ NaOH + Y + Z C
4/ Viết phơng trình hố học thể theo sơ đồ biến hoá sau ( ghi rõ điều kiện có ) FeCl2 ( ) Fe(NO3)2 ( ) Fe(OH)2
(1 ) ( )
Fe ( )
( 10 ) ( 11 ) Fe2O3
( )
FeCl3 ( ) Fe(NO3)3 ( ) Fe(OH)3 ( )
5/ Xác định chất A, B, C, D, E, F, G, H hoàn thành sơ đồ biến hoá sau: C
( ) ( ) + E
+H2SO4
+ H2O + G
A ( ) B ( ) H + H2SO4
( ) ( ) + F
D
Biết H muối không tan axít mạnh, A kim loại hoạt động hố học mạnh, cháy lửa có màu vàng 6/ Hồn thành dãy biến hoá sau ( ghi rõ điều kiện có )
FeSO4 (2) Fe(OH)2 (3) Fe2O3 (4) Fe
(1)
Fe (7) (8) (9) (10) (5)
Fe2(SO4)3 (6) Fe(OH)3 Fe3O4
7/ Hồn thành phơng trình phản ứng theo sơ đồ biến hố sau( ghi rõ điều kiện có ) BaCO3
( ) ( )
Ba ( ) Ba(OH)
2 ( ) ( ) BaCl2 ( ) BaCO3 ( )
BaO ( ) ( )
Ba(HCO3)2
(66)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
( ) ( )
Ca ( ) Ca(OH)
2 ( ) ( ) CaCl2 ( ) CaCO3 ( )
CaO ( ) ( )
Ca(HCO3)2
Hoặc cho sơ đồ sau: Biết C thành phần đá phấn C
( )
+ G + H ( )
( )
A ( ) B
( ) E ( ) C ( ) F
+ H2 O
+ G + H
( ) ( )
D
9/ Hồn thành phơng trình phản ứng theo sơ đồ biến hố sau( ghi rõ điều kiện có ) K2CO3
( ) ( )
K ( ) KOH
( ) ( ) KCl ( ) KNO3 ( )
KNO2
( ) ( )
KHCO3
10/ Al ( ) Al
2O3 ( ) AlCl3 ( ) Al(NO3)3 ( ) Al(OH)3 ( )
Al2O3
11/ Xác định chất X1, X2 hồn thành sơ đồ biến hố sau
X1
( ) ( ) 4Fe(OH)2 + O2
t 2Fe2O3 + 4H2O
FeCl2 ( ) Fe2O3
( ) ( )
X2 4FeCl2 + 8KOH + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 + 8KCl
12/ Hoµn thành dÃy biến hoá sau (ghi rõ điều kiện cã) +B
+H2,t0 A X + D
X +O2,t0 B +Br2 + D Y + Z
+Fe,t0
C +Y hc Z A + G
Biết A chất khí có mùi xốc đặc trng sục A vào dung dịch CuCl2 có chất kết tủa tạo thành
13/ Hoµn thành phơng trình phản ứng sau: KClO3 t0 A + B
A + MnO2 + H2SO4 C + D + E + F
A ®pnc G + C G + H2O L + M
C + L t0 KClO
3 + A + F
14/ Hoàn thành phơng trình phản ứng sau: KClO3 t0 A + B
A + KMnO4 + H2SO4 C +
A ®pnc C + D D + H2O E +
C + E t0 .
15/ Hồn thành phơng trình hố học theo sơ đồ phản ứng sau
M + A F M +B E
G H E F
M + C Fe I K L H + BaSO4
J
M + D M G H
16/ Hồn thành phơng trình hố học theo sơ đồ phản ứng sau Fe(OH)3 + A
(67)
FeCl3 FeCl2 + D + E
FeCl2 + F
Fe2(CO3)3 Fe(OH)3 + G ( k )
17/ Chọn chất vô để thoả mãn chất R sơ đồ sau: A B C
R R R R X Y Z
chÊt v« thoả mÃn NaCl CaCO3
CaO Ca(OH)2 CaCl2
CaCO3 CaCO3 CaCO3 CaCO3
CO2 NaHCO3 Na2CO3
Na NaOH Na2SO4
NaCl NaCl NaCl NaCl Cl2 HCl BaCl2
Bài tập tổng hợp: Viết PTHH theo sơ đồ chuỗi phản ứng, giải thích thí nghiệm,–
nhận biết phân biệt tách chất vô cơ
1/ Cho sơ đồ sau:
Biết A kim loại B, C, D, E, F, G hợp chất A Xác định công thức A, B, C, D, E, F, G viết phơng trình phản ứng xảy
A lµ Fe; B lµ FeCl2; C lµ FeCl3; D lµ Fe(OH)2; E lµ Fe(OH)3; F lµ FeO;
G Fe2O3
Các phơng trình
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
2FeCl3 + Fe 3FeCl2
FeCl2 + NaOH Fe(OH)2 + NaCl
Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Fe2O3 + CO FeO + CO2
Fe2O3 + 3CO 2FeO + 3CO2
FeO + CO Fe + CO2
2/ Đốt cacbon khơng khí nhiệt độ cao đợc hỗn hợp A1 Cho A1 tác dụng với CuO nung nóng đợc khí A2 hỗn
hợp A3 Cho A2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 thu đợc kết tủa A4 dung dịch A5 Cho A5 tác dụng với Ca(OH)2 lại
thu đợc A4 Cho A3 tác dụng với H2SO4 đặc nóng thu đợc khí B1 dung dịch B2 Cho B2 tác dụng với dung dịch NaOH
d đợc kết tủa B3 Nung B3 đến khối lợng không đổi đợc chất rắn B4
Viết PTHH xảy rõ : A1 , A2 , A3 , A4 , A5 , B1 , B2 , B3 , B4 chất gì?
- Đốt cacbon khơng khí thu đợc hỗn hợp khí A1
PTHH : 2C + O2 2CO (1)
2CO + O2 2CO2 (2)
Hỗn hợp khí A1 gồm CO CO2
- Cho A1 t¸c dơng víi CuO
PTHH : CO + CuO Cu + CO2 (3)
KhÝ A2 lµ CO2
Hỗn hợp A3 Cu cã CuO d
- Cho A2 t¸c dơng víi dd Ca(OH)2
CO2 + Ca(OH)2 Ca CO3 + H2O (4) A
E G
B D F
C
A
t0
t0
(68)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (5)
Kết tủa A4 CaCO3
dung dịch A5 lµ Ca(HCO3)2
- Cho A5 tác dụng với Ca(OH)2 thu đợc A4
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O (6)
- Cho A3 tác dụng với H2SO4 (đ, nóng) đợc khí B1 dung dịch B2
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + 2H2O + SO2 (7)
CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (8)
Khí B1 SO2, dung dịch B2 CuSO4
- Cho B2 tác dụng với NaOH d thu đợc kết tủa B3
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 (9)
- KÕt tđa B3 lµ Cu(OH)2
- Nung B3 đến khối lợng không đổi đợc B4
Cu(OH)2 CuO + H2O (10)
B4 CuO
Theo phản ứng 10 ta cã :
A1 : CO; CO2 B1 : SO2
A2 : CO2 B2 : CuSO4
A3 : Cu; CuO (d) B3 : Cu(OH)2
A4 : CaCO3 B4 : CuO
A5 : Ca(HCO3)2
3/ Hỗn hợp A gồm Fe3O4, Al, Al2O3, Fe
Cho A tan dung dịch NaOH d, thu đợc chất rắn B, dung dịch C khí D Cho khí D d tác dụng với A nung nóng đợc chất rắn A1 Dung dịch C cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng d đợc dung dịch C1 Chất rắn A1 tác dụng với
dung dịch H2SO4 đặc nóng (vừa đủ) thu đợc dung dịch E khí F Cho E tác dụng với bột Fe d c dung dch H Vit
các PTHH xảy
4/ Đốt cháy cacbon oxi nhiệt độ cao đợc hỗn hợp khí A Cho A tác dụng với FeO nung nóng đợc khí B hỗn hợp chất rắn C Cho B tác dụng với dung dịch nớc vôi thu đợc kết tủa K dung dịch D, đun sôi D lại thu đợc kết tủa K Cho C tan dung dịch HCl, thu đợc khí dung dịch E Cho E tác dụng với dung dịch NaOH d đợc kết tủa hiđroxit F Nung F khơng khí tới khối lợng khơng đổi thu đợc chất rắn G Xác định chất A, B, C, D, K, E, F Viết PTHH xảy
5/ Xác định chất từ A1 đến A11 viết phơng trình phản ứng sau:
A1 + A2 A3 + A4
A3 + A5 A6 + A7
A6 + A8 + A9 A10
A10
t A11 + A8
A11 + A4 t0 A1 + A8
Biết A3 muối sắt Clorua, lấy 1,27 gam A3 tác dụng với dd AgNO3 d thu đợc 2,87 gam kết tủa
6/ Hỗn hợp A gồm BaO, FeO, Al2O3 Hoà tan A lợng nớc d đợc dd D phần khơng tan B Sục khí CO2 d vào D,
phản ứng tạo kết tủa Cho khí CO d qua B nung nóng đợc chất rắn E Cho E tác dụng với dd NaOH d, thấy tan phần cịn lại chất rắn G Hồ tan hết G lợng d H2SO4 loãng cho dd thu đợc tác dụng với dd NaOH d, lọc kết
tủa nung ngồi khơng khí đến khối lợng khơng đổi thu đợc chất rắn Z Giải thích thí nghiệm phơng trình hố học 7/ Có phản ứng sau:
.t0
.t0
(69)MnO2 + HCl® KhÝ A
Na2SO3 + H2SO4 ( l ) KhÝ B
FeS + HCl KhÝ C
NH4HCO3 + NaOHd KhÝ D
Na2CO3 + H2SO4 ( l ) KhÝ E
c Xác định khí A, B, C, D, E
d Cho A tác dụng C , B tác dụng với dung dịch A, B tác dung với C, A tác dung dịch NaOH điều kiện thờng, E tác dụng dung dịch NaOH Viết PTHH xảy
e Có bình khí A, B, E nhÃn Bằng phơng pháp hoá học hÃy phân biệt khí
8/ Một hỗn hợp X gồm chất: Na2O, NaHCO3, NH4Cl, BaCl2 có số mol chất Hoà tan hỗn hợp X vào
nc, ri un nh thu c khí Y, dung dịch Z kết tủa M Xác định chất Y, Z, M viết phơng trình phản ứng minh hoạ
9/ Nhiệt phân lợng MgCO3 thời gian thu đợc chất rắn A khí B Cho khí B hấp thụ hoàn toàn vào
dung dịch NaOH thu đợc dung dịch C Dung dịch C có khả tác dụng đợc với BaCl2 KOH Cho A tác dụng với
dung dịch HCl d lại thu đợc khí B dung dịch D Cô cạn dung dịch D đợc muối khan E Điện phân nóng chảy E đợc kim loại M
Xác định A, B, C, D, E, M Viết phơng trình phản ứng xảy thí nghiệm
10/ Cho BaO vào dung dịch H2SO4 loãng ,sau phản ứng xảy hoàn toàn thu đợc kết tủa A dung dịch B Cho
nhôm d vào dung dịch B thu đợc khí E dung dịch D Lấy dung dịch D cho tác dụng với dung dịch Na2CO3 thu đợc kết
tủa F Xác định chất A,B,C,D,F Viết phơng trình phản ứng xảy
11/ Tìm chất A,B,C,D,E (hợp chất Cu) sơ đồ sau viết phơng trình hố học: A B C D
B C A E
Sơ đồ PTHH xảy ra:
A - Cu(OH)2 B- CuCl2 C - Cu(NO3)2 D- CuO E - CuSO4
(1) (2) (3) (4)
Cu(OH)2 CuCl2 Cu(NO3)2 CuO
(5) (6) (7) (8)
CuCl2 Cu(NO3)2 Cu(OH)2 CuSO4
(1) Cu(OH)2 + HCl CuCl2 + H2O
(2) CuCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Cu(NO3)2
t0
(3) 2Cu(NO3)2 2CuO + NO2 + O2
t0
(4) CuO + H2 Cu + H2O
(5) CuCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Cu(NO3)2
(6) Cu(NO3)2 + NaOH Cu(OH)2 + NaNO3
(7) Cu(OH)2 + H2SO4 CuSO4 + 2H2O
(8) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
12/ Nung nóng Cu khơng khí, sau thời gian đợc chất rắn A Hồ tan A H2SO4 đặc, nóng đợc dung dịch B
và khí C Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu đợc dung dịch D, Dung dịch D vừa tác dụng đợc với BaCl2 vừa tác
dụng đợc với NaOH Cho B tác dụng với KOH Viết PTHH Xảy
13/ Có miếng Na không cẩn thận nên tiếp xúc với khơng khí ẩm thời gian biến thành sản phẩm A Cho A phản ứng với nớc đợc dung dịch B Cho biết thành phần có A, B? Viết PTHH giải thích thí nghịêm
14/ Hỗn hợp A gồm BaO, FeO, Al2O3 Hoà tan A lợng nớc d đợc dung dịch D phần khơng tan B Sục khí CO2 d
vào D, phản ứng tạo kết tủa Cho khí CO d qua B nung nóng đợc chất rắn E Cho E tác dụng với dung dịch NaOH d thấy tan phần lại chất rắn G Hoà tan hết G lợng d dung dịch H2SO4 loãng Viết PTHH xảy
15/ Chất rắn A màu xanh lam tan đợc nớc tạo thành dung dịch Khi cho thêm NaOH vào dung dịch tạo kết tủa B màu xanh lam Khi nung nóng chất B bị hố đen Nếu sau tiếp tục nung nóng sản phẩm dịng khí H2
tạo chất rắn C màu đỏ Chất rắn C tác dụng với axít vơ đậm đặc tạo dung dịch chất A ban đầu Hãy cho biết A chất Viết tất c cỏc PTHH xy
Phần B Hoá hữu cơ
Các phơng pháp giải toán hoá học b¶n.
Cu
(70)Giỏo ỏn:Bồi dưỡng học sinh giỏi húa 9 1/ Phơng pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố.
Trong trình biến đổi vật chất nguyên tố (ngoại trừ phản ứng biến đổi hạt nhân nguyên tử), tổng số khối lợng điện tích thành phần tham gia biến đổi luôn đợc bảo toàn
2/ Phơng pháp áp dụng định luật thành phần khơng đổi
Víi hợp chất cho trớc thì:
- T l khối lợng nguyên tố khối lợng hợp chất số không đổi - Tỉ lệ khối lợng nguyên tố số không đổi
3/ Phơng pháp áp dụng định luật vật lí chất khí.
- Định luật Avơgađrơ: điều kiện nhiệt độ áp suất, chất khí có số phân tử
nhau th× chiÕm thĨ tÝch nh
- Hệ quả: mol phân tử chất khí có số phân tử N = 6,02.1023 phân tử Do mol phân tử khí
cũng chiếm thể tích nh xét điều kiện nhiệt độ áp sut
- Phơng trình Mendeleev Clapeyron:
PV = nRT Trong đó:
+ n: sè mol
+ p: ¸p st (atm) = p/760 (mmHg) V: thĨ tÝch (lit)
T = t0c + 273 (nhiệt độ tuyệt đối: K)
R = 22,4/273 atm.lit/mol.K (h»ng sè Rydberg)
4/ Phơng pháp chuyển toán hỗn hợp thành toán chất tơng đơng (phơng pháp trung bình)
Khi hỗn hợp gồm nhiều chất tác dụng với chất khác mà phản ứng xảy loại (oxi hoá - khử, trung hoà, axit – bazơ, ) hiệu suất phản ứng ta thay hỗn hợp chất gọi chất tơng đơng có số mol, khối lợng, hay thể tích số mol, khối lợng hay thể tích hỗn hợp mà kết phản ứng chất tơng đơng y hệt nh kết phản ứng toàn hỗn hợp
Công thức chất tơng đơng gọi công thức tơng đơng hay công thức trung bình
Khối lợng mol phân tử, khối lợng mol nguyên tử, số nguyên tử nguyên tố chất tơng đơng giá trị trung bình M , A, x, y , z,
Gọi a1, a2, a3, < lần lợt thành phần % theo số mol chất 1, 2, 3, hỗn hợp Ta có:
M =
Tongsomol onhop Khoiluongh
= hh
hh
n m
= a1M1 + a2M2 + a3M3 +
Víi mhh = n1M1 + n2M2 + n3M3 +
Trong đó: n1, n2, n3, lần lợt số mol phân tử chất 1, 2, 3, A = a1A1 + a2A2 + a3A3 +
x = a1x1 + a2x2 + a3x3 + y = a1y1 + a2y2 + a3y3 + z = a1z1 + a2z2 + a3z3 +
Giá trị nhỏ < giá trị trung bình < giá trị lớn Suy ra:
- Hai chất đồng đẳng liên tiếp thì:
x < x < x + ; 2p < y < 2(p + 1) - Hỗn hợp anken ankyn thì: < k <
- Hai số có giá trị trung bình trung bình cộng hai số có hệ số nhau; n1 = n2 -> a1 = a2
Trung bình hai số nguyên liên tiếp số không nguyên khoảng hai số nguyên Thí dụ: cho n n + có n = 3,2
-> n = vµ n + =
5/ B¶n chÊt ph¶n ứng sục khí CO2 hay SO2 vào dung dịch kiềm.
Dung dịch kiềm dung dÞch NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 Khi cho CO2 hay SO2 oxit axit vào
trong dung dịch CO2 hay SO2 sÏ kÕt hỵp víi níc cđa dung dịch kiềm tạo axit
Bản chất phản ứng CO2 hay SO2 dung dịch kiềm phản ứng trung hoà axit bazơ
H+ + OH- > H 2O
- NÕu sè mol OH
- số mol H+ -> mơi trờng trung hồ hay có tính kiềm Do tốn cho kiềm d (nớc vơi d,
xút d, ) phản ứng tạo muối trung tính kiềm dùng vừa đủ d - Nếu số mol H+ > số mol OH- -> mơi trờng có tính axit.
sè mol H+(d) = sè mol H+(b®) – sè mol OH-
- NÕu sè mol H+(d) sè mol CO32- -> Phản ứng tạo muối axit
- Nếu số mol H+(d) < số mol CO32- > Phản ứng biến đổi phần muối trung tính muối axit, nghĩa tạo
ra hai muối
6/ Phơng pháp biện luận:
Khi ta sử dụng hết giả thiết mà cha tìm đợc kết cho nhiều kết khơng hợp lý tốn phải đợc giải chọn nghiệm hợp lý phơng pháp biện luận
(71)chuyên đề 17: Viết ctct, viết PTHH theo chuỗi phản ứng - điều chế, nhận biết phõn
biệt tách chất hữu cơ.
Bài 1: Viết công thức cấu tạo có ứng với công thức phân tử C5H10:
CH2 = CH - CH2 - CH2 - CH3 CH2 = C - CH2 - CH3
CH3 - CH = CH- CH2 - CH3 CH3 - C= CH - CH3
CH2 = CH - CH - CH3
Bµi 2:
1 A, B, D, F, G, H, I chất hữu thoả mãn sơ đồ phản ứng sau: A t0
B + C ; B + C t0,xt
D ; D + E t 0,xt
F ; F + O2 t ,xt
0
G + E ; F + G t 0,xt
H + E ; H + NaOH t0
I + F G + L I + C
Xác định A, B, D, F, G, H, I, L Viết phơng trình hố học biểu diễn sơ đồ phản ứng
Viết công thức cấu tạo đồng phân A ứng với công thức phân tử C5H12 Xác định công thức cấu tạo
A biÕt r»ng A t¸c dơng víi clo( askt ) theo tû lƯ : vỊ sè mol tạo sản phẩm
Từ ngun liệu đá vơi, than đá, chất vô điều kiện cần thiết Viết sơ đồ phản ứng điều chế rợu CH3OH; C2H5OH; CH3 – CH2 – CH2OH axit tơng ứng
Bài 3:
1/ Viết công thức cấu tạo có ứng với công thức phân tử : C5H12 , C3H6O2 , C3H7O
2/ Có chất đựng riêng biệt lọ nhãn gồm: Rợu etylic, axit axêtic, benzen, dung dịch NaOH, dung dịch H2SO4, dung dịch Ba(OH)2 Bằng phơng pháp hoá học phân biệt chất đựng lọ
Bài 4: Hồn thành sơ đồ biến hố sau (ghi rõ điều kiện có) B ()3 C
()4 Cao su buna
( )
CaC2 ( ) A
( )
D ()6 Rỵu etylic
()7 E ()8 F ()9 G
10 CH3Cl
BiÕt F lµ: CH3COONa
Bµi 5:
1/ a - Viết công thức cấu cã cña C4H8, C2H4O2, C3H8O
b - Cã c¸c chÊt khÝ sau C2H6, C2H2, C2H4, CO2, N2, O2 Bằng phơng pháp hoá học hÃy phân biệt chÊt trªn
2/ Viết PTPƯ theo sơ đồ biến hố sau (Ghi rõ điều kiện có): CH3COOH
C2H21 CH3CHO CH3COOC2H55
C2H5OH
C2H5OH
3/ Từ than đá, đá vôi, chất vô điều kiện cần thiết Viết PTPƯ (Ghi rõ điều kiện) điều chế Vinyl clorua, Poly etilen, Cao su buna Bài 6:
a Xác định chất A , B , C , D , E , F viết PTHH minh hoạ
C2H6 Cl2,AS A NaOH B O 2,xt C Ca(OH)2 D Na2CO3 E
, ,xtCaOt
NaOH F
b Viết tất đồng phân có ứng với cơng thức phân tử : C3H6O2
Bµi 7:
1 Có chất: H2O, rợu etylic, axit axêtic axit cacbonic Sắp xếp theo thứ tự giảm dần tính axit, từ dẫn
ra phơng trình phản ứng để minh hoạ cho trật tự xếp ú
2 Từ khí thiên nhiên, chất vô điều kiện cần thiết viết phơng trình phản ứng điều chế axêtilen, rợu etylic, axit axêtic, poli vinyl clorua (PVC), cao su buna
Bài 8: Hãy nhận biết lọ nhãn đựng chất lỏng: CH3COOH, HCl, C2H5OH, NaOH C6H6 phơng pháp
ho¸ häc
Bài 9: Xác định cơng thức cấu tạo A, B, C, D, E, F, G hồn thành phơng trình hố học thể theo sơ đồ biến hoá sau(ghi rõ điều kiện có)
| CH
3
| CH
3
| CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2 CH - CH2 - CH3
CH
2 CH2
CH
2 CH CH3
CH
2
CH
2 C
CH
3
CH
3
CH CH
2
CH
2
CH CH
(72)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
C + Y C ( TH:t0,p,xt) G
+ X, (t0,xt) (xt) (t0,xt)
A15000C,LLN
B E +Y, (t0,xt) + X (t0,xt)
D ( t0,xt ) F ( T0; H2 SO4 đặc )
CH3 – COOC2H5
Biết A thành phần khí bùn ao, D có nhóm chức là: – CHO, G PE Bài 10: Viết phơng trình hoá học thể theo sơ đồ chuyển hoá sau
CaCO3 ()1 CaO ()2 CaC2 ()3 C2H2 ()4 C2H4 ()5 C2H5OH ()6 CH3COOH ()7 CH3COONa()8 CH4 ()9 CO2 (10)
Ba(HCO3)2
Bµi 11:
1/ Hoàn thành phơng trình hoá học theo dÃy biến ho¸ sau a/ CaC2 CH = CHCH2 = CH2CH3 – CH2– OH
CH3 – COOH CH3 – COONa CH4 CH3Cl
b/ CH3 – COOH CH3 – COOC2H5 CH3 – CH2 – OH
CH3 – CH2 – ONa
2/ Viết phơng trình hoá học axêtilen với H2, HCl, dung dịch Brôm với Ag2O môi trờng NH3 (hoặc
AgNO3 môi trờng NH3)
Bµi 12:
1/ Viết cơng thức cấu tạo thu gọn đồng phân có cơng thức phân tử hợp chất hữu sau : C4H8 ,
C4H10O , C3H6O2
2/ Hỗn hợp X gồm ankan ankin có tỷ lệ phân tử khối tơng ứng
22 : 13 Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X, thu đợc 22g CO2 9g H2O Xác định công thức phân tử ankan
ankin trªn
3/ Hồn thành phơng trình phản ứng theo sơ đồ biến hố sau(ghi rõ điều kiện có) DNaOHE
men giÊm Xt : CaO, T
0
+O2
CO2 ASKT,ClorofinA Lenmen B CH4
+ H2 O XT
XT, T0 Crăcking,T0
C4H6 2,Ni,t
H C
4H10
CH4 c
1500 F
Xác định chất A,B,D,E,F phơng trình Bài 13:
1/ Cã hợp chất hữu có công thức phân tử nh sau: CH2O2, C2H4O2, C3H6O2 HÃy viết công thức cấu tạo có ứng
với công thức phân tư ë trªn
2/ Hồn thành sơ đồ biến hố sau (ghi rõ điều kiện có) B ()3 C
()4 Cao su buna
( )
CaC2 ( ) A
( )
D ()6 Rỵu etylic ()7 E ()8 F ()9 G Biết G (thành phần khÝ bïn ao)
3/ Bằng phơng pháp hoá học phân biệt dung dịch đựng lọ nhãn chứa riêng biệt dung dịch: CH3COOH, HCOOH, C2H5OH, C6H6
4/ Hãy xác định công thức cấu tạo có hợp chất hữu ứng với công thức tổng quát: CXHYOZ x Biết hợp chất tác dụng đợc với kali khơng phải
hỵp chÊt ®a chøc
5/ Cho hiđrô cacbon A, để đốt cháy hoàn toàn mol A cần mol oxi Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo gọi tên A Biết A thể khí
Bµi 14:
1/Xác định chất A, B, C, D, E, F, G, H hoàn thành sơ đồ biến hoá sau (ghi rõ điều kiện có) C (3) D
(2) (4) Lªn men giÊm
Lªn men + Cl2 , askt
A (1) B G (8) H (5) (7)
+ H2 , xt Ni, t0
(73)2/ Cho rợu no X, để đốt cháy hoàn toàn mol X cần mol oxi Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo gọi tên X
3/ B»ng ph¬ng pháp hoá học hÃy tách riêng CO2 C2H6 khỏi hỗn hợp khí CO2, C2H2, C2H4 C2H6
4/ Có lọ nhÃn chứa riêng biệt khí CO2 ,CH4 ,C2H4 C2H2.Bằng phơng pháp hoá học hÃy nhận biết nằm
trong lọ Viết phơng trình hoá học minh hoạ (nếu có) Bài 15:
1/ Viết công thức cấu tạo đồng phân ứng với công thức phân tử: C3H6O2, C3H8O, C3H6, C5H10
2/ Chất A có cơng thức phân tử C2H6 Xác định công thức cấu tạo chất B, C, D, E, F hoàn thành phơng
trình hố học theo sơ đồ phản ứng sau:
C2H6 Cl2,ASKTBNaOHC O2,XTD Ca(OH)2E Na2CO3F
NaOH,Xt:CaO,t0 CH
4
3/ Đốt cháy lít hỗn hợp gồm Hiđrơ cacbon thể khí thu đợc 1,6 lít khí CO2 1,4 lít nớc Các thể tích đo
điều kiện nhiệt độ áp suất Xác định chất thành phần % số mol chất hỗn hợp 4/ Bằng phơng pháp hoá học nêu cách phân biệt chất khí sau: CH4, C2H2, SO2và CO2
Bài 16: Cho sơ đồ biểu diễn biến hoá hoá học sau: R1 R2 R3 R4
R6
R5 R3
- Xác định công thức chất R1, R2, R3, R4, R5, R6 (thuộc hợp chất hữu cơ) viết phơng trình hố hc biu din
các biến hoá (mỗi mũi tên viết PTHH)
- Trong biên hoá có phản ứng xảy theo chiều ngợc lại không? (Viết PTHH, nêu điều kiện xảy phản ứng)
Vì R1 tác dụng với I2 tạo mau xanh nên R1 tinh bét(C6H10O5)n ta cã:
R1->R2: (C6H10O5 )n + nH2O nC6H12O6 (1)
R2->R3 : C6H12O6 men zima 2C2H5OH + 2CO2 (2)
R3->R4 : C2H5OH + O2 XT CH3COOH + H2O (3)
R3->R5 : C2H5OH H2SO4 C2H4 + H2O (4)
R5->R3 : C2H4 + H2O AX C2H5OH (5)
R3->R6 : C2H5OH + CH3COOH H2SO4 CH3COOC2H5 + H2O (6)
R4->R6 : CH3COOH +C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O (7)
Những phản ứng xảy theo chiều ngợc lại đợc :(4), (5) C2H4 + H2O XT,P C2H5OH
C2H5OH H2SO4 C2H4 + H2O
Chuyên đề 18: Toán hiđrocacbon
Công thức phân tử tổng quát công thức phân tử chất tơng đơng với hỗn hợp.
Công thức chất Công thức chất tơng đơng CxHy điều kiện: y 2x +
Hay CnH2n + – 2k ®iỊu kiƯn: x, y, n N0 Với k tổng số
liên kết vòng
Nếu mạch hở > k = tæng sè nèi , kN
C xH y , x > 1; y > Hay Cn H2n + - 2k
n > 1; k k = 0: Ankan
CnH2n + ; n C
n H2n + ; n > 1 k = 1: Xicl«ankan hay anken
Xicl«ankan: CnH2n ; n
Anken: CnH2n ; n
Cn H2n ; n >
k = (mạch hở): Ankađien hay ankyn Ankađien: CnH2n – ; n
Ankyn: CnH2n – ; n
Cn H2n - ; n >
k = 4: Aren (3 + vßng) CnH2n – ; n
Cn H2n - ; n >
1/ Phản ứng cộng:
Hiđrocacbon có nối , Xiclopropan, xiclobutan míi cã ph¶n øng céng
- Cộng H2: với chất xúc tác Ni Pt nung nãng
CnH2n + – 2k + kH2 > CnH2n +
Cn H2n + - 2k + kH2 > Cn H2n +
1mol k mol 1mol
Hệ quả:
- Độ giảm số mol hỗn hợp luôn số mol H2 tham gia phản ứng
- Tổng số mol hiđrocacbon sản phẩm số mol hiđrocacbon nguyên liệu (d) luôn sè mol hi®rocacbon
(74)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9 2/ Ph¶n øng céng Br2:
Cn H2n + - 2k + k Br2 > Cn H2n + - 2k Br2k
Hệ quả:
- Số mol hiđrocacbon tham gia ph¶n øng b»ng k
1
sè mol Br2 3/ Phản ứng cháy:
CxH y + (x +
4
y
)O2 > xCO2 +
2
y
H2O
Cn H2n + - 2k + (3n + - k)/2 O2 > nCO2 + (n + - k ) H2O HƯ qu¶:
*) k = 0, ta cã:
Cn H2n + + (3n + 1)/2 O2 > nCO2 + (n + 1) H2O
x mol nx mol (n + 1)x mol > x = (n + 1)x - nx
= sè mol H2O – sè mol CO2
VËy ta cã: Cn H2n + ch¸y < -> sè mol H2O > sè mol CO2
vµ sè mol Cn H2n + = sè mol H2O - sè mol CO2 *) k = 1, ta cã:
Cn H2n + 3n/2 O2 > nCO2 + nH2O
Cn H2n ch¸y < > sè mol H2O = sè mol CO2 *) k = 2, ta cã:
Cn H2n - + (3n - 1)/2 O2 > nCO2 + (n - 1) H2O
x mol nx mol (n - 1)x mol > x = nx - (n + 1)x
= sè mol CO2 - sè mol H2O
VËy ta cã: Cn H2n - ch¸y < -> sè mol H2O < sè mol CO2
vµ sè mol Cn H2n - = sè mol CO2 - sè mol H2O *) Chú ý:
- Hỗn hợp hiđrocacbon thể khí thì: n n
- ChØ cã nh÷ng Ankyn – (cã nèi đầu mạch) có phản ứng AgNO3/NH4OH
- Ngoại trừ CH CH, ankyn lại bị hyđrat hoá cho sản phẩm xêtôn
- Nếu hiđrơcacbon bị hyđrat hố mà tạo rợu đơn chức no hiđrocacbon anken (hay olefin)
Bài tập áp dụng:
Bài 1:
1 Hỗn hợp A gồm mêtan, axêtylen theo tỷ lƯ thĨ tÝch lµ 1:1 a/ Tinh chÕ CH4 tõ hỗn hợp
b/ Tinh chế C2H2 từ hỗn hợp
2 Hỗn hợp A gồm axêtylen hidro có tû khèi so víi hidro b»ng a/ TÝnh % thể tích khí hỗn hợp A,
b/ Đốt nóng hỗn hợp bình kín có bột Ni làm xúc tác thu đợc hỗn hợp khớ B.
- Cho 1/2 khối lợng B qua dung dịch AgNO3 NH3 thấy tạo thành 0,12g kết tủa màu vàng Tính khối lợng
C2H2 hỗn hợp B
- Cho 1/2 lợng khí B qua dung dịch nớc Brôm thấy bình nặng thêm 0,041(g) Tính khối lợng êtylen có hỗn hợp B
Hớng dẫn:
a/ Cho hỗn hợp ®i qua níc Br2 d:
C2H2 + 2Br2 C2H2Br4
Tinh ch c CH4
b/ Cho hỗn hợp qua dung dịch Ag2O (NH2)
C2H2 + Ag2O C2Ag2 + H2O
- Läc lÊy kÕt tđa hoµn tan b»ng HNO3
C2Ag2 + HNO3 AgNO3 + C2H2 2.
(75)Ta cã:
2 ) ( 26x x
= -> x = 0, 25
Ta cã: C2H2 chiÕm 25%; vµ H2ChiÕm 75% b Đốt nóng hỗn hợp
C2H2 + H2 o
t Ni
> C2H4
C2H2 + 3H2
0 t Ni
> C2H6
Hỗn hợp khÝ B; C2H2; C2H4; C2H6
Cho 1/2B ®i qua dung dÞch Ag2O (NH3)
C2H2 + Ag2O NH 3 C2Ag2 + H2O
nC2H2 = nC2Ag2 = 240
12 ,
= 0,0005 (mol)
Khối lợng C2H2 có hỗn hợp B: 0,0005.2 26 = 0,026(g)
- Cho 1/2 B ®i qua dung dịch Br2
Các phản ứng:
C2H4 + Br2 C2H4 Br2
C2h2 + 2Br2 C2H2 Br4
- Khối lợng C2H4 hỗn hợp B lµ:
(0,041 - 026 ,
) = 0,056 (g)
Bài 2: Các hiđrocacbon A, B, C trạng thái khí điều kiện thờng, xác định công thức chúng kết thí nghiệm sau:
a, 1,4g chất A làm màu vừa đủ dung dịch chứa 8g brơm b, Một thể tích V B cháy cần 2,5V khí ơxi
c, Tổng thể tích C thể tích xi vừa đủ tổng thể tích khí CO2 nớc tạo thành, thể tích nớc
đúng thể tích CO2
a, theo TN ta cã : MA=
160 ,
= 28 (g)
XÐt trờng hợp :- hiđrocacbon CnH2n+2 CnH2n-2 trờng hợp có M = 28g
- hiđrocacbon CnH2n : có C2H4 thoả mÃn M=28g A C2H4 (1đ)
b, Gi cụng thc B CxHy đặt VB = V0
Ta cã :C2H4 + (x+ y
) O2 xCO2 + y
H2O
VO2 (x +
y
)V0
= x + y
VCxHy V0
x, y ph¶i tho¶ m·n điều kiện : x, y số nguyên dơng 2x-2 y 2x+2
ChØ cã nghiÖm x=y=2 thoả mÃn Vậy B C2H2
C, Ta cã : CnH2n + (n+ n
)O2 nCO2 + nH2O
-Theo PTHH VCO2= VH2O(h¬i )
Nếu lấy VCnH2n =1 Vđầu = 1+ n + n
Vcuối =Vđầu -> 1= n
-> n=2 VËy C lµ C2H4
Bµi 3: Hỗn hợp A gồm khí mêtan, êtylen axªtylen.
a Dẫn 2,8 lít hỗn hợp A đktc qua bình đựng dung dịch nớc Brơm thấy bình bị nhạt màu phần có 20g brơm phản ứng
b Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 5,6 lit A đktc cho toàn sản phẩm cháy qua bình đựng 175,2 gam dung dịch NaOH 20% sau thí nghiệm thu đợc dung dịch chứa 1,57% NaOH
Tính % theo thể tích khí có hỗn hợp A Hớng dẫn:
(76)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
nhh =
4 , 22
8 ,
= 0, 125 mol
Khi cho 2,8 lít hỗn hợp qua bình đựng nớcBrơm có C2H4 v C2H2 phn ng
Phơng trình phản ứng: C2H4 + Br2 -> C2H4Br2
C2H2 + Br2 -> C2H2Br
Ta cã: nBr2 = y + 2z = 100
20
= 0, 125 Đốt cháy 5,6 lít hỗn hợp
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2h2O
2x 2x
C2H4 + 3O2-> 2CO2 + 2H2O
2y 4y
2C2H2 + O2 -> CO2 + H2O
2z 4z
Ta cã: n CO2 = 2x + 4y + 4z = 0,375 + y
n NaOH = 0,876 mol
CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O
1mol 2mol
n NaOH ph¶n øng = 2n CO2 = 0,75 + 2y
n NaOH d = 0, 876 - 0,75 - 2y = 0,126 - 2y
Ta cã hƯ ph¬ng tr×nh
57 , 1 100 . 2 , 175 44 ). 375 , 0 (
) 2 126 , 0 .( 40
125 , 0 2
125 , 0
y
y z
y
z y x
Giải hệ ta đợc: y = 0,025 x = z = 0, 05 % CH4 = 40%
% C2H4 = 20%
% C2H2 = 40%
Bài 4: Hỗn hợp A gồm CH4, C2H2 hiđrocacbon X có công thức
CnH2n +2 Cho 0,896 lít hỗn hợp A qua dung dịch Brom d để phản ứng xảy rảy hon ton, thy thoỏt
0,448 lít hỗn hỵp hai khÝ
Biết tỷ lệ số mol CH4 CnH2n+ hỗn hợp 1:1, đốt cháy 0,896 lit A thu đợc 3,08gam CO2 (ở
§KTC)
a- Xác định cơng thức phân tử Hiđrocacbon X
b- TÝnh thµnh phần % theo thể tích khí hỗn hợp A Hớng dẫn:
a- Khi cho hỗn hợp A qua dung dịch brom d, có phản ứng: C2H2 + 2Br2 C2H2Br4
Vì phản ứng xảy hồn tồn có hai khí khỏi dung dịch brom, nên hai khí CH4 CnH2n+
Theo đề bài, VC2H2 tham gia phản ứng là: 0,896 - 0,448 = 0,448 (lít)
VËy sè mol C2H2 lµ: 0,448 = 0,02 (mol)
22,4
Gäi sè mol cđa CH4 lµ x Theo bµi => sè mol cđa CnH2n + cịng lµ x
VËy ta cã: x + x = 0,448 = 0,02 => x = 0,01 22,4
Phơng trình hố học phản ứng đốt cháy hỗn hợp: 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O
0,02 mol 0,04 mol CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
0,01 mol 0,01mol
2CnH2n + + (3n + 1) O2 2nCO2 + (n +1)H2O
0,01 mol 0,01,n mol
VËy ta cã: nCO2 = 0,04 + 0,01 +0,01n = 3,08 => n =
44 VËy c«ng thøc phân tử hiđrocacbon X C2H6
b- Tính % thĨ tÝch c¸c khÝ:
% VC2H2 = 0,448: 0,896 x 100% = 50%
% VCH4 = % VC2H6 = (100% - 50%) : = 25%
Bài 5: Ngời ta đốt cháy hidrôcacbon no O2 d dẫn sản phẩm cháy lần lợt qua H2SO4 đặc đến 350ml
dung dịch NaOH 2M thu đợc dung dịch A Khi thêm BaCl2 d vào dung dịch A thấy tác 39,4gam kt ta BaCO3 cũn
l-ợng H2SO4 tăng thêm 10,8gam Hỏi hiđrô bon chất ?
Híng dÉn:
- Sản phẩm cháy đốt Hiđrơ cac bon khí O2 CO2; H2O; O2 d Khi dẫn sản phẩm cháy qua H2SO4 đặc
tồn H2O bị giữ lại (do H2SO4 đặc hút nớc mạnh), lợng H2SO4 tăng 10,8gam, lợng nớc tạo thành (
O H2
m = 10,8gam), khí lại CO2, O2 d tiếp tục qua dung dịch NaOH, xảy phản ứng CO2 NaOH
(77)CO2 + NaOH NaHCO3 (2)
Tuú thuéc vµo sè mol CO2 NaOH mà tạo muèi trung hoµ Na2CO3 lÉn muèi
axit NaHCO3)
* Trờng hợp 1:
NaOH d, sản phẩm phản ứng CO2 NaOH muối trung hoà Dung dịch A gồm Na2CO3
+ H2O
Khi phản ứng với dung dịch BaCl2, toàn muối gốc cacbonat bị chuyển thành kết tủa BaCO3
Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl (3)
Ta cã: BaCO n = CO n V×: BaCO
n = 0,2(mol)
197 , 39
nCO2= 0,2 (mol)
Trong khi: nH2O = 0,6(mol) 18
8 , 10
Suy ra: Tû sè
3 1 6 , 0 2 , 0 n n O H CO
2
không tồn hiđrô bon no nh tỷ số nhỏ
CH4 cháy
* Trêng hỵp 2:
- Nh NaOH khơng d Nghĩa NaOH phản ứng hết Đồng thời tạo muối axít muối trung hồ (cả phản ứng (1) (2) xảy ra, lợng CO2 phản ứng hoàn toàn, lợng CO2 bị giữ lại hoàn toàn)
- Theo phơng trình (1) n NaOH ban đầu = 0,35 = 0.7 (mol)
nNaOH =
3
2CO
Na
n =
3
BaCO
n = 0,2 = 0,4 (mol)
nCO2ë (1) = 0,2 (mol) (*)
Lợng NaOH lại: 0,7 - 0,4 = 0,3 (mol) Tham gia ph¶n øng (2) - Theo phơng trình (2):
2
CO
n = n NaOH = 0,3 (mol) (**)
- VËy tõ (*), (**) lợng khí CO2 tạo thành phản ứng cháy
2
CO
n = 0,2 + 0,3 = 0,5 (mol) Gọi CTHH hiđrô bon no CnH2n+2 (n 1)
Phản ứng cháy; CnH2n+2 +
2 O n
n CO2 + (n + 1)H2O
Do đó; n
6 , , n n
Vậy hiđrô bon cần tìm có công thức hoá học C5H12
Bài 6: Cho biết X chứa nguyên tố số nguyên tố C; H; O
1/ Trộn 2,688lít CH4 (đktc) với 5,376lít khí X (đktc) thu đợc hỗn hợp khí Y có khối lợng 9,12g Tính khối lợng phân tử
X
2/ Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợpY Cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,48 mol Ba(OH)2 thÊy t¹o
70,92g kết tủa Xác định CTPT viết CTCT X Hớng dẫn:
1/ Sè mol c¸c chÊt =
4 , 22 688 ,
= 0,12 mol nx =
4 , 22 376 ,
= 0,24 mol mx = 9,12 0,12 16 = 7,2
=> Mx =
24 , , = 30 2/ C¸c PTHH cã thĨ x¶y gåm:
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O (1)
CxHyOz + (x +
y
- z
)O2 -> xCO2 + y
H2O (2)
CO2 + Ba(OH)2 -> BaCO3 + H2O (3)
CO2d + H2O + BaCO3 -> Ba(HCO3)2 (4)
Xảy trờng hợp:
a, Trờng hợp 1: CO2 thiÕu -> kh«ng cã PTHH(4)
CO
n =
3 BaCO
n =
197 92 , 70
(78)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
lỵng CO2 CH4 t¹o theo PT (1) = CH
n = 0,12 mol Do lợng CO2 X tạo = 0,36 - 0,12 = 0,24 mol Nh
sè nguyªn tư C X =
24 ,
24 ,
=
12 + y + 16z = 30 hay y + 16z = 18
CỈp nghiƯm nhÊt z = vµ y = O => CTPT lµ CH2O CTCT lµ H - C
H b, Trêng hỵp 2: CO2 d cã PTHH (4)
Lúc n CO2 = 0,48 + ( 0,48 - 0,36 ) = 0,6 mol
đủ d
2 CO
n X t¹o = 0,6 - 0,12 = 0,48 mol -> nguyªn tư C X =
24 ,
48 ,
= ta cã 12 + y + 16z = 30
<=> 24 + y + 16z = 30 <=> y + 16z = CỈp nghiƯm nhÊt z = ; y = H H CTPT lµ C2H6 CTCT lµ H - C - C - H
H H
Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí gồm hidrocacbon có công thức tổng quát CnH2n C mH2m + (4 m 1);
(4 n 2) cÇn dïng 35,2g khÝ O2
Sau phản ứng thu đợc 14,4g H2O lợng khí CO2 cóthể tớch bng
thể tích hỗn hợp khí ban đầu
a Tính % thể tích hỗn hợp khí ban đầu
b Xỏc nh CTPT CTCT thể có hidrocacbonat nói
nO2 = 32
2 , 35
=1,1 mol n H2O=
18 , 14
= 0,8 mol
Gäi a, b lÇn lợt số mol hiđrocacbon CnH2n CmH2m +
Ta cã PTHH CnH2n +
2 3n
O2 n CO2 + n H2O
a 3na
na na CmH2m + +
2 1)O + 3
( m 2
m CO2 + (m +1)H2O
b ( )
) 3m
) b mb (m+1)b n O2 =
2 3na
+
) ( m
b = 1,1 (1) n H2O= na + (m+1)b = 0,8 (2) n CO2 = na+ mb =
3
(a+b) (3) Giải hệ PT ta đợc a = 0,2
b = 0,1
% CnH2n =0,2/0,3 x 100% 66,7%
a % CmH2m + = 100% - 66,7% = 33,3 %
b na + mb =
( a +b)
0,2n + 0,1m =
x 0,3 2n + m =
n
(79)Các hiđrocacbon có CT: C2H4 vµ C3H8
C3H6 vµ CH4
Bài 8: Cho hỗn hợp A gồm C2H4 C2H2 Lấy 2,96g hỗn hợp A đem đốt cháy hoàn toàn thu đợc m1g CO2 m2g H2O
LÊy 0,616 lít A(đktc) cho phản ứng với lợng d nớc Brôm thấy có 6,8g Br2 tham gia phản ứng (phản ứng xảy hoàn
toàn)
a, Viết PTPƯ
b, Tính % theo khối lợng theo thể tích hiđrocacbon A c, Tính m1 m2
a) (1 ®iĨm) C2H4 + O2 2CO2 + 2H2O (1)
C2H2 +
2
O2 2CO2 + H2O (2)
C2H4 + Br2 C2H4Br2 (3)
C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (4)
b) =0,0275mol
, 22
616 , =
nhỗn hợp A = 0,0425mol 160
8 , = nBr2 Gäi sè mol C2H4 lµ a mol
C2H2 lµ b mol
Theo PT (3) vµ (4) ta cã hƯ PT: { {
mol 015, 0=b
mol 0125 ,0= a ⇒ 0425 ,0= b2+ a
0275 ,0= b+a
mC2H4trong 0,0275 mol hỗn hợp :
0,0125.28 = 0,35 g
mC2H2trong 0,0275 mol hỗn hợp : 0,015.26 = 0,39g Tỉng khèi lỵng = 0,35 + 0,39 = 0,74 g
Tû lÖ 2,96g : 0,616 lÝt = 2,96 : 0,74 = 4:1
Sè mol C2H4 C2H2 2,96 g hỗn hợp là:
nC2H4 =0,0125.4=0,05mol nC2H2 =0,015.4=0,06mol
% C2H4 theo V b»ng: .100%=45,45%
11 ,
05 ,
% C2H2 theo V b»ng 100%- 45,45% = 54,55%
% C2H4 theo m b»ng 100%= 47,3%
96 ,
28 05 ,
% C2H2 theo m b»ng 100%- 47,3%= 52,7%
c, TÝnh m1, m2
Theo PT (1) vµ (2):
nCO2= 2nC2H4 + 2nC2H2 = 0,1 + 0,12 = 0,22 (mol)
m1 = 0,22.44= 9,68(g)
nH2O = 2nC2H4 + 2nC2H2 = 2.0,05 + 0,06 = 0,16 (mol)
m2 = 0,16.18 = 2,88(g)
Bài 9: Cho 3,36 lít hỗn hợp khí A (ĐKTC) gồm hiđro cacbon X có công thức CnH2n + hiđro cacbon Y (công thức
CmH2m) qua bình nớc Brom d thấy có gam brom tham gia ph¶n øng BiÕt 6,72 lÝt hỉn hợp A nặng 13 gam, n m
thoả mản điều kiện: n; m
Tìm công thức phân tử hiđro cacbon X; Y Híng dÉn:
Cho hỉn hỵp khÝ qua dd níc brom
X: CnH2n + + Br2 Không phản ứng
Y: CmH2m + Br2 CmH2mBr2
Gäi sè mol X, Y hỗn hợp lần lợt a vµ b ta cã: a + b =
4 , 22
36 ,
= 0,15 (mol)
nY = nBrom = b = 160
8
(80)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
Theo khèi lỵng hỗn hợp:
(14n + 2)0,1 + 14m 0,05 = 13
72 ,
36 ,
= 6,5
Rót gän: 2n + m = Vì cần thoả mản ®iỊu kiƯn n; m ( m, n nguyên dơng) Chỉ hợp lí n = m =
Vậy công thức phân thức phân tử X lµ C3H8; Y lµ C3H6
Bài 10: Một hỗn hợp gồm khí Metan, Etilen tích lít đợc trộn lẫn với lít khí Hiđro nung đến 2500C có bột
kền xúc tác phản ứng kết thúc Sau trở lại điều kiện lúc đầu Về nhiệt độ áp suất thể tích tổng cộng cịn lại lít đợc dẫn qua dung dịch nớc Brom Hỏi
1) Dung dịch Brom có bị màu không ?
2) Tính thành phần % theo thể tích CH4 C2H4 hỗn hợp lúc đầu
3) Nếu thay C2H4 b»ng cïng thĨ tÝch cđa C2H2 th× sau phản ứng thể tích tổng cộng ?
Híng dÉn:
a) Khi trộn hỗn hợp khí CH4; C2H4 với khí H2 đến phản ứng kết thúc có nghĩa phản ứng xảy hồn tồn
và có C2H4 phản ứng với H2
PTHH : C2H4+ H2 C2H6
Theo ph¶n øng ta cã n C2H4 = nH2
Mµ theo : nC2H4 < nH2 nên sau phản ứng có H2 (d) CH4 ; C2H6 chất không phản ứng với dd
Brom Nên Brom không màu
b) Theo phn ng trờn : Vh hợp giảm = VC2H4 phản ứng
=> VC2H4 = + - = (lÝt)
% C2H4 100% 40%
2
% CH4 = 100% - 40% = 60%
c) NÕu thay C2H4 + 2H2 C2H6
Theo PTHH :
VH2 = 2VC2H2 = 2.2 = (l)
=> VH2 (d) = - = (lÝt)
Vhh = +2 + = (lÝt)
Bài 11: Hợp chất hữu A chứa hai nguyên tố X Y Đốt cháy hoàn toàn m gam A thu đ ợc m gam H2O A có
ph©n tư khèi khoảng 150 < M < 170 a X Y nguyên tố gì?
b Xỏc nh cụng thức đơn giản (cơng thức tỉ lệ số nguyên tử nguyên tố tối giản) cơng thức phân tử A
Híng dÉn:
- Nêu đợc A hợp chất hữu nên X Y phải có nguyên tố C Mặt khác đốt A thu đợc H2O Vậy X Y C H
- Viết đợc phơng trình tổng quát: CxHy + (x +
4 y
)O2 xCO2 +
y
H2O Ni
t0
(81)a
2 y
a - Lập đợc hệ thức a(mol) CxHy =>
2 y
.a(mol) H2O
Mµ MA = a m
vµ MH2O = y a
m
= 18 => a.MA = 9.a.y => MA = 9y
V× 150 < M < 170 nªn 16 < y < 19 Ta cã:
y 16 17 18 19 MA 145 156 162 171
V× nÕu M = 156, y = 17 x = 11,5 (loại) Vậy có y = 18, x = 12 vµ M = 162 lµ phù hợp
Công thức phân tử A lµ: C12H18
Cơng thức đơn giản l: (C2H3)n
Bài 12: Hỗn hợp khí B chứa mêtan axetilen
1 Cho biết 44,8 lít hỗn hợp B nặng 47g Tính % thể tích khí B
2 Đốt cháy hồn tồn 8,96 lít hồn hợp B cho tất sản phẩm hấp thụ vào 200ml dung dịch NaOH 20% (D = 1,2 g/ml) Tính nồng độ % chất tan dung dịch NaOH sau hấp thụ sản phẩm cháy
3 Trộn V lít hỗn hợp B với V' Hiđrơcacbon X (chất khí) ta thu đợc hỗn hợp khí D nặng 271g, trộn V' lít hỗn hợp khí B
với Vlít Hiđrocacbon X ta thu đợc hỗn hợp khí E nặng 206g Biết V' - V = 44,8 lít Hãy xác định cơng thức phân tử Hiđrocacbon X Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn
Híng dÉn:
1 Gäi n số mol C2H2 mol hỗn hợp B ta có phơng trình khối
lợng mol: MB = 26n +16 (1 - n) = 47/2 = 23,5 => n = 0,75 tøc axetilen= 75%,
mªtan = 25% Các phơng trình:
2C2H2 + 5O2 4CO2+2H2O (1)
CH4+ 2O2 CO2+2H2O (2)
Tính nB = 0,4 mol , có 0,3mol C2H2 v 0,1mol CH4
Theo phản ứng : 1;2:
Tæng mol CO2 = 0,3 x + 0,1 x = 0,7 mol
Tæng mol H2O = 0,3 x + 0,1 x = 0,5 mol
Sè mol NaOH = 200x ,2 x 20 /100x40 = 1,2mol V×: sè mol CO2< sè mol NaOH < x sè mol CO2
Do tạo thành muối :
CO2+ 2NaOH Na2CO3 + H2O (3)
CO2 +NaOH NaHCO3 (4)
Gọi a, b lần lợt số mol Na2CO3 vµ NaHCO3 Ta cã:
a + b = 0,7
=> a = 0,5mol Na2CO3
2a +b = 1,2 b = 0,2mol NaHCO3
Khèi lỵng dung dịch NaOH sau hấp thụ CO2 vàH2O là:
200x 1,2+ 0,7 x 44 + 0,5 x 18 = 279,8 g
VËy % N2CO3 =106 x 0,5 x 100/279,8 = 18,94%
% NaHCO3 = 84 x 0,2 x 100/279,8 = 6%
3- Ta cã phơng trình hỗn hợp D E:
V 23,5 + V' M = 271 (a) 22,4 22,4
V' 23,5 + V M = 206 (b) 22,4 22,4
Mặt khác: V' - V = 44,8 lít (c) Trong đó: M khối lợng phân tử HiđrocacbonX Từ (a), (b) (c) giải ta đợc M = 56
Gäi c«ng thøc X lµ CXHY ta cã: 12 x + y = 56
Suy công thức X C4H8
Bài 13: Hỗn hợp X (đktc) gồm ankan anken Cho 3,36 (l) hỗn hợp X qua bình nớc Brom d thấy có 8(g) Brôm tham gia phản ứng Biết 6,72 (l) hỗn hợp X nặng 13(g)
1, Tìm công thức phân tử ankan anken, biết số nguyên tử cacbon phân tử không
2, t chỏy hon toàn 3,36 (l) hỗn hợp X cho tất sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch NaOH (d), sau thêm BaCl2 d thu đợc (g) cht kt ta?
Hớng dẫn:
Đặt CTPT X, Y lần lợt CnH2n + CmH2m
§iỊu kiƯn: n m ( m, n nguyên dơng) Cho hổn hợp khí qua dd nớc brom
X: CnH2n + + Br2 Không phản ứng
Y: CmH2m + Br2 CmH2mBr2
(82)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
a + b =
4 , 22
36 ,
= 0,15 (mol)
nY = nBrom = b = 160
8
= 0,05 (mol a = 0,1 mol Theo khối lợng hỗn hợp:
(14n + 2)0,1 + 14m 0,05 = 13
72 ,
36 ,
= 6,5
Rót gän: 2n + m =
Vì cần thoả mÃn điều kiện: n vµ m ( m, n nguyên dơng) Chỉ hợp lí n = m =
Vậy công thức phân thức phân tử X C3H8; Y C3H6
2/ Ta có PTHH x¶y ra: C3H8 + 5O2 > 3CO2 + 4H2O
0,1 0,3 mol
2C3H6 + 9O2 -> 6CO2 + 6H2O
0,05 0,15 mol
CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O
0,45 0,9 0,45 mol BaCl2 + Na2CO3 > BaCO3 + 2NaCl
0,45 0,45 -> 0,45 mol mr¾n = 0,45 197 = 88,65g
Chuyên đề 19: Rợu
Công thức phân tử tổng quát công thức phân tử chất tơng đơng với hỗn hợp rợu.
Công thức chất Công thức chất tơng đơng Rợu no: CnH2n + 2Ox
x n ; n, x N* Cn H2n + 2Ox
x < n Rợu no đơn chức: CnH2n + 2O
Cn H2n + 2O
n > Rợu cha no no, mạch hở, có k nối đơn chức
CnH2n + – 2kO
n 3, n, k N*
Cn H2n + 2- 2k O
n >
Các phản ứng rợu:
- Phản ứng với kim loại kiềm:
2R(OH)n + 2nM > 2R(OM)n + nH2
2R-OH + 2M > 2R-OM + H2
R(OH)n : Rợu n chức, R-OH: Rợu đơn chức - Phản ứng với axit:
R-OH + H-Br -> R-Br + H2O
- Phản ứng tách nớc:
CnH2n + 1-OH -> CnH2n + H2O
- Phản ứng ete hố rợu đơn chức, ta có:
Sè mol ete = 1/2 sè mol cđa rỵu tham gia phản ứng Hỗn hợp rợu bị ete háo tạo ete
- Phản ứng cháy cđa rỵu no hay ete no
Cn H2n + 2Ox + (3n + -x)/2 -> nCO2 + (n + 1)H2O
xmol nxmol (n + 1)x mol Hệ quả:
Rợu no hay ete no ch¸y > sè mol H2O > số mol CO2 Và số mol rợu no hay ete no tham gia ph¶n øng = sè mol H2O
số mol CO2 Bài tập áp dụng:
Bi 1: Đốt cháy 3,075 gam hỗn hợp rợu no đơn chức dãy đồng đẳng Sản phẩm thu đợc lần lợt cho qua bình đựng H2SO4 đặc bình đựng KOH rắn Tính khối lợng bình tăng lên, biết cho lng ru
trên tác dụng với Na thấy thoát 0,672 lít H2 (đktc) Lập công thức phân tử rợu
Bài giải
Gi n l số nguyên tử cacbon trung bình rợu Ta có CTPT tơng đơng rợu Cn H2n+ 1OH
Phản ứng đốt cháy: Cn H2n+ 1OH +
2
3n
O2
t n
(83)Khi cho sản phẩm thu đợc qua bình đựng H2SO4 H2O bị hấp thụ qua bình đựng KOH CO2 bị giữ li theo
phơng trình
CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O (2)
Phản ứng rợu tác dơng víi Na
2Cn H2n+ 1OH + 2Na 2Cn H2n+ 1ONa + H2 (3)
Theo (3) số mol hỗn hợp rợu nhh = 2.nH2 = 22,4
672 ,
= 0,06 (mol)
M hh =
06 ,
075 ,
= 51,25 = 14n + 18
n = 2,375 V× rợu nên suy ra: C2H5OH C3H7OH
Theo (1) ta có:
Khối lợng bình tăng = mH2O = 0,06(2,375 + 1).18 = 3,645 g
Khối lợng bình tăng = mCO2 = 0,06 2,375 44 = 6,27 g
Bµi 2: A hỗn hợp gồm rợu Etylic axit hữu có dạng CnH2n+1COOH Cn+1H2n+3COOH Cho 1/2 hỗn
hp A tỏc dng ht vi Na 3,92 lít H2 (đktc) Đốt 1/2 hỗn hợp A cháy hoàn toàn, sản phẩm cháy đợc hấp th ht
vào dung dịch Ba(OH)2 d có 147,75g kết tủa khối lợng bình Ba(OH)2 tăng 50,1 g
a, Tìm công thức axit b, Tìm thành phần hỗn hợp A
nH2 =
4 , 22
92 ,
= 0,175 (mol) PT ph¶n øng:
2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 (1)
2CnH2n+1 COOH +2Na 2CnH 2n+1COONa + H2 (2)
2Cn+1H2n+3 COOH +2Na 2Cn+1H2n+3COONa + H2 (3)
BiƯn ln theo trÞ sè trung b×nh
Tỉng sè mol chÊt 1/2 hỗn hợp = 0,175.2= 0,35 (mol) t0
C2H6O + 3O2 2CO2 + 3H2O (4)
t0
CxH2xO2 +
2 3x
O2 xCO2 + xH2O (5)
ChÊt kÕt tđa lµ BaCO3 nBaCO3 = 197
75 , 147
= 0,75 (mol) PT: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (6)
Theo PT (6) ta cã: nCO2 = nBaCO3 = 0,75 (mol)
mCO2 = 0,75 x44 = 33(g)
mH2O = m tăng - mCO2
mH2O = 50,1 - 33 = 17,1 (g)
nH2O =
18 , 17
= 0,95 (mol) Tõ PT (4) ta thÊy ngay:
Sè mol rỵu C2H5OH = 0,95 - 0,75 = 0,2 ( mol)
Theo PT (4) ta thÊy số mol CO2 tạo
nCO2 = 2.nC2H5OH = 2.0,2 = 0,4 (mol)
Suy ra: a xít cháy tạo 0,75 - 0,4 = 0,35 (mol CO2)
Tõ PT (4) ta thÊy nH2O = 3.nC2H5OH = 3.0,2 = 0,6 (mol)
Suy axit cháy tạo ra: 0,95 - 0,6 = 0,35 mol H2O
Víi sè mol 2axit = 0,35 - 0,2 = 0,15 x = 0,35 : 0,15 = 2,33 (x số mol trung bình n+1 n+2)
axit lµ CH3COOH vµ C2H5COOH
Gäi sè mol CH3COOH, C2H5COOH 1/2 A lµ a, b
Theo phơng trình đốt cháy ta có: Số mol axit = 0,15mol = a + b
nCO2 sinh = 2a + b = 0,35 Gi¶i ta cã: a = 0,1; b = 0,05
Vậy hỗn hợp có 0,2 mol CH3COOH lµ 12 g vµ 0,10 mol C2H5COOH lµ 7,4g
Bài 3: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol Rợu Etylic a mol Rợu X có công thức là: CnH2n(OH)2 Chia A thành phần
(84)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
a/ Tìm giá trị a, b?
b/ Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo X, biết nguyên tử C liên kết đợc với nhóm OH? Hớng dẫn:
1 Các phản ứng xảy
2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 (1)
CnH2n(OH)2 + Na CnH2n(ONa)2 + H2 (2)
C2H5OH + O2 to CO2 + H2O (3)
CnH2n(OH)2 +
1 3n
O2 to n CO2 + (n+1) H2O (4)
Theo ph¶n øng (1), (2) ta cã: n H2 =
2 ,
1 ,
+ a
=
4 , 22
8 ,
= 0,125 (mol) a = 0,2 mol Theo ph¶n øng (3), (4):
n CO2 =
1 ,
+
2 ,
n =
4 , 22
96 ,
= 0,4 (mol) n = Theo ph¶n øng (3), (4):
n H2O =
1 ,
+
2 ,
= 0,55 (mol) m H2O = b = 0,55 18 = 9,9g
2 Công thức phân tử X là: C3H8O2 hay C3H6(OH)2
Công thức cấu tạo hợp chất là:
CH2 - CH - CH3 CH2 - CH2 - CH2
OH OH OH OH
Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 23g rợu no đơn chức A, thu đợc 44g CO2 27g H2O
a/ Xác định CTPT, CTCT A
b/ Hỗn hợp X gồm A B đồng đẳng Cho 18,8g hỗn hợp X tác dụng với Na d, thu đợc 5,6 lit H2 (đktc) Xác định CTPT,
CTCT cđa A, B vµ tÝnh thành phần % theo khối lợng A, B X
c/ Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X cho tồn sản phẩm qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 d, thu đợc 35g kết tủa Tính khối lợng
hỗn hợp X đem đốt cháy Hớng dẫn:
a/ Sè mol CO2 = mol vµ sè mol cña H2O = 1,5 mol NhËn thÊy sè mol cña H2O > sè mol cña CO2 -> Rợu A rợu no
nH2 O: nCO2 = n n1
= 1,5 > n = CTPT cđa A lµ C2H6O vµ CTCT lµ CH3 – CH2 – OH
b/ Gọi CTPT TB A B Cn H2n + 1OH, a số mol rợu tơng đơng
m = (14n + 18)a = 18,8 (*)
2Cn H2n + 1OH + 2Na -> 2Cn H2n + 1ONa + H2
a(mol) a/2(mol) Sè mol H2 = a/2 = 5,6/22,4 = 0,25 > a = 0,5 mol
Thay a = 0,5 vµo (*) > n = 1,4 VËy n < n < n + (n nguyên dơng n 1) Vậy rợu B có nguyên tử C, B CH3 OH
Đặt số mol CH3 – OH lµ x, sè mol cđa CH3 – CH2 – OH lµ y
x + y = a = 0,5 32x + 46y = 18,8
Giải phơng trình ta đợc: x = 0,3 y = 0,2
-> mCH3OH = 0,3 32 = 9,6g -> % mCH3OH = 51,06% vµ % mCH3- CH2 - OH = 48,94%
c/
2Cn H2n + 1OH + 3n O2 > 2nCO2 + 2(n + 1) H2O
(85)na mol na mol
Sè mol cña CaCO3 = na = 35 : 100 = 0,35 mol > a = 0,35 : n = 0,35 : 1,4 = 0,25
Ta cã: mX = (14n + 18)a = 14na + 18a = 14.0,35 + 18.0,25 = 9,4g
Bài 5:
1 - Trong bình kín 150 0C chứa hỗn hợp khí gồm thể tích axetilen thể tích oxi Đốt cháy axetilen b»ng chÝnh khÝ
oxi bình Sau phản ứng kết thúc đa bình nhiệt độ ban đầu áp suất bình thay đổi nh nào? - Trộn 12,4 g hỗn hợp hai rợu CH3OH C2H5OH với g axit CxHyCOOH đem đốt thu đợc 13,44 l khí CO2
(§KTC) Nếu đem g oxit trung hoà dung dịch KOH 0,5 M cần 100 ml DD KOH a Tìm CTHH axit
b Tính % khối lợng hỗn hợp rợu ban đầu
c Viết PTHH phản ứng Este hoá chất Híng dÉn:
1 - ë 1500C níc ë thĨ hơi.
Gọi V thể tích C2H2
th× VO
2
= 2V
ThĨ tích hỗn hợp C2H2 O2 bình 3V
PTHH:
2C2H2(k) + 5O2(k) 4CO2(k) + 2H2O(h)
2 mol mol mol mol V l 2,5 V l V l V l x l Vl y l z l x = V
5
y = V
z = V
VC2 H
2
cßn d = V -
V
=
V
Vhh sau ph¶n øng = ( V
+ V
+ V
) = V 13
Gọi áp suất bình lúc đầu 100%
áp suất bình sau phản ứng a % áp dụng công thức s d
P P
= s d
n n
= s d
V V
Ta cã: a =
5 13 100
= 86,7 (%) Vậy áp suất khí bình giảm là: 100 % - 86,7 % = 13,3 %
2
a- T×m CTHH cđa axit: nKOH = 0,5 0,1 = 0,05 (mol)
PTHH: CxHyCOOH (dd) + KOH (dd) CxHyCOOK (dd) + H2O (l)
0,05 mol 0,05 mol MCxH yCOOH = 0,05
3
= 60 12 x + y + 45 = 60
12x + y = 15
x = vµ y = > CTHH cđa axit lµ: CH3COOH
b Tính phần khối lợng hỗn hợp rợu ban ®Çu: Nco2 = 22,4
44 , 13
= 0,6 (mol)
Gọi x, y lần lợt số mol CH3OH C2H5OH hỗn hợp (x, y > 0)
PTHH: Đốt cháy hỗn hợp
2CH3OH (l) + 3O2 (k) 2CO2(k) + 4H2O (h)
x mol x mol
C2H5OH (l) + 3O2 (k) CO2 (k) + 3H2O (h)
y mol 2y mol
CH3COOH (l) + 2O2 (k) CO2 (k) + 2H2O (h)
0,05 mol 0,1 mol Tæng sè mol CO2: 2y + x + 0,1 = 0,6
2y + x = 0,5
Khối lợng hỗn hợp hai rợu 12,4 gam 46 y + 32 x = 12,4
(86)Giáo án:Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9
% CH3OH =
4 , 12
32 ,
100% 25,8 % % C2H5OH = 100% - 25,8 % = 74,2%
c Phản ứng ESTE hoá:
H2SO4(c), t0
CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)
H2SO4(đặc), t0
CH3COOH (l) + CH3OH (l) CH3COOCH3 (l) + H2O (l)
Chuyên đề 20: axit este
Công thức phân tử tổng quát axit este đa chức no, mạch hở.
CnH2n + – 2kO2k víi k: nhãm chøc – COOH hay – C – O – H vµ n, k thuéc N* = 1, 2,
O Hỗn hợp: C.n H2n + - 2k O2k víi n, k >
k = 1: -> este axit đơn chức no có cơng thức phân tử là: CnH2nO2 với axit n v este thỡ n
Hỗn hợp: C.n H2nO2 với axit n > este th× n >
- Nếu hai gốc rợu axit đơn chức este mạch hở Nếu rợu axit đa chức este mạch
vßng
- Axit este tác dụng với dung dịch kiềm gọi chung phản ứng xà phịng hố, tạo muối kiềm axit
hữu
RCOOH RCOOM + H2O
R – C – O – R/ + MOH > RCOOM + R/OH
O
- Este cã ph¶n øng thuỷ phân môi trờng axit H2SO4 tạo rợu vµ axit
- Phản ứng cháy axit este đơn chức no tạo CO2 H2O có số mol
- Tỉng qu¸t, mét chất có công thức phân tử CnH2nOx mạch hở CnH2nOx có nối công thức cấu
tạo cháy tạo CO2 H2O có số mol Bài toán áp dụng:
Bài 1: Đốt cháy 3(g) hợp chất hữu A khơng khí thu đợc 4,4g CO2 1,8g H2O
a Xác định CTPT hợp chất hữu A Biết tỷ khối A so với H2 30 Viết CTCT có A
b Nếu đem tồn lợng khí CO2 tác dụng với 100 ml dd NaOH 1,5M thu đợc muối gì? Tớnh lng ca
mỗi muối Hớng dẫn;
a.Vì đốt cháy hợp chất hữu A thu đợc CO2 H2O nên chắn A phải chứa hai nguyên tố C H có
O
Sè mol s¶n phÈm
mol
nCO 0,1
44 ,
=>
mol n
nC CO 0,1
2
=> mC 0,1.121,2g g m
mol n
n mol
nHO 0,1 H HO 0,2 H 0,2.1 0,2
18 ,
2
2
Ta có: mCmH 2,40,22,6(g)mA 6g Do A phải chứa nguyên tố O
) ( , ) , , ( )
(m m g
m
mO A C H
) ( , 16
6 ,
mol
nO
TØ lƯ :nC :nH :nO 0,1:0,2:0,11:2:1
Cơng thức đơn giản A CH2O Đặt công thức tổng quát A ( CH2O)n có mA =30n
Theo c«ng thøc dA/H2= 30.2 = 60 =>30n = 60 => n =
VËy c«ng thøc phân tử A C2H4O2
b nNaOH 0,1.1,50,15mol
Phơng trình phản ứng: CO2 + NaOH NaHCO3
Tríc ph¶n øng: 0,1 0,15 Ph¶n øng: 0,1 0,1
Sau ph¶n øng : 0,05 0,1
(87)Tríc ph¶n øng: 0,1 0,05 0,05 0,05
Sau phản ứng 0,05 0,05 Ta thu đợc muối: NaHCO3 Na2CO3 có khối lợng là:
g m g m CO Na NaHCO 3 , 5 106 . 05 , 0 2 , 4 84 . 05 , 0 3
Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,4g hợp chất hữu Y chứa C, H, O cần vừa đủ 5,6 lít khí Ơxi (ĐKTC), thu đợc khí CO2
h¬i níc víi thĨ tÝch b»ng
a) Xác định công thức phân tử Y, biết khối lợng phân tử Y 88 đvc
b) Cho 4,4gam Y tác dụng hoàn toàn với lợng vừa đủ dung dịch NaOH sau làm bay hổn hợp thu đợc m1 gam
hơi rợu đơn chức m2 gam muối A xit hữu đơn chức Số nguyên tử bon rợu A xít thu
đợc Hãy xác định công thức cấu tạo tên gọi Y Tính lợng m1 m2
Híng dÉn:
a/ Gọi cơng thức phân tử chất Y CxHyOz Phản ứng đốt cháy Y: CxHyOz + (x+
4 y
-2 z
)O2 t0 xCO2+
y
H2O (1)
(0.05mol) 0.25mol 0.05x 0.05 y
TÝnh nY= 0.5mol 88
4
; nO2= 0.25( ) 22 mol
nCO2=0.05x ; nH2O=0.05 y
Vì thể tích CO2bằng thể tích nớc, ta có:
0.05x = 0.05 y
y=2x (2) nO2=(x+
4 y
- z
)0.05=0.25 (3) Thay (2) vµo (3) ta cã: 3x -z=10 (4) Khối lợng phân tử Y=12x+y+16z =88 (5) Từ phơng trình (2,3,4,5) ta có: x = ; y = 8; z = VËy c«ng thức phân tử Y là: C4H8O2
b/ Phản ứng với NaOH
Vì Y(C4H8O2) + NaOH Rợu (m1gam) + muối(m2gam) nên Y phải este số nguyên tử cacbon rợu =số
nguyên tử bon axit =
= nguyªn tư C
Do cơng thức rợu C2H5OH với m1= 0.0546 = 23g
C«ng thøc axÝt lµ CH3COOH Víi m2= 0.05 82 =4.1g CH3COONa
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn gam chất A, thu đợc 2,24 lít CO2 (ở đktc) 1,8g nớc Tỷ khối A so với Mêtan
3,75 Tìm cơng thức cấu tạo A biết A tác dụng đợc với NaOH Hớng dẫn: Ta có
mol , , 22 24 , n
CO mC = 1,2g
g , m mol , 18 ,
nHO H
2
mO = - (1,2 + 0,2) = 1,6g
Đặt công tác A là: CxHyO2, theo bµi ta cã:
MA = 3,75 16 = 60 (g)
Ta cã: 60 , 162 , y , y 12
Giải ta đợc: x = 2, y = 4, z =
CTTQ cđa A lµ: C2H4O2
A Cã CTCT: CH3COOH HCOOC2H5
Vỡ A phn ng đợc với NaOH nên A CH3COOH HCOOC2H5 (axit axetic)
* CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O