Công phá hóa thpt Chương 10 đại cương kim loại

CHƯƠNG 10: ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI A BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT Khi hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp axit dùng định luật bảo toàn mol electron phương pháp ion - electron để giải cho nhanh So sánh tổng số mol electron cho nhận để biện luận xem chất hết, chất dư Kim loại + dung dịch axit → muối + H2 2M + 2nH + → 2M n + + nH ↑ + Kim loại thể nhiều số oxi hóa khác phản ứng với H 2SO4 lỗng hay HCl thể số oxi hóa thấp + M đứng trước H dãy điện hóa: Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au “Lí ca ca may áo mạ kẽm cần sắt nên sang Pháp hỏi cô hậu Phi Âu” Kim loại hỗn hợp kim loại (A) + H+ → dd muối (B) + H2 OH − nung Dd B → ↓ C lớn (hiđroxit kim loại) → chất rắn D (oxit kim loại) n H+ ph¶n øng = n OH − ph¶n øng = 2n H2 m C = m A + 34n H m B(sunfat ) = m A + 96n H2 m B(sunfat) = m A + 96n H m D = m A + 16n H  NO  NO  + H 2O Kim loại hỗn hợp kim loại + HNO3 → M ( NO3 ) n +  N 2O N   NH NO3   NO  M > Fe   → M ( NO ) +  N O + H2O  n  N  + M + HNO3 lo· ng →   NH NO3   M ≤ Fe  → M ( NO3 ) n + NO + H O + M + HNO3 → M ( NO3 ) n + NO + H O Chú ý: Kim loại có tính khử mạnh ưu tiên phản ứng trước − + + NO2 (khí màu nâu đỏ): NO3 + 2H + le → NO + H 2O − + + NO (khí khơng màu hóa nâu ngồi khơng khí): NO3 + 4H + 3e → NO + 2H O − + + N2O (khí cười): 2NO3 + 10H + 8e → N O + 5H O − + + N2 (khí lười, khơng trì cháy): 2NO3 + 12H + 10e → N + 6H 2O − + + NH4NO3 (trong dd NaOH tạo khí có mùi khai): 2NO3 + 10H + 8e → NH NO3 + 3H 2O n HNO3 ph¶n øng = 2n NO2 + 4n NO + 10n N 2O + 10n NH NO3 + 12n N ( m mi nitrat cđa kimlo¹i = m kimlo¹i + 62 n NO2 + 3n NO + 8n N2 O + 8n NH NO3 + 10n N ) Trang 1/89 − - Các kim loại tác dụng với ion NO3 môi trường axit H+ xem tác dụng với HNO3 STUDY TIP: Với toán cho biết kiện liên quan đến số liệu về: khối lượng kim loại, khối lượng muối tính số mol khí sản phẩm cần xét xem muối thu có chứa NH4NO3 hay không − − - Các kim loại Zn, Al, tác dụng với ion NO3 NO mơi trường kiềm OH- giải phóng NH3: 4Zn + NO3− + 7OH − → 4ZnO 22− + NH + 2H O ( 4Zn + NO − + 7OH − + 6H O → [ Zn(OH) ] 2− + NH ) 8Al + 3NO3− + 5OH − + 2H 2O → 8AlO −2 + 3NH3 ( 8Al + 3NO − + 5OH − + 18H 2O → [ Al(OH) ] + 3NH − Ngồi cịn có phản ứng kim loại với dung dịch kiềm: Zn + 2OH − → ZnO 22− + H 2Al + 2OH − + 2H O → 2AlO −2 + 3H − − Do cho kim loại Zn, Al, tác dụng với dung dịch chứa OH - vào NO3 NO ta thu hỗn hợp khí gồm NH3 vào H2 - Nước cường thủy (hay nước cường toan/nước hoàng gia) (dung dịch chứa HNO HCl theo tỉ lệ mol 1:3) hịa tan Au Pt Ví dụ: Au + HNO3 + 3HCl → AuCl3 + NO + 2H 2O SO2  Kim loại hỗn hợp kim loại + H 2SO đặc nóng M ( SO ) n + S +H O H S    SO   M > Fe to  → M ( SO ) n + S + H 2O  M + H 2SO đặc HS  M ≤ Fe → M ( SO ) n + SO + H O   2− + + SO2 (mùi hắc): SO + 4H + 2e → SO + 2H 2O 2− + + S (bột màu vàng): SO + 8H + 6e → S + 4H 2O 2− + + H2S (mùi trứng thối): SO4 + 10H + 8e → H 2S + 4H 2O n H2SO4 ph¶n øng = 2n SO2 + 4n S + 5n H2S ( m muèi sunfat = m kimlo¹i + 96 n SO2 + 3n S + 4n H 2S ) Lưu ý: Kim loại thể nhiều số oxi hóa khác phản ứng với H 2SO4 đặc, HNO3 đạt số oxi hóa cao bền kim loại Một số kim loại như: Mn hợp chất có nhiều mức oxi hóa +2, +3, +4, +6, +7 tác dụng với hai dung dịch axit thu Mn2+; tương tự Cr hợp chất có số oxi hóa +2, +3 +6 tác dụng với hai dung dịch axit số oxi hóa tối đa thu +3 + HNO3 H2SO4 đặc nóng tác dụng với hầu hết kim loại, trừ Au Pt Trang 2/89 + Fe, Cr Al bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc nguội H2SO4 đặc nguội tạo màng oxit bền bề mặt kim loại này, bảo vệ cho kim loại không tác dụng với axit HNO 3, H2SO4 axit khác mà trước chúng tác dụng dễ dàng + Khi hỗn hợp kim loại có Fe tác dụng với H2SO4 đặc nóng HNO3 cần ý xem kim loại có dư hay khơng Nếu kim loại (Mg → Cu) có phản ứng kim loại khử Fe3+ Fe2+ Ví dụ: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+; Cu + 2Fe3+ → Cu2+ +2Fe2+ + Khi hịa tan hồn tồn hỗn hợp kim loại có Fe dung dịch H 2SO4 đặc nóng HNO3 mà thể tích axit cần dùng nhỏ muối sắt thu muối Fe2+ STUDY TIP: Khí NO2 màu nâu đỏ nhị hợp dễ dàng tạo thành khí N 2O4 (trong điều kiện nhiệt độ thấp) không màu Do số tập, đề hướng tới sản phẩm khử có chứa N2O4 2NO ƒ N O , ∆H < Chú ý: Các kim loại Fe, Cr Al sau cho vào dung dịch HNO đặc nguội H2SO4 đặc nguội khơng phản ứng với dung dịch axit nữa, kể dung dịch HNO đặc nóng, dung dịch HNO lỗng, dung dịch H2SO4 đặc nóng, dung dịch H2SO4 lỗng, dung dịch HCl,… Kim loại tan nước (Na, K, Ca, Ba,…) tác dụng với axit Có trường hợp: + Nếu dung dịch axit dùng đủ dư: Chỉ có phản ứng kim loại với axit + Nếu axit thiếu phản ứng kim loại với axit (xảy trước) cịn có phản ứng kim loại dư tác dụng với nước dung dịch A1 VÍ DỤ MINH HỌA Bài 1: Cho sơ đồ phản ứng sau: to R + 2HCl( lo· ng) → RCl + H to 2R + 3Cl → 2RCl3 R(OH)3 + NaOH ( lo· ng) → NaRO + 2H 2O Kim loại R là: A Cr B Al C Mg D Fe Lời giải Đây câu hỏi nhằm kiểm tra kiến thức bạn phần kim loại Quan sát đặc điểm phản ứng, dễ dàng tìm đáp án đúng: + Ở phản ứng thứ thứ hai, tác dụng với dung dịch HCl Cl ta nhận thấy kim loại R có hai mức hóa trị khác II III, kim loại đưa ra, ta kim loại R Cr Fe (loại Al Mg có mức hóa trị hợp chất) + Quan sát phản ứng thứ ba: Hidroxit R(OH) kim loại R có khả tác dụng với dung dịch NaOH Do kim loại R Cr Đáp án A Bài 2: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al Zn tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 10%, thu 2,24 lít khí H2 (đktc) Khối lượng dung dịch thu sau phản ứng là: A 101,68 gam B 88,20 gam C 101,48 gam D 97,80 gam Lời giải Trang 3/89 Với này, để xác định khối lượng dung dịch sau phản ứng, ta cần biết trình phản ứng: 2Al + 3H 2SO → Al2 ( SO ) + 3H Zn + H 2SO → ZnSO4 + H Quan sát phản ứng, ta có: n H2SO4 = n H2 = 0,1 ⇒ m H2SO4 = 98.0,1 = 9,8(gam) ⇒ m ddH 2SO 10% = 9,8 = 98(gam) 10% Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m dd sau ph¶n øng = m kimlo¹i + m ddH 2SO − m H2 = 101, 48(gam) Đáp án C Mở rộng: + Với này, đề yêu cầu tính tổng khối lượng hai muối thu được, bạn áp dụng c ơng thức phần lí thuyết:  m mi = m kimlo¹i + mSO24− t¹o muèi ⇒ m muèi = 3, 68 + 96.0,1 = 13, 28(gam)   n SO24− t¹o muèi = n H Hoặc ngắn gọn hơn: m muèi = m kimlo¹i + 96.n H2 = 3, 68 + 96.0,1 = 13, 28(gam) + Nếu đề yêu cầu tính khối lượng muối sau phản ứng th ì ta cần tìm số mol muối Al2(SO4)3 ZnSO4 Khi bạn cần lập hệ phương trình dựa vào giả thiết khối lượng số mol khí:  m Al + m Zn = 27a + 65b = 3, 68  n A1 = a a = 0, 04 ⇔ Gọi    n Zn = b  n H2 = 1,5n Al + n Zn = 1,5a + b = 0,1 b = 0, 04  n Al2 ( SO4 ) = n Al = 0, 02 m Al2 ( SO4 ) = 6,84(gam) ⇔ ⇒ m ZnSO4 = 6, 44(gam) n ZnSO = 04   m Al2 ( SO4 ) = m Al + 96.1,5n Al = 6,84(gam)   m ZnSO4 = m Zn + 96.n Zn = 6, 44(gam) Bài 3: Hòa tan hết hỗn hợp X gồm Fe Mg lượng vừa đủ dung dịch HCl 20% thu dung dịch Y Nồng độ FeCl2 dung dịch Y 15,757% Nồng độ MgCl2 dung dịch Y là: A 11,787% B 84,243% C 88,213% D 15,757% Lời giải Cách 1: Để đơn giản cho q trình tính tốn, ta chọn số mol Fe hỗn hợp ban đầu tìm số mol Mg tương ứng dựa vào điều kiện giả thiết Mg + 2HCl → MgCl + H Fe + 2HCl → FeCl + H Gọi n Mg = x n HCl ph¶n øng = ( n Mg + n Fe ) = 2x + 2; n H2 = n Mg + n Zn = x + ⇒ m ddHCl 20% = m HCl 36,5(2x + 2) = = 365x + 365(gam) 20% 0, Trang 4/89 m H2 = 2(x + 1) = 2x + Do đó, theo định luật bảo tồn khối lượng ta có: m ddY = m Mg + m Fe + m ddHCl − m H2 = 24 x + 56 + 365 x + 365 - ( x + ) = 387 x + 419 ⇒ C% FeCl2 = m FeCl2 m ddY Vậy C% MgCl2 = = m MgCl2 m ddY 127.n Fe 127 = ×100% = 15, 757% ⇔ x = m dd Y 387x + 419 = 95 ×100% = 11, 787% 387.1 + 419 Cách 2: Ngoài cách tiếp cận toán từ hướng chọn số mol kim loại tìm số mol kim loại cịn lại ta cịn chọn số mol HCl phản ứng từ tìm số mol kim loại tương ứng Cụ thể sau: Chọn số mol HCl phản ứng số mol H2 thu ⇒ m dd HCl 20% = m HCl 36,5 ×2 = = 365(gam) 20% 0,   n Fe + n Mg = x + y = n HCl =  n Fe = x  ⇒  n FeCl2 = n Fe = x   n Mg = y   m dd Y = m Fe + m Mg + m dd HCl − m H2 = 56x + 24y + 365 − = 56x + 24y + 363  ⇒ C% FeCl2 = ⇔ m FeCl2 m ddY = 127x ×100% = 15, 757% 56x + 24y + 363 127x 127x = 0,15757 ⇔ = 0,15757 ⇔ x = 0,5 ⇒ y = 0,5 56x + 24(1 − x) + 363 32x + 387 Vậy C% MgCl2 = m MgCl2 m ddY = m MgCl2 mddY = 0,5.95 ×100% = 11, 787% 32.0,5 + 387 Đáp án A Phân tích: Đây tập khó phần kim loại tác dụng với dung dịch HCl H2SO4 lỗng Để tính nồng độ MgCl2 dung dịch Y ta cần biết số mol khối lượng MgCl2 khối lượng dung dịch sau phản ứng Khi ta cần tìm số mol khối lượng cụ thể kim loại hỗn hợp ban đầu Nhận xét: Hai cách sử dụng phương pháp Tự chọn lượng chất để đơn giản hóa tốn thu đáp án Tuy nhiên với cách làm thứ nhất, việc giải tốn đơn giản cần tìm ẩn, cịn với cách làm thứ hai q trình tính tốn phức tạp tốn nhiều thời gian chút ta cần tìm hai ẩn Trong trình làm bài, bạn cần khéo léo tinh ý lựa chọn cách làm nhanh gọn để tiết kiệm thời gian Bài 4: Có ba dung dịch riêng biệt: H2SO4 1M; KNO3 1M; HNO3 1M đánh số ngẫu nhiên (1), (2), (3) - Trộn ml dung dịch (1) với ml dung dịch (2), thêm bột Cu dư, thu V1 lít khí NO - Trộn ml dung dịch (1) với ml dung dịch (3), thêm bột Cu dư, thu 2V1 lít khí NO - Trộn ml dung dịch (2) với ml dung dịch (3), thêm bột Cu dư, thu V2 lít khí NO Trang 5/89 Biết phản ứng xảy hoàn toàn, NO sản phẩm khử nhất, thể tích khí đo điều kiện So sánh sau đúng? A V2 = 2V1 B 2V2 = V1 C V2 = 3V1 D V2 = V1 Lời giải * Tìm thành phần dung dịch đánh số: Ta có phản ứng hịa tan kim loại Cu: 3Cu + 8H + + 2NO3− → 3Cu 2+ + 2NO + 4H 2O Ta thấy n H+ = 4n NO3− Khi cặp dung dịch KNO3 HNO3 số mol (cùng nồng độ mol sử dụng lượng thể tích) có n H+ : n NO3− = 1:1 cặp dung dịch KNO3 H2SO4 số mol (cùng nồng độ mol sử dụng lượng thể tích) có n H+ : n NO3− = :1 − Do NO3 dư so với số mol H+ nên hai cặp dung dịch cho tác dụng với Cu lượng khí NO sinh tính theo số mol H+ Mà thể tích n H+ ( H2SO4 ) = 2n H + ( HNO3 ) Mặt khác, quan sát hai thí nghiệm thứ thứ hai ta thấy: thí nghiệm thứ hai lượng khí NO thu gấp đơi lượng khí NO thí nghiệm thứ nhất, hai thí nghiệm sử dụng chung dung dịch (1) khác dung dịch (2) hay dung dịch (3) Nên dung dịch (1) KNO3, dung dịch (2) HNO3 dung dịch (3) H2SO4 * Tìm mối quan hệ V1 V2:  dd (1) : n NO− = 0, 005  dd(2) : n = n NO− = 0, 005 Có  H+  dd(3) : n H + = 0, 01 1  TN1: n = n ×0, 005 + = NO H  4 ⇒ TN3 : n + = 0, 015; n − = 0, 005 ⇒ n = n + = ×0, 015 NO H NO3  H ×0, 005 V1 n NO(TN1) = = = ⇔ V2 = 3V1 Do V2 n NO(TN 2) ×0, 015 Đáp án C − Phân tích: Về mặt hình thức, toán kim loại tác dụng với dung dịch chứa H+ NO3 nên “có vẻ” đơn giản Tuy nhiên đề có mở rộng cách không cho biết trước ống thí nghiệm đánh số (1), (2), (3) Do nhiệm vụ cần tìm dung dịch đánh số có chứa chất sau áp dụng để tìm mối quan hệ V1 V2 Nhận xét: Khi đọc đề bạn cần bình tĩnh xác định mục tiêu bước giải, sau phân tích giả thiết, phản ứng hay số liệu để tìm đáp án cuối Cụ thể này, mục tiêu tìm V1, V2 để xác định mối quan hệ chúng; bước giải bao gồm hai bước: xác định thành phần Trang 6/89 dung dịch (1), (2), (3) áp dụng tìm mối quan hệ V 1, V2; cuối cần viết phương trình phản ứng để phân tích giả thiết số liệu Bài 5: Hỗn hợp X gồm Al, Cu có khối lượng 59 gam Hịa tan X lít dung dịch HNO hỗn hợp Y gồm NO, N2 (mỗi kim loại tạo khí) để lại chất rắn khơng tan Biết hỗn hợp Y có d Y/kk = V = 13,44 lít (dktc) Khối lượng Al, Cu hỗn hợp đầu C M dung dịch HNO3 là: A 27g; 32g; 1,6M B 35g; 24g; 1,2M C 27g; 32g; 1,4M D 33,5g; 25,5g; 1,6M Lời giải Bài tập trở nên phức tạp Bài cần áp dụng lí thuyết hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 Ta có bước giải cho Bài sau: * Xác định số mol khí hỗn hợp Y (số liệu tính tính trước): 13, 44  a+b= = 0,   n NO = a 22, a = 0,3  ⇔ Gọi  có  b = 0,3 n N2 = b  30a + 28b = 29  0, * Biện luận dựa vào giả thiết để tìm khối lượng kim loại phản ứng: Vì đề nêu rõ sau phản ứng cịn chất rắn khơng tan nên kim loại dư sau phản ứng Khi ta dựa vào giả thiết tổng khối lượng hai kim loại số mol khí sản phẩm khử để lập hệ hai phương trình hai ẩn để giải số mol kim loại Ngồi ra, Al có tính khử mạnh Cu nên Al phản ứng trước Do kim loại cịn dư Cu Tiếp theo với giả thiết kim loại tạo khí ta liên hệ áp dụng với phần lí thuyết sản phẩm khí sinh ra: Vì Cu kim loại có tính khử yếu Fe (Cu đứng sau Fe dãy hoạt động hóa học kim loại) nên theo lí thuyết, Cu phản ứng với dung dịch HNO sản phẩm khử sinh NO mà N2 Do tập này, Al phản ứng với dung dịch HNO3 sinh khí N2 * Áp dụng kết biện luận để tính tốn theo u cầu đề bài: Theo định luật bảo toàn mol electron ta có: 10  n Al = n N = 3n Al = 10n N ⇒   2n Cu ph¶n øng = 3n NO n n NO = 0, 45 Cu ph¶n øng =  m Al = 1.27 = 27(gam) ⇒ m Cu = m hỗn hợ p - m Al = 59 - 27 = 32 (gam) Các bạn cần lưu ý, khơng tính khối lượng đồng theo u cầu cách lấy số mol đồng phản ứng nhân khối lượng mol đồng phản ứng cịn lượng đồng dư Để tính nồng độ mol dung dịch HNO3 dùng biết thể tích, ta cần tìm số mol HNO3 dung dịch Sau biết số mol kim loại tham gia phản ứng, bạn viết cụ thể phương trình phản ứng để tính số mol HNO3 theo số mol kim loại khí: 10Al + 36HNO3 → 10Al ( NO3 ) + 3N + 18H O 3Cu + 8HNO3 → 3Cu ( NO3 ) + 2NO + 4H 2O Trang 7/89 36  n HNO3 = n Al + n Cu phan ung = 4,8(mol)  10 Do  n = 12n + 4n  HNO3 N2 NO = 4,8(mol) Khi C MHNO3 = n 4,8 = = 1, 6(M) V Bên cạnh đó, bạn khơng cần viết phương trình phản ứng mà tính n HNO3 cách áp dụng cơng thức đề cập phần lí thuyết phương pháp giải: n HNO3 = 12n N2 + 4n NO = 4,8(mol) ⇒ CM HNO = n = 1, 6(M) V Đáp án A Bài 6: Cho 24,3 gam bột Al vào 225ml dung dịch hỗn hợp NaNO3 1M NaOH 3M khuấy khí ngừng dùng lại thu V lít khí (đktc) Giá trị V là: A 22,68 lít B 19,072 lít C 13,44 lít D 15,12 lít Lời giải n Al = 0,9(mol); n NaNO3 = 0, 225(mol); n NaOH = 0, 675(mol) − Đây tập phản ứng kim loại với dung dịch có chứa NO3 OH-, áp dụng phần lí thuyết ta viết phương trình phản ứng: Al + NaOH + H 2O → NaAlO + H 2 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H 2O → 8NaAlO + 3NH Giả sử phản ứng tạo NH3 xảy trước: 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H 2O → 8NaAlO + 3NH (1) Mol 0,6 0,225 0,375 0,225 Sau phản ứng (1) có n Al du = 0,9 − 0, = 0, (mol) n NaOH du = 0, 675 − 0,375 = 0,3 (mol) Khi có phản ứng (2): Al + NaOH + H 2O → NaAlO + H 2 Mol 0,3 0,3 ( 0,45 ) Khi V1 = 22, n NH3 + n H2 = 22, 4(0, 225 + 0, 45) = 15,12 (lít) * Giả sử phản ứng tạo H2 xảy trước: Al + NaOH + H 2O → NaAlO + H 2 Mol 0,675 0,675 1,0125 Khi NaOH phản ứng hết nên khơng có phản ứng tạo NH3 Nên V2 = 22, 4.n H2 = 22, 4.1, 0125 = 22, 68 (lít) Do V1 < V < V2 Quan sát đáp án ta đáp án B Đáp án B Trang 8/89 Nhận xét: Hai phản ứng xảy đồng thời, đề cho số liệu số mol kim loại số mol chất dung dịch ban đầu, ta cần giả sử xảy phản ứng phản ứng hết trước, sau diễn phản ứng cịn lại để tìm số mol khí tương ứng theo phương trình Vì hai phản ứng xảy đồng thời nên giá trị V nằm hai giá trị thể tích khí tìm theo giả sử Bài 7: Cho 16,8 gam bột Mg tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch HNO3 xM Sau phản ứng thu dung dịch Y 0,448 lít khí NO Tính x khối lượng muối tạo thành dung dịch Y Lời giải n Mg = 0, 07; n NO = 0, 02; n HNO3 = 0,5x Đây tập mà ta tính số mol kim loại ban đầu so mol khí sinh sau phản ứng Do theo phần phương pháp giải, ta cần kiểm tra xem sản phẩm khử tạo thành có chứa NH4NO3 hay không Nếu không tạo NH4NO3 sau phản ứng theo định luật bảo tồn mol electron, ta có: 2n Mg = 3n NO Mà 2n Mg = 0,14 > 0,06 = 3n NO Do sản phẩm khử tạo thành có chứa NH4NO3 (sản phẩm khử tồn dạng muối) Để tính giá trị x khối lượng muối, ta cần tìm số mol NH 4NO3 Áp dụng bảo toàn mol electron: 2n Mg = 3n NO + 8n NH NO3 → n NH4 NO3 = 2n Mg − 3n NO = 0, 01 (mol) Muối thu sau phản ứng gồm 0,07 mol Mg(NO3)2 0,01 mol NH4NO3 ⇒ m muoi = 0, 07.148 + 0, 01.80 = 11,16 (gam) Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho nitrơ: n HNO3 = 2n Mg( NO3 ) + n NO + 2n NH NO3 = 0,18 Vậy x = (mol) 0,18 = 0,36 (M) 0,5 Bài 8: Hoà tan hết 30 gam hỗn hợp Mg, Al, Zn dung dịch HNO 3, sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch Y hỗn hợp gồm 0,1 mol NO, 0,1 mol N 2O Cô cạn Y thu 127 gam hỗn hợp muối khan Vậy số mol HNO3 bị khử phản ứng A 0,45 mol B 0,35 mol C 0,3 mol D 0,4 mol Lời giải Đây dạng tập cho biết số mol sản phẩm khí khối lượng muối thu sau phản ứng Do trước, ta cần kiểm tra xem sản phẩm có tạo thành NH4NO3 hay khơng Nếu phản ứng khơng tạo thành muối NH4NO3 thì: n NO− t¹o muèi = 3n NO + 8n N 2O = 1,1 Khi khối lượng muối thu là: n muèi = m kimlo¹i + m NO− t¹o muèi = 30 + 62.1,1 = 98,2 ( g ) < 127 gam Do q trình phản ứng tạo muối NH4NO3 − Gọi số mol muối NH4NO3 t số mol NO3 tạo muối với kim loại (1,1 + 8t) mol Khối lượng muối tạo thành: m muèi = m kimlo¹i + m NO− t¹o muèi ví i kimlo¹i + m NH NO3 Trang 9/89 Nên 30 + 62(1,1 + 8t) + 80t = 127 ⇒ t = 0, 05 ( mol) Vậy số mol HNO3 bị khử phản ứng là: n HNO3 bÞkhư = n NO + 2n N2O + n NH + = 0,1 + 2.0,1 + 0, 05 = 0,35 (mol) Đáp án B Lưu ý: Với tập toán tương tự, cần tránh mắc sai lầm tính số mol NH4NO3 so sánh khối lượng muối tạo thành: m NH NO3 = 127 − 98, = 28,8(g) ⇒ n NH NO3 = 0,36(mol) ⇒ Sai − Nguyên nhân việc làm sai bạn chưa nghĩ tới số gốc NO3 tạo muối với kim loại tương ứng với NH4NO3 Bài 9: Cho 9,6 gam kim loại R tác dụng với 500 ml dung dịch HNO c mol/lít vừa đủ, thu 2,24 lít khí A (là khí nhất, đktc) dung dịch B Cô cạn dung dịch B thu 59,2 gam muối khan A khơng thể khí sau đây? A N2O B N2 C NO D NO2 Lời giải n HNO3 = 0,5c; n khÝ = 0,1 Theo giả thiết đề bài: A khí sản phẩm khử nên muối thu có khơng có NH4NO3 ⇒ m R ( NO3 ) ≤ 59, ⇒ n NO− ( R ( NO ) ) ≤ 59, − 9, = 49, n 3 n 49, Do n enhËn = n enh êng = n NO3− ( R ( NO3 ) ) ≤ 0, = mà n khÝ = 0,1 n 62 ⇒ số electron trao đổi ≤ ⇒ khơng thể N2 Đáp án B Bài 10: Hịa tan hoàn toàn m gam Na vào V ml dung dịch HCl 1M thu 3,36 lít khí H dung dịch X Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch X thu 40,3 gam kết tủa Giá trị V là: A 0,2 B 200 C 0,3 D 300 Lời giải n H2 = 0,15 Như biết, cho kim loại Na hòa tan vào dung dịch HCl, sau axit hết mà kim loại dư kim loại tiếp tục tác dụng với nước: Na + HCl → NaCl + H 2 Na + H O → NaOH + H 2 Quan sát hai phản ứng, ta có n NaCl + n NaOH = 2n H = 0,3 Phản ứng tạo NaOH xảy không nên ta gọi n NaCl = a; n NaOH = b (nếu khơng tạo NaOH b = 0) Khi cho AgNO3 vào dung dịch X có phản ứng tạo kết tủa: Trang 10/89 Mà ∑n AgNO3 < 0, = 2n Fe = n electron tối thiểu màFenh ờng n electron trao đổi < n electron tèi thiĨu mµFenh êng Nên sau phản ứng Fe dư dung dịch thu chứa Fe2+ D2 BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1: Điện phân (điện cực trơ, màng ngăn xốp, hiệu suất 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,3 mo l CuSO4 0,1 mol NaCl, kim loại thoát điện phân hoàn toàn bám vào catot Khi catot khối lượng tăng lên 12,8 gam anot có V lít khí Giá trị V A 2,8 lít B 2,24 lít C 4,48 lít D 5,6 lít Câu 2: Điện phân (với điện cực trơ) 200ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau thời gian thu dung dịch Y màu xanh, có khối lượng giảm gam so với dung dịch ban đầu Cho 16,8 gam bột Fe vào Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 12,4 gam kim loại Giá trị X : A 1,50 B 2,25 C 3,25 D 1,25 Câu 3: Khi điện phân dung dịch muối, giá trị pH gần điện cực tăng lên Dung dịch muối là: A KCl B CuSO4 C AgNO3 D K2SO4 2− − Câu 4: Cho dung dịch chứa ion: Na+, Al3+, Cu2+, Cl-, SO , NO3 Các ion không bị điện phân trạng thái dung dịch 2− − A Na+, Al3+, SO , NO3 2− B Na+, SO4 , Cl-, Al3+ − C Na+, Al3+, Cl-, NO3 − D Al3+, Cu2+, Cl-, NO3 Câu 5: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cục trơ, sau thời gian thu 0,32 gam Cu catot lượng khí X anot Hấp thụ hồn tồn lượng khí X vào 200ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thường) Sau phản ứng, nồng độ NaOH cịn lại 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi) Nồng độ ban đầu dung dịch NaOH A 0,15M B 0,2M C 0,1M D 0,05M Câu 6: Điện phân bình điện phân có màng ngăn mắc nối tiếp Bình chứa 100ml dung dịch CuSO4 0,1M, bình chứa 100ml dung dịch NaCl 0,1M Ngừng điện phân dung dịch thu bình có pH = 13 Nồng độ ion Cu2+ cịn lại bình (thể tích dung dịch coi không đổi) A 0,04M B 0,1M C 0,08M D 0,05M Câu 7: Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,2 mol CuSO4 0,12 mol NaCl với điện cực trơ thời gian I = 1,34A Khối lượng kim loại thu catot thể tích khí anot (đktc) A 6,4 gam Cu 1,792 lít khí B 3,2 gam Cu 1,792 lít khí C 3,2 gam Cu 1,344 lít khí D 6,4 gam Cu 13,44 lít khí Câu 8: Thực phản ứng điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO NaCl với cường độ dòng điện A Đến thời điểm t, điện cực nước bắt đầu điện phân ngắt dịng điện Dung dịch sau điện phân hoà tan vừa đủ 1,6g CuO anot bình điện phân có 448ml khí bay (đktc) Nếu thể tích dung dịch khơng thay đổi V = 500ml nồng độ moi CuSO4 NaCl dung dịch ban đầu A 0,04M; 0,08M B 0,06M; 0,04M C 0,3M; 0,05M D 0,02M; 0,12M Câu 9: Điện phân (có màng ngăn, điện cực trơ) dung dịch chứa hỗn hợp CuSO NaCl Dung dịch sau điện phân hồ tan bột Al2O3 Dung dịch sau điện phân chứa: A H2SO4 NaOH B NaOH C H2SO4 D H2O Trang 75/89 Câu 10: Điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện 10 A thời gian 268 Sau điện phân cịn lại 100g dung dịch NaOH có nồng độ 24% Nồng độ % dd NaOH trước khí điện phân là: A 4,2% B 2,4% C 1,4% D 4,8% Câu 11: Điện phân 500ml dung dịch AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,2M với cường độ dòng điện I = 10A điện cực trơ Sau thời gian t ta ngắt dòng điện Dung dịch sau điện phân lấy để đo nồng độ chất Nếu hiệu suất điện phân 100% thể tích dung dịch coi không thay đổi, nồng độ mol ion H+ 0,16M Nồng độ mol/1 muối nitrat dd sau điện phân là: A 0,2M B 0,17M C 0,15M D 0,3M Câu 12: Hòa tan 58,5 gam NaCl vào nước dung dịch X nồng độ C% Điện phân dung dịch X với điện cực trơ có màng ngăn anot 63,5 gam khí thu dung dịch NaOH 5% Giá trị C là: A 5,85 B 6,74 C 8,14 D 6,88 Câu 13: Sau thời gian điện phân 200ml dung dịch CuSO với điện cực graphit, khối lượng dung dịch giảm 8g Để làm kết tủa hết ion Cu 2+ dd lại sau điện phân, cần dùng 100ml dung dịch H2S 0,5M Nồng độ mol dung dịch CuSO4 trước điện phân A 0,5M B 0,75M C 1M D 1,5M Câu 14: Thực phản ứng điện phân dung dịch chứa m gam hỗn hợp CuSO4 NaCl với cường độ dòng điện 5A Đến thời điểm t, điện cực nước bắt đầu điện phân ngắt dịng điện Dung dịch sau điện phân hoà tan vừa đủ 1,6g CuO anot bình điện phân có 448ml khí bay (đktc) Thời gian điện phân là: A 19 phút giây B 18 phút 16 giây C phút giây D 19 phút 18 giây Câu 15: Điện phân 500ml dung dịch AgNO3 0,1M Cu (NO3)2 0,2M với cường độ dòng điện I = 10A điện cực trơ Sau thời gian t ta ngắt dòng điện Dung dịch sau điện phân lấy để đo nồng độ chất Nếu hiệu suất điện phân 100% thể tích dung dịch coi khơng thay đổi, nồng độ mol ion H+ 0,16M Thời gian t A 15 phút B 690s C 772s D 18 phút Câu 16: Điện phân dung dịch CuSO H2SO4 với điện cực Cu Thành phần dung dịch khối lượng điện cực thay đổi trình điện phân? A Nồng độ H2SO4 tăng dần nồng độ CuSO giảm dần, khối lượng catot tăng, khối lượng anot không đổi B Nồng độ H2SO4 nồng độ CuSO4 không đổi, khối lượng điện cực không đổi C Nồng độ H2SO4 nồng độ CuSO4 không đổi, khối lượng catot tăng khối lượng anot giảm D Nồng độ H2SO4, nồng độ CuSO4 giảm dần, khối lượng catot tăng, khối lượng anot giảm Câu 17: Điện phân 100ml dung dịch CuCl2 0,08M Cho dung dịch sau điện phân tác dụng với AgNO3 dư thu 0,861g kết tủa Khối lượng Cu bám catot thể tích khí Cl2 thu anot là: A 0,16g; 0,56 lít Cl2 B 0,64g; 0,112 lít Cl2 C 0,64g; 0,224 lít Cl2 D 0,32g; 0,112 lít Cl2 Câu 18: Cho dung dịch sau: KCl, Na2SO4, KNO3, AgNO3, ZnSO4, NaCl, NaOH, CaCl2, H2SO4 Sau điện phân dung dịch cho môi trường bazơ? A KCl, Na2SO4, KNO3, NaCl B KCl, NaCl, NaOH, CaCl2 Trang 76/89 C NaCl, NaOH, CaCl2, H2SO4 D AgNO3, ZnSO4, NaCl, NaOH Câu 19: Điện phân 200ml dung dịch có hồ tan Cu(NO3)2 AgNO3 với cường độ dòng điện 0,804A, đến bọt khí bắt đầu cực âm thời gian giờ, khối lượng cực âm tăng 3,44g Nồng độ mol muối Cu(NO3)2 AgNO3 dd ban đầu A 0,1M 0,2M B 0,1M 0,1M C 0,2M 0,3M D 0,1M 0,4M Câu 20: Điện phân 200ml dung dịch A (FeCl3 xM, CuCl2 0,5M) (điện cực trơ) sau t giây thu 9,2 gam kim loại V lít khí Trộn thêm 1,6 gam Cu vào 9,2 gam kim loại thu hỗn hợp B V lít khí vừa đủ oxi hóa B (kim loại có số oxi hóa cao nhất) Giá trị X A 0,05M B 0,25M C 1M D 0,5M Câu 21: Người ta điều chế H2 O2 phương pháp điện phân dung dịch NaOH với điện cực trơ, cường độ dòng điện 0,67A thời gian 40 Dung dịch thu sau điện phân có khối lượng 100 gam nồng độ NaOH 6% Nồng độ dung dịch NaOH trước điện phân (giả thiết lượng nước bay không đáng kể) A 5,08% B 6,00% C 5,50% D 3,16% Câu 22: Điện phân 150ml dung dịch AgNO3 1M với điện cực trơ t giờ, cường độ dòng điện khơng đổi 2,68A (hiệu suất q trình điện phân 100%), thu chất rắn X, dung dịch Y khí Z, Cho 12,6 gam Fe vào Y, sau phản ứng kết thúc thu 14,5 gam hỗn hợp kim loạivà khí NO (sản phẩm khử nhất) Giá trị t A 0,8 B 0,3 C 1,0 D 1,2 Câu 23: Điện phân 200ml dung dịch (FeCl3 xM, CuSO4 0,5M) sau t giây thu 5,12 gam kim loại V lít khí Trộn 5,12 gam kim loại với 0,45 gam Al thu hỗn hợp B V lít khí thu vừa đủ oxi hóa B thành hỗn hợp oxit muối clorua Giá trị X A B 0,75 C 0,25 D 1,25 Câu 24: Cho 0,8 lít dung dịch A chứa HCl, Cu(NO3)2 đem điện phân có điện cục trơ có I = 2,5A, sau thời gian t thu 3,136 lít (ở đktc) khí anot, dung dịch sau điện phân phản ứng vừa đủ với 550ml dung dịch NaOH 0,8M thu 1,96 gam kết tủa Nồng độ chất dung dịch A giá trị t A C MHCl = 0, 6;C MCu( NO3 ) = 0, 2; t = 10808s B C MHCl = 0, 6;C MCu( NO3 ) = 0,3; t = 10808s C C MHCl = 0,5;CMCu( NO3 ) = 0, 2; t = 10809s D C MHCl = 0,5;CMCu( NO3 ) = 0, 2; t = 10808s Câu 25: Mắc nối tiếp bình điện phân: bình (1) chứa dung dịch MCl2 bình (2) chứa dung dịch AgNO3 Sau phút 13 giây catot bình (1) thu 1,6 gam kim loại cịn catot bình (2) thu 5,4 gam kim loại Cả hai bình khơng thấy khí catot Kim loại M A Zn B Cu C Ni D Pb Câu 26: Điện phân 200ml dung dịch A (FeCl3 xM, CuCl2 0,5M) (điện cực trơ) sau t giây thu 9,2 gam kim loại V lít khí V lít khí vừa đủ để oxi hóa 9,2 gam kim loại (kim loại có số oxi hóa cao nhất) Giá trị x là: A 0,05M B 0,25M C 1M D 0,5M Câu 27: Điện phân dung dịch chứa muối halogen kim loại 0,3 mol NaCl, với điện cực trơ, màng ngăn xốp, I = 10A Sau 40 phút 12,5 giây thấy tổng thể tích khí thu điện cực 3,36 lít (đo đktc) Muối dung dịch Trang 77/89 A KF B MgCl2 C KCl D CuCl2 Câu 28: Điện phân dung dịch chứa 0,1 mol muối halogen kim loại 0,3 mol NaCl, với điện cực trơ, màng ngăn xốp, I = 10A Sau 64 phút 20 giây thấy tổng thể tích thu anot 3,92 lít (đo đktc) Halogen A F B Cl C Br D I Câu 29: Điện phân 200ml NaCl 1M, KOH 2M điện cực trơ, màng ngăn xốp, thể tích khí bên anot lớn 2,24 lít ngừng điện phân Hịa tan hồn tồn m gam Al, Zn tỉ lệ mol 1:1 vào dung dịch sau điện phân Giá trị lớn m A 9,2 gam B 27,6 gam C 6,527 gam D 18,4 gam Câu 30: Người ta dùng than chì làm dương cực q trình điện phân nóng chảy A12O3 Lượng O2 sinh phản ứng với C tạo thành hỗn hợp CO, CO2 có phần trăm thể tích 80% CO 20% CO2, Để điều chế Al (hiệu suất 100%) khối lượng anot bị tiêu hao A 554 kg B 555,56 kg C 600 kg D 666,67 kg HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 1A 2D 3A 4A 5C 6D 7A 8B 9A 10B 11B 12B 13B 14D 15C 16A 17D 18B 19B 20D 21C 22C 23C 24D 25B 26B 27D 28A 29D 30B Câu 1: Đáp án A Thứ tự phản ứng điện phân xảy ra: Cu 2+ + 2Cl → Cu + Cl CuSO + H O → Cu + H 2SO + O 2 Do kim loại bám vào catot Cu, khí anot Cl2, có th cú O2 Cú n Cu 2+ bịđiện phân = n Cu = 12,8 = 0, 2; n Cl2 = n NaCl = 0, 05 64 Áp dụng định luật bảo tồn mol electron, ta có: 2n Cu = 2n Cl2 + 4n O2 n Cu − n Cl2 = 0, 075 ⇒ V = 22, n Cl2 + n O2 = 2,8(lit) ⇒ n O2 = ( ) ( ) Câu 2: Đáp án D dpdd CuSO + H O → Cu + H 2SO + O 2 Vì dung dịch Y màu xanh nên Y cịn chứa Cu2+ chưa bị điện phân m dd gi¶m = m↓ + m↑ = m Cu + m O2 = (gam) Gi n CuSO4 bịđiên phân = a n Cu = a; n O2 = a ⇒ 64a + 32.1 a = ⇔ a = 0,1 Trang 78/89 Khi cho Fe vào dung dịch Y có phản ứng: Fe + H 2SO → FeSO + H Fe + CuSO FeSO + Cu n CuSO4 ch a bịđiện phân = b n Fe phản ứng = n H2SO4 + n CusO4 = b + 0,1 Thì   n Cu sinh = b Theo định luật bo ton lng, ta cú: m Fe ban đầu − m Fe ph¶n øng + 64m Cusinh = m rắnsau ban đầu Hay 16,8 56(b + 0,1) + 64b = 12, ⇔ b = 0,15 ⇒ n CuSO4 = n CuSO4 bịđiện phân + n CuSO4 ch a bịđiện phân = 0,1 + 0,15 = 0,25 Vậy x = n 0, 25 = = 1, 25M V 0, Câu 3: Đáp án A Khi pH tăng tức nồng độ H+ dung dịch giảm nồng độ OH- dung dịch tăng A: K+ khơng tham gia q trình điện phân nên catot có H2O bị điện phân thay thế, dung dịch thu có nồng độ OH- tăng dần: H O + 1e → OH − + H 2 B, C: Hai muối có cation tham gia q trình điện phân cịn anion gốc axit có oxi axit vơ nên khơng tham gia q trình điện phân Khi anot có H2O bị điện phân thay thế: H O → 2H + + O + 2e D: Cả cation anion không tham gia trình điện phân nên catot anot có H2O bị điện phân thay Khi ta thu trình điện phân nước: dpdd K 2SO H O → H2 + O2 Quá trình điện phân làm giảm lượng nước dung dịch cịn lượng chất tan khơng thay đổi Khi nồng độ K2SO4 tăng dần Mà K2SO4 tạo từ bazo mạnh axit mạnh nên dung dịch có pH xấp xỉ Khi dù nồng độ dung dịch tăng lên pH dung dịch không thay đổi Câu 4: Đáp án A Các ion không bị điện phân trạng thái dung dịch gồm cation kim loại từ Al trở trước dãy hoạt động hóa học kim loại, gốc axit có oxi axit vơ F- 2− − Khi ion thỏa mãn là: Na+, Al3+, SO NO3 Câu 5: Đáp án C Có trình diễn điện cực điện phân: Trang 79/89 Cu 2+ + 2e → 2e  −  2Cl → Cl2 + 2e ⇒ n Cl2 = n Cu = 0, 005 Khi cho X vào dung dịch NaOH nhiệt độ thường: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H O Do n NaOH ph¶n øng = 2n Cl2 = 0, 01 ⇒ CM NaOH ph¶n øng = 0, 01 = 0, 05(M) 0, Vậy C M NaOH = CM NaOH + C M NaOH d = 0, 05 + 0, 05 = 0,1(M) Câu 6: Đáp án D Phản ứng điện phân hai dung dịch: dpdd CuSO + H O  → Cu + H 2SO + O 2 dpdd/mn 2NaCl + 2H O  → 2NaOH + Cl2 + H Vì hai bình điện phân mắc nối tiếp nên cường độ dịng điện qua hai bình điện phân Do số mol electron trao đổi hai bình điện phân − Bình có: pH = 13 ⇒ OH  = 0,1 ⇒ n OH− = 0, 01 ⇒ n etrao ®ỉi= n OH − = 0, 01 Bình 1: n etrao ®ỉi = 2n Cu2+ ph¶n øng ⇒ n Cu2+ ph¶n øng = 0, 005 n Cu2+ lại = 0,1.0,1 0, 005 = 0, 005(mol) CM Cu2+còn lại = 0, 005 = 0, 05(M) 0,1 Câu 7: Đáp án A n etrao ®ỉi = It 1,34.14400 = = 0, 2(mol) F 96500 Ở catot: Cu 2+ + 2e → Cu  2Cl − → Cl2 + 2e Ở anot:  +  2H O → 4H + O + 4e ⇒ n Cu = n etrao ®ỉi = 0,1; n edo Cl− trao ®ỉi = 0,12 < 0, 2; n Cl2 = n Cl− ⇒ n edo H2 O nh êng = 0,2 - 0,12 = 0,08 ⇒ n O2 = = 0, 06 0, 08 = 0, 02 Vậy mCu = 6,4(gam); Trang 80/89 Vkhi = 22, 4(0, 06 + 0, 02) = 1, 792 (lít) Câu 8: Đáp án B Vì dung dịch sau phản ứng hòa tan CuO nên dung dịch sau phản ứng cần có H2SO4 : Hai ion trực tiếp tham gia vào trình điện phân Cu2+ Cl-, sau hai ion hết điện cực chứa sản phẩm ion có H2O bị điện phân thay + Khi khí thu anot gồm Cl2, có O2: 2H O → 4H + O + 4e Khi hai điện cực nước bắt đầu điện phân Cu2+ Cl- bị điện phân hết n CuO = 0, 02 ⇒ n H2SO4 = n CuO = 0, 02; n = 0, 02 Thứ tự phản ứng điện phân xày ra: dpdd CuSO + 2NaCl → Cu + Cl + Na 2SO Mol a 2a a dpdd CuSO + H 2O → Cu + H 2SO + O 2 Mol 0,02 0,02 0,01 ⇒ n Cl2 = a = n − n O2 = 0, 02 − 0, 01 = 0, 01 (mol) n CuSO4 banđầu = a + 0, 02 = 0, 03; n NaCl ban đầu = 2a = 0, 02 0, 03  CMCuSO4 = 0,5 = 0, 06(M) Vậy  0, 02 C = 0, 04(M) M NaCl =  0,5 Câu 9: Đáp án A Thứ tự phản ứng điện phân xảy ra: Ban đầu: dpdd CuSO + 2NaCl → Cu + Cl + Na 2SO (1) Sau phản ứng (1), CuSO4 hết, NaCl tiếp tục có phản ứng: dpdd/mn 2NaCl + 2H O   → 2NaOH + Cl2 + H (2) Khi dung dịch sau điện phân có chứa NaOH, NaOH hịa tan Al2O3 Do trường hợp thỏa mãn Sau phản ứng (1), NaCl hết, CuSO4 cịn dư tiếp tục có phản ứng: dpdd CuSO + H 2O → Cu + H 2SO + O ( ') Dung dịch sau phản ứng có chứa H2SO4 hịa tan Al2O3 Trường hợp thỏa mãn Vậy dung dịch sau phản ứng chứa H2SO4 NaOH Câu 10: Đáp án B Quá trình điện phân dung dịch NaOH xảy trình điện phân H2O làm tăng nồng độ NaOH: dp H 2O → H + O2 Trang 81/89 It 10.964800 = = 100(mol) F 96500 n = etrao ®ỉi = 50 n etrao ®æi = ⇒ n H2O Dung dịch sau phản ứng có: m NaOH = 100.24% = 24(gam) Do đó, trước điện phân, dung dịch có: C% NaOH = m NaOH 24 100% = ×100% = 2, 4% m dd ban ®Çu 100 + 50.18 Câu 11: Đáp án B Thứ tự phản ứng điện phân: CM dpdd 2AgNO3 + H 2O  → 2Ag + 2HNO3 + O 2 0,1 0, 01 CM Cu ( NO3 ) + H 2O → Cu + 2HNO + O 2 0, 03 0, 06 ⇒ CMCu ( NO ) 2d = 0, − 0, 03 = 0,17( M) Câu 12: Đáp án B n NaCl = Gọi m ddX = x C% = 58,5 100% x dpdd/mn 2NaCl + 2H O   → 2NaOH + H + Cl n NaOH = 0,5 ⇒ m Cl2 tèi ®a = 35,5(gam) < 63, 5gam n Cl2 tèi ®a = Do sau NaCl bị điện phân hết tiếp tục có điện phân nước: dp 2H O → 2H + O Khi khí anot gồm có Cl2 O2 ⇒ n O2 = 63,5 − 35,5 = 0,875 ⇒ n H2 = n Cl2 + 2n O2 = 2, 25 32 ( ) m dd sau điện phân = x − m Cl2 + m H + mO2 = x − 68 ⇒ C% NaOH = ⇒ C = 6, 74 1.40 ×100% = 5% x − 68 Câu 13: Đáp án B dpdd CuSO + H O → Cu + H 2SO + O 2 CuSO + H 2S → CuS ↓ + H 2SO Trang 82/89 ⇒ n CuSO4 ch a bịđiện phân = n H 2S = 0, 05 m gi¶m = m Cu + m O2 = n CuSO4 bịđiện phân = n Cu = 0,1 ⇒ ∑ n CuSO4 = 0,1 + 0, 05 = 0,15 CMCuSO ầu ban đ = 0,15 = 0, 75(M) 0, Câu 14: Đáp án D Khi hai điện cực nước bắt đầu điện phân Cu2+ Cl- bị điện phân hoàn tồn Dung dịch sau điện phân hịa tan CuO nên dung dich có chứa H+: dpdd CuSO + 2NaCl → Cu + Cl + Na 2SO dpdd CuSO + H O → Cu + H 2SO + O 2 n H2SO4 = n Cu = 0, 02; n O2 = 0, 01 Mà n O2 + n Cl2 = 0, 02 ⇒ n Cl2 = 0, 01 n etrao ®ỉi = 2n Cl2 + 4n O2 = 0, 06 F ⇒ t = n etrao ®ỉi = 1158(s) = 19 phút 18 giây I Câu 15: Đáp án C n H+ = 0, 08; n AgNO3 = 0, 05; n Cu ( NO3 ) = 0,1 + Quá trình điện phân tạo H+ : H O + 2e → 2H + O 2 F ⇒ n etrao ®ỉi = n H + = 0, 08 ⇒ t = n etrao đổi ì = 772s I Cõu 16: Đáp án A Các phản ứng xảy trình điện phân: dpdd CuSO + H O → Cu + H 2SO + O 2 dpdd H 2O → H + O2 Do q trình điện phân nồng đô CuSO4 giảm dần nồng độ H 2SO4 tăng dần (vì có tăng lên lượng H2SO4 sau có giảm khối lượng nước) Mặt khác catot làm Cu kim loại tạo sau phản ứng điện phân nên xảy tượng dương cực tan Do khối lượng catot giảm dần Câu 17: Đáp án D n ↓ = n AgCl = 0, 006 ⇒ n CuCl2 ch a bịđiện phân = n AgCl = 0, 003 M n CuCl2 ban đầu = 0, 08 nờn n CuCl2 bịđiện phân = 0, 005 Trang 83/89 n Cu = 0, 005 m Cu = 0,32(gam) ⇒ ⇒ n Cl2 = 0, 005  VCl2 = 0,112(lit) Câu 18: Đáp án B Các dung dịch cho môi trường bazo dung dịch có cation khơng tham gia q trình điện phân mà có nước bị điện phân thay thế, anion có tham gia q trình điện phân Do dung dịch thỏa mãn là: KCl, NaCl, CaCl2 Ngồi cịn có thêm dung dịch kiềm NaOH Na + OH- không tham gia trình điện phân Khi dung dịch thu sau phản ứng điện phân có mơi trường bazo Câu 19: Đáp án B Khi bọt khí bắt đầu catot thời điểm Ag+ Cu2+ bị điện phân hết n etrao ®ỉi = It = 0, 06 F  n Cu ( NO3 ) = a  n Cu = a Gọi    n Ag = b  n AgNO3 = b 0, 02  CMCu( NO ) = = 0,1(M)   n etrao ®ỉi = a + b = 0,06 0, a = 0, 02  ⇔ ⇒ Có  0, 02 b = 0, 02 C 64 a + 108 b = 3,44 = 0,1(M) M AgN O3 =  0, Câu 20: Đáp án D n FeCl3 = 0, 2x; n CuCl2 = 0,1; n Cu = 0, 025 Thứ tự phản ứng điện phân xảy ra: dpdd 2FeCl3 → 2FeCl + Cl Mol 0,2x 0,2x 0,1x dpdd CuCl → Cu + Cl Mol 0,1 0,1 0,1 dpdd FeCl2 → Fe + Cl Mol 0,05 9, − 0,1.64 0,05 56 Vì kim loại (gồm Cu Fe) bị oxi hóa lên số oxi hóa cao nên áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 2n Cu + 3n Fe = 2n Cl2 Hay ( 0,1 + 0,025 ) + 3.0,05 = ( 0,1 x + 0,1 + 0,05 ) ⇔ x = 0,5 Câu 21: Đáp án C Trang 84/89 It = n H2O bịđiện phân = n H2 = n etrao ®ỉi = 0,5 F ⇒ m dd giảm = m H2O bịđiện phân = 9(gam) n etrao ®ỉi = m NaOH = 100.6% = C% NaOH tr c điện phân = ×100% = 5,50% 100 + Câu 22: Đáp án C Phản ứng điện phân: dpdd 2AgNO3 + H O → 2Ag + 2HNO3 + O 2 Vì cho sắt vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thu hỗn hợp kim loại nên hỗn hợp gồm Ag Fe dư Do dung dịch thu chứa cation Fe2+ AgNO3 chưa b in phõn ht Gi n AgNO3 bịđiện phân = x thỡ n AgNO3 ch a bịđiện phân = 0,15 − x Dung dịch Y chứa x mol HNO3 (0,15 - x)mol AgNO3 Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: 2n Fe ph¶n øng = 3n NO + n Ag = n HNO3 + n Ag ⇒ n Fe ph¶n øng = x + (0,15 − x) = 0, 075 − 0,125x n Ag = 0,15 − x Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: n Fe − m Fe ph¶n øng + m Ag = n AgNO3 bịđiện phân = 0,1 t= n etrao đổi.F = 3600(s) = 1(h) I Câu 23: Đáp án C n FeCl3 = 0, 2x; n CuSO4 = 0,1; n Al = 60 Vì V lít khí oxi hóa B thành hỗn hợp gồm oxit muối clorua nên V lít khí chứa Cl O2 Sau Cl- bị điện phân hết tạo thành Cl2 nước bị điện phân thay anot tạo thành O2 Thứ tự trình nhường – nhận electron xảy trình điện phân:  Fe3+ + 1e → Fe 2+  2+ - Ở catot: Cu + 2e → Cu  Fe 2+ + 2e → Fe   2Cl − − 2e → Cl2 - Ở anot:  +  2H O − 4e → 4H + O2 Có n Cu max = n CuSO4 = 0,1 ⇒ m Cu max = 6, > 5,12 Do Cu2+ chưa bị điện phân hết Fe2+ chưa bị điện phân Trang 85/89 ⇒ n Cu = 5,12 = 0, 08 64   n Cl2 = n Cl− = 0,3x Có   n O2 = y  Áp dụng định luật bảo tồn mol electron cho q trình điện phân, ta có: n Fe3+ + 2n Cu = 2n Cl2 + 4n O2 Hay 0,2 x + 2.0,08 = 0,6 x + 4y ⇔ 0, 4x + 4y = 0,16(1) Áp dụng định luật bảo toàn mol electron cho q trình oxi hóa kim loại: 2n Cu + 3n Al = 2n Cl2 + 4n O2 Hay 0,16 + 0,05 = 0,6 x + 4y ⇔ 0, 6x + 4y = 0, 36(2)  x = 0, 25 Từ (1) (2)   y = 0, 015 Câu 24: Đáp án D Vì anot có Cl- bị điện phân trước thu khí nên khí Cl2 ⇒ n Cl2 = 0,14 Vì cho dung dịch sau điện phân phản ứng với dung dịch NaOH có kết tủa nên Cu 2+ chưa bị điện phân hết, chưa có điện phân H+ Tóm tắt tồn q trình:   + H dp  HCl  + NaOH → Cu + Cl2 + Cu 2+ → ↓ Cu(OH)  Cu NO ( )   NO  cã thĨcßn Cl − Áp dụng định luật bảo tồn mol electron, ta có: 2n Cu = 2n Cl2 ⇒ n Cu = 0,14 n Cu 2+ ch a bịđiện phân = n Cu(OH)2 = 0, 02 ⇒ ∑ n Cu ( NO3 ) = n Cu (OH)2 = 0, 02 Có n NaOH = n H + + 2n Cu (OH)2 = 0, 44 ⇒ n HCl = n H+ = 0, 0,  CM HCl = 0,8 = 0,5(M)  0,16  = 0, 2(M) Vậy CMCu( NO3 ) = 0,8   F 0, 28.96500 = 10808(s)  t = n etrao ®ỉi = I 2,5  Câu 25: Đáp án B Vì hai bình điện phân mắc nối tiếp nên số mol electron trao đổi hai bình điện phân Trang 86/89 Ở hai bình khơng thấy khí catot nên catot hai bình chưa có điện phân nước Áp dụng định luật bảo tồn mol electron, ta có: n emµM 2+ nhËn = n emµAg+ nhËn ⇔ 2.1, = 0, 05 ⇔ M = 64 Cu M Câu 26: Đáp án B n FeCl3 = 0, 2x; n CuCl2 = 0,1 Có n Cu max = n CuCl2 = 0,1 ⇒ m Cu max = 6, < 9, Do kim loại thu gồm Cu Fe 9, − 6, = 0, 05(mol) 56 ⇒ n Fe = Thứ tự trình nhường nhận electron catot anot:  Fe3+ + 1e → Fe 2+  2+ - Ở catot: Cu + 2e → Cu  Fe 2+ + 2e → Fe  − - Ở anot: 2Cl − 2e → Cl2 1 n Fe3+ + 2n Cu + 2n Fe = (0, 2x + 0, + 0,1) 2 = 0,1x + 0,15 n Cl2 = ( ) Áp dụng định luật bảo toàn mol electron cho q trình oxi hóa kim loại (kim loại có số oxi hóa cao nhất), ta có: 3n Fe + 2n Cu = 2n Cl2 Hay 0,15 + 0, = 2(0,1x + 0,15) ⇔ x = 0, 25 Câu 27: Đáp án D n etrao ®ỉi = It = 0, 25; ∑ n khÝ = 0,15 F Quan sát đáp án, ta thấy muối cần tìm có anion F- ClCó: n Cl− ≥ n NaCl = 0,3 > n etrao ®ỉi Khi thu anot có Cl2 ⇒ n Cl2 = n etrao ®ỉi = 0,125 (F- khơng tham gia q trình điện phân mà có H2O điện phân thay thế) Khí thu catot H2 (do có điện phân nước) ⇒ n H2 = 0,15 − 0,125 = 0, 025 Vì n emµH2O nh êng = n H2 = 0,05 < n etrao ®ỉi nên catot có tạo thành kim loại Do muối cần tìm muối kim loại đứng sau Al dãy hoạt động hóa học cùa kim loại (cation kim loại có tham gia q trình điện phân) Trong đáp án ta thấy có CuCl2 thỏa mãn Câu 28: Đáp án A Trang 87/89 Gọi anion muối halogen chưa biết X- X- trực tiếp tham gia trình điện phân có H2O điện phân thay n etrao ®ỉi = It = 0, F Vì Cl- tham gia vào trình điện phân nên X- tham gia vào q trình điện phân ta có:  2Cl − − 2e → Cl  −  2X − 2e → X Khi n etrao ®ỉi =2 n khÝë anot Mà thực tế n etrao ®ỉi 0, = = 2, 29 ≠ n khÝë anot 0,175 Do X- khơng tham gia q trình điện phân mà có H2O điện phân thay (tạo O2) Vậy X- F- Câu 29: Đáp án D n NaCl = 0, 2; n KOH = 0, Phản ứng điện phân xảy ra: 2NaCl + H 2O dpdd/mn   → 2NaOH + H + Cl2 Mol 0,2 0,2 0,1 dp H 2O → H + O2 Do dung dịch sau điện phân có n OH − = 0, + 0, = 0, Gọi n Al = n Zn = a Các phản ứng hòa tan Al Zn: Al + OH − + H O → AlO −2 + H 2 − 2− Zn + 2OH → ZnO + H ⇒ n OH− = n Al + 2n Zn = 3a = 0, ⇔ a = 0, Vậy m = m Al + m Zn = 18, (gam) Câu 30: Đáp án B dpnc 2Al O3 → 4Al + 3O 250 kmol to 2C + O → 2CO a 0,5a(kmol) Trang 88/89 250   1000 n O2 d = − 0,5a − b = a = 27 (kmol)  ⇒ ⇔ n a 80%  CO = = b = 250 (kmol) =4   n CO2 b 20% 27 ( ) Vy manot tiêu hao = m C phản ứng = 12 n CO + n CO2 = 555,56(kg) Trang 89/89 ... cao tới dư Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp X gồm: A kim loại oxit kim loại B kim loại oxit kim loại C kim loại oxit kim loại D kim loại Câu 2: Cho V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO H phản ứng... luyện khử ion kim loại hợp chất nhiệt độ cao chất khử mạnh C, CO, H2 kim loại Al, kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ Phương pháp nhiệt luyện thường sử dụng công nghiệp để điều chế kim loại có tính... Cứ mol kim loại M phản ứng tạo mol Fe khối lượng kim loại giảm (M-56) gam nên 2a mol M phản ứng khối lượng kim loại giảm 2a(M - 56)) Nhúng kim loại M vào dung dịch AgNO3 khối lượng kim loại tăng