Ví dụ: Cho hỗn hợp A gồm các chất rắn Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan hoàn toàn trong dung dịch HCl, dung dịch thu được cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung trong không khí[r]
(1)Phần I HỐ HỌC VƠ CƠ Giải thích tượng, viết PTPƯ
Điều chế chất ( sơ đồ chuyển hoá, điều chế chất từ nhiều chất nhiều cách)
Nhận biết, tinh chế tách chất
Tìm ngun tố, tìm cơng thức hố học hợp chất, đơn chất Bài toán hỗn hợp
Bài toán oxit axit tác dụng với kiềm Bài tốn có hiệu suất phản ứng Bài tốn tăng giảm khối lượng Bài tập nồng độ dung dịch,……
Chuyờn Dung dịch kiềm tác dụng với CO2, SO2, P2O5
Dạng 1 Cho a mol CO2 (SO2) sục vào dung dịch chứa b mol NaOH (KOH) H
ớng giải : xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy Đặt T
.T< sản phẩm muối axit d oxit T = sp lµ muèi axit
.1<T< sp gåm muèi T = sp lµ muèi trung hoµ
.T> sp lµ muèi trung hoµ vµ d kiỊm
D¹ng 2 Cho a mol CO2( SO2) sơc vào dung dịch chứa b mol Ca(OH)2 Ba(OH)2
H
ớng giải : xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy Đặt T
< sản phẩm muối CaCO3 d Ca(OH)2 T = sp lµ muèi CaCO3
.1<T< sp gåm muèi T = sp lµ muèi Ca(HCO3)2
.T> sp lµ muèi Ca(HCO3)2 vµ d CO2 Dạng 3 DD kiềm tác dụng với P2O5 P2O5 + H2O 2H3PO4
Sau NaOH + H3PO4 NaH2PO4 + H2O(1) 2NaOH + H3PO4 Na2HPO4 + H2O(2) NaOH + H3PO4 à Na3PO4 + H2O(3)
Đặt T = n NaOH/ nH3PO4
T<1 sp NaH2PO4, H3PO4 cßn d T= sp NaH2PO4 1<T<2 c¶ 1, ; T=2 sp muèi Na2HPO4 2<T<3 Cả T=3 Sp muối Na3PO4 T>3 sp lµ Na3PO4, NaOH d
Bµi tËp ¸p dông:
(2)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/ Dẫn 448 ml CO2 (đktc) sục vào bình chứa 100ml dd KOH 0,25M Tính khối l-ợng muối tạo thành
4, Hoà tan 2,8g CaO vào nớc ta đợc dung dịch A
a/ Cho 1,68 lit khÝ CO2 hÊp thụ hoàn toàn vào dung dịch A Hỏi có gam kết tủa tạo thành
b/ Nu 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 ) 5, Dẫn V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ vào 500ml dung dịch
Ca(OH)2 1M sau phản ứng thu đợc 25 gam kết tủa Tính V Hớng dẫn: n Ca(OH)2 = 0,5 mol
Bài cho 25g kết tủa nên cã trêng hỵp Trêng hỵp CO2 hÕt, Ca(OH)2 d xảy PƯ Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O(1) 0,25 0,25 0,25
V = 0,25.22,4= 5,6(l)
TH2: Sau (1) Ca(OH)2 hÕt, CO2 d nên: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O(1)
0,5 0,5 0,5
CaCO3 + CO2 + H2O à Ca(HCO3)2
(0,5-0,25) 0,25
nCO2 = 0,5 + 0,25 = 0,75(mol)
V= 16,8(l)
Chuyờn đề 2: 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:
+ Tỉng khèi lỵng 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 áp dụng:
Trong toán xảy nhiều phản ứng, lúc cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol chất cần xác định chất mà đề cho Bài tập 1: Cho 24,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tỏc dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 sau phản ứng thu 39,4 gam kết tủa Lọc kết tủa cụ cạn dung dịch thu m gam muối Tớnh m
Bài tập 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg Zn lợng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu đợc 1,344 lit hiđro (ở đktc) dung dịch chứa m gam muối Tính m?
Bài tËp 3: Thổi luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe3O4 nung nóng thu c 2,32 gam hỗn hợp kim loại Ton khí sinh sục vào nước vơi dư thấy có gam kết tủa trắng Tính m
(3)Các PTHH: MxOy + y CO ⃗t0 xM + y CO2
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
Ta có moxit = mkloại+ moxi Trong nO = nCO = n CO = n CaCO = 5/100= 0,05(mol) moxit = 2,532+ 0,05.16 = 3,12(g)
Bài tËp 4: Thùc phản ứng nhiệt nhôm với 9,66 gam hỗn hợp X gồm FexOy và nhôm thu hỗn hợp chất rắn Y Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu dung dịch D, 0,672 lít khí (đktc) chất khơng tan Z Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch D lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi 5,1 gam chất rắn
a, Tính khối lượng chất X B, Tìm cơng thức oxit sắt
Hướng dẫn:
Các PTHH: 2yAl + 3FexOy Bài tËp 4: Thùc phản ứng nhiệt nhôm với 9,66 gam hỗn hợp X gồm FexOy nhôm thu hỗn hợp chất rắn Y Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu dung dịch D, 0,672 lít khí (đktc) chất khơng tan Z Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch D lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi 5,1 gam chất rắn
a, Tính khối lượng chất X B, Tìm cơng thức oxit sắt
Hướng dẫn:
Các PTHH: 2yAl + 3FexOy yAl2O3 + 3xFe Al + NaOH + H2O NaAlO2 + 3/2H2
0,02………0,02…………0,03
NaAlO2 + H2O + CO2 Al(OH)3 + NaHCO3 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
Nhận xét tất lượng Al ban đầu chuyển hết Al2O3 : nAl(ban đầu) = 2n Al O = 2.5,1/102= 0,1(mol)
Suy mAl = 0,1.27 = 2,7(g) m oxit sắt = 9,66 – 2,7 = 6,96(g) Theo ĐLBTNT oxi ta có:
n O(trong oxit sắt) = n O (trong nhôm oxit) = 3/2.(0,1-0,02) = 0,12(mol) mO= 0,12.16=1,92(g)
nFe = (6,96-1,92)/56 = 0,09(mol) nFe: nO = 0,09: 0,12= 3:
(4)Chuyên đề 3: PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON
NỘI DUNG:
• Trong phản ứng oxi hố - khử, số mol electron mà chất khử cho số electron mà chất oxi hố nhận
• Sử dụng cho tốn có phản ứng oxi hố - khử, đặc biệt tốn có nhiều chất oxi hố, nhiều chất khử
• Nếu có nhiều chất oxi hoá nhiều chất khử tham gia tốn ta cần tìm tổng số mol electron nhận tổng số mol electron nhường cân
• Khi giải tốn cần kết hợp phương pháp khác bảo toàn khối lượng, bảo tồn ngun tố để giải tốn
• Trong phản ứng hệ phản ứng cần quan tâm đến trạng thái oxi hoá ban đầu cuối nguyên tố mà không cần quan tâm đến q trình biến đổi trung gian
• Bài tập áp dụng:
Bài 1:Để m gam bột sắt ngồi khơng khí thời gian thu 11,8 gam hỗn hợp chất rắn FeO, Fe3O4, Fe2O3, Fe Hoà tan hồn tồn hỗn hợp dung dịch HNO3 lỗng thu 2,24 lít khí NO (đktc) Tìm m
• Hướng dẫn giải: • nFe= m/56
n phản ứng =(11,8 – m)/32
n NO giải phóng = 0,1 (mol)
Chất khử Fe: Fe0 - 3e Fe3+ m/56 3m/56 Chất oxi hoá gồm O2 HNO3: O20 + 4e 2O-2 (11,8-m)/32 (11,8-m)/8
N+5 + 3e N+2(NO) 0,3 0,1
Tổng số mol e Fe nhường = tổng số mol e chất oxi hoá nhận 3m/56 = ( 11,8 – m)/8 + 0,3
Suy m = 9,94(g)
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 43,2 gam kim loại Cu vào dung dịch HNO3 lỗng, tất khí NO thu đem oxi hoá thành NO2 sục vào nước có dịng oxi để chuyển hết thành HNO3 Tính thể tích khí oxi đktc tham gia vào trình Hướng dẫn:
Các PTHH: 3Cu + 8HNO3 à 3Cu(NO3)2 + H2O + 2NO
(5)NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3
Ta nhận thấy Cu nhường e cho HNO3 tạo thành NO2 sau NO2 lại nhường cho oxi Vậy toán Cu chất nhường oxi chất nhận e
Cu – 2e Cu2+ 0,675 1,35
O2 + 4e x 4x
4x = 1,35 => x = 0,3375 => V O2= 0,3375 22,4= 7,56(l)
Bài 3: Chia 44 gam hỗn hợp gồm Fe kim loại M có giá trị thành phần
Phần 1: Tan vừa đủ lít dung dịch HCl thấy 14,56 lít H2 (đktc) Phần 2: Tan hoàn toàn dung dịch HNO3 lỗng nóng thấy 11,2 lít khí NO (đktc) Tính khối lượng sắt hỗn hợp ban đầu tìm M Hướng dẫn: Áp dụng PP bảo toàn e:
Phần 1: Fe - 2e Fe+2 x 2x
M - ae M+a y ay
2H+ + 2e à H2
1,3 0,65
Phần 2: Fe0 - 3e Fe+3 M0 - ae M+a N+5 + 3e N+2 1,5 0,5 =>
mFe = 0,2.56 = 11,2(g) mM = 22 – 11,2 = 10,8(g) M = 12a
Vậy a = 2, M = 24(Mg) phù hợp
Bài Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg Al vào 250 ml dung dịch X chứa axit HCl 1M H2SO4 0,5M thu dung dịch B 4,368 lít H2 (đktc)
Tính % m kim loại hỗn hợp A Hướng dẫn:
- Viết PTHH
- Gọi x, y số mol Mg Al n = 4,368/ 22,4 = 0,195(mol)
2x + ay = 1,3
3x + ay = 1,5 x = 0,2ay = 0,9 mFe = 0,2.56 = 11,2(g)
(6)Quá trình OXH: Mg0 - 2e Mg +2 x 2x
Al0 - 3e Al+3 y 3y
Quá trình khử : 2H+ + 2e H2 0,39 0,195
Áp dụng ĐLBT e ta có hệ: 2x + 3y = 0,39 x = 0,06 => 24x +27y = 3,87 y = 0,09
%m Kl
Bài Cho tan hoàn toàn 7,2g FexOy dung dịch HNO3 thu 0,1 mol NO2 Tìm CTPT oxit sắt
HD:
Chất oxi hoá HNO3
N+5 + 1e N+4(NO2) 0,1 0,1
Chất khử FexOy:
x Fe+2y/x - x(3-2y/x) xFe+3 56x+7,216y 56x+7,216y (3x-2y)
Ta có: 56x+7,216y (3x-2y)=0,1Giải ta x = y => CTPT FeO
Bài 6 Hoà tan hết 4,431 gam hỗn hợp Al Mg dung dịch HNO3 0,1M thu dung dịch A 1,567 lít (đktc) hỗn hợp khí khơng màu có khối lượng 2,59 gam có khí hố nâu khơng khí
1,Tính % m Kl hỗn hợp
2, Khi cô cạn thu g muối khan
HD: n = 221,568,4 =0,07 mol M = 20,,5907 =37 M = 37 => khí NO N2O
n khí = 0,07/2 = 0,035(mol)
Gọi x,y số mol Al Mg ta có: 27x + 24y = 4,431 Chất khử: Mg - 2e Mg 2+ ; Al - 3e Al 3+ y 2y x 3x
Chất oxi hoá: N 5+ + 3e N 2+(NO) 0,035.3 0,035 N 5+ + 8e N+(N2O)
0,035.8 0,035 Có hệ 3x + 2y = 0,385 Giải hệ x, y
(7)2x + 24y = 4,431
2, Dựa vào số mol Al, Mg để tính khối lương muối
Chuyên đề LẬP SƠ ĐỒ HỢP THỨC CỦA Q TRÌNH CHUYỂN HỐ, TÌM MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẤT ĐẦU VÀ CHẤT CUỐI.
1, Nội dung:
Đối với toán hỗn hợp bao gồm nhiều trình phản ứng xảy ra, ta cần lập sơ đồ hợp thức sau vào chất đầu chất cuối, bỏ qua phản ứng trung gian
Ví dụ: Cho hỗn hợp A gồm chất rắn Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan hoàn toàn dung dịch HCl, dung dịch thu cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu m gam chất rắn Tính m
Ta thấy chất cuối Fe2O3, tính tổng số mol Fe có A tính số mol Fe2O3
- Cho hỗn hợp Fe, Zn, Mg tác dụng hết với dung dịch HCl, cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch thu đến kết tủa lớn , lọc kết tủa, nung khơng khí đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn Tính m
- Ta thấy biết số mol kim loại ban đầu, ta lập sơ đồ hợp thức chất đầu cuối Fe Fe2O3,
Zn ZnO, Mg MgO
Ta tính khối lượng oxit
Bài 1: Cho 11,2 gam Fe 2,4 gam Mg tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư Sau phản ứng thu dung dịch A V lít khí H2(ở đktc) Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu kết tủa B Lọc B nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu m gam chất rắn Tính m V
HD: n=nMg+n Fe= 242,4+11,2
56 = 0,3 V= 0,3 22,4 = 6,72 lit
Dựa vào thay đổi chất đầu chất cuối ta lập sơ đồ hợp thức: 2Fe Fe2O3 ; Mg MgO
0,2 0,1 0,1 0,1 => m = 0,1.160 + 0,1.40 = 20 (g)
Bài tËp 2: Hỗn hợp X gồm sắt sắt oxit có khối lượng 16,16 gam Đem hỗn hợp hoà tan hoàn toàn dung dịch HCl dư người ta thu dung dịch B 0,896 lít khí (ở đktc) Cho dung dịch B tác dụng với NaOH dư đun sơi khơng khí người ta thu kết tủa C Nung kết tủa C nhiệt độ cao đến khối lượng khơng đổi 17,6 gam chất rắn Hãy xác định CTPT sắt oxit HD: Gọi CTPT sắt oxit FexOy
Fe + 2HCl FeCl2
FexOy + 2y HCl FeCl2y/x + yH2O
(8)FexOy FeO, Fe2O3 hay Fe3O4 cho tác dụng với dung dịch HCl cho FeCl2 FeCl3 muối Vậy sau hồ tan hỗn hợp dung dịch chứa FeCl2, HCl có FeCl3
FeCl2 + NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl
Và có FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + NaCl Khi đun khơng khí:
2Fe(OH)2 + ½ O2 + H2O Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3+ 3H2O
nFe = n H = 0,04 (mol)=>mFe = 2,24(g) mFexOy = 16,16- 2,24 = 13,92(g)
Ta có sơ đồ hợp thức: 2Fe Fe2O3 0,04 0,02
Mà n = 17160,6=¿ 0,11 n =0,11 FexOy= 0,11-0,02 =0,09 mol 2FexOy xFe2O3
0,18(56 16 )
13,92
4
x y x
x y
+ = => =
2mol xmol 0,18/x 0,09
=> Vậy CT sắt oxit Fe3O4
Chuyên đề Phơng pháp ghép ẩn số.
Bi toỏn 1: (Xét 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 muối tạo thành dung dịch M
Bµi gi ải
Gọi A B lần lợt kim loại hoá trị I II Ta có phơng trỡnh phn ứng sau: A2CO3 + 2HCl 2ACl + H2O + CO2 (1)
BCO3 + 2HCl à BCl2 + H2O + CO2 (2) Số mol khí thu đợc phản ứng (1) (2) là: 0,2 mol
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) Cịng theo ph¶n øng (1, 2) ta cã: a +b = 0,2 (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 tích khí B đktc
(9)Bài giải: Gọi X, Y kim loại; m, n hoá trị, x, y số mol tơng ứng, số nguyên tử khối P, Q ta cã:
2X + 2n HCl 2XCln +nH2 (I)
2Y + 2m HCl à 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 cã: x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m)- xP - yQ = 0,71
2
nx my+
35,5 (nx + my) = 0,71 Theo I, IIsố mol H2 =
V = 0,224l
Fe2O3 + 3H2SO4 à Fe2(SO4)3 + H2O
Fe3O4 + H2SO4 à Fe2(SO4)3 + H2O + FeSO4
Gọi số mol chất X x, y, z, t Ta có hệ:
Mà nFe = nH2 = 0,01 = x Thay vào hệ ta được: 56x +72y +160z + 232t = 6,8(1)
y + 3z + 4t = 0,11(2) Chia PT (1) cho nhân Pt (2) với ta được: 7x +9y + 20z + 29t = 0,92(1’) 1’ – 2’: 7(x +y + 2z + 3t) = 0,7
2y + 6z + 8t = 0,22(2’) <=> 7nFe = 0,7 => mFe = 5,6(g)
Bài toán 4: Để m gam phoi bào sắt ngồi khơng khí sau thời gian thu 12 gam hỗn hợp gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4 Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thấy giải phóng 2,24 lít khí NO(đktc)
Tính m
Giải tương tự ta tính m = 10,08(g)
H2
(10)