Trọn bộ chuyên đề Hóa 10 phần 2

CHƯƠNG 5: NHÓM HALOGEN BÀI 13: KHÁI QUÁT VỀ NHÓM HALOGEN Mục tiêu  Kiến thức + Xác định vị trí bảng tuần hồn ngun tố, đặc điểm chung cấu tạo nguyên tử, cấu tạo phân tử, số oxi hóa nguyên tố nhóm halogen + Chứng minh tính chất hóa học đặc trưng ngun tố nhóm halogen tính oxi hóa mạnh, tính chất lí, hóa học halogen biến đổi có quy luật  Kĩ + Vận dụng kiến thức học cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học, độ âm điện, số oxi hóa phản ứng oxi hóa – khử để giải thích số tính chất đơn chất hợp chất halogen I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Vị trí nhóm halogen bảng tuần hồn Nhóm halogen thuộc nhóm VIIA gồm ngun tố flo (F), clo (Cl), brom (Br), iot (I) atatin (At) Halogen theo tiếng La tinh nghĩa sinh muối Atatin khơng gặp thiên nhiên Như nhóm halogen nghiên cứu bao gồm flo, clo, brom iot Cấu hình electron nguyên tử, cấu tạo phân tử Lớp ngồi có electron Phân tử gồm hai nguyên tử liên kết cộng hóa trị không cực Liên kết phân tử X2 không bền lắm, chúng dễ bị tách thành hai nguyên tử X Trong phản ứng hóa học, nguyên tử hoạt động chúng dễ bị thu thêm electron, tính chất hóa học halogen tính oxi hóa mạnh Ngun tố F Cl Br I halogen Cấu hình electron 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 lớp Cấu tạo phân tử F:F Cl : Cl Br : Br I:I (liên kết cộng hóa (F2) (Cl2) (Br2) (I2) trị khơng cực) Bán kính ngun tử tăng dần từ flo đến iot Sự biến đổi tính chất a Sự biến đổi tính chất vật lí đơn chất Đi từ flo đến iot ta thấy: Trạng thái: Từ thể khí chuyển sang thể lỏng thể rắn F2 (k); Cl2 (k); Br2 (I); I2(r) Màu sắc: Đậm dần Trang F2 (lục nhạt); Cl2 (vàng lục); Br2 (nâu đỏ); I2 (đen tím) Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi: Tăng dần b Sự biến đổi độ âm điện Độ âm điện tương đối lớn Độ âm điện: F(3,98); Cl(3,16); Br(2,96); I(2,66) Đi từ flo đến iot độ âm điện giảm dần Flo có độ âm điện lớn nên tất hợp chất có số oxi hóa 1 Các nguyên tố halogen khác, ngồi số oxi hóa 1 cịn có số oxi hóa 1, 3, 5, 7 c Sự biến đổi tính chất hóa học đơn chất Các đơn chất halogen giống tính chất hóa học thành phần tính chất hợp chất chúng tạo thành Vì lớp electron ngồi có cấu tạo tương tự (ns2np5) Halogen phi kim điển hình Đi từ flo đến iot, tính oxi hóa giảm dần Tính oxi hóa khả nhận electron để trở thành ion âm Các đơn chất halogen oxi hóa hầu hết kim loại tạo muối halogenua, oxi hóa khí hiđro tạo hợp chất khí khơng màu hiđro halogenua Những chất khí tan nước tạo dung dịch axit halogenhiđric Tính oxi hóa khả nhận electron để trở thành ion âm Trong hợp chất, halogen nhận thêm electron để có số oxi hóa 1 X ns np5  1e � X  ns np6 Ngoài halogen clo, brom, iot hợp chất cịn có số oxi hóa khác 1, 3, 5, 7 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HĨA Trang NHĨM VIIA Cấu hình electron lớp ngồi ns2np5 (7 e lớp ngồi cùng) Bán kính nguyên tử tăng Cl  Z  17  Độ điện âm giảm Tính phi kim giảm Tính oxi hóa giảm Tính khử tăng Tính axit HX tăng Tính khử HX tăng Đơn chất X2 có màu sắc đậm dần, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi tăng dần Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Các câu hỏi lý thuyết Phương pháp giải Nắm vững quy luật biến đổi tuần hoàn Từ cấu tạo suy tính chất Ví dụ: urI : Đi từ F uu uuCl uuu uuBr uuuu Bán kính nguyên tử tăng dần Độ âm điện giảm dần Tính oxi hóa giảm dần Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho phát biểu sau: (a) Các nguyên tử halogen có electron lớp ngồi (b) Các halogen có tính oxi hóa (c) Các halogen vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử (d) Trong hợp chất halogen có số oxi hóa 1 (e) Trong hợp chất halogen ngồi số oxi hóa 1 cịn có số oxi hóa 1, 3, 5, 7 (f) Đi từ flo đến iot độ âm điện giảm dần, tính oxi hóa giảm dần Số phát biểu A B C D Hướng dẫn giải (a) halogen có electron lớp ngồi (ns2np5) (c), (e) sai flo có độ âm điện lớn nên có tính oxi hóa có số oxi hóa 1 hợp chất (b), (d) sai clo, brom, iot ngồi tính oxi hóa cịn có tính khử Ngồi số oxi hóa 1 cịn có số oxi hóa 1, 3, 5, 7 (f) từ flo đến iot độ âm điện giảm dần, tính oxi hóa giảm dần � Có hai phát biểu � Chọn B Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Nhận xét sau biến đổi số đặc điểm sau halogen (từ flo đến iot)? (1) Nhiệt độ nóng chảy (2) Nhiệt độ sơi (3) Màu sắc (4) Độ âm điện (5) Bán kính nguyên tử (6) Số electron lớp A (1), (2), (3), (4) tăng; (5) giảm B (1), (2), (3), (5) tăng; (4) giảm C (1), (2), (3), (5) tăng; (6) giảm D (1), (2), (3), (5), (6) tăng; (4) giảm Trang Câu 2: Trong hợp chất, số oxi hóa clo, brom, iot là: A 1;0; 1; 3; 5; 7 B 1;0; 1; 2; 3; 5 C 1; 1; 3; 5; 7 D 0; 1; 3; 5; 7 Câu 3: Trong nguyên tố đây, nguyên tử nguyên tố có xu hướng kết hợp với electron mạnh nhất? A Photpho B Clo C Cacbon D Brom Câu 4: Phát biểu sau sai? A Clo chất khí tan vừa phải nước B Clo có tính oxi hóa mạnh brom iot C Clo có số oxi hóa 1 hợp chất D Trong tự nhiên clo tồn dạng hợp chất Câu 5: Trong halogen, clo nguyên tố A Có nhiệt độ sơi thấp B Có tính phi kim mạnh C Có độ âm điện lớn D Tồn vỏ Trái Đất với trữ lượng lớn Câu 6: Khả oxi hóa halogen ln A Tăng dần từ clo đến iot, trừ flo B Tăng dần từ flo đến iot C Giảm dần từ clo đến iot, trừ flo D Giảm dần từ flo đến iot Câu 7: Đặc điểm chung nguyên tố halogen A Là chất khí điều kiện thường B Tác dụng mạnh với nước C Vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử D Có tính oxi hóa mạnh Dạng 2: Bài tốn tìm halogen Phương pháp giải Dựa vào giả thiết để tìm NTK (khối lượng mol) tìm Ví dụ: M X  35,5 � X Cl Dựa vào giả thiết tìm số hiệu ngun tử Ví dụ: ZX  17 � X Cl Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Ngun tử X có cấu hình electron sau: 1s22s22p5 Nguyên tử X A flo B clo C iot D brom Hướng dẫn giải Nhận thấy: X có electron � X có proton Do đó, X F (flo) � Chọn A Ví dụ 2: Cho m gam đơn chất halogen X2 tác dụng với Mg dư thu 19,0 gam muối Cũng m gam X cho tác dụng với Al dư thu 17,8 gam muối X A flo B clo C iot D brom Hướng dẫn giải Gọi số mol halogen X2 a mol Trang Xét phản ứng X2 với Mg: Phương trình hóa học: X  Mg � MgX a � a mol Ta có: mmuoái  mMgX  a. 24  2M X   19 gam � a  19  1 24 2M X Xét phản ứng X2 với Al: Phương trình hóa học: 3X  2Al � 2AlX � a Ta có: mmuối  mAlX  Từ (1) (2) suy ra: 2a mol 2a 17,8.3  27 3M X   17,8gam � a   2 2 27 3M X  19 17,8.3  � M X  35,5  Cl  24  2M X  27  3M X  Do đó: X Cl (clo) � Chọn B Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Cho khí clo dư tác dụng với 0,46 gam kim loại, thu 1,17 gam muối kim loại hóa trị I Kim loại A K B Na C Li D Rb Câu 2: Cho 4,6 gam kim loại M (hóa trị I) phản ứng với khí clo, thu 11,7 gam muối Kim loại M A Li B K C Na D Ag Câu 3: Cho 20,7 gam kim loại R phản ứng với khí clo dư, thu 52,65 gam muối clorua Biết kim loại R có hóa trị I Tên kim loại R A natri B xesi C rubiđi D kali Câu 4: Đốt cháy hồn tồn 1,08 gam kim loại hóa trị III khí clo Sau phản ứng thu 5,34 gam muối clorua Kim loại đem đốt cháy A Au B Al C Fe D Ga Câu 5: Clo hóa 33,6 gam kim loại X nhiệt độ cao, thu 97,5 gam muối XCl3 Kim loại X A Al B Cr C Au D Fe Câu 6: Cho 3,90 gam Zn tác dụng hết với phi kim nhóm VIIA, thu 8,16 gam muối Phi kim A flo B iot C brom D clo Câu 7: Cho 1,03 gam muối natri halogen (NaX) tác dụng với dung dịch AgNO dư thu kết tủa, kết tủa sau phân hủy hoàn toàn cho 1,08 gam bạc X A iot B brom C flo D clo Bài tập nâng cao Trang Câu 8: Để trung hòa hết 200 gam dung dịch HX (F, Cl, Br, I) nồng độ 14,6% Người ta phải dùng 250 ml dung dịch NaOH 3,2M Dung dịch axit dung dịch A HI B HCl C HBr D HF Câu 9: Cho 5,4 gam kim loại M tác dụng với khí clo dư, thu 26,7 gam muối Kim loại M A Cr B Al C Fe D Zn Câu 10: Nguyên tố X có hóa trị I hợp chất khí với hiđro Trong hợp chất oxit cao X chiếm 38,8% khối lượng Công thức oxit cao hiđroxit tương ứng X là: A F2O7, HF B Cl2O7, HClO4 C Br2O7, HBrO4 D Cl2O7, HCl Câu 11: Thể tích 19,2 gam halogen thể tích 3,84 gam khí oxi (ở điều , p ) Halogen kiện t � A Br2 B Cl2 C F2 D I2 Câu 12: Cho khí hiđro halogenua M lội vào dung dịch NaOH 20% (vừa đủ), thu dung dịch muối có nồng độ 24,74% Tổng số electron phân tử chất M (Cho số đơn vị điện tích hạt nhân F, Cl, Br, I 9, 17, 35, 53) A 18 B 10 C 54 D 36 Câu 13: Nhỏ dung dịch axit halogenhiđric (dư) vào muối CaCO 3, thu dung dịch X 3,36 lít khí CO2 (ở đktc) Cơ cạn dung dịch X thu 16,65 gam muối khan Công thức phân tử axit A HF B HBr C HCl D HI Câu 14: Nhỏ lượng dư AgNO3 vào dung dịch chứa 13,19 gam hỗn hợp natri hai halogen hai chu kỳ liên tiếp thấy có 28,7 gam kết tủa Trong hỗn hợp hai muối chắn có A NaCl B NaI C NaBr D NaF Câu 15: Đốt 3,36 gam kim loại M khí clo, thu 9,75 gam muối clorua Kim loại M A Cu B Zn C Fe D Al Câu 16: Đốt cháy hoàn toàn 9,6 gam kim loại M (chưa rõ hóa trị) bình chứa khí clo ngun chất Sau phản ứng kết thúc, để nguội thu 20,25 gam muối clorua Kim loại M A Fe B Al C Cu D Zn ĐÁP ÁN – LỜI GIẢI Dạng 1: Các câu hỏi lý thuyết 1–B 2–C 3–B 4–C Dạng 2: Bài tốn tìm halogen 5–D 6–D 7–D 1–B 11 – A 5–D 15 – C 6–D 16 – C 7–B 2–C 12 – A –A 13 – C 4–B 14 – A 8–B 9–B 10 – B BÀI 14: CLO Trang Mục tiêu  Kiến thức + Nêu tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng clo, phương pháp điều chế clo phịng thí nghiệm cơng nghiệp + Phân tích tính chất hóa học clo phi kim điển hình, có tính oxi hóa mạnh, clo cịn có tính khử  Kĩ + Quan sát giải thích tượng thí nghiệm tính chất hóa học, tính chất vật lí clo + Viết phương trình hóa học minh họa cho tính chất hóa học đơn chất clo + Giải tập định tính định lượng có liên quan đến clo I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Tính chất vật lí Ở điều kiện thường, clo khí màu vàng lục, mùi xốc, độc Khí clo nặng gấp 2,5 lần khơng khí tan nước Khí clo tan nhiều dung mơi hữu benzen, hexan… Tính chất hóa học Tính chất hóa học clo tính oxi hóa mạnh a Tác dụng với kim loại Trong phản ứng với kim loại với hiđro, clo thể tính oxi hóa mạnh 1 1 Na  Cl2 � Na Cl 3 1 Fe 3Cl � Fe Cl3 Hình (a): Cl2 tác dụng với Na Hình (b): Cl2 tác dụng với Fe b Tác dụng với hiđro Ở nhiệt độ thường bóng tối, khí clo khơng phản ứng với khí hiđro Khi chiếu sáng hỗn hợp ánh sáng mặt trời ánh sáng magie cháy, phản ứng xảy nhanh gây nổ 0 1 1 H  Cl2 � H Cl c Tác dụng với nước với dung dịch kiềm Trong phản ứng với nước dung dịch kiềm, clo vừa chất khử vừa chất oxi hóa (phản ứng tự oxi hóa – khử) 1 Cl2  H O � H Cl  Axit clohiđric 1 H Cl O axit hipoclorơ Trang 1 1 Cl2  2NaOH � Na Cl Na Cl O  H 2O Ứng dụng Điều chế a Trong phịng thí nghiệm Trong phịng thí nghiệm clo điều chế cách cho axit clohiđric đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh t� MnO2  4HCl �� � MnCl2  2H O  Cl2 � 2KMnO  16HCl � 2MnCl2  2KCl  5Cl �8H 2O KClO3  6HCl � KCl  3H O  3Cl � Chú ý: Do hoạt động hóa học mạnh nên nguyên tố clo tồn tự nhiên dạng hợp chất, chủ yếu muối natri clorua có nước biển muối mỏ Nguyên tắc điều chế clo oxi hóa ion Cl thành Cl2 b Trong cơng nghiệp đpdd 2NaCl  2H2O ����� � 2NaOH  H2 �Cl2 � cómà ng ngă n Em có biết: Nếu khơng có màng ngăn có phản ứng xảy ra? Trả lời: Nếu khơng có màng ngăn tạo thành nước Gia – ven Cl2 phản ứng với NaOH: 1 1 Cl2  2NaOH � Na Cl Na Cl O  H 2O Trang SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HĨA Tính chất Khí độc, màu vàng lục, mùi sốc vật lí Tính oxi hóa Cl2 Tính chất + H2 + Kim loại hóa học Vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử Trong phịng + Nước + Dung dịch kiềm HCl đặc + KMnO4/MnO2/KClO3 thí nghiệm Điều chế Trong công nghiệp Điện phân dung dịch (màng ngăn xốp) NaCl bão hịa Trang 10 A lít B lít C lít D lít Câu 10: Cho hỗn hợp A gồm 14 gam Fe 23,2 gam Fe 3O4 vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu 88,4 gam muối sunfat khí H2 Thể tích khí H2 (đktc) A 3,36 lít B 4,48 lít C 5,60 lít D 2,24 lít Dạng 4: Kim loại tác dụng với H2SO4 đặc Phương pháp giải � SO 2 k  � �  H 2SO  dac  � M  SO  n  � S r   H 2O Sơ đồ phản ứng tổng quát: M ����� � H 2S k  � n Quá trình cho – nhận electronn: n M � M  ne 6 4 6 6 2 S  2e � S S  6e � S S  8e � S Bảo toàn electron: n.n M  2n SO2  6n S  8n H 2S Bảo toàn nguyên tố M: n M  2.n M  SO4  n 2 Bảo toàn gốc SO : n SO24  muoi   n.n M2  SO4  n Do đó: n.n M  2n SO24  muoi  � n SO2  muoi   n SO2  3n S  4n H 2S Khối lượng muối là: m muoi  m kl  mSO24  muoi   m M n  mSO24  muoi  Bảo toàn nguyên tố S: n H2SO4  n SO24  muoi   n SO2  n S  n H2S Ví dụ: Cho 1,4 gam kim loại M tác dụng hồn tồn với H 2SO4 đặc, nóng, dư, thu 0,84 lít SO (sản phẩm khử đktc) Kim loại M A Fe B Cu C Mg D Zn Hướng dẫn giải n SO2  0, 0375 mol 6 n 4 Sơ đồ phản ứng: M  H S O � M  SO   S O � H 2O n Quá trình cho – nhận electron: n M � M  ne 6 4 S  2e � S Bảo toàn electron: n.n M  2n SO2 � nM  2.0, 0375 0, 075  mol n n Trang 135 Do đó: M  m 56n  n Với n  � M  56 , M Fe → Chọn A Bài tốn tìm sản phẩm khử: Quá trình cho – nhận electron: n 6 M � M  ne S  ke � X Trong đó, k số electron nhận Bảo toàn electron: n M n  k.n X �k  n M n nX Biện luận tìm sản phẩm khử X dựa vào k: 6 4 6 Với k  ta S  2e � S O , X SO2 Với k  ta S  6e � S , X S 6 2 Với k  ta S  8e � H S , X H2S Ví dụ: Cho hỗn hợp X gồm 0,04 mol Al 0,06 mol Mg tan hoàn toàn H 2SO4 đặc nóng thu 0,12 mol sản phẩm Z khử S6 Z A H2S B S C SO2 D SO3 Hướng dẫn giải �3 6 Al2  SO  Al � �  Z  H 2O Sơ đồ phản ứng: X �  H S O � �2 Mg � � MgSO � Gọi k số electron trao đổi tạo Z Quá trình cho – nhận electron: 3 6 Al � Al 3e S  ke � Z 2 Mg � Mg  2e Bảo toàn electron: 3n Al  2n Mg  k.n Z � 3.0, 04  2.0, 06  k.0,12 �k 2 Do đó, Z khí SO2 Chú ý: Al, Fe, Cr không tác dụng với H2SO4 đặc, nguội Các phản ứng đặc biệt xảy dung dịch: Trang 136 Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2 t� � Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O  Fe tác dụng với H2SO4 đặc, nóng, dư: 2Fe + 6H2SO4  dac,du  �� → Muối thu Fe2(SO4)3 t� � Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O  Fe dư tác dụng với H2SO4 đặc, nóng: 2Fe + 6H2SO4  dac  �� Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 → Muối thu FeSO4  Fe tác dụng vừa đủ với H2SO4 đặc muối thu gồm FeSO4 Fe2(SO4)3 Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho 50,8 gam hỗn hợp gồm Fe, Cu, Ag tác dụng hết với H 2SO4 đặc, nóng, dư, thu 98,8 gam muối V lít khí SO2 (sản phẩm khử điều kiện tiêu chuẩn) Giá trị V A 22,4 B 33,6 C 11,2 D 44,8 Hướng dẫn giải � Fe2  SO  Fe � � � Cu  H 2SO 4 dac,nong,du  � � CuSO  SO � H O � 123 Sơ đồ phản ứng: � � V lit Ag Ag SO � � { 4 50,8gam 98,8gam Ta có: m muoi  m kim loai  mSO24  muoi  � 98,8  50,8  mSO2  muoi  � mSO2  muoi   48gam � n SO2  muoi   48  0,5mol 96 Mặt khác: n SO24  muoi   n SO2 (xem thêm phương pháp giải) � n SO2  0,5 mol � VSO2  0,5.22,  11, lit → Chọn C Ví dụ 2: Hịa tan hồn tồn 21,1 gam hỗn hợp Al, Fe, Mg H 2SO4 đặc, nóng, dư thu m gam muối hỗn hợp sản phẩm khử B gồm 0,25 mol SO2; 0,1 mol S 0,05 mol H2S Giá trị m A 93,1 B 165,1 C 91,3 D 161,5 Hướng dẫn giải Trang 137 � Al2  SO  SO Al � � � � � Fe  H 2SO � Muối � Fe2  SO   B � H 2S  H O Sơ đồ phản ứng: � � � � Mg S MgSO � � � Ta có: n SO24  muoi   n SO2  3n S  4n H2S (xem thêm phương pháp giải) � n SO2  muoi   0, 25  3.0,1  4.0,05  0, 75 mol Khối lượng muối thu là: m muoi  m kimloai  mSO24  muoi   21,1  96.0, 75  93,1gam → Chọn A Ví dụ 3: Hịa tan hồn tồn 0,15 mol Fe vào dung dịch chứa 0,4 mol H 2SO4 đặc, nóng thu khí SO2 (sản phẩm khử S6 ) dung dịch chứa m gam muối Giá trị m A 35,2 B 27,6 C 53,3 D 22,8 Hướng dẫn giải Phương trình hóa học: t� � Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2Fe + 6H2SO4 dac �� 0,15 0,4 Xét tỉ lệ: mol 0,15 0,  � H2SO4 phản ứng hết, Fe dư Sau phản ứng thu hỗn hợp hai muối Fe2(SO4)3 FeSO4 Theo phương trình hóa học: n SO2  n H SO  0, mol 2 � Fe  SO  �  H 2SO dac,nong �� Sơ đồ phản ứng: Fe ������ + SO2 + H2O FeSO � Bảo toàn nguyên tố S: n H2SO4  n SO24  muoi   n SO2 � n SO2  muoi   0,  0,  0, mol Khối lượng muối thu được: m muoi  m Fe  mSO24  56.0,15  96.0,  27,6 gam Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Cho hỗn hợp X gồm Mg Fe vào H 2SO4 đặc, nóng đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch Y phần Fe khơng tan Chất tan có dung dịch Y A MgSO4, Fe2(SO4)3 FeSO4 B MgSO4 Fe2(SO4)3 C MgSO4 FeSO4 D MgSO4 Trang 138 Câu 2: Cho 0,2 mol Cu tan hết H 2SO4 đặc, nóng thu V lít khí SO2 (sản phẩm khử đktc) Giá trị V A 1,12 B 4,48 C 2,24 D 6,72 Câu 3: Hòa tan m gam Fe dung dịch H 2SO4 lỗng sinh 3,36 lít khí (đktc) Nếu cho m gam Fe vào H2SO4 đặc, nóng, dư thu V lít khí SO2 đktc (sản phẩm khử nhất) Giá trị V A 10,08 B 5,04 C 3,36 D 22,40 Câu 4: Cho 5,94 gam Al tác dụng vừa đủ H 2SO4 đặc nóng thu 1,848 lít (đktc) sản phẩm khử X X là: A H2S B SO2 C SO3 D S Câu 5: Cho 13 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại đồng nhơm hịa tan dung dịch H 2SO4 đặc, nguội, lấy dư thu 3,36 lít khí SO2 (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng nhôm hỗn hợp A 73,85% B 37,69% C 62,31% D 26,15% Câu 6: Hòa tan hồn tồn 0,8125 gam kim loại hóa trị II dung dịch H 2SO4 đặc nóng thu 0,28 lít khí SO2 (đktc) Kim loại A Mg B Cu C Zn D Fe Câu 7: Cho 17,6 gam hỗn hợp Fe, Cu tác dụng với H 2SO4 đặc, nóng thu 8,96 lít SO (đktc) Khối lượng Fe, Cu hỗn hợp A 11,2 gam 6,4 gam B 15 gam 2,6 gam C 5,6 gam 12,0 gam D 8,4 gam 9,2 gam Câu 8: Hòa tan 72 gam hỗn hợp (Cu Mg) H 2SO4 đặc 27,72 lít khí SO2 (đktc) 4,8 gam S Phần trăm khối lượng Cu hỗn hợp A 70% B 50% C 30% D 40% Câu 9: Khi cho 9,6 gam Cu tác dụng với H 2SO4 đặc, nóng, lấy dư Thể tích khí SO thu sau phản ứng xảy hoàn toàn (đktc) A 2,24 lít B 3,36 lít C 4,48 lít D 6,72 lít Câu 10: Cho hỗn hợp X gồm 2,4 gam Mg, 2,7 gam Al 5,6 gam Fe tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc nóng vừa đủ tạo thành dung dịch Y khí SO (đktc) Cơ cạn Y thu khối lượng muối khan A 49,10 gam B 5,91 gam C 4,91 gam D 59,10 gam Bài tập nâng cao Câu 11: Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp Zn Cu dung dịch H 2SO4 đặc nóng thu 3,136 lít khí SO2 0,64 gam S Số mol axit tham gia phản ứng A 0,36 mol B 0,25 mol C 0,44 mol D 0,30 mol Câu 12: Hịa tan hồn tồn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3O4 Fe2O3 dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu dung dịch Y 8,96 lít khí SO2 (đktc) Phần trăm khối lượng oxi X A 40,00% B 60,00% C 20,97% D 20,00% Dạng 5: Hợp chất tác dụng với H2SO4 đặc Phương pháp giải Oxit kim loại tác dụng với H2SO4 đặc: Quy đổi oxit kim loại thành kim loại M O Trang 139 4 � �S O 2 k  �0 � 2 M  H S6 O4 dac � �0 � M  SO4  n  � S r   H2 O Sơ đồ phản ứng: �0 ����� � � 2 O � � H2 S k � Quá trình cho – nhận electron: n M � M  ne 2 6 4 6 6 2 O 2e � O S  2e � S S  6e � S S  8e � S Bảo toàn electron: n.n M  2n O oxit   2n SO2  6n S  8n H 2S (*) Bảo toàn nguyên tố M: n M  2n M  SO4  n 2 Bảo toàn gốc SO : n SO24  muoi   n.n M2  SO4  n Do đó: n SO24  muoi   n O oxit   n SO2  3n S  4n H 2S (**) Bảo toàn nguyên tố S: n H2SO4  n SO24  muoi   n SO2  n S  n H2S � n H 2SO4  n O oxit   2n SO2  4n S  5n H2S (***) Ví dụ: Để a gam bột sắt ngồi khơng khí, sau thời gian chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng thu 6,72 lít khí SO2 (đktc) Giá trị a A 56,0 B 11,2 C 22,4 D 25,3 Hướng dẫn giải n SO2  0,3mol Quy đổi hỗn hợp oxit thành Fe O với số mol x, y mol Ta có: 56x  16y  75, (*) �0 4 2 Fe  H S6 O4 dac �  O2 � �0 ����� � Fe2  SO   S O  H O Sơ đồ phản ứng: Fe ��� � O � Quá trình cho – nhận electron: 3 Fe � Fe  3e 2 6 4 O 2e � O S  2e � S Bảo toàn electron: 3n Fe  2n O oxit   2n SO2 Trang 140 � 3x  2y  0, (**) Từ (*) (**) suy ra: x  y  0, Bảo toàn nguyên tố Fe: n Fe  n Fe oxit   1mol Khối lượng Fe ban đầu là: a  m Fe  1.56  56 gam → Chọn A Sunfua kim loại tác dụng với H2SO4 đặc: Quy đổi sunfua kim loại thành kim loại M S 4 � �S O 2 k  �0 6 � 2 M � �0  H S O  dac  � M  SO  n  � S r   H2 O Sơ đồ phản ứng: �0  ����� � � 2 S � � H2 S k � Quá trình cho – nhận electron: n 4 6 S  2e � S O M � M  ne 6 6 S sunfua  � S  6e S  6e � S 6 2 S  8e � H S Bảo toàn electron: n.n M  6n S  2n SO2  6n S  8n H2S Chú ý: Cũng bảo tồn mol electron coi phân tử sunfua có số oxi hóa sau: M S  x y n 6 � x M  y S   nx  6y  e 6 4 6 6 2 S  2e � S S  6e � S S  8e � S Bảo toàn electron:  nx  6y  n M xSy  2n SO2  6n S  8n H 2S Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Hịa tan hồn tồn 20,88 gam hỗn hợp X gồm oxit sắt H 2SO4 đặc, nóng thu dung dịch Y 3,248 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch Y, thu m gam muối sunfat khan Giá trị m A 52,2 B 48,4 C 54,0 D 58,0 Hướng dẫn giải n SO2  0,145 mol Quy đổi hỗn hợp X thành Fe (a mol) O (b mol) � 56a  16b  20,88 (*) Trang 141 �0 4 2 Fe  H2SO4 dac � � Fe  SO4   S O  H O Sơ đồ phản ứng: �0 ���� � O � Quá trình cho – nhận electron: 3 Fe � Fe  3e 2 6 4 O 2e � O S  2e � S Bảo toàn electron: 3n Fe  2n O  2n SO � 3a  2b  0, 29 (**) Từ (*) (**) suy ra: a  b  0, 29 Bảo toàn nguyên tố Fe: n Fe  2n Fe2  SO4  � 0, 29  2n Fe2  SO4  � n Fe2  SO4   0,145 mol Khối lượng muối khan thu là: m  m Fe2  SO4   400.0,145  58gam → Chọn D Ví dụ 2: Hịa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,02 mol FeS 0,03 mol FeS vào lượng dư H 2SO4 đặc nóng Hấp thụ hết khí SO2 sinh lượng vừa đủ V lít dung dịch KMnO4 0,1M Giá trị V A 1,14 B 0,57 C 11,40 D 5,70 Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành Fe S Ta có: n Fe  n FeS2  n FeS  0, 02  0, 03  0, 05 mol n S  2n FeS2  n FeS  0, 02.2  0, 03  0, 07 mol �3 Fe  SO  � �0 6 � 2 Fe � �  H S O dac � �H O Sơ đồ phản ứng: �0  ����� 7 � �4 2 6 S �  K Mn O4  H O �S O ����� � Mn S O  K 2SO  H 2SO � Quá trình cho – nhận electron: 3 Fe � Fe  3e 7 2 Mn  5e � Mn 6 S � S  6e Bảo toàn electron: 3n Fe  6n S  5n KMnO4 � 3.0, 05  6.0, 07  5n KMnO4 � n KMnO4  0,114 mol Trang 142 Thể tích KMnO4 là: V  Vdd KMnO4  n KMnO4 CM,KMnO4  0,114  1,14lit 0,1 → Chọn A Ví dụ 3: Hịa tan hồn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe x O y Cu H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu 0,504 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Phần trăm khối lượng Cu X A 39,34% B 65,57% C 26,23% D 13,11% Hướng dẫn giải n SO2  0, 0225 mol Quy đổi hỗn hợp X thành Fe (a mol); Cu (b mol) O (c mol) � 56a  64b  16c  2, 44 (*) �0 Fe � �3 6 2 Fe  SO  4 �0 �  H S O dac Cu ����� ��  S O2  H2 O Sơ đồ phản ứng: X � 2 �0 � Cu � SO O � � Bảo toàn electron: 3n Fe  2n Cu  2n O  2n SO2 � 3a  2b  2c  0, 045 (**) Bảo toàn nguyên tố Fe: 2n Fe2  SO4   n Fe � n Fe2  SO4   n Fe a  mol 2 Bảo toàn nguyên tố Cu: n CuSO4  n Cu  b mol Ta có: m muoi  m Fe2  SO4   m CuSO4 a � 6,  400  160b � 200a  160b  6, (***) Từ (*), (**) (***) suy ra: a  0, 025 mol; b  0, 01mol;c  0, 025 mol Phần trăm khối lượng Cu X là: %m Cu  m Cu 64.0, 01 100%  100%  26, 23% mX 2, 44 → Chọn C Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Với mol axit H2SO4 đặc, nóng tạo 22,4 lít khí SO2 (ở đktc) tác dụng với chất: A Al, Ag B Fe, S C HBr, C D FeO, Cu Trang 143 Câu 2: Cho 200ml dung dịch H2SO4 1M tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl thu m gam kết tủa Giá trị m A 4,66 B 46,60 C 2,33 D 23,30 Câu 3: Hịa tan hồn tồn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe 2O3, MgO, ZnO 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu khối lượng muối khan A 6,81 gam B 4,81 gam C 3,81 gam D 5,81 gam Câu 4: Đốt m gam bột sắt khí oxi thu 7,36 gam chất rắn X gồm Fe, Fe 3O4, Fe2O3 Để hịa tan hồn tồn hỗn hợp cần vừa hết 120 ml dung dịch H2SO4 1M, tạo thành 0,224 lít khí đktc Giá trị m A 1,12 B 5,60 C 2,24 D 8,40 Câu 5: Cho m gam Fe tác dụng hoàn tồn với 5,6 lít O (ở đktc) thu hỗn hợp X gồm oxit sắt sắt Hòa tan hồn tồn hỗn hợp A vào H2SO4 đặc nóng dư thu 8,96 lít SO2 (ở đktc) Giá trị m A 25,2 B 28,0 C 33,6 D 39,2 Bài tập nâng cao Câu 6: Lấy 22,4 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe 2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,55 mol H 2SO4 đặc nóng thu khí SO2 (sản phẩm khử nhất) dung dịch X Cô cạn X thu khối lượng muối A 60 gam B 40 gam C 84 gam D 72 gam Câu 7: Hỗn hợp bột X gồm Al, Fe 2O3, Fe3O4 (cò số mol) Đem nung 41,9 gam hỗn hợp X điều kiện khơng có khơng khí thu hỗn hợp Y Hịa tan Y dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư thu V lít khí SO2 (là sản phẩm khử đktc) Giá trị V A 5,60 B 4,48 C 8,96 D 11,20 Câu 8: Cho 20,8 gam hỗn hợp gồm FeS2, FeS, S, Fe dung dịch HNO3 đặc nóng (dư), thu 53,76 lít khí NO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cho dung dịch X phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa nung nóng khơng khí đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn Giá trị m A 24,0 B 58,9 C 85,9 D 42,0 Câu 9: Khử m gam Fe3O4 khí CO sau phản ứng thu rắn A (Fe, FeO) khí CO Sục tồn khí CO2 thoát vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy tạo gam kết tủa Mặt khác, chất rắn A tác dụng với H2SO4 đặc nóng, dư tạo 0,448 lít khí SO2 (đktc) Giá trị m A 8,920 B 0,928 C 4,460 D 3,320 Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm: Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu dung dịch Y 8,96 lít khí SO2 (đktc) Khối lượng muối dung dịch Y A 140 gam B 14 gam C 356 gam D 241 gam Câu 11: Cho hỗn hợp A gồm 8,1 gam Al m gam Fe 3O4 Nung nóng A để thực phản ứng nhiệt nhôm sau thời gian thu rắn B Hịa tan hồn tồn B dung dịch H 2SO4 đặc nóng vừa đủ thu 11,12 lít khí có mùi sốc (đktc) Giá trị m A 23,20 B 46,40 C 4,64 D 2,32 Câu 12: Cho hỗn hợp A gồm m gam Al 46,4 gam Fe 3O4 Nung nóng A để thực phản ứng nhiệt nhôm sau thời gian thu rắn B Hịa tan hồn tồn B dung dịch H 2SO4 đặc nóng vừa đủ thu 5,6 lít khí có mùi sốc (đktc) Giá trị m A 5,4 B 8,1 C 2,7 D 27,0 Trang 144 Câu 13: Trộn 16,2 gam bột Al với bột Fe 2O3, CuO đốt nóng (trong điều kiện khơng có khơng khí để xảy phản ứng nhiệt nhôm) thu hỗn hợp X Hịa tan X dung dịch H 2SO4 đặc, nóng thu V lít SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị V A 16,80 B 10,08 C 20,16 D 26,88 Dạng 6: Bài toán oleum Phương pháp giải Công thức oleum: H2SO4.nSO3 Khi cho oleum tác dụng với nước dung dịch ln có phản ứng: H2SO4.nSO3 + nH2O → (n + 1)H2SO4 Hoặc: SO3 + H2O → H2SO4 Ví dụ: Trong oleum X có SO3 chiếm 71% theo khối lượng Công thức X A H2SO4.SO3 B H2SO4.2SO3 C H2SO4.3SO3 D H2SO4.4SO3 Hướng dẫn giải Gọi công thức oleum X H2SO4.nSO3 Trong oleum X có SO3 chiếm 71% theo khối lượng nên ta có: %mSO3  X   � 71%  MSO3 M H2SO4 nSO3 100% 80n 100% 98  80n �n 3 Do đó, cơng thức X H2SO4.3SO3 → Chọn C Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Hấp thụ hồn tồn 80 gam SO3 vào 180 gam dung dịch H2SO4 98% thu oleum X Phần trăm khối lượng SO3 X A 24,62% B 44,94% C 62,02% D 17,98% Hướng dẫn giải n SO3  1mol Ta có: m H2SO4  mdd C%  180.98%  176, gam � n H2SO4  1,8mol � m H 2O  180  176,  3, gam � n H2 O  0, mol Khi hấp thụ SO3 vào dung dịch H2SO4: Phương trình hóa học: SO3 + H2O → H2SO4 (*) Trang 145 0,2 � 0,2 � 0,2 mol Theo phương trình hóa học (*): n H2SO4  *  0, mol, n SO3  pu   0, mol Trong dung dịch X có: Số mol H2SO4 là: n H2SO4  X   n H2SO4  n H2SO4  *  1,8  0,  mol Số mol SO3 là: n SO3  X   n SO3  du   n SO3  ban dau   n SO3  pu    0,  0,8 mol Xét tỉ lệ: n H2SO4  X  : n SO3  X   : 0,8  1: 0, → Công thức oleum X H2SO4.0,4SO3 Phần trăm khối lượng SO3 X %mSO3  X    0, 4.M SO3 M H2SO4 0,4SO3 100% 0, 4.80 100%  24, 62% 98  0, 4.80 → Chọn A Ví dụ 2: Cho 0,015 mol loại hợp chất oleum vào nước thu 200ml dung dịch X Để trung hòa 100ml dung dịch X cần dùng 200ml dung dịch NaOH 0,15M Phần trăm khối lượng nguyên tố lưu huỳnh oleum A 37,86% B 35,96% C 23,97% D 32,65% Hướng dẫn giải Để trung hòa 100ml dung dịch X, cần n NaOH  0, 2.0,15  0,03mol Để trung hòa 200ml dung dịch X, cần n NaOH 200 ml X   2.0, 03  0, 06 mol Gọi công thức oleum H2SO4.nSO3 Dung dịch X: dung dịch H2SO4 Phương trình hóa học: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O 0,06 → 0,03 mol Theo phương trình hóa học: n H 2SO4  0, 03 mol Xét giai đoạn oleum tác dụng với H2O:  H 2O H 2SO4 nSO3 ��� � H 2SO 123 Sơ đồ phản ứng: 44 43 0,015mol 0,03mol Bảo toàn nguyên tố S: n S H2SO4 nSO3   n S H2SO4  �   n  0, 015  0, 03 � n 1 → Công thức oleum là: H2SO4.SO3 Trang 146 Phần trăm khối lượng S oleum là: %mS   MS 100% M H2SO4 n SO3 32.2 100%  35,96% 1.2  32.2  16.7 → Chọn B Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Thể tích khí SO3 (đktc) cần hịa tan vào 600 gam H2O để thu dung dịch H2SO4 49% A 56,0 lít B 89,6 lít C 112,0 lít D 168,0 lít Câu 2: Sau hòa tan 8,45 gam oleum A vào nước dung dịch B, để trung hòa dung dịch B cần 200ml dung dịch NaOH 1M Công thức oleum A A H2SO4.10SO3 B H2SO4.3SO3 C H2SO4.SO3 D H2SO4.2SO3 Câu 3: Hòa tan 0,01 mol oleum H2SO4.3SO3 vào nước dung dịch X Thể tích dung dịch NaOH 0,4M để trung hòa dung dịch X A 100 ml B 120 ml C 160 ml D 200 ml Câu 4: Hòa tan 33,8 gam oleum H2SO4.nSO3 vào nước, sau cho tác dụng với lượng dư BaCl thấy có 93,2 gam kết tủa Cơng thức oleum A H2SO4.SO3 B H2SO4.2SO3 C H2SO4.3SO3 D H2SO4.4SO3 Câu 5: Một oleum A có cơng thức H2SO4.nSO3 Hịa tan hồn tồn 29,80 gam A vào nước, sau cho dung dịch thu tác dụng với dung dịch BaCl dư thu 81,55 gam kết tủa Phần trăm khối lượng lưu huỳnh A A 37,58% B 35,96% C 37,21% D 37,87% Câu 6: Hịa tồn 6,688 gam oleum X vào nước thành 200ml dung dịch H 2SO4 Lấy 10ml dung dịch trung hòa vừa hết 16ml dung dịch NaOH 0,5M Công thức phân tử X A H2S2O7 B H2S3O10 C H2S4O13 D H2S5O16 Bài tập nâng cao Câu 7: Khối lượng oleum H2SO4.3SO3 cần hòa tan vào 288 gam H2O để dung dịch H2SO4 20% A 40 gam B 60 gam C 80 gam D 65 gam Trang 147 ĐÁP ÁN Dạng 1: Dạng tập lý thuyết H2SO4 –A Câu 12: –A –A 4–B –A 6–C 7–C –A 9–B 10 – D a Sử dụng thuốc thử là: Quỳ tím, dung dịch Ba(OH) 2, dung dịch AgNO3, tượng thu bảng sau: Quỳ tím NaCl Khơng chuyển KI Khơng chuyển Na2SO4 Không chuyển màu Không màu Không màu tượng tượng Dung dịch Ba(OH)2 Dung dịch Kết tủa trắng AgNO3 Phương trình hóa học: HCl Ba(NO3)2 Đỏ Khơng chuyển màu Kết tủa trắng Không tượng Kết tủa vàng Không tượng Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4 ↓ + 2NaOH (trắng) AgNO3 + NaCl → AgCl ↓ + NaNO3 (trắng) AgNO3 + KI → AgI ↓ + KNO3 (vàng) b Sử dụng thuốc thử là: Quỳ tím, dung dịch BaCl 2, dung dịch Na2SO4, tượng thu bảng sau: Quỳ tím Dung dịch BaCl2 Dung dịch Na2SO4 Phương trình hóa học: HCl Đỏ Khơng tượng H2SO4 Đỏ Kết tủa trắng Ba(OH)2 Xanh Không tượng Kết tủa trắng KOH Xanh Không tượng Không tượng BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2HCl (trắng) Na2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 ↓ + 2NaOH (trắng) c Sử dụng thuốc thử là: dung dịch Ba(OH)2, dung dịch AgNO3, tượng thu bảng sau: KNO3 Không tượng Không tượng Dung dịch Ba(OH)2 Dung dịch AgNO3 Phương trình hóa học: KCl Khơng tượng Kết tủa trắng K2SO4 Kết tủa trắng Ba(OH)2 + K2SO4 → BaSO4 ↓ + 2KOH (trắng) AgNO3 + KCl → AgCl ↓ + KNO3 (trắng) Dạng 2: Kim loại tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng 1–B –A 3–C –A 5–B 6–B 7–B 8–B 9–A 10 – A Trang 148 11 – B 12 – B 13 – A Dạng 3: Oxit kim loại tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng –A 2–B 3–B –A 5–D –A 7–D 8–B 9–D 10 – B 5–D 6–C 7–A –A 9–B 10 – A 4–B 5–C –A 7–B 8–C 9–C 10 – A 4–C –A 6–D 7–B Dạng 4: Kim loại tác dụng với H2SO4 đặc 1–C 11 – A 2–B 12 – C 3–B –A Dạng 5: Hợp chất tác dụng với H2SO4 đặc 1–C 11 – A 2–B 12 – C –A 13 – C Dạng 6: Bài toán oleum 1–C 2–B 3–D Trang 149 ... nHCl   0 ,24 66 mol 36,5 mBa OH   80 .25 ,65%  20 , 52 gam � nBa OH   2 20, 52  0, 12 mol 171 Phương trình hóa học: 2HCl  Ba OH  � BaCl  2H2O 0 ,24 66 Xét tỉ lệ: 0, 12 mol 0 ,24 66 0, 12  � Ba... 0, 025 mol 158 Trang 21 Cách 1: Tính theo phương trình hóa học Phương trình hóa học: 7 1 ? ?2 2KMnO4  16HCl � 5Cl �2MnCl  2KCl  8H2O 0, 025 � 0,0 625 mol � VCl  0,0 625 .22 ,4  1,4 lít Cách 2: ... hóa học Phương trình hóa học: K 2MnO4  8HCl � 2KCl  MnCl2  4H2O  2Cl2 � 0,1 mol 0 ,2 mol � VCl  0 ,2. 22, 4  4,48 lít Cách 2: Bảo tồn electron Quá trình cho – nhận electron: 1 2Cl � Cl  2e