Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc và nung kết tủa đến khối lượng không đổi, được hỗn hợp rắn Y.[r]
(1)IX PHƯƠNG PHÁP TÁCH GHÉP CÔNG THỨC 1.Nội dung
a) Trong hóa học vơ việc tách ghép cơng thức thường gặp, trongmột số hợp chất pha tạp,thường hỗn hợp hai chất khác nhau,Chẳng hạn :
Na3AlF6 coi hỗn hợp hai muối : AlF3.3NaF
Fe3O4 coi hỗn hợp hai oxit : FeO.Fe2O3
Pb3O4 : PbO.Pb2O3
FeS2 tách dạng : FeS.S vv
Trong tốn hóa học vơ ,gặp hợp chất pha tạp, việc tách ghép cơng thức,cho phép ta đơn giản hóa cách giải
b) Trong hóa học hữu cơ, để biểu diễn thành phần hợp chất hữu cơ,ta dùng công thức phân tử viết nhiều dạng khác nhau, sở phương pháp dựa vào thành phần hidrocacbon CnH2n
Có số đặc điểm sau:
-Tỉ lệ nguyên tử khối lượng C H xác định : C : H = :
Số gam H : Số gam C = :
-Tỉ lệ O2 ,CO2 H2O phản ứng cháy xác định
CnH2n + 1,5nO2 nCO2 + nH2O
Ta luân có:
Số mol O2 : Số mol CO2 : Số mol H2O = 1,5 : :1
-Đặc biệt khối lượng (CnH2n) = 14*Số mol CO2
Một số hợp chất hữu khác, ta viết tách làm xuất thành phần CnH2n Chẳng hạn:
Ankan : CnH2n +2 tách thành : CnH2n H2
Ankin (ankadien) CnH2n –2 thành : Cn -1H2n -2C , hay CmH2mC
Rượu no đơn chức CnH2n+1OH thành : CnH2nH2O
(2)Axit no đơn chức CnH2n+1COOH : Cn+1H2n+2O2 hay CmH2mO2
Hợp chất hữu chứa ba nguyên tố ( C,H,O) có dạng tổng quát :
CnH2n+2—2kOm tách thành: Cn+1-kH2n+2-2k Ck-1Om ,hoặc CnH2nH2n 2kOm 2 áp dụng
Bài tập49: Để m gam Fe ngồi khơng khí sau thời gian ,thu 12 gam hỗn hợp X gồm chát rắn , hịa tan hồn tồn hỗn hợp X dung dịch HNO3 thu 2,24 litNO (đktc) tính m?
Bài giải
Số mol NO = 2,24/22,4 = 0,1 (mol)
Hỗn hợp X gồm Fe ,FeO , Fe3O4 Fe2O3; Để giải toán ,ta dùng
phương pháp đại số,phương pháp bảo toàn khối lượng phương pháp bảo toàn electron.trong phần ta dùng phương pháp tách ghép cơng thức để giải tốn
Vì Fe3O4 oxit pha tạp,có thể coi gồm FeO Fe2O3 hỗn hợp X có
thể qui chất Fe , FeO Fe2O3 có số mol tương ứng x , y, z
Phương trình phản ứng :
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)
x x (mol)
3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (2)
y y/3 (mol)
Fe2O3 + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3H2O (3)
z (mol)
Theo giả thiết ta có:
Số gam X = 56x + 72y + 160z = 12
Hay : 7x + 9y + 20z = 1,5 (4) Số mol NO = x + y/3 = 0,1
(3)Ta biến đổi (4),(5) làm xuất tổng (6), cộng vế pt (4) 5) 10x + 10y + 20z = 1,8 (7) Chia hai vế (8) cho 10 :
x + y + 2z = 0,18 Đó số mol Fe Số gam Fe = m = 56*0,18 = 10,08 (gam)
Nhưng để ý 3FeO = Fe2O3.Fe, qui hỗn hợp X thành
hỗnhợp chất Fe Fe2O3 số mol tương ứng a b, ta có :
Số gam X = 56a + 160b = 12 Số mol NO = a = 0,1
Ta tìm b = 0,04 ; Số gam Fe = 56 ( a + 2b) = 10,08 (gam)
Bài tập 50 : Cho tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp X dạng bột gồm S, FeS và FeS2, dung dịch HNO3 ,thu 11,73 lit NO2 (250C , atm) dung dịch D Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc nung kết tủa đến khối lượng không đổi, hỗn hợp rắn Y Tính khối lượng chất trong Y.
Bài giải
Số mol NO2 = = = 0,48 (mol)
Phương trình phản ứng :
S + 6HNO3 H2SO4 + 6NO2 + 2H2O (1)
x x 6x (mol)
FeS + 12HNO3 Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2 + 5H2O (2)
y y y 9y (mol)
FeS2 + 18HNO3 Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 + 7H2O (3)
z z 2z 15z (mol)
H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2H2O (4)
(x+y+2z) (x+y+2z) (mol)
2Fe(NO3)3 + 3Ba(OH)2 2Fe(OH)3 + 3Ba(NO3)3 (5)
(y+z) (y+z) (mol) PV
RT
(4)2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O (6)
(y+z) 0,5(y+z) (mol)
Gọi x, y, z, số mol S , FeS FeS2 3,6 gam hỗn hợp ,ta có:
Số gam X = 32x + 88y + 120z = 3,76
Hay 4x + 11y + 15z = 0, 47 (7) Số mol NO2 = 6x + 9y + 15z = 0,48
Hay: 2x + 3y + 5z = 0,16 (8) Hỗn hợp rắn Y chứa BaSO4 Fe2O3
Số mol BaSO4 = ( x +y + 2z ) (9)
Số mol Fe2O3 = 0,5( y + z) (10)
Ta biến đổi (7) (8) làm xuất tổng (9) , (10)
Nhân phương trình (8) với trừ vế với phương trình (7) được: 5y + 5z = 0,15
Hay : y + z = 0,03, ta (10) S,m (Fe) Mặt khác: Số gam X = số gam Fe + số gam S = 3,76
Số mol BaSO4 = Số mol S = x + y + 2z = = 0,065
Số gam BaSO4= 233*0,065 = 15,145 (gam)
Số gam Fe2O3 = 160*0,5*0,03 = 2,4 (gam)
Dùng phương pháp tách ghép công thức:
Fe+2S
2 tương đương với Fe+2S—2 S0 Vì coi hỗn hợp X gồm hai chất
S FeS, có số mol a b, ta có :
Số gam X = 32a + 88b = 3,76 Số mol NO2 = 6a + 9b = 0,48
Giải hệ phương trình được:
a = 0,035 mol S b = 0,03 mol FeS Số mol BaSO4 = Số mol S = 0,035 + 0,03 = 0,065 (mol)
Số mol Fe = 0,03 tạo 0,015 mol Fe2O3 ;Ta có kết tương tự