Đang tải... (xem toàn văn)
Thường chúng ta chỉ xét trong trường hợp chất tác dụng và chất tạo thành theo đúng tỉ lệ,tức là tương tác với nhau vừa đủ.Tuy nhiên cũng có thể mở rộng hơn : trong phương trình phản ứng[r]
(1)III PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÁC ĐẠI LƯỢNG TRUNG BÌNH VÀ CƠNG THỨC TƯƠNG ĐƯƠNG
1.Nội dung
Trong chương trình hóa học phổ thông ,khi nghiên cứu đồng vị nguyên tố hóa học,học sinh biết đén khối lượng nguyên tử trung bình Chẳng hạn,trong thiên nhiên có chứa 75% Cl =35 25% Cl = 37 Khối lượng nguyêntử trung bình hỗn hợp clo :
= 35,5
Ta mở rộng khái niệm hóa học hữu Chẳng hạn,tính khối lượng mol trung bình, số nguyên tử C , H , O trung bình hỗn hợp chứa x mol CnHmOp (khối lượng mol M ) y mol Cn’Hm’Op’ (khối lượng mol M’ )
Giá trị trung bình đại lượng giá trị trung bình mol hỗn hợp Ta có:
MTB = = M + M’ = aM + bM’ Trong : M < MTB < M’ a + b = n(C) = = n + n’ = an + bn’
Trong : n < Só nguyên tử C (tb) < n’ n(H) = = m + m’ = am + bm’
Trong : m < Só nguyên tử H (tb) < m’ n(O) = = p + p’ = ap + bp’
Trong : p < Só nguyên tử O (tb) < p’ ; Tương tự hỗn hợp gồm nhiều chất Ngược lại biết giá trị trung bình đại lượng ta tìm thành phần chất có hỗn hợp cho trước
35*75 + 37*25 75 + 25
Mx+M’y x + y
x
x+y
y
x+y nx + n’y
x + y
x x+y
y
x+y mx + m’y
x + y
x
x+y
y x+y px + p’y
x + y
x
x+y
y
(2)Chẳng hạn A, B hai kim loại kiềm thổ thuộc hai chu kì có MTB = 32 -> MA = 24 (Mg) , MB = 40 (Ca) Hoặc n m số nguyên tử C hai rượu
no đơn chức đồng đẳng liên tiếp có số nguyên tử C trung bình = 1,33 suy n < 1,33 < m n = ( CH3OH ) , m = ( C2H5OH )
2- áp dụng
Bài tập 14: Khơng khí coi hỗn hợp O2 N2 có tỉ lệ thể tích
tương ứng : 4( khí khác coi khơng đáng kể ).Tính khối lượng mol trung bìmh khơng khí
Bài giải :
Taphải tìm khối lượng 1mol khơng khí (hay 22,4 lít khơng khí (đktc) mol khơng khí có 1/ mol O2 4/ mol N2
Khối lượng mol khơng khí = 32 + 28 = 28,8 (gần 29g) Bài tập 15: Hỗn hợp X gồm O2 O3 có tỉ khối dối với hidro 19,2 , Tính
phần trăm thể tích khí hỗn hợp
Bài giải:
mol hỗn hợp X chứa x molO2 ( x ) mol O3 Khối lượng mol hỗn hợp X
32 x + 48 ( x ) = 19,2*2 = 38,4 x = 0,6 mol O2 chiếm 60 % ; 0,4 mol O3 chiếm 40%
Hoặc dùng sơ đồ chéo: O2 = 32 48 38,4 = 9,6 38,4
O3 = 48 38,4 32 = 6,4 = =
%O2 = = 60% %O3 = 100 – 60 = 40%
1
4
Số mol O2
Só mol O3
9,6 6,4
100
(3)Bài tập 16: Cho tan hoàn toàn gam hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm trong
nước, thu V lit H2(đktc) dung dịch D Để trung hòa dung dịch D cần
200 ml dung dịch HCl 1M thu dung dịch D.
a) Tính V khối lượng muối khan cô cạn dung dịch D
b) Xác định tên khối lượng kim loại hỗn hợp ,biết chúng thuộc hai chu kì bảng hệ thống tuần hoàn.
Bài giải:
Dùng phương pháp đại số
Gọi A B kí hiệu đồng thời khối lượng mol hai kim loại x y số mol tương ứng gam hỗn hợp
Phương trình phản ứng :
A + HOH AOH + 0,5H2 (1) x x 0,5x (mol)
B + HOH BOH + 0,5H2 (2) y y 0,5y (mol)
AOH + HCl ACl + H2O (3) x x x (mol)
BOH + HCl BCl + H2O (4) y y y (mol)
a) Theo giả thiết ta có:
Số gam X = Ax + By = (5) Số mol HCl = x + y = 0,2 (6) Thể tích H2 = 22,4*0,5 ( x + y ) = 2,24 (lít)
Số gam muối khan = ( A + 35,5)x + ( B +35,5 )y = ( Ax + By ) + 35,5 ( x + y)
= + 35,5*0,2 = 10,1( gam) a) Thay x = 0,2 y vào phương trình (5) ,rồi rút gọn ta được: y = (7) < y < 0,2 (8) Giả thiết A < B ,từ phương trình (7) (8) ta tìm
(4)A < 15 < B
A B đứng phân nhóm nhóm (I) ,suy ra: A = ( kim loại Liti : Li ) ; B =23 ( kim loại Nat ri : Na)
Thay giá trị A B vào phương trình (1) tìm x = 0,1 mol Li ( 0,7 gam ) ; y = 0,1 mol Na ( 2,3 gam) Phát vấn đề cách giải quyết :
Hai kim loại phân nhóm nhóm (I),ta thay hai kim loại kim loai tương đương M ( A < M < B ) : Phương trình phản ứng :
M + HOH M+ + OH + 0,5H2 OH + HCl Cl + H2O
a) Số gam muối = Số gam kim loại + Số gam Cl— = + 35,5*0,2 = 10,1 (gam) b) Xác định tên kim koại
Số mol kim loại = Số mol OH = Số mol HCl = 0,2
Li = < Khối lượng mol M = = =15 < Na=23 Ta có nhiều phương án để tính khối lượng hai kim loại
Phương án (1)
Đặt x , y số mol hai kim loại gam hỗn hợp ,Ta có hệ phương trình đại số x + 23 y =
x + y = 0,2 Giải hệ x = y = 0,1
Phương án (2)
Biết khối lượng mol trung bình,ta tìm tỉ lệ mol hai kim loại theo sơ đồc héo
Li = 23 15 = 15
Na = 23 15 = Số mol Li : số mol Na = :
Số mol Li = số mol Na = 0,2 : = 0,1 (mol) Phương án (3)
Số gam kim loại
(5)Khối lượng mol (tb) = =15 đại lượng trung bình cộng , suy : Số mol Li = số mol Na = 0,2 : = 0,1 (mol)
Phương án (4)
Biết tổng khối lượng tổng số mol hai kim loại ta nhẩm sau: Giả thiết hỗn hợp chứa Li ,thì số mol Na bị thay thể
= 0,1 (mol)
Bài tập 17: Cho tan hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của kim loại phân nhóm nhóm (II), dung dịch HCl thu 4,48 lit khí (đktc) và dung dịch D Hãy xác định :
a) Lượng muối khan cô cạn dung dịch D
b) Cơng thức hóa học khối lượng muối ,biết hai kim loại thuộc hai chu kì bảng hệ thống tuần hồn.
Bài giải:
Đặt cơng thức hai muối ACO3 BCO3 số mol tương ứng x y Phương trình phản ứng :
ACO3 + 2HCl ACl2 + CO2 + H2O (1) x x x (mol)
BCO3 + 2HCl ACl2 + CO2 + H2O (2) y y y (mol)
Ta có hệ phương trình :
Số gam X = ( A + 60 ) x + ( B + 60 ) y = 17,6
Hay : ( Ax + By ) + 60 ( x + y ) = 17,6 (3) Số mol CO2 = x + y = 0,2 (4) Suy : Ax + By = 5,6 (5) a) Khối lượng muối khan = ( A + 71)x + ( B + 71)y
7 + 23
(6)= ( Ax + By ) + 71( x + y ) = 5,6 + 71*0,2 = 19,8 (gam)
b) Thay x = 0,2 y vào phương trinh (3), rút theo A ,B ta được: y = (6)
0 < y < 0,2 (7) Giả thiết A < B ,từ (6) (7) ta tìm :
A < 28 < B
Chỉ có Mg = 24 Ca = 40 phù hợp
Vậy công thức hai muối cacbonat : MgCO3 CaCO3 Thay giá trị A B vào phương trình (1) (2) tìm dược
x = 0,15 Số gam MgCO3 = 84*0,15 = 12,6 ( gam) y = 0,05 Số gam CaCO3 = 100*0,05 = 5,0 (gam) Phát vấn đề cách giải quyết
Muối cacbonat hai kim loại phân nhóm ,cùng tham gia phản ứng hóa học , thay hai muối cacbonat bầng công thức tương đương MCO3
Ptpu : MCO3 + 2HCl MCl2 + CO2 + H2O 0,2 0,2 0,2 (mol)
a) Ta dùng phương pháp tăng giảm khối lượng để tính lượng muối khan mol MCO3 mol MCl2 khối lượng tăng 71 – 60 = 11 (g) Số gam muối khan = 17,6 + 11*0,2 = 19,8 (gam)
b)Khối lượng mol trung bình hai muối cacbonat M + 60 = = = 88
Mg= 24 < M = 28 < Ca = 40 Công thức hai muối cacbonat MgCO3 CaCO3
Có nhiều phương án để tìm khối lượng hai muối Biết tổng khối lượng
5,6 – 0,2A B A
Sè gam muèi Sè mol muèi
(7)và tổng số mol ta nhẩm ,Giả thiết hỗn hợp chứa MgCO3,thì số mol CaCO3 bị thay là:
= 0,05 (mol) ứng với 5,0 gam CaCO3 Số gam MgCO3 = 17,6 5,0 = 12,6 (gam)
Ta có kết tương tự Nhưng cách hai đơn giàn
Bài tập 18: Để tác dụng hết với 4,64 gam hỗn hợp X gồm FeO , Fe3O4 và
Fe2O3 ,cần 160 ml dung dịch HCl 1M ,dung dịch sau phản ứng cho tác dụng với
dung dịch NaOH lấy dư, lọc kết tủa đem nung ngồi khơng khí đến khối lượngkhơng đổi, thu a gam chất rắn Tính a ?
Bài giải :
Dùng phương pháp đại số: Phương trình phản ứng :
FeO + 2HCl FeCl2 + H2O (1) x 2x x (mol)
Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (2) y 8y y 2y (mol)
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + H2O (3) z 6z 2z (mol)
FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl (4) (x+y) (x+y) (mol)
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + NaCl (5) (2y+2z) (2y+2z) (mol)
4 Fe(OH)2+O2+2H2O Fe(OH)3 (6) (x+y) (x+y)
2 Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O (7) (x+3y+2z) 0,5(x+3y+2z)
Đặt x , y, z số mol FeO , Fe3O4 , Fe2O3 4,64 gam hỗn hợp ,theo giả thiết ta có
(8)Số gam X = Số gam Fe + Số gam O = 4,64
Hay: 56( x + 3y + 2z ) + 16 ( x + 4y + 3z ) = 4,64 (8) Số mol HCl = 2x + 8y + 6z = 0,16
Hay: x + 4y + 3z = 0,08 (9) Từ (8) (9) ta suy :
x + 3y + 2z = 0,06 (10) Số gam Fe2O3 = 160*0,5( x + 3y + 2z )
= 160*0,5*0,06 = 4,8 (gam) Phát vấn đề cách giải quyết
Trong hỗn hợp X oxit sắt , tác dụng với axit với hiệu suất ta thay oxit chất tương đương FenOm
Phương trình phản ứng :
FenOm + 2m HCl FenCl2m + mH2O 56n + 16m (g) 2m (mol)
4,64 (g) 0,16 (mol)
Suy n : m = :
Công thức tương đương oxit sắt Fe3O4 ( M =232 ) Ta có: = 0,02 mol Fe3O4 0,03 mol Fe2O3 (= 4,8 gam) Phương pháp khác:
Để ý số mol O (trong oxit) =số mol HCl / =0,08 Số mol Fe = 4,64 16*0,08 = 3,36 ứng với 0,06 mol Fe 0,06 mol Fe 0,03 mol Fe2O3 ( = 4,8 gam )
(9)IV PHƯƠNG PHÁP ÁP ĐỊNH LUẬT THÀNH PHẦN KHƠNG ĐỔI VÀ TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP ĐỒNG NHẤT
1.Nội dung Định luật
Một hợp chất hóa học dù điều chế cách nào,bao có thành phần xác định khối lượng
Hệ quả
-Trong hợp chất hóa học, tỉ lệ só nguyên tử nguyên tố đại lượng không đổi
-Đối với hỗn hợp đồng cho trước,tỉ lệ số mol tỉ lệ số gam tỉ lệ thể tích ( đói với chất khí ) đại lượng xác định
2 áp dụng
Bài tập 19: Khi dẫn khí CO qua bột Fe2O3 nung nóng ,thu 11,2 lit hỗn
hợp X (đktc) gồm CO2 CO có tỉ khối hidro 17,2 Xác định thành
phần trăm thể tích khí hỗn hợp X.
Bài giải
Dùng phương pháp đại số
Số mol X = 11,2 / 22,4 = 0,5 (mol) ; MTB = 17,2*2 = 34,4 (gam) Đắt x y số mol CO CO2 hỗn hợp ,ta có:
Số mol X = x + y = 0,5 (1) Số gam X = 28x + 44y = 34,4*0,5 =17,2 (2) Giải hệ phương trình
x = 0,3 mol CO % CO = 0,3*100 / 0,5 = 60 % y = 0,2 mol CO2 %CO2= 0,2*100 / 0,5 = 40 % Phát vấn đề cách giải quyết
(10)1mol hỗn hợp chứa x mol CO ( 1—x ) mol CO2,ta có khối lượng 1mol hỗn hợp là:
28 x + 44 ( – x ) = 34,4 x = 0,6 mol CO 60 %
Để tính thành phần phần trăm cần biết tỉ lệ khối lượng tỉ lệ mol chất ,trong trường hợp ta dùng sơ đồ chéo
CO = 28 44 – 34,4 = 9,6 34,4
CO2= 44 34,4 – 28 = 6,4 Số mol CO / số mol CO2 = 9,6 / 6,4 = /
% CO = 100*3 / ( + ) = 60% Ta có kết tương tự
Bài tập 20: Cho tan hoàn toàn a gam hỗn hợp X gồm Mg Fe dung dịch HCl thu 0,56 a lít hidro (đktc) Tình thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại hỗn hợp
Bài giải:
phương trình phản ứng :
Mg + 2HCl MgCl2 + H2 x x (mol)
Fe + 2HCl FeCl2 + H2 y y (mol)
Gọi số mol Mg Fe a gam hỗn hợp x y , theo giả thiết ta có số gam X = 24 x + 56 y = a (1)
số mol H2 = x + y = 0,56 a / 22,4 = 0,025 a (2) Giải hệ phương trình ta được:
x = y = 0,0125 a
% Mg = = 30
%Fe = 100 - 30 = 70 % Phát vấn đề cách giải quyết
(11)Theo tính chất hỗn hợp đồng ,ta cho a = 100 , số mol hai kim loại 2,5.giả thiết hỗn hợp chứa Mg ,số mol Fe bị thay :
= 1,25 ứng với 56*1,25 = 70 (g) chiếm 70%
Bài tập 21: Cho a gam dung dịch HCl A% tác dụng vừa hết với hỗn hợp B gồm Na Mg,thu 0,035 a gam hidro Tính A ?
Bài giải:
axit nước bị kim loại khử theo phương trình:
2H+ + 2e H2 (1) x 0,5x (mol)
2H2O + 2e H2 + 2OH— (2) y 0,5y (mol)
Goi x y số mol HCl H2O có a gam dung dịch Theo giả thiết ta có:
số gam dung dịch HCl = 36,5 x + 18 y = a (3) số mol H2 = 0,5 x + 0,5y = 0,035a/2
hay : x + y = 0,035a (4) Giải hệ phương trình (3) (4) dược :
x = 0,02a (mol) ; y = 0,015a (mol A% = = 73%
Phát vấn đề cách giải quyết:
Để cho đơn giản, ta cho a = 100, số mol HCl nước 3,5 Giả thiết hỗn hợp có H2O, số mol HCl bị thay là:
= (mol) ứng với 36,5*2 = 73 (g) A = 73%
100 – 24*2,5 56 – 24
36,5*0,02a*100
a
(12)Bài tập 22 Hai kim loại đồng chất hóa trị (II) có khối lượng nhau.
Nhúng thứ vào dung dịch CuSO4 , thứ hai vào dung dịch
Hg(NO3)2 sau thời gian ,thấy khối lượng thứ tăng 1% thanh
thứ hai tăng 18% Xác định tên kim loại , biết số mol hai muối dung dịch giảm nhau
Bài giải:
Đặt M kí hiệu đồng thời khối lượng mol kim loại hóa trị (II) ,Phương trình phản ứng :
M + CuSO4 MSO4 + Cu (1) Mx (g) x (mol) 64x (g)
M + Hg(NO3)2 M(NO3)2 + Hg (2) Mx (g) x (mol) 200x (g)
Gọi m số gam ban đầu kim loại x số mol muối phản ứng Ta có : khối lượng thứ tăng = (3)
Khối lượng thứ hai tăng : = (4) =
Lấy vế (1) chia cho (2) : = (5) Từ (5) tìm M = 56 Sắt kim loại ( Fe )
Phát vấn đề cách giải quyết
Khối lượng ban đầu kim loại , lượng chất phản ứng lấy 1mol loại muối ta đến biểu thức (3) cách đơn giản
Bài tập 23 :Hai kim loại đồng chất hóa trị (II) có khối lượng nhau.
Nhúng thứ vào dung dịch CuSO4 , thứ hai vào dung dịch
Hg(NO3)2 sau thời gian ,thấy khối lượng thứ giảm 6% thanh
thứ hai tăng 11% Xác định tên kim loại , biết số mol hai muối dung dịch giảm nhau
64x – Mx m
100 200x Mx
m
18 100 64 M
200 M
(13)Bài giải :
Tương tự Bài tập 5, ta có phương trình : =
Tìm dược M = 112 Cacdimi ( kí hiệu Cd )
Bài tập 24:Chia hỗn hợp X gồm Na , Al , Fe thành phần Phần 1
tác dụng với nước dư thu V lit H2. Phần tác dụng với dung dịch NaOH
dư 7V / lit H2 Phần tác dụng với dung dịch HCl dư thu 2V lít
H2.. Tính thành phần phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp X Biết
các thể tích đo điều kiện.
Bài giải:
Phương trình phản ứng :
Na + H2O Na+ + OH + 0,5H2 (1) x x 0,5 x (mol)
Al + OH + 3H2O [Al(OH)4] + 1,5H2 (2) x (mol) 1,5 x (mol)
y 1,5 y(mol)
Na + H+ Na+ + 0,5H2 (3) x 0,5x (mol)
Al + 3H+ Al3+ + 1,5H2 (4) y 1,5 y(mol)
Fe + 2H+ Fe2+ + H2 (5) z z (mol)
VH2 (phần 1) < VH2 (phần 2) < VH2 (phần 3)
Na tan hết Na Al tan hết Na , Al Fe tan hết Al tan phần Fe không tan
Fe không tan
Đặt x, y , z số mol Na , Al , Fe có phần
Gọi a số mol H2 ứng với thể tích V phần (1) ,suy số mol H2 thoát phần (2) a/ 4, phần (3) a (mol), theo giả thiết ta có hệ phương trình đại số:
M 64 200 M
(14)Số mol H2 phần (1) = 0,5 x + 1,5 x = a (6) Số mol H2 phần (2) = 0,5 x + 1,5 y = a/ (7) Số mol H2 phần (3) = 0,5 x + 1,5 y + z = a (8) Giải hệ phương trình (6) ,(7) ,(8) ,ta được:
x = 0,5 a ; y = a ; z = 0,25 a (mol) Số gam Na = 23 x = 23*0,5 a = 11,5 a (gam )
Số gam Al = 27 y = 27 a (gam)
Số gam Fe = 56 z = 56*0,25 a = 14 a (gam) Tổng số gam hỗn hợp = 52,5 a (gam) % Na = = 21,9 %
% Al = = 51,43 %
% Fe = 100 21,9 51,43 = 26,67 % Phát vấn đề cách giải quyết
Theo tính chất hỗn hợp đồng , ta chọn số mol H2 ứng với thể tích V phần (1) (mol), suy số mol H2 phần (2) (mol)phần (3) (mol).khi ta dược hệ phương trình đại số đơn giản,và giải nhẩm :
0,5 x + 1,5 x = x = 0,5 x + 1,5 y = y = 0,5 x + 1,5 y + z = z =
% Na = = 21,9 % ; Ta có kết tương tự
V PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
11,5a*100 52,5a 27a*100 52,5a
(15)1.Nội dung
Trong phương trình phản ứng hóa học,tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng
Mở rộng
Thường xét trường hợp chất tác dụng chất tạo thành theo tỉ lệ,tức tương tác với vừa đủ.Tuy nhiên mở rộng : phương trình phản ứng tổng khối lượng chất đầu tổng khối lượng chất cuối kể chất dư,với giả thiết chất không bị tách khỏi hỗn hợp phản ứng
2.áp dụng
Bài tập 25: Cho tan hoàn toàn 13,6 gam hỗn hợp gồm Fe Fe2O3 dung
dịch axit HCl, thu 2,24 lít H2(đktc) dung dịch D.Cho dung dịch D tác
dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa nung đến khối lượng khơng đổi được a (gam) chất rắn Tính a?
Bài giải:
Dùng phương pháp đại số Phương trình phản ứng :
Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) x x x (mol)
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2) y 2y (mol)
FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl (3) x x (mol)
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl (4) 2y 2y (mol)
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O Fe(OH)3 (5) x x (mol)
(16)( x + 2y) 0,5(x+ 2y) (mol)
Gọi x , y số mol Fe Fe2O3 13,6 gam hỗn hợp ,theo giả thiết ta có: Số gam (Fe, Fe2O3 ) = 56x + 160y = 13,6 (7) Số mol H2 = x =2,24 /22,4 = 0,1 (8) Giải ta y = 0,05
a = số gam Fe2O3 = 160 * 0,5(x+2y) = 16 (gam) Dùng phương pháp bảo toàn khối lượng
Để tạo thành Fe2O3 , 0,1 mol Fe kết hợp với 0,1*1,5 = 0,15 mol O (2,4gam O) ; Theo định luật BTKL ,ta có
a = Số gam( Fe, Fe2O3 ) đầu +số gam O(kết hợp) = 13,6 + 2,4 = 16 (gam) Bài tập 26: 7,68 gam hỗn hợp A gồm FeO , Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với
260ml dung dịch HCl 1M cho dung dịch D.Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa ,nung đến khối lượng khơng đổi dược m(gam) chất rắn Tính m?
Bài giải:
Dùng phương pháp đại số: phương trình phản ứng :
FeO + 2HCl FeCl2 + 2H2O (1)
x 2x x (mol)
Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (2)
y 8y y 2y (mol)
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (3) z 6z 2z (mol)
FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl (4)
(x+y) (x+y) (mol)
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl (5)
2(y+z) 2(y+z) (mol)
(17)2Fe(OH)3 Fe2O3 + H2O (7) (x+3y+2z) 0,5(x+3y+2z) (mol)
Gọi x, y , z số mol FeO, Fe3O4 , Fe2O3 hỗn hợp A,ta có: Số gam (A) =(56x+16x) +(56*3y +16*4y) +(56*2z+16*3z) = 7,68 Hay : 56( x + 3y + 2z) + 16( x + 4y + 3z ) = 7,68 (8) Số mol HCl= 2x + 8y + 6z = 0,26
Hay : x + 4y + 3z = 0.13 (9) Từ phương trình 2,ta dược
x + 3y + 2z = = = 0,1 m = số gam Fe2O3 = 160*0,5( x + 3y + 2z )
= 160*0.5*0,1 = 8,0 (gam) Dùng phương pháp bảo toàn khối lượng
Số mol Fe trước sau phản ứng khơng đổi Ta tính số mol Fe có hỗn hợp A, từ suy số mol Fe2O3 Fe tạo
Số gam (A) = Số gam (Fe) + Số gam ( O ) = 7,68
Số mol O (trong oxit ) = 1/2 số mol HCl = 0,13 ( ứng với 2,08 gam O ) Số mol Fe = ( 7,68 – 2,08 ) / 56 = 0,1(mol)
0,1mol Fe -> 0,05 mol Fe2O3 m = 160 * 0,05 = 8,0 (gam)
Bài tập 27: Khử hoàn toàn 11,6 gam oxit sắt CO nhiệt độ cao Hỗn
hợp khí sản phẩm dẫn vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư, thu 20
gam kết tủa Xác định cơng thức hóa học oxit sắt
Bài giải :
dùng phương pháp đại số
Đặt cơng thức oxit sắt FexOy phương trình phản ứng :
FexOy + yCO xFe + yCO2 (1)
7,68 – 16*(x+4y+3z) 56
(18)a ax ay (mol) (2) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
ay ay (mol) Gọi số mol FexOy a theo giả thiết ,ta có:
Số gam FexOy = ( 56x + 16y )a = 11,6 (3) Số mol CaCO3 = ay = 20 / 100 = 0,2 (4) Từ phương trình ,ta tìm ay = 0,15
Ta có tỉ lệ : ax : ay = 0,15 : 0,2 Hay : x : y = :
Vậy công thức oxit sắt : Fe3O4 Dùng phương pháp bảo tồn khối lượng
áp dụng với ngun tố ơxi, ta có :
Số mol O (trong oxit) = số mol CO = số mol CO2= số mol CaCO3 = 0,2(mol) Số gam Fe = 11,6 0,2*16 = 8,4 ( ứng với 0,15 mol Fe )
Tỉ lệ Fe : O = 0,15 : 0,2 = 3: -> công thức oxit : Fe3O4 Bài tập 28 Thực phản ứng nhiệt nhôm với 25 gam hỗn hợp A gồm Al và
Fe2O thu hỗn hợp B Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư ,thu được
14,8gam hỗn hợp rắn C,khơng thấy có khí Háy tính:
a) Khối lượng hỗn hợp B.
b) Thành phần phần trăm khối lượng chất hỗn hợp A.
Bài giải:
Dùng phương pháp đại số phương trình phản ứng :
2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe (1) x 0,5x 0,5x x (mol)
(19)Số gam A = 27x + 160 ( 0.5x + y ) = 25
Hay : 107x + 160 y = 25 (3) Số gam C = 56 x + 160 y = 14,8 (4) Giải hệ phương trình ,4 ta đuợc :
x = 0,2 ; y = 0,0225
a) Khối lượng hỗn hợp B = số gam Al2O3+số gam Fe +số gam Fe2O3(dư) = 102 *0,5x + 56 x + 160 y = 25(gam)
Số gam Al = 27 x = 5,4 (gam) chiếm 5,4*100 / 25 = 21,6 % % Fe2O3 = 100 - 21,6 = 78,4
Dùng phương pháp bảo toàn khối lượng
- B tác dụng với dung dịch NaOH khơng tạo khí ,Al khơng dư - Độ giảm khối lượng từ B sang C khối lượng Al2O3
- Khơng có chất tách khỏi hỗn hợp B,theo định luật BTKL Số gam B = số gam A = 25 (gam)
Số gam Al2O3 = số gam B – số gam C = 10,2 (gam)
Số gam Al = ( 10,2/ 102)*54 = 5,4 (gam) , chiếm 21,6%
Bài tập 29: Thực phản ứng nhiệt nhôm với 26,8 gam hỗn hợp X gồm Al và
Fe2O3 hỗn hợp Y.Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư,thu 6,72
lítH2 (đktc).Tính thành phần phần trăm khối lượng chất X
Bài giải :
Dùng phương pháp đại số Phương trình phản ứng :
2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe (1) x 0,5x 0,5x x (mol)
2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2 (2) y 1,5y (mol) Al2O3 + 2NaOH + 3H2O 2Na[Al(OH)4] (3)
(20)Số gam X = 27 ( x + y ) + 160*0,5 x = 26,8
Hay : 107 x + 27y = 26,8 (4) Số mol H2 = 1,5 y = 6,72/22,4 = 0,3 (5) Giải hệ 4,5 ,ta : x = 0,2 ; y =0,2
% Fe2O3 = 160*0,5 x *100 / 26,8 = 59,7% % Al = 100 - 59,7 = 40,3%
Dùng định luật bảo toàn khối lượng
Số gam (2Al.Fe2O3) = số gam ( 2Fe.Al2O3)
= số gam X – số gam Al(dư) =26,8 – 5,4 = 21,4 (g) Trong 21,4 g h,h số gam Fe2O3= 21,4*160/(54+160) = 16 (g) chiếm 59,7 % Bài tập 30: Đốt cháy 22 gam bột kim loại gồm Al Fe ngồi khơng khí thu được 36 gam hỗn hợp A gồm oxit )Tính thể tích dung dịch HCl 5M để hịa tan hồn tồn hỗn hợp A.
Bài giải
a)Phương trình phản ứng
4Al + 3O2 2Al2O3 (1) 2x 1,5x x
2Fe + O2 2FeO (2) y 0,5y y
3Fe + 2O2 Fe3O4 (3) 3z 2z z
4Fe + 3O2 2Fe2O3 (4) 2t 3t t
Al2O3 + 6HCl AlCl3 + 3H2O (5) x 6x
FeO + 2HCl 2FeCl2 + H2O (6) y 2y
(21)Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (8) t 6t
Al2O3 + 2NaOH +3H2O 2Na[Al(OH)4] (9) x tan
Gọi x, y, z, t số mol Al2O3 , FeO, Fe3O4, Fe2O3 36 gam hỗn hợp A Theo giả thiết ta có:
Số gam hai kim loại = 54x + 56(y + 3z + 2t) = 22 (10) Số gam oxit = Số gam kim loại + Số gam O
= 54x + 56(y+3z+2t) + 16(3x+y+4z+3t) = 36 (11) Số mol HCl = 6x + 2y + 8z + 6t (12) Ta phải tìm tổng (12) trừ vế phương trình (11) cho (10) rút gọn ta : 3x + y + 4z + 3t = 0,875
Hay: 6x + 2y + 8z + 6t = 1,75
Thể tích dung dịch HCl = 1,75/ = 0,35 lít ( 35 ml) Dùng phương pháp BTKL
a) khối lượng oxit tăng lên lượng oxi kết hợp ,ta có: Số mol HCl = số mol O = = 1,75
Thể tích dung dịch HCl = 1,75/ = 0,35 (lít)
Bài tập 31 : Cho tan hoàn toàn 5,36 gam hỗn hợp A gồm Na, Mg, Al dung
dịch H2SO4 vừa đủ thu V lit H2 (đktc) 26 gam hỗn hợp muối B.
a) Tính V?
b) Tính thể tích dung dịch BaCl21M để tác dụng hết với B.
Bài giải Dùng phương pháp đại số :
a) Phương trình phản ứng
2Na + H2SO4 Na2SO4 + H2 (1) x 0,5 x x 0,5x
(22)Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 (2) y y y y
2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (3) z 1,5z 0,5 z 1,5z
BaCl2 + SO42— BaSO4 + 2Cl— (4) ( 0,5x+y+1,5z)
Gọi x, y, z số mol Na, Mg, Al 5,36 gam hỗn hợp ,ta có: Số gam A = 23x + 24y + 27z = 5,36 (5) Số gam B = Số gam Kim loại + Số gam (SO42 )
= (23x + 24y + 27z) + 96(0,5x + y +1,5z) = (6) Số mol H2 = 0,5x + y + 1,5z (7) Trừ vế (6) cho (5) rút gọn ,ta
0,5x + y + 1,5z = 0,215
Thể tích H2 = 22,4*0,215 = 4,816 (lít) b) Số mol BaCl2 = ( 0,5x+y+1,5z) = 0,215
Thể tích dung dịch BaCl2 = 0,215/1 =0,215 lít ( 215 ml) Dùng định luật BTKL
Độ tăng khối lượng từ A sang B lượng SO42 kết hợp, ta có
Sm H2 = Số mol BaCl2 = Số mol SO42 = = 0,215 Ta có kết tương tự
Bài tập 32: Để m gam bột sắt ngồi khơng khí ,sau thời gian thu 13,6
gam hỗn hợp A gồm chất rắn Cho A tan hoàn toàn dung dịch HNO3
thu 2,24 lit NO (đktc).Tính m ?
Lời giải :
Dùng phương pháp đại số :
Gọi x , y , z , t số mol Fe , FeO , Fe3O4 , Fe2O3 có 13,6 gam hỗn hợp phương trình phản ứng :
(23)Fe + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) x x (mol)
3 FeO + 10 HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (2) y y/3 (mol)
3 Fe3O4 + 28 HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (3) z z/3 (mol)
Fe2O3 + HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (4) t (mol)
Theo giả thiết, ta có:
Số gam (A) = 56x + 72y + 232z + 160 t = 13,6
Hay 7x + 9y + 29z + 20 t = 1,7 (5) Thể tích NO = x + y/3 + z/3 = 2,24 / 22,4 = 0,1
Hay 3x + y + z = 0,3 (6) Số mol Fe = x + y + 3z + 2t (7) Để tính m ,phải tính số mol Fe theo phương trình (3).Dùng phương pháp ghép ẩn số, biến đổi phương trình (5) (6) làm xuất (7) Cộng từngvế phương trình 5, 6, ta :
10 x + 10y + 30 z + 20 t = 2,0
Chia hai vế cho 10 thỉ : x + y + 3z + 2t = 0,2 Đó làsốmol Fe cần tìm : m = 56 * 0,2 = 11,2 (gam )
Dùng phương pháp bảo toàn khối lượng
Số gam A + số gam HNO3 = số gam Fe(NO3)3 +số gam NO+số gamH2O Đặt số mol Fe có 13,6 gam hỗn hợp A x số mol Fe(NO3)3 = số mol Fe = x Số gam Fe(NO3)3 = 242x
số mol HNO3 = số mol H+ = số mol N số mol HNO3 = số mol NO3- + số mol NO = 3x + 0,1 Số gam HNO3= 63 (3x+0,1) ;
(24)Giải ta x=0,2 > m = 56*0.2 = 11,2 (gam)
Bài tập 33 : Cho tan hoàn toàn 3,52 gam hỗn hợp X gồm CuS Cu2S trong
dung dịch HNO3 ,thu khí NO dung dịch D.Cho dung dịch D tác dụng
với dung dịch BaCl2 dư ,thì 6,99 gam kết tủa dung dịch D Cho D tác
dụng với dung dịch NaOH dư , lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi được chất rắn Y.
a)Viết phương trình phản ứng b)Tính khối lượng chất rắn Y ?
Bài giải:
Dùng phương pháp đại số a)Phương trình phản ứng
3CuS + 14HNO3 3Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 8NO + 4H2O (1) x x x (mol)
3Cu2S + 22HNO3 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO + 8H2O (2) y 2y y (mol)
H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl (3) (x+y) (x+y) (mol)
HCl + NaOH NaCl + H2O (4) HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O (5) Cu(NO3)2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3 (6) ( x+2y) (x+2y) (mol)
Cu(OH)2 CuO + H2O (7) (x+2y) ( x+2y) (mol)
Gọi x y số mol CuS , Cu2S 3,52 gam hỗn hợp X, ta có:
(25)Giải hệ 1,2 dược x = 0,02 ; y = 0,01
Số gam Y = số gam CuO = 80 ( x + 2y ) = 3,2 (gam) áp dụng định luật BTKL với nguyên tố lưu huỳnh
Số mol S = số mol BaSO4 = 0,03 (mol)
Số gam X = số gam Cu + số gam S = 3,52 , suy ra:
Số mol CuO = số mol Cu = = 0,04 (ứng với 3,2gam CuO) Bài tập 34: Cho hỗn hợp A gồm FeS FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3dư,
thu khí NO dung dịch D.Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch
Ba(NO3)2 dư thu 27,96 gam kết tủa X dung dịch E ,Cho dung dịch E tác
dụng với dung dịch NaOH dư , lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi được 8,8 gam chất rắn Y.
a)Viết phương trình phản ứng
b)Tính thành phần phần trăm khối lượng chất A.
Bài giải: a)Phương trình phản ứng
FeS + 6HNO3 Fe(NO3)3 + H2SO4 +3NO + 2H2O (1) x x x (mol)
FeS2 + 8HNO3 Fe(NO3)3 +2H2SO4 +5NO + 2H2O (2) y y 2y (mol)
H2SO4 + Ba(NO3)2 BaSO4 + 2HNO3 (3) ( x + 2y) (x + 2y) (mol)
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O (4) ( x+ y ) 0,5( x + y) (mol)
Fe(NO3)3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaNO3 (5) ( x + y) ( x+ y ) (mol)
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O (6) b)Gọi x y số mol FeS , FeS2 hỗn hợp A, ta có
Số gam X = số gam BaSO4 = 233( x + 2y ) = 27,96 (7)
(26)Số gam Y = số gam Fe2O3 = 160( x + y) = 8,8 (8) Giải hệ : x= 0.1 số gam FeS = 88x = 8,8(g) chiếm 88%
y=0,01 số gam FeS2=120y= 1,2(g) chiếm 12% áp dụng định luật BTKL cới Fe S