Các bài tập đơn giản hơn như một kim loại tác dụng với dung dịch một muối, hai kim loại tác dụng với dung dịch một muối,…có thể tính toán theo thứ tự các phương trình phản ứng xảy ra - S[r]
(1)MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC I.Phương pháp ghép ẩn số: Trong toán học hệ phương trình với số ẩn nhiều số phương trình gọi là hệ vô đinh vì hệ thường cho vô số nghiệm và khó giải Tuy nhiên hóa học thì hệ có thể giải nhờ tính chất riêng hóa học và số thủ thuật toán học Phương pháp ghép ẩn số cho thấy điều đó thông qua số ví dụ sau: Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 27,4 gam hỗn hợp hai muối cacbonnat hai kim loại phân nhóm IA và IIA dung dịch HCl ( vừa đủ) thu dung dịch A và 6,72 lít khí ( đo đktc) 1/ Cô cạn dung dịch A thu bao nhiêu gam muối khan? 2/ Xác định tên hai kim loại biết khối lương nguyên tử chúng kém đơn vị Giải: Gọi X, Y là tên và khối lương nguyên tử hai kim loại.Hai muối cacbonnat là X2CO3 ; YCO3 với số mol tương ứng x;y Các phản ứng: X2CO3 + 2HCl 2XCl + H2O + CO2 ↑ (1) Mol: x 2x x YCO3 + 2HCl YCl2 + H2O + CO2 ↑ (2) Mol: y y y ¿ x (2 X +60)+ y (Y +60)=27 , 1/Theo bài và theo các phản ứng ta có hệ: x+ y =0,3 ¿{ ¿ Từ hệ trên cách ghép ẩn số ta có: 2xX + yY = 9,4.(*) Vậy tổng khối lượng muối clorua khan thu là : m clorua = 2x( X + 35,5) + y ( Y + 71 ) = (2xX + yY) + 71 ( x + y ) = 30,7 (g) 2/ Ta có y = 0,3 – x và X = Y ± thay vào (*) 2x ( Y ± 1) + ( 0,3 – x ) Y = 9,4 Từ đây suy 44/3 < Y < 100/3 ( Vì 0<x < 0,3).Vậy Y là Mg =24 Suy X là Na = 23 Ví dụ 2: Để trung hòa 20,8 gam hỗn hợp hai axit hữu đơn chức cần 300 ml dung dịch NaOH 1M 1/ Sau phản ứng thu hỗn hợp hai muối có khối lương bao nhiêu? 2/ Xác định công thức hai axit biết chúng là đồng đẳng và kém hai nhóm CH2 Giải: Gọi công thức hai axit là RCOOH và R’COOH với số mol tương ứng là a,b Các phản ứng: RCOOH + NaOH RCOONa + H2O (1) Mol: a a a R’COOH + NaOH R’COONa + H2O (2) Mol: b b b ¿ a( R+ 45)+b( R ' + 45)=20 , 1/ Theo bài ta có hệ: Từ hệ trên cách ghép ẩn số a+b=0,3 ¿{ ¿ ta có: aR + bR’ = 7,3(*) Vậy tổng khối lương hai muối thu là: m =a(R+67) + b(R’+67) =(aR+bR’) + 67(a+b) = 7,3+ 20,1=27,4 (g), 2/ Theo giả thiết ta có thêm điều kiện: R’ = R+ 28 và dễ dàng chứng minh R<24,3.Có hai đáp án: (HCOOH và C2H5COOH) ; (CH3COOH và C3H7COOH) Mấy năm gần đây thi trắc nghiệm nên bài toán dạng này cho đơn giản và phương pháp ghép ẩn số ít sử dụng Chúng ta tiếp tục các phương pháp khác hiệu cho bài toán trắc nghiệm II Phương pháp bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố: Cơ sở phương pháp này là định luật bảo toàn khối lượng (BTKL) Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 3,22 g hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn lượng vừa đủ vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng thu 1,344 lít khí H2 ( đktc) và dung dịch chứa m gam muối Giá trị m là: (2) A 8,98 B.9,52 D 7,25 C 10,27 ( Trích “TSĐH-CĐ A -2007”) Giải: Phương trình chung: M + H2SO4 MSO4 + H2 ↑ ,344 =0 , 06 mol Áp dụng định luật BTKL ta có: Ta có: n H SO =nH = 22 , m muối = mX + m axit - m H = 3,22+ 0,06.98 – 0,06.2 = 8,98 (g) Chọn đáp án A Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CH 4, C3H6 và C4H10 cần V lit O2 (đktc) thu 4,4 gam CO2 và 2,52 gam H2O Tính m và V? Giải: Áp dụng định luật BTKL và BTNT ta có: m = mC + mH = (4,4/44).12 + (2,52/ 18).2 = 1,48 (g) nO (pu)=nO (CO )+ nO (H O)=nCO + n H O = 0,1 + 0,07 = 0,17 (mol) Vậy V = 0,17.22,4 = 3,808(l) Ví dụ 5: Đun nóng hỗn hợp hai ancol đơn chức, mạch hở với H 2SO4 đặc, thu hỗn hợp các ete Lấy 7,2 gam các ete đó đem đốt cháy hoàn toàn, thu 8,96 lit khí CO ( đktc) và 7,2 gam H2O Hai ancol đó là A CH3OH và CH2=CH-CH2-OH B C2H5OH và CH2=CH-CH2-OH C CH3OH và C2H5OH D C2H5OH và CH3OH ( Trích “ TSĐH A -2009”) Giải: Xét ete Y đem đốt cháy Áp dụng định luật BTKL và BTNT ta có: m C ( Y) = mC (CO2)= (8,96/22,4).12= 4,8 (g); mH(Y) = mH (H2O) = (7,2/18).2 = 0,8 (g) ; mO = mY – (mC + mH) =1,6 (g) Từ đó nC : nH : nO = 0,4 : 0,8 : 0,1 = 4:8:1 CTĐGN đồng thời là CTPTcủa Y là C 4H8O CTCT Y có thể là CH3-O-CH2-CH=CH2 ( Có liên kết đôi gốc ancol) Chọn đáp án A III Phương pháp tăng giảm khối lượng: Cơ sở phương pháp là định luật BTKL Cho phản ứng có dạng: RX + xM RY + yN …( R là thành phần không đổi) thì khối lương chất tạo thành sau phản ứng RY tăng giảm so với chất phản ứng RX là | Y – X | ( với mol RX a mol chất nào đó phản ứng) Ví dụ 6: Đem nung khối lượng Cu (NO3)2 sau thời gian dừng lại làm nguội, cân thấy khối lượng giảm 0,54 gam Khối lượng muối Cu(NO 3)2 đã bị nhiệt phân là A 0,5 gam B 0,49 gam C 9,4 gam D 0,94 gam Giải: Cu(NO3)2 ⃗ t CuO + ½ O2 ↑ + NO2 ↑ Cứ mol chất rắn Cu(NO3)2 bị nhiệt phân thì khối lượng chất rắn giảm 188 – 80 = 108 (g) Số mol Cu(NO3)2 bị nhiệt phân là: 0,54/ 108 = 0,005 (mol) Khối lượng: 0,005.188= 0,94 (g) Chọn đáp án D Ví dụ 7: Chất hữu X có công thức phân tử C5H8O2 Cho gam X tác dụng vừa hết với dung dịch NaOH,thu hợp chất hữu không làm màu nước brom và 3,4 gam muối Công thức X là A CH3COOC(CH3)=CH2 B HCOOC(CH3)=CHCH3 C HCOOCH2CH=CHCH3 D HCOOCH=CHCH2CH3 ( Trích “TSĐH A – 2009”) Giải: X có công thức RCOOR’ Phản ứng: RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH Ta có: nX = 5/ 100= 0,05 (mol).Cứ mol X phản ứng khối lượng muối thu giảm so với X là R’ – 23 Khối lượng giảm là 0,05 (R’ -23) = – 3,4 = 1,6 R’ = 32+23 = 55 R = R’OH là ancol không no , không bền bị phân hủy thành xeton ( Vì không làm màu nước brom) ( Có thể tính 0,05( R + 67) = 3,4 R =1 R’ = 55) Chọn đáp án B Ví dụ 8:(Xem VD 1/ ý 1) Cứ 1mol khí CO2 ↑ khối lượng muối Clorua tăng lên so với muối cacbonnat là 71 – 60 =11 (g) Khối lượng tăng lên là 0,3.11=3,3 (g) Vậy khối lượng muối clorua khan thu là: 27,4 + 3,3 = 30,7 (g) 2 2 2 2 (3) Chú ý: Ý (1) ví dụ này còn giải phương pháp BTKL Không thể nói cách giải nào hay vì còn liên quan tới ý (2) Ví dụ giải phương pháp tăng giảm khối lượng và nhiều phương pháp khác! IV Phương pháp khối lượng mol trung bình ( KLMTB): Khái niệm: Một hỗn hợp các chất có thể coi là chất có KLMPTTB ( M ) xác định tỉ số tổng khối lượng và tổng số mol hỗn hợp mhh n1 M +n2 M + +n k M k Công thức: M = = nhh n1 +n2 + +n k V M 1+V M 2+ .+V k M k = ( Với hỗn hợp gồm k chất khí đo cùng điều V +V 2+ .+V k kiện) = x1M1 +x2M2 +…+ xkMk ( xi là % theo số mol thể tích các chất ) Chú ý: min{ Mi} < M < max {Mi} Đối với các hợp chất hữu cần nhớ KLM vài chất đầu dãy đồng đẳng, với chất vô cần nhớ các chất liên quan đến nguyên tố đầu nhóm, Ví dụ 9: Xà phòng hóa hoàn toàn 1,99 gam hỗn hợp hai este dung dịch NaOH thu 2,05 gam muối axit cacboxylic và 0,94 gam hỗn hợp hai ancol là đồng đẳng Công thức hai este đó là A HCOOCH3 và HCOOC2H5 B C2H5COOCH3 và C2H5COOC2H5 C CH3COOC2H5 và CH3COOC3H7 D CH3COOCH3 và CH3COOC2H5 ( Trích “TSĐH A -2009” ) Giải:Theo bài công thức chung hai este là: RCOO R' ( phản ứng thủy phân cho muối axit cacboxylic).Phản ứng: RCOO R ' + NaOH → RCOONa + R ' OH Áp dụng định luật BTKL ta có m NaOH = 2,05 + 0,94 – 1,99 = (g) ; n NaOH = 0,025 (mol) Suy ra: 0,025( R + 67) = 2,05 và 0,025( R ' + 17) = 0,94 R = 15 và R ' = 20,6 Chọn đáp án D Ví dụ 10: Hỗn hợp khí X gồm anken M và ankin N có cùng số nguyên tử cacbon phân tử Hỗn hợp X có khối lượng 12,4 gam và thể tích 6,72 lít ( đktc) Số mol, công thức phân tử M và N là A 0,1 mol C2H4 và 0,2 mol C2H2 B 0,1 mol C3H6 và 0,2 mol C3H4 C 0,2 mol C2H4 và 0,1 mol C2H2 D 0,2 mol C3H6 và 0,1 mol C3H4 ( Trích “TSĐH A – 2009” ) Giải: nhh = 6,72/22,4 = 0,3 (mol) M = 12,4/0,3 = 124/3=41,3… Loại A,C Chọn đáp án D Ví dụ 11:Cho dung dịch chứa 6,03 gam hỗn hợp gồm hai muối NaX và NaY ( X;Y là hai nguyên tố có tự nhiên, hai chu kỳ liên tiếp thuộc nhốm VIIA, số hiệu nguyên tử Z X< ZY) vào dung dịch AgNO3 (dư), thu 8,61 gam kết tủa Phần trăm khối lượng NaX hỗn hợp ban đầu là A 58,2% B 41,8% C 52,8% D 47,2% ( Trích “TSĐH B – 2009” ) Giải: Phản ứng: (NaX + NaY) + AgNO3 → (AgX + AgY) ↓ + NaNO3 Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ta có: n hh = ( 8,61 – 6,03) : ( 108- 23) = 2,58/85 =0,0304 (mol) KLMNTTB X;Y là (6,03.85/2,85) – 23 = 180 – 23 =157.Do đó X là I = 127 và Y là At = 210 Đặt nNaI = x (mol) ta có: 150x + (0,0304 –x).233=6,03 x = 0,01256 (mol) % NaI = 0,01256.150/6,03 = 31,2% Không có đáp án đúng! Đề bài có sai không? Để ý đến số liệu tính toán quá lẻ ( không phù hợp với xu hướng đề nay) At là nguyên tố điều chế phương pháp phóng xạ, không tồn tự nhiên Trường hợp này bị loại Vậy còn khả khác!Xem lại tính chất nguyên tố đầu nhóm VIIA là F thì AgF tan Như vầy khả thứ hai: X là F và Y là Cl Chất kết tủa là AgCl; n NaCl =n AgCl = 8,61/ 143,5 = 0,06 (mol) % NaCl = 0,06.58,5/6,03 = 58,2 %; Vậy: %NaF = 41,8% Chọn đáp án B.(Đề đúng!) (4) Ví dụ 12: Cho18 gam hỗn hợp hai ancol gồm ancol no đơn chức và ancol đơn chức có liên kết đôi phân tử với số mol tác dụng hết với Na dư, thu 4,48 lít H2 ( đktc) CTCT hai ancol là A CH3CH2OH và CH2=CH-CH2OH B CH3CH2CH2OH và CH2=CH-CH2OH C CH3OH và CH2=CH-CH2OH D CH3CH2CH2CH2OH và CH2=CH-CH2OH Giải: Đặt công thức chung hai ancol là R OH Phản ứng: R OH + Na → R ONa + H2 ↑ Ta có: nhh ancol = 2nH2 = 4,48/22,4 = 0,4 (mol) M ancol = 18/0,4= 45 Trong ancol có ancol có phân tử khối nhỏ 45 Ancol đó là CH 3OH ( M = 32) Chọn đáp án C Chú ý: Cần thử lại đáp án phép tính 0,2( 32+ 58) = 18 (g) ( Thỏa mãn) V Phương pháp số nguyên tử C, H trung binh ( KLMTB mở rộng): Ví dụ 13: Hỗn hợp X gồm hai este no, đơn chức, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn lượng X cần dùng vừa đủ 3,976 lít khí O2 (ở đktc), thu 6,38 gam CO2 Mặt khác, X tác dụng với dung dịch NaOH thu muối và hai ancol là đồng đẳng Công thức phân tử hai este X là A C2H4O2 và C5H10O2 B C2H4O2 và C3H6O2 C C3H4O2 và C4H6O2 D C3H6O2 và C4H8O2 ( Trích “TSĐH B – 2009” ) n Giải: Gọi là số nguyên tử C trung bình hỗn hợp hai este Công thức tương đương C n H n O2 Phản ứng: C n H n O2 +( n - 2)/2 O2 ❑ ⃗ n CO2 + n H2O Ta có: n (O2) = 3,976/22,4 = 0,1775 ;n(CO2) = 6,38/44 = 0,145 Suy ra: n / (3 n - 2) =0,145/0,1775 ; n = 29/8.Mặt khác, X tác dụng với dd NaOH thu muối và hai ancol là đồng đẳng nên hai este là đồng đẳng Chọn đáp án D Ví dụ 14: Cho hỗn hợp X gộm hai hợp chất hữu no, đơn chức tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch KOH 0,4M, thu muối và 336 ml ancol ( đktc) Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp X trên, sau đó hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bịnh đựng dung dịch Ca (OH)2 (dư) thì khối lượng bình tăng 6,82 gam Công thức hai hợp chất hữu X là A CH3COOH và CH3COOC2H5 C HCOOH và HCOOC2H5 B C2H5COOH và C2H5COOCH3 D HCOOH và HCOOC3H7 ( Trích “TSĐH B – 2009”) Giải: nKOH = 0,04 (mol) > nancol = 0,015 (mol) Hỗn hợp X gồm axit cacboxilic no, đơn chức và este no đơn chức naxit = 0,025 (mol); neste = 0,015 (mol) Gọi n là số nguyên tử C trung bịnh hỗn hợp X Công thức chung C n H n O2 Phản ứng: C n H n O2 + ( n -2)/2 O2 → n CO2 + n H2O Mol: 0,04 0,04 n 0,04 n Ta có: 0,04 n ( 44 + 18) = 6,82 ; n = 11/4.Gọi x; y là số nguyên tử C phân tử axit và este thì: (0,025x + 0,015 y)/0,04 = 11/4 hay x + 3y =22.Từ đó: (x;y)=(2;4) Chọn đáp án A Ví dụ 15:Cho hỗn hợp X gồm hai ancol đa chức, mạch hở, thuộc cùng dãy đồng đẳng Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X, thu CO2 và H2O có tỉ lệ mol tương ứng là 3:4 Hai ancol đó là A C2H4(OH)2 và C3H6(OH)2B C2H5OH và C4H9OH C C2H4(OH)2 và C4H8(OH)2 D C3H5(OH)3 và C4H7(OH)3 ( Trích “ TSĐH A – 2009” ) Giải: Gọi n là số nguyên tử C trung bình hỗn hợp hai ancol; k là số liên kết π phân tử ancol ( k N) Công thức phân tử tương đương: C n H2 n +2-2kOz Phản ứng: ⃗ + O2 n CO2 + ( n +1 – k)H2O C n H2 n +2-2kOz Ta có: n / ( n +1 – k) = ¾ suy ra: n = – 3k Từ đó: k=0; n = Loại B vì ancol đơn chức.Loại A,D vì không phù hợp với n =3 Chọn đáp án C VI Phương pháp số proton,nơtron,electron trung bình: Ví dụ 16: Hợp chất M tạo thành từ cation X+ và anion Y 2-, Mỗi ion nguyên tử hai nguyên tố tạo nên Tổng số proton X + là 11 và tổng số electron Y 2- là 50 (5) Hai nguyên tố Y 2- thuộc cùng phân nhóm và thuộc hai chu kỳ liên tiếp Hãy xác định công thức phân tử và gọi tên M Giải: Gọi Z X là số proton trung bình hai nguyên tố tạo nên X +, ta có Z X = 11/5 = 2,2 Trong hai nguyên tố tạo nên X+ phải có H He Nhưng He là khí trơ nên bị loại Gọi R là nguyên tố thứ hai tạo X+, đó X+ là RnHm+ ¿ n+m=5 Theo thành phần cấu tạo X+ ta có: nZR + m=11 suy ra: n( ZR – 1) = ¿{ ¿ Chỉ có n =1, ZR = ( R là N ) là phù hợp Cation X+ là NH4+ Gọi E Y là số electron trung bình các nguyên tử anion Y 2- Ta có: E Y = (50 – 2)/5 = 9,6.Trong Y2- có nguyên tố có z < 9,6 , thuộc chu kỳ và nguyên tố còn lại thuộc chu kỳ Vì thuộc chu kỳ nhỏ nên hai nguyên tố cách ô ¿ x + y=5 Công thức Y2- là AxBy2- với: x (Z +8)+ yZ=48 Chỉ có x =1; y=4; Z = là phù hợp.A là S còn B ¿{ ¿ là O Anion Y2- là SO42- Vậy M là (NH4)2SO4 ( amoni sunfat) VII Phương pháp hóa trị trung bình và số nhóm chức trung bình: Ví dụ 17: Cho 11 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Al tan hoàn toàn dung dịch HCl thu 8,96 lít khí H2 ( đktc) và dung dịch hai muối clorua Tổng khối lượng hai muối clorua (khan) là: A 40,1 gam B 39,4 gam C 34,9 gam D 64,8 gam Giải: Vì phản ứng hoàn toàn nên ta thay hỗn hợp Fe, Al kim loại tương đương M có Cl n + n /2 H2 ↑ M hóa trị trung bình n Phản ứng: M + n HCl → Ta có: n H = 8,96/22,4 = 0,4 (mol) ; nHCl = 2.0,4 = 0,8 (mol) Áp dụng ĐLBTKL ta có: m muối clorua = m kim loại + mHCl – m H2 = 11 + 0,8.36,5 – 0,4.2 = 39,4 (g) Chọn đáp án B Ví dụ 18: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10% thu 2,24 lít khí H2 ( đktc) Khối lượng dung dịch thu sau phản ứng là: A.101,48 gam B 101,68 gam C 97,80 gam D 88,20 gam ( Trích “TSĐH A – 2009” ) M 2(SO4)a + aH2 ↑ ( a là Giải: Tương tự ví dụ 17 có phản ứng: M + aH2SO4 → hóa trị trung bình hai kim loại) Ta có: n H SO =nH = 2,24/22,4 = 0,1 (mol) Áp dụng ĐLBTKL ta có: mddsau pư = mkimloai + mddaxit – mH2 = 3,68 + 0,1.98/10% - 0,1.2 = 101,48 (g) Chọn đáp án A Ví dụ 19: Cho 27,2 gam hỗn hợp gồm hai ancol tác dụng vừa đủ với Na thu hỗn hợp hai muối và 6,72 lít khí H2 ( đktc) Tổng khối lượng hai muối thu là: A 40,5 gam B 45,2 gam C 40,4 gam D 44,0 gam Giải: Gọi công thức tương đương hai ancol là: R (OH)a ( a là số nhóm chức trung bình R (ONa)a + a/2 H2 ↑ hai ancol) Phản ứng: R (OH)a + aNa → Ta có: n H2 = 6,72/ 22,4 = 0,3 (mol); nNa = 2.0,3 = 0,6 (mol) Áp dụng ĐLBTKL ta có mMuối = mAncol + mNa - mH2 = 27,2 + 0,6.23 - 0,3.2 = 40,4 (g) Chọn đáp án C Ví dụ 20: Trung hòa m gam hỗn hợp hai axit cacboxilic cần 300 ml dung dịch NaOH1M thu 23,1 gam hỗn hợp hai muối Giá trị m là A 18,2 B, 20,1 C 15,6 D 16,5 Giải: Gọi công thức tương đương hai axit là R (COOH)a Phản ứng: R (COOH)a + a NaOH → R (COONa)a + a H2O Ta có: n NaOH = nH2O = 0,3 (mol) Áp dụng ĐLBTKL ta được: m = mMuối + mH2O – m NaOH = 23,1 + 0,3.18 – 0,3 40 = 16,5 (g) 2 (6) Chọn đáp án D VIII Phương pháp sơ đồ đường chéo: 1/ Pha trộn hai dung dịch cùng chất với nồng độ phần trăm C 1> C2 và khối lượng tương ứng m1, m2 dung dịch có nồng độ phần trăm C, thì có sơ đồ đường chéo: m1: C1 C – C2 m1 C −C = C đó: m2 C1 −C m2: C2 C1 – C 2/ Pha trộn hai dung dịch cùng chất với nồng độ mol C 1, C2 ( C1>C2 ) và thể tích V C −C = tương ứng V1, V2, thì có sơ đồ đường chéo trên và V C1 −C 3/ Với hỗn hợp gồm hai chất ( hai đồng vị) có KLM là M 1, M2 và số mol tương ứng n1,n2 n1 M − M = coi là chất tương đương có KLMTB là M thì Từ đó suy % n2 M − M M − M2 ( theo số mol ) tương ứng chất là: % (Chất M 1) = ; % (Chất M2) = M1−M2 M 1− M M1 − M2 Ví dụ 21: Cần thêm bao nhiêu gam KCl vào 450 gam dung dịch KCl 8% để thu dung dịch 12% m 12 −8 = Giải: Theo sơ đồ đường chéo ta có: Vậy: m = 20,45 (g) 450 100 −12 Ví dụ 22: Cần thêm bao nhiêu lít nước cất vào 10 lít dung dịch HCl có pH = để dung dịch có pH = Giải: pH = ⇔ [ H +] = 10 -3 ; pH = ⇔ [ H +] = 10 -4 Theo sơ đồ đường chéo ta có: V HCll 10− = −3 = Vậy: VH2O = VHCl = 90 lít −4 V H O 10 −10 Ví dụ 23: Đồng tự nhiên gồm hai đồng vị 63Cu và 65Cu Khối lượng nguyên tử trung bình là 63,54 Tỉ lệ % khối lượng 63Cu CuCl2 là A 31,34% B 34,18% C 73,00% D 31,48% Giải: Gọi x là thành phần % đồng vị 63Cu Theo sơ đồ đường chéo ta có: 65 −63 , 54 73 63 =34 , 18 x= = 73% Vậy % ( theo khối lượng) 63Cu CuCl2 là: 65 −63 134 , 54 % Chọn đáp án B Ví dụ 24: Cho 41,2 gam hỗn hợp gồm C2H5COOH và C2H5COOCH3 tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thu 48,0 gam muối C2H5COONa Thành phần % theo số mol và % theo khối lượng C2H5COOH hỗn hợp đầu là A 35,92% và 40,00% B 40,00% và 35,92% C 36,85%và 50,00% D 60,00% và 64,08% Giải: nhh = nmuối = 48/96 = 0,5 (mol) Maxit = 74; MEste = 88; M = 41,2/0,5 = 82,4 88 −82 , 0,5 74 Vậy %số mol ( axit) = 100% = 40%; % khối lượng(axit)= 40% = 88 −74 41 , 35,92% Chọn đáp án B IX Phương pháp bảo toàn electron ( Cho phản ứng oxi hoa-khử): Ví dụ 25: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu ( tỉ lệ mol : 1) axit HNO 3, thu V lít ( đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dich Y (chỉ chứa hai muối và axit dư) Tỉ khối X H2 19 Giá trị V là: A 3,36 B 2,24 C 4,48 D 5,60 ( Trích “TSĐH A – 2007” ) 46 − 38 100 %=50 % = %V (NO2) ⇒ n NO = n NO2= x Giải: M X = 19.2 = 38 %V (NO) = 46 − 30 (mol) (7) n Fe = nCu = 12/ 120 = 0,1 (mol) Các quá trình oxi hóa – khử: Fe – 3e → Fe 3+ ; Cu – 2e → Cu 2+ 0,1 → 0,3 0,1 → 0,2 Tổng nhường e : 0,3 + 0,2 = 0,5 (e) N +5 + 3e → N +2 ( NO) ; N +5 + 1e → N +4 ( NO2) 3x ← x x ← x Tổng nhận e: 3x + x = 4x (e) Áp dụng ĐLBT electron ta có: 4x = 0,5 ; x = 0,125 (mol) ⇒ n X = 2,0,125 = 0,25 (mol) Vậy :V = 0,25.22,4 = 5,60 (lít) Chọn đáp án D Ví dụ 26: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al dung dịch HNO loãng (dư), thu dung dịch X và 1,344 lít ( đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N 2O và N2 Tỉ khối hỗn hợp Y so với khí H2 là 18 Cô cạn dung dịch X, thu m gam chất rắn khan Giá trị m là A 97,98 B 106,38 C 38,34 D 34,08 ( Trích “ TSĐH A – 2009” ) Giải: nAl = 12,42/27 =0,46 (mol); M Y = 2.18 = 36; nY = 1,344/22,4 = 0,06 (mol) 36 −28 % V (N2O) = 100%=50% ⇒ n N20 = n N2 = 0,03 (mol) Các quá trình oxi hóa – khử: 44 − 28 N +5 + 4e → N+ ( N2O) ; N +5 + 5e → N0 (N2); Al – 3e → Al 3+ 0,24 ← 0,06 0,3 ← 0,06 0,46 → 1,38 Ta thấy: 1,38 – 0,54 = 0,84 Do đó còn xảy quá trình: N +5 + 8e → N -3 0,84 → 0,105 Tổng khối lượng chất rắn khan( gồm Al(NO3)3 và NH4NO3 ) là: m = 0,46 213 + 0,105 80 = 106,38 (g) Chọn đáp án B Chú ý: Khi kim loai tác dụng với HNO3 loãng còn có thể tạo muối NH4NO3 Ví dụ 27: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu 3,36 lít khí NO ( sản phẩm khử nhất, đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y, thu m gam muối khan Giá trị m là A 151,5 B 137,1 C 97,5 D 108,9 ( Trích “ TSĐH B – 2009” ) Giải: nNO = 3,36/22,4 = 0,15 (mol) Các quá trình oxihoa – khử: Cu – 2e → Cu2+ ; Fe+8/3 - e → 3Fe 3+ ; N 5+ + 3e → N 2+ ; Fe3+ + e → 2+ Fe x →2 x x 3y → y 3y 0,45 ← ,15 y → 3y 3y ¿ x + y =0 , 45+3 y Áp dụng ĐLBT electron và ĐLBTKL ta có hệ: 64 x +232 y +2,4=61 , ¿{ ¿ Giải hệ được: x = 0,375; y = 0,15 Vậy tổng khối lượng muối khan thu ( gồm Cu(NO 3)2 và Fe(NO3)2 ) là: m = 0,375.188+ 0,45.180 = 151,5 (g) Chọn đáp án A X Phương pháp bảo toàn điện tích: Ví dụ 28: Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu2+; 0,03 mol K+; x mol Cl – và y mol SO42 - Tổng khối lượng các muối tan có dung dịch là 5,435 gam Giá trị x,y là A 0,01 và 0,03 B 0,02 và 0,05 C 0,05 và 0,01 D 0,03 và 0,02 ( Trích “ TSĐH A – 2007 “ ) ¿ x +2 y=0 , 07 Giải: Áp dụng ĐLBT điện tích và ĐLBTKL ta có: , 02 64+ , 03 39+35 , x+ 96 y=5 , 435 ¿{ ¿ Giải hệ được: x = 0,03; y = 0,02 Chọn đáp án D (8) Ví dụ 29: Một dung dịch có chứa 0,02 mol NH4+ , x mol Fe3+; 0,01 mol Cl -; 0,02 mol SO4 2- , Khi cô cạn dung dịch này thu lượng muối khan là A 2,635 gam B 3,195 gam C 4,315 gam D 4,875 gam Giải: Áp dụng ĐLBT điện tích ta có 0,02 + 3x = 0,01 + 0,02 ⇒ x = 0,01 mol Vậy tổng khối lượng muối khan thu là: 0,02.18 + 0,01.56 + 0,01.35,5 + 0,02 96 = 3,195 Chọn đáp án B Ví dụ 30: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4 0,25 M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m và V là A 10,8 và 4,48 B 10,8 và 2,24 C 17,8 và 2,24 D 17,8 và 4,48 ( Trích “ TSĐH B – 2009” ) Giải: n Cu(NO3)2 = 0,2.0,8 = 0,16 (mol); n H2SO4 = 0,25.0,8 = 0,2 (mol) Phương trình điện ly: Cu(NO3)2 → Cu 2+ + NO3- ; H2SO4 → 2H+ + SO4 2- Mol: 0,16 0,16 0,32 0,2 0,4 0,2 Quá trình oxihoa- khử xảy theo thứ tự sau: Fe + 4H+ + NO3- → Fe3+ + NO ↑ + 2H2O Mol: 0,1 ← 0,4 → 0,1 0,1 0,1 2+ 2+ → Fe + Cu ↓ Fe + Cu Mol: 0,16 ← 0,16 0,16 3+ 2+ → Fe + Fe Fe Mol: 0,05 ← 0,1 Áp dụng ĐLBT điện tích và ĐLBTKL ta có: m – 0,31.56 + 0,16 64 = 0,6m ⇒ m = 17,8 (g) V = 0,1.22,4 = 2,24 (l) Chọn đáp án C XI Phương pháp sử dụng phản ứng dạng Ion thu gọn: Ví dụ 31: Trộn 100 ml dung dịch (gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M) với 400 ml dung dịch (gồm H2SO4 0,0375M và HCl 0,0125M) thu dung dịch X Giá trị pH dung dịch X là: A B.1 C.6 D ( Trích “ TSĐH B – 2007” ) Giải:Ta có: n OH- = 0,1.0,1.2 + 0,1.0,1 = 0,03 (mol); n H+= 0,0375.0,4.2 +0,0125 0,4 = 0,035 (mol) Khi trộn hai dung dịch xảy phản ứng trung hòa dạng ion là: H + + OH- → H2O Từ phản ứng ta có: n H+(phản ứng) = n OH- = 0,03 (mol) ⇒ n H+dư = 0,035 – 0,03 = 0,005 (mol) ,005 [ H+] = = 0,01 = 10 -2 M Vậy: pH = 0,5 Chọn đáp án A Ví dụ 32: Trộn 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,05M và HCl 0,1M với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M, thu dung dịch X Dung dịch X có pH là: A 13,0 B 1,2 C 1,0 D 12,8 ( Trích “ TSĐH B – 2009” ) Giải: Tương tự VD 31 Chọn đáp án A XII Sử dụng sơ đồ biến hóa: Ví dụ 33: Oxi hóa hoàn toàn m gam bột Fe thu hỗn hợp ba oxit sắt Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp ba oxit sắt dung dịch HCl dư, tiếp tục cho dung dịch thu phản ứng hoàn toàn với NaOH dư, thu kết tủa X Lấy kết tủa X, rửa sạch, đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi cân nặng 16 gam Giá trị m là: A 5,6 B 11,2 C 8,4 D 16,8 ⃗ ⃗ Giải: Sơ đồ biến hóa: Fe + Oxi { FeO ; Fe2O3; Fe3O4 } +HCl {FeCl2 ; FeCl3} ⃗ + NaOH ⃗ X={ Fe(OH)2; Fe(OH)3} t cao Fe2O3 16 Áp dụng ĐLBT nguyên tố ta có: n Fe = nFe2O3 = = 0,2 (mol) Vậy: m = 0,2.56 = 11,2 160 (g) Chọn đáp án B (9) Ví dụ 34: Oxi hóa dung dịch chứa 1000 gam ancol C2H5OH oxi với xúc tác là men giấm Thêm tiếp lượng dung dịch NaOH vào dung dịch thu đun nóng ( có mặt CaO) thu khí X và dung dịch muối cacbonnat Lấy khí X cho làm lạnh nhanh từ nhiệt độ 15000C, thu khí Y Cho khí Y tác dụng với nước ( 80 0C, xúc tác HgSO4) thu chất Z có khả tham gia phản ứng tráng gương.Hiđrat hóa chất Z (xúc tác Ni) thu m gam ancol Giả thiết các phản ứng xảy với hiệu suất 60% Giá trị m là: A 60,00 B 36,00 C.46,56 D 77,76 ⃗ ⃗ Giải: Sơ đồ chuyển hóa:C2H5OH mengiâm CH3COOH + NaOH CH4 ⃗ + H O CH3CHO ⃗ + H (Ni) C2H5OH Nếu hiệu suất 1500 C , lamlanhnhanh C2H2 ⃗ tất các phản ứng là 100% thì ta thu 1000 g Nhưng vì quá trình đạt h = 60% nên thu được: 1000 (0,6)5 = 77,76 (g) Chọn đáp án D BÀI TẬP TỰ GIẢI: Tuyển sinh Đại học 2009( từ đến 16): 1/ Cho hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, mạch không phân nhánh Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp X, thu 11,2 lít khí CO2 (ở đktc) Nếu trung hòa 0,3 mol X thì cần dùng 500ml dung dịch NaOH 1M Hai axit đó là A HCOOH, HOOC – CH2 – COOH B HCOOH, CH3COOH C HCOOH, C2H5COOH D HCOOH, HOOC – COOH 2/ Xà phòng hóa hoàn toàn 66,6 gam hỗn hợp hai este HCOOC 2H5 và CH3COOCH3 dung dịch NaOH, thu hỗn hợp X gồm hai ancol Đun nóng hỗn hợp X với H 2SO4 đặc 1400C, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam nước Giá trị m là A 18,00 B 8,10 C 16,20 D 4,05 3/ Khi đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hai ancol no, đơn chức, mạch hở thu V lít khí CO2 ( đktc) và a gam H2O Biểu thức liên hệ m, a, V là: V V V 11 , A m = a - 5,6 B m = 2a C m = 2a - 22 , V 5,6 4/ Hợp chất X mạch hở có công thức phân tử là C4H9NO2 Cho 10,3 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH sinh chất khí Y và dung dịch Z Khí Y nặng không khí, làm giấy quỳ tím ammr chuyển màu xanh Dung dịch Z có khả làm màu nước brom Cô cạn dung dịch z thu m gam muối khan Giá trị m là A 8,2 B 10,8 C 9,4 D 9,6 5/ Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol ancol X no, mạch hở, cần vừa đủ 17,92 lít khí O ( đktc) Mặt khác, cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với m gam Cu(OH) thì tạo thành dung dịch có màu xanh lam Giá trị m và tên gọi X tương ứng là A 4,9 và propan-1,2- điol B 9,8 và propan-1,2-điol C 4,9 và glixerol D 4,9 và propan-1,3- điol 6/ Hỗn hợp X gồm hai ancol no, đơn chức, mạch hở, dãy đồng đẳng Oxi hóa hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X có khối lượng m gam CuO nhiệt độ thích hợp, thu hỗn hợp sản phẩm hữu Y Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO tronh NH3, thu 54 gam Ag Giá trị m là: A 15,3 B 13,5 C 8,1 D 8,5 7/ Este X ( có khối lượng phân tử 103 đvC) điều chế từ ancol đơn chức ( có tỉ lệ khối so với oxi lớn 1) và amino axit Cho 25,75 gam X phản ứng vừa hết với 300ml dung dịch NaOH 1M, thu dung dịch Y Cô cạn Y thu m gam chất rắn Giá trị m là A 27,75 B 24,25 C 26,25 D 29,75 8/ Hiđro hóa hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, dãy đồng đẳng thu (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X thì cần vừa đủ 17,92 lít khí O ( đktc) Giá trị m là A 17,8 B 24,8 C 10,5 D 8,8 D m = a + (10) 9/ Cho 0,02 mol amino axit X tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch HCl 0,1M thu 3,67 gam muối khan Mặt khác 0,02 mol X tác dụng vừa đủ với 40 gam dung dịch NaOH 4% Công thức X là: A H2NC2H3(COOH)2 B H2NC3H5(COOH)2 C (H2N)2C3H5COOH D H2NC3H6COOH 10/ Hỗn hợp X gồm axit Y đơn chức và axit Z hai chức ( Y,Z có cùng số nguyên tử C ) Chia X thành hai phần Cho phần tác dụng hết với Na, sinh 4,48 lít khí H (ở đktc) Đốt cháy hoàn toàn phần hai, sinh 26,4 gam CO Công thức cấu tạo thu gọn và phần trăm khối lượng Z hỗn hợp X là: A HOOC – CH2 – COOH và 70,87% B HOOC – CH2 – COOH và 54,88% C HOOC – COOH và 60,00% D HOOC – COOH và 42,86% 11/ Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X và khí NO ( sản phẩm khử ) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu là lớn Giá trị tối thiểu V là: A 240 B 120 C 360 D 400 12/ Nung 6,58 gam Cu(NO3)2 bình kín không chứa không khí, sau thời gian thu 4,96 gam chất rắn và hỗn hợp khí X Hấp thụ hoàn toàn X vào nước để 300 ml dung dịch Y Dung dịch Y có pH bằng: A B C D 13/ Cho 3,024 gam kim loại M tan hết dung dịch HNO loãng, thu 940,8 ml khí NxOy ( sản phẩm khử nhất, đktc) có tỉ khối H 22 Khí NxOy và kim loại M là: A NO và Mg B N2O và Al C N2O và Fe D NO2 và Al 14/ Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu khí NO ( sản phẩm khử nhất) và dung dịch X Dung dịch X có thể hòa tan tối đa m gam Cu Giá trị m là: A 1,92 B 0,64 C 3,84 D 3,20 15/ Cho 2,24 gam bột sắt vào 200ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X và m gam chất rắn Y Giá trị m là A 2,80 B 2,16 C 4,08 D 0,64 16/ Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 điều kiện không có không khí Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H ( đktc) Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu 39 gam kết tủa Giá trị m là: A 45,6 B 48,3 C.36,7 D 57,0 Tuyển sinh Đại học 2010(từ 17 đến 73): 17/ Hỗn hợp Z gồm hai axit cacboxylic đơn chức X và Y (M X > MY) có tổng khối lượng là 8,2 gam Cho Z tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu dung dịch chứa 11,5 gam muối Mặt khác, cho Z tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO NH3, thu 21,6 gam Ag Công thức và phần trăm khối lượng X Z là A C2H5COOH và 56,10% B C3H5COOH và 54,88% C HCOOH và 45,12% D C2H3COOH và 43,90% 18/ Đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp X gồm ancol (đều no, đa chức, mạch hở, có cùng số nhóm -OH) cần vừa đủ V lít khí O2, thu 11,2 lít khí CO2 và 12,6 gam H2O (các thể tích khí đo đktc) Giá trị V là A 11,20 B 14,56 C 4,48 D 15,68 19/ Hỗn hợp khí X gồm ankan và anken Tỉ khối X so với H2 11,25 Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít X, thu 6,72 lít CO2 (các thể tích khí đo đktc) Công thức ankan và anken là A CH4 và C3H6 B CH4 và C4H8 C C2H6 và C2H4 D CH4 và C2H4 20/ Cho 150 ml dung dịch KOH 1,2M tác dụng với 100 ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/l, (11) thu dung dịch Y và 4,68 gam kết tủa Loại bỏ kết tủa, thêm tiếp 175 ml dung dịch KOH 1,2M vào Y, thu 2,34 gam kết tủa Giá trị x là A 0,9 B 1,2 C 1,0 D 0,8 21/ Hòa tan hoàn toàn 2,45 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm thổ vào 200 ml dung dịch HCl 1,25M, thu dung dịch Y chứa các chất tan có nồng độ mol Hai kim loại X là A Be và Mg B Mg và Ca C Be và Ca D Mg và Sr 22/ Nung 2,23 gam hỗn hợp X gồm các kim loại Fe, Al, Zn, Mg oxi, sau thời gian thu 2,71 gam hỗn hợp Y Hoà tan hoàn toàn Y vào dung dịch HNO3 (dư), thu 0,672 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Số mol HNO3 đã phản ứng là A 0,12 B 0,14 C 0,18 D 0,16 23/ Cho hỗn hợp M gồm anđehit X (no, đơn chức, mạch hở) và hiđrocacbon Y, có tổng số mol là 0,2 (số mol X nhỏ Y) Đốt cháy hoàn toàn M, thu 8,96 lít khí CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O Hiđrocacbon Y là A C3H6 B C2H2 C C2H4 D CH4 24/ Cho 13,74 gam 2,4,6-trinitrophenol vào bình kín nung nóng nhiệt độ cao Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu x mol hỗn hợp khí gồm: CO2, CO, N2 và H2 Giá trị x là A 0,36 B 0,54 C 0,45 D 0,60 25/ Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y tạo nên từ aminoaxit (no, mạch hở, phân tử chứa nhóm -NH2 và nhóm -COOH) Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y, thu tổng khối lượng CO2 và H2O 54,9 gam Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu cho lội từ từ qua nước vôi dư, tạo m gam kết tủa Giá trị m là A 120 B 45 C 30 D 60 26/ Hoà tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe xOy và Cu dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu 0,504 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Phần trăm khối lượng Cu X là A 65,57% B 39,34% C 26,23% D 13,11% 27/ Hai hợp chất hữu X và Y có cùng công thức phân tử là C3H7NO2, là chất rắn điều kiện thường Chất X phản ứng với dung dịch NaOH, giải phóng khí Chất Y có phản ứng trùng ngưng Các chất X và Y là A axit 2-aminopropionic và axit 3-aminopropionic B axit 2-aminopropionic và amoni acrylat C vinylamoni fomat và amoni acrylat D amoni acrylat và axit 2-aminopropionic 28 Hỗn hợp X gồm alanin và axit glutamic Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH (dư), thu dung dịch Y chứa (m+30,8) gam muối Mặt khác, cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu dung dịch Z chứa (m+36,5) gam muối Giá trị m là A 171,0 B 165,6 C 123,8 D 112,2 29 Khử hoàn toàn m gam oxit MxOy cần vừa đủ 17,92 lít khí CO (đktc), thu a gam kim loại M Hoà tan hết a gam M dung dịch H 2SO4 đặc nóng (dư), thu 20,16 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Oxit MxOy là A FeO B CrO C Cr2O3 D Fe3O4 30 Hỗn hợp X gồm ancol và sản phẩm hợp nước propen Tỉ khối X so với hiđro 23 Cho m gam X qua ống sứ đựng CuO (dư) nung nóng Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp Y gồm chất hữu và nước, khối lượng ống sứ giảm 3,2 gam Cho Y tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO NH3, tạo 48,6 gam Ag Phần trăm khối lượng propan-1-ol X là (12) A 16,3% B 83,7% C 65,2% D 48,9% 31 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol amin no, mạch hở X oxi vừa đủ, thu 0,5 mol hỗn hợp Y gồm khí và Cho 4,6 gam X tác dụng với dung dịch HCl (dư), số mol HCl phản ứng là A 0,3 B 0,1 C 0,4 D 0,2 32 Hỗn hợp X gồm axit panmitic, axit stearic và axit linoleic Để trung hoà m gam X cần 40 ml dung dịch NaOH 1M Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X thì thu 15,232 lít khí CO2 (đktc) và 11,7 gam H2O Số mol axit linoleic m gam hỗn hợp X là A 0,005 B 0,020 C 0,010 D 0,015 33 Trộn 10,8 gam bột Al với 34,8 gam bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm điều kiện không có không khí Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu 10,752 lít khí H2 (đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là A 80% B 60% C 70% D 90% 34 Cho dung dịch X chứa KMnO4 và H2SO4 (loãng) vào các dung dịch:FeCl2, FeSO4, CuSO4, MgSO4, H2S, HCl (đặc) Số trường hợp có xảy phản ứng oxi hoá - khử là A B C D 35 Một loại phân supephotphat kép có chứa 69,62% muối canxi đihiđrophotphat, còn lại gồm các chất không chứa photpho Độ dinh dưỡng loại phân lân này là A 42,25% B 39,76% C 48,52% D 45,75% 36 Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 nồng độ x mol/l, sau thời gian thu dung dịch Y còn màu xanh, có khối lượng giảm gam so với dung dịch ban đầu Cho 16,8 gam bột sắt vào Y, sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu 12,4 gam kim loại Giá trị x là A 1,50 B 3,25 C 2,25 D 1,25 37 Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS2 lượng O2 vừa đủ, thu khí X Hấp thụ hết X vào lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,15M và KOH 0,1M, thu dung dịch Y và 21,7 gam kết tủa Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất thêm kết tủa Giá trị m là A 23,2 B 18,0 C 12,6 D 24,0 38 Hỗn hợp X gồm CuO và Fe2O3 Hoà tan hoàn toàn 44 gam X dung dịch HCl (dư), sau phản ứng thu dung dịch chứa 85,25 gam muối Mặt khác, khử hoàn toàn 22 gam X CO (dư), cho hỗn hợp khí thu sau phản ứng lội từ từ qua dung dịch Ba(OH)2 (dư) thì thu m gam kết tủa Giá trị m là A 73,875 B 76,755 C 78,875 D 147,750 39 Hỗn hợp M gồm axit cacboxylic X, ancol Y (đều đơn chức, số mol X gấp hai lần số mol Y) và este Z tạo từ X và Y Cho lượng M tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH, tạo 16,4 gam muối và 8,05 gam ancol Công thức X và Y là A HCOOH và C3H7OH B HCOOH và CH3OH CH COOH và C H OH D CH3COOH và CH C 40 Dung dịch X chứa các ion: Ca2+, Na+, HCO3- và Cl-, đó số mol ion Cl- là 0,1 Cho 1/2 dung dịch X phản ứng với dung dịch NaOH (dư), thu gam kết tủa Cho 1/2 dung dịch X còn lại phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 (dư), thu gam kết tủa Mặt khác, đun sôi đến cạn dung dịch X thì thu m gam chất rắn khan Giá trị m là A 8,79 B 9,21 C 9,26 D 7,47 41 Hỗn hợp bột X gồm Cu, Zn Đốt cháy hoàn toàn m gam X oxi (dư), thu 40,3 gam hỗn hợp gồm CuO và ZnO Mặt khác, cho 0,25 mol X phản ứng với lượng dư dung dịch KOH loãng nóng, thì thu 3,36 lít khí H2 (đktc) Phần trăm khối lượng Cu X là (13) A 59,44% B 19,81% C 39,63% D 29,72% 42 Thủy phân hoàn toàn mol pentapeptit X, thu mol glyxin (Gly), mol alanin (Ala), mol valin (Val) và mol phenylalanin (Phe) Thủy phân không hoàn toàn X thu đipeptit Val-Phe và tripeptit Gly-Ala-Val không thu đipeptit Gly-Gly Chất X có công thức là A Gly-Phe-Gly-Ala-Val B Gly-Ala-Val-Phe-Gly C Gly-Ala-Val-Val-Phe D Val-Phe-Gly-Ala-Gly 43: Axeton điều chế cách oxi hoá cumen nhờ oxi, sau đó thuỷ phân dung dịch H2SO4 loãng Để thu 145 gam axeton thì lượng cumen cần dùng (giả sử hiệu suất quá trình điều chế đạt 75%) là A 300 gam B 600 gam C 500 gam D 400 gam 44: Cho 7,1 gam hỗn hợp gồm kim loại kiềm X và kim loại kiềm thổ Y tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl loãng, thu 5,6 lít khí (đktc) Kim loại X, Y là A kali và bari B liti và beri C natri và magie D kali và canxi 45: Thuỷ phân hoàn toàn 0,2 mol este E cần dùng vừa đủ 100 gam dung dịch NaOH 24%, thu ancol và 43,6 gam hỗn hợp muối hai axit cacboxylic đơn chức Hai axit đó là A HCOOH và C2H5COOH B HCOOH và CH3COOH C C2H5COOH và C3H7COOH D CH3COOH và C2H5COOH 46: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,02 mol C 2H2 và 0,03 mol H2 bình kín (xúc tác Ni), thu hỗn hợp khí Y Cho Y lội từ từ vào bình nước brom (dư), sau kết thúc các phản ứng, khối lượng bình tăng m gam và có 280 ml hỗn hợp khí Z (đktc) thoát Tỉ khối Z so với H là 10,08 Giá trị m là A 0,585 B 0,620 C 0,205 D 0,328 47: Cho 19,3 gam hỗn hợp bột gồm Zn và Cu có tỉ lệ mol tương ứng là : vào dung dịch chứa 0,2 mol Fe2(SO4)3 Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu m gam kim loại Giá trị m là A 12,80 B 12,00 C 6,40 D 16,53 48: Hỗn hợp khí X gồm đimetylamin và hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hoàn toàn 100 ml hỗn hợp X lượng oxi vừa đủ, thu 550 ml hỗn hợp Y gồm khí và nước Nếu cho Y qua dung dịch axit sunfuric đặc (dư) thì còn lại 250 ml khí (các thể tích khí và đo cùng điều kiện) Công thức phân tử hai hiđrocacbon là A CH4 và C2H6 B C2H4 và C3H6 C C2H6 và C3H8 D C3H6 và C4H8 49: Đốt cháy hoàn toàn este đơn chức, mạch hở X (phân tử có số liên kết π nhỏ 3), thu thể tích khí CO2 6/7 thể tích khí O2 đã phản ứng (các thể tích khí đo cùng điều kiện) Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với 200 ml dung dịch KOH 0,7M thu dung dịch Y Cô cạn Y thu 12,88 gam chất rắn khan Giá trị m là A 10,56 B 7,20 C 8,88 D 6,66 50: Hỗn hợp M gồm ancol no, đơn chức X và axit cacboxylic đơn chức Y, mạch hở và có cùng số nguyên tử C, tổng số mol hai chất là 0,5 mol (số mol Y lớn số mol X) Nếu đốt cháy hoàn toàn M thì thu 33,6 lít khí CO (đktc) và 25,2 gam H2O Mặt khác, đun nóng M với H2SO4 đặc để thực phản ứng este hoá (hiệu suất là 80%) thì số gam este thu là A 22,80 B 34,20 C 27,36 D 18,24 51: Hoà tan hoàn toàn 8,94 gam hỗn hợp gồm Na, K và Ba vào nước, thu dung dịch X và 2,688 lít khí H2 (đktc) Dung dịch Y gồm HCl và H 2SO4, tỉ lệ mol tương ứng là : Trung hoà dung dịch X dung dịch Y, tổng khối lượng các muối tạo là A 13,70 gam B 12,78 gam C 18,46 gam D 14,62 gam 52: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He 1,8 Đun nóng X thời gian bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là A 25% B 50% C 36% D 40% 53: Cho m gam NaOH vào lít dung dịch NaHCO nồng độ a mol/l, thu lít dung dịch X Lấy lít dung dịch X tác dụng với dung dịch BaCl (dư) thu 11,82 gam kết tủa Mặt khác, cho lít dung dịch X vào dung dịch CaCl (dư) đun nóng, sau kết thúc các phản ứng thu 7,0 gam kết tủa Giá trị a, m tương ứng là (14) A 0,08 và 4,8 B 0,04 và 4,8 C 0,14 và 2,4 D 0,07 và 3,2 54: Hoà tan hoàn toàn m gam ZnSO4 vào nước dung dịch X Nếu cho 110 ml dung dịch KOH 2M vào X thì thu 3a gam kết tủa Mặt khác, cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thì thu 2a gam kết tủa Giá trị m là A 17,71 B 16,10 C 32,20 D 24,15 55: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp ancol đơn chức, thuộc cùng dãy đồng đẳng, thu 3,808 lít khí CO2 (đktc) và 5,4 gam H2O Giá trị m là A 5,42 B 5,72 C 4,72 D 7,42 56: Cho 0,15 mol H2NC3H5(COOH)2 (axit glutamic) vào 175 ml dung dịch HCl 2M, thu dung dịch X Cho NaOH dư vào dung dịch X Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, số mol NaOH đã phản ứng là A 0,70 B 0,50 C 0,65 D 0,55 57: Cho dung dịch X gồm: 0,007 mol Na +; 0,003 mol Ca2+; 0,006 mol Cl–; 0,006 mol HCO3– và 0,001 mol NO3– Để loại bỏ hết Ca2+ X cần lượng vừa đủ dung dịch chứa a gam Ca(OH)2 Giá trị a là A 0,180 B 0,120 C 0,444 D 0,222 58: Dung dịch X có chứa: 0,07 mol Na +; 0,02 mol và x mol Dung dịch Y có chứa , và y mol H +; tổng số mol và là 0,04 Trộn X và Y 100 ml dung dịch Z Dung dịch Z có pH (bỏ qua điện li H2O) là −24SOOH−−4ClO−3NO−4ClO−3NO A B 12 C 13 D 59: Oxi hoá hết 2,2 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức thành anđehit cần vừa đủ 4,8 gam CuO Cho toàn lượng anđehit trên tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO NH3, thu 23,76 gam Ag Hai ancol là: A CH3OH, C2H5CH2OH B CH3OH, C2H5OH C C2H5OH, C3H7CH2OH D C2H5OH, C2H5CH2OH 60: Cho x mol Fe tan hoàn toàn dung dịch chứa y mol H 2SO4 (tỉ lệ x : y = : 5), thu sản phẩm khử và dung dịch chứa muối sunfat Số mol electron lượng Fe trên nhường bị hoà tan là A 2x B 3x C 2y D y 61: Hỗn hợp X gồm mol aminoaxit no, mạch hở và mol amin no, mạch hở X có khả phản ứng tối đa với mol HCl mol NaOH Đốt cháy hoàn toàn X thu mol CO 2, x mol H2O và y mol N2 Các giá trị x, y tương ứng là A và 1,0 B và 1,5 C và 1,0 D và 1,5 62: Cho m gam hỗn hợp etanal và propanal phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO NH3, thu 43,2 gam kết tủa và dung dịch chứa 17,5 gam muối amoni hai axit hữu Giá trị m là A 9,5 B 10,9 C 14,3 D 10,2 63: Từ 180 gam glucozơ, phương pháp lên men rượu, thu a gam ancol etylic (hiệu suất 80%) Oxi hoá 0,1a gam ancol etylic phương pháp lên men giấm, thu hỗn hợp X Để trung hoà hỗn hợp X cần 720 ml dung dịch NaOH 0,2M Hiệu suất quá trình lên men giấm là A 90% B 10% C 80% D 20% 64: Nhỏ từ từ giọt đến hết 30 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa Na 2CO3 0,2M và NaHCO3 0,2M, sau phản ứng thu số mol CO là A 0,020 B 0,030 C 0,015 D 0,010 65: Hỗn hợp gồm 0,1 mol axit cacboxylic đơn chức và 0,1 mol muối axit đó với kim loại kiềm có tổng khối lượng là 15,8 gam Tên axit trên là A axit propanoic B axit etanoic C axit metanoic D axit butanoic 66: Đốt cháy hoàn toàn lượng hiđrocacbon X Hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 (dư) tạo 29,55 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu Công thức phân tử X là A C3H8 B C2H6 C C3H4 D C3H6 67: Xét cân bằng: N2O4 (k) ⇄ 2NO2 (k) 25oC Khi chuyển dịch sang trạng thái cân nồng độ N2O4 tăng lên lần thì nồng độ NO2 A tăng lần B tăng lần C tăng 4,5 lần D giảm lần (15) 68: Cho hỗn hợp X gồm ancol metylic và hai axit cacboxylic (no, đơn chức, dãy đồng đẳng) tác dụng hết với Na, giải phóng 6,72 lít khí H (đktc) Nếu đun nóng hỗn hợp X (có H2SO4 đặc làm xúc tác) thì các chất hỗn hợp phản ứng vừa đủ với tạo thành 25 gam hỗn hợp este (giả thiết phản ứng este hoá đạt hiệu suất 100%) Hai axit hỗn hợp X là A C3H7COOH và C4H9COOH B CH3COOH và C2H5COOH C C2H5COOH và C3H7COOH D HCOOH và CH3COOH 69: Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO và 0,12 mol NaCl dòng điện có cường độ 2A Thể tích khí (đktc) thoát anot sau 9650 giây điện phân là A 1,344 lít B 2,240 lít C 1,792 lít D 2,912 lít 70: Cho m gam hỗn hợp bột X gồm ba kim loại Zn, Cr, Sn có số mol tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl loãng, nóng thu dung dịch Y và khí H Cô cạn dung dịch Y thu 8,98 gam muối khan Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với O (dư) để tạo hỗn hợp oxit thì thể tích khí O2 (đktc) phản ứng là A 2,016 lít B 1,008 lít C 0,672 lít D 1,344 lít 71: Đốt cháy hoàn toàn V lít amin X lượng oxi vừa đủ tạo 8V lít hỗn hợp gồm khí cacbonic, khí nitơ và nước (các thể tích khí và đo cùng điều kiện) Amin X tác dụng với axit nitrơ nhiệt độ thường, giải phóng khí nitơ Chất X là A CH3-CH2-CH2-NH2 B CH2=CH-CH2-NH2 C CH3-CH2-NH-CH3 D CH2=CH-NH-CH3 72: Tách nước hỗn hợp gồm ancol etylic và ancol Y tạo anken Đốt cháy cùng số mol ancol thì lượng nước sinh từ ancol này 5/3 lần lượng nước sinh từ ancol Ancol Y là A CH3-CH2-CH(OH)-CH3 B CH3-CH2-CH2-OH C CH3-CH2-CH2-CH2-OH D CH3-CH(OH)-CH3 73: Cho 0,448 lít khí NH3 (đktc) qua ống sứ đựng 16 gam CuO nung nóng, thu chất rắn X (giả sử phản ứng xảy hoàn toàn) Phần trăm khối lượng Cu X là A 85,88% B 14,12% C 87,63% D 12,37% Đáp án: 1D, 2B, 3A, 4C, 5A, 6D, 7C, 8A, 9B, 10D, 11C, 12D, 13B, 14A, 15C, 16B, 17B, 18A, 19C, 20A, 21D, 22D, 23D, 24C, 25A, 26C, 27B, 28A, 29C, 30B, 31D, 32A, 33A, 34C, 35B, 36C, 37C, 38B, 39D, 40C, 41C, 42C, 43D, 44C, 45B, 46D, 47C, 48B, 49C, 50D, 51C, 52A, 53A, 54B, 55C, 56C, 57D, 58A, 59A, 60D, 61A, 62B, 63A, 64D, 65B, 66A, 67B, 68B, 69C, 70B, 71A, 72C, 73D (16) SỰ ĐIỆN PHÂN A.KIẾN THỨC CƠ BẢN: Định nghĩa điện phân: Sự điện phân là quá trình oxi hóa - khử xảy trên bề mặt điện cực, tác dụng dòng điện chiều chạy qua chất điện li trạng thái nóng chảy hay dung dịch Phản ứng oxi hóa- khử xảy điện cực điện phân: a) Cation ( ion dương) catot ( điện cực âm), đó cation nhận electron ( chất oxi hóa) để tạo sản phẩm b) Anion (ion âm) anot ( điện cực dương), đó anion nhường electron ( chất khử) để tạo sản phẩm Phản ứng oxi hóa - khử xảy điện cực là giai đoạn quan trọng nhất, cần xác định rõ ion nào ưu tiên nhận nhường electron và tạo sản phẩm gì? Sừ oxi hoá – khử trên bề mặt điện cực: a) Điện phân các chất nóng chảy ( muối, Al2O3…) Ở catot: ion dương kim loại nhận electron Ở anot: ion âm nhường electron b) Điện phân dung dịch: Khi điện phân dung dịch có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì xảy oxi hóa – khử các điện cực theo thứ tự ưu tiên Để viết phương trình điện phân, cần xét riêng rẽ các quá trình xảy catot và anot c)Thứ tự nhận electron: Ỏ cực âm có các ion H+ (H2O) cation kim loại Cation kim loại nhận electron theo thứ tự ưu tiên từ sau trước: Li+, K+,Ba2+, Ca2+, Na+,Mg2+, Al3+, H+ (H2O), Mn2+, Zn2+,Cr3+, Fe2+, Ni2+, Sn2+, Pb2+, H+ (axit), Cu2+, Fe3+,Hg+,Ag+, Hg2+ ,Pt2+,Au3+ Sản phẩm tạo thành: M n+ + ne → M; 2H+( axit) + 2e → H2 ↑ ; 2H2O + 2e + 2OH- → H2 ↑ Ở cực dương có các anion và nhường ectron theo thứ tự: Cl-> Br-> S2-> CH3COO-> OH- > SO42- Sản phẩm tạo thành: S2- - 2e → S; 2O2- - 4e → O2 ↑ ; 2Cl- - 2e → Cl2 ↑ ; 2SO42- - 2e → S2O822CH3COO- - 2e → CH3 – CH3 + 2CO2; 2OH- (bazơ) – 2e → ½ O2 + H2O; H2O - 2e → ½ O2 + 2H+ Hiện tượng dương cực tan: Khi điện phân dung dịch muối nước, cực dương làm kim loại muối hòa tan thị cực dương bị ăn mòn, gọi là tượng dương cực tan ( Vật liệu làm anot trơ , không bị hòa tan thường là: graphit, platin) Tính lượng sản phẩm điện phân thu được: a) Tính khối lượng đơn chất: AIt m It Áp dụng công thức Faraday: m = 96500 n hay số mol: A = 96500 n b) Tính khối lượng hợp chất: Dựa vào công thức Faraday tính lượng đơn chất trước suy lượng hợp chất phương trình điện phân B.CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP: DẠNG 1: Viết phương trình điện phân, giải thích quá trình điện phân Ví dụ 1:Viết phương trình điện phân Al2O3 nóng chảy với điện cực than chì 3+ 2Giải: Al2O3 ⃗ t cao 2Al + 3O (17) Catot: 2Al3+ + 6e → 2A; Anot: 3O2- - 6e → 3/2 O2 Phương trình điện phân : Al2O3 ⃗ đpnc 2Al + 3/2 O2 Nếu điện cực than, anot: C + O2 → CO; CO2 nên anot bị ăn mòn dần Ví dụ 2: Viết phương trình điện phân NaOH nóng chảy + Giải: NaOH ⃗ t cao Na + OH Catot: Na+ + 1e → Na; Anot: 2OH- - 2e → H2O + ½ O2 Phương trình điện phân: 2NaOH ⃗ đpnc 2Na + H2O ↑ + ½ O2 ↑ Ví dụ 3: Giải thích quá trình điện phân dung dịch CuSO với điện cực Cu Giải: CuSO4 → Cu2+ + SO42-; H2O ↔ H+ + OH- Catot: Cu2+, H+(H2O) Cu2+ + 2e → Cu; Anot: SO42-, OH-( H2O) H2O – 2e → ½ O2 + 2H+; Cu + ½ O2 → CuO; CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Xảy tượng dương cực tan Ví dụ 4: Giải thích quá trình điện phân dung dịch NiSO với anot trơ Giải: NiSO4 → Ni2+ + SO42-; H2O ↔ H+ + OH- Catot: Ni2+, H+(H2O) Ni2+ + 2e → Ni Anot: SO42-, OH-( H2O) H2O – 2e → ½ O2 + 2H+; Phương trình điện phân: NiSO4 + H2O → Ni + ½ O2 + H2SO4 Ví dụ 5: Cho dung dịch hỗn hợp NaCl và CuSO4 a) Viết phương trình điện phân dung dịch b) Giải thích dung dịch sau điện phân hòa tan Al 2O3 Giải: a) NaCl → Na+ + Cl- ; CuSO4 → Cu2+ + SO42-; H2O ↔ H+ + OH- Catot: Cu2+, H+(H2O), Na+ Anot: Cl- , SO42- , OH-( H2O) 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl- - 2e → Cl2 Phương trình điện phân: 2NaCl + CuSO4 ⃗ đpdd Cu + Na2SO4 + Cl2 ↑ b) Dung dịch sau điện phân hòa tan Al 2O3 nên có hai khả xảy ra: * Khi điện phân có CuSO4 dư: CuSO4 + H2O ⃗ đpdd Cu + H2SO4 + ½ O2 Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O * Khi điện phân có NaCl dư: 2NaCl + 2H2O ⃗ đpdd 2NaOH + Cl2 ↑ + H2 ↑ Al2O3 + NaOH → 2NaAlO2 + H2O DẠNG 2: Tính khối lượng kim loại và thể tích các chất khí thoát điện cực Ví dụ 6: Điện phân 200ml dung dịch CuSO4 với các điện cực trơ dòng điện chiều I = 9,65 A Khi thể tích các khí thoát hai điện cực 1,12 lít ( đktc) thì ngừng điện phân Kim loại sinh bám vào catot có khối lượng là: A 6,4 gam B 3,2 gam C 9,6 gam D 12,8 gam Giải: Phương trình điện phân CuSO4 + H2O ⃗ đpdd Cu + H2SO4 + ½ O2 (1) Sau CuSO4 bị điện phân hết, H2O bị điện phân: Ở catot: 2H+ + 2e → H2 ↑ Ở anot: H2O – 2e → ½ O2 ↑ + 2H+ H2O ⃗ đp H2 ↑ + ½ O2 ↑ (2) Theo bài ra: n(H2 thoát catot) = 1,12/22,4 = 0,05 (mol) ⇒ n(O2 thoát anot (2)) = 0,025 nCu( catot) = n( O2 thoát anot (1)) = 2.(0,05 – 0,025) = 0,05 mol (18) Vậy: mCu(catot) = 0,05.64 = 3,2 gam Chọn đáp án B DẠNG 3: Tính khối lượng các chất điện phân Ví dụ 7: Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl 0,1M và NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A 3860 giây Dung dịch thu sau điện phân có khả hoà tan m gam Al Giá trị lớn m là A 4,05 B 2,70 C 1,35 D 5,40 ( Trích “TSĐH B – 2009”) Giải: n(CuCl2) = 0,05 (mol); n(NaCl) = 0,25 (mol) Phương trình điện phân: 2NaCl + CuSO4 ⃗ đpdd Cu + Na2SO4 + Cl2 ↑ (1) → Mol: 0,1 ← 0,05 0,05 Thời gian điện phân (1) là t1 = 96500.2.0,05/ = 1930 giây Sau phản ứng dư NaCl: n(NaCl dư) = 0,15 mol 2NaCl + 2H2O ⃗ (2) đpdd 2NaOH + Cl2 ↑ + H2 ↑ Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + 3/2 H2 ↑ (3) 1930 Thời gian điện phân (2) là t2 = 3860 – 1930 = 1930 giây ⇒ nNaOH(2) =2nH2= = 0,1 96500 mol Vậy m = 0,1.27 = 2,7 gam Chọn đáp án B Ví dụ 8: Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu m kg Al catot và 67,2 m3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi (dư) thu gam kết tủa Giá trị m là A 108,0 B 75,6 C 54,0 D 67,5 ( Trích “TSĐH B – 2009”) 3+ 2Giải: Al2O3 ⃗ t cao 2Al + 3O Catot: 2Al3+ + 6e → 2A; Anot: 3O2- - 6e → 3/2 O2 Phương trình điện phân : Al2O3 ⃗ đpnc 2Al + 3/2 O2 (1) Nếu điện cực than, anot: C + O2 → CO; CO2 (2) nên anot bị ăn mòn dần Hỗn hợp khí X gồm CO và CO2 ,O2(dư) với tổng số mol là 67,2.1000/22,4 = 3000 (mol) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O (3) Trong 2,24 lít (0,1 mol) hỗn hợp X: nCO2 (3) = nCaCO3 =2/100 = 0,02 (mol) ⇒ nCO = 0,06 (mol); nO2 = 0,02 (mol) Hỗn hợp X gồm nCO2 =nO2(dư)= 600 mol; nCO= 1800mol ⇒ nO2(1) = 600+600+ 900 = 2100 (mol) ⇒ nAl = 4/3.2100 = 2800 (mol) Vậy m = 2800.27 = 75600 gam = 75,6kg Chọn đáp án B DẠNG 4: Tính khối lượng dung dịch và nồng độ dung dịch các chất sau điện phân Ví dụ 9: Điện phân 200ml dung dịch NaCl 1M ( d = 1,15 g/ml) có màng ngăn xốp.Sau thu 1,12 lit khí (ở đktc) thoát catot thì ngừng điện phân.Tính nồng độ % các chất dung dịch sau điện phân Giải: Phương trình điện phân: 2NaCl + 2H2O ⃗ (1) đpdd 2NaOH + Cl2 ↑ + H2 ↑ ↑ ↑ H2O ⃗ H + ½ O (2) đpddNaOH 2 Giả sử có phản ứng (1) xảy và NaCl điện phân hết: n Cl2= nH2 = ½ nNaCl = 0,1 mol Theo đề bài thì nCl2 = nH2 = 0,05 (mol)< 0,1 (mol) ⇒ phản ứng (1) chưa hoàn thành và không xảy phản ứng (2).Dung dịch sau điện phân gồm: 0,1 mol NaOH và 0,1 mol NaCl (dư) Tổng khối lượng dung dịch sau điện phân: m = 1,15.200 – 0,05(71+2) = 226,35 (gam) Vậy: C%(NaOH) = 4/226,35 = 1,767% C%(NaCl) = 5,85/226,35 = 2,584% (19) Ví dụ 10: Điện phân 200ml dung dịch NaCl 1M có màng ngăn xốp sau thu 4,48 lít khí (đktc) thoát catot thì ngừng điện phân Tính nồng độ mol các chất dung dịch sau điện phân (Coi thể tích dung dịch không đổi) Giải: Xảy hai quá trình VD9 Dung dịch sau điện phân có 0,2 mol NaOH Vậy CM(NaOH) = 0,2/ 0,2 = 1(M) C CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM TỰ GIẢI: Dãy các kim loại có thể điều chế phương pháp điện phân dung dịch muối chúng là: A Fe, Cu, Ag B Mg, Zn, Cu C Al, Fe, Cr D Ba, Ag, Au ( Trích “TSĐH A – 2009”) §iÖn ph©n dung dÞch chøa a mol CuSO vµ b mol NaCl ( víi ®iÖn cùc tr¬, cã mµng ng¨n xèp) §Ó dung dÞch sau ®iÖn ph©n lµm phenolphtalein chuyÓn sang mµu hång th× ®iÒu kiÖn cña a vµ b lµ: A b < 2a B b = 2a C b > 2a D 2b = a Trong công nghiệp, natri hiđroxit sản xuất phương pháp: A điện phân dung dịch NaCl, không có màng ngăn điện cực B điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn điện cực C điện phân dung dịch NaNO3 , không có màn ngăn điện cực D điện phân NaCl nóng chảy Cho các ion: Na+, Al3+, Ca2+, Cl-, SO42-, NO3- Các ion không bị điện phân trạng thái dung dịch là: A Na+, Al3+, SO42-, NO3- B Na+, Al3+, SO42-, Cl- C Na+, Al3+, Cl-, NO3- D Al3+, Cu2+, Cl-, NO3- Điện phân ( điện cực trơ, có màng ngăn xốp) dung dịch có chứa các cation: Fe 2+, Fe3+, Cu2+ Thứ tự xảy khử catot là: A Fe2+, Cu2+, Fe3+ B Fe3+, Cu2+, Fe2+ C Fe3+, Fe2+, Cu2+ D Fe2+, Fe3+,Cu2+ Điện phân ( điện cực trơ, có màng ngăn xốp) dung dịch có chứa các anion: S 2-, SO2- Thứ tự xảy oxi hóa anot là: A S2-, OH-, SO42- B S2-, SO42-, OH- C OH-, S2-, SO42- D OH-, SO2-, S2- Cho các dung dịch riêng biệt sau: KCl, NaCl, CaCl 2, Na2SO4, ZnSO4, H2SO4, KNO3, AgNO3, NaOH Dung dịch điện phân thực chất là điện phân nước đó là: A NaOH, NaCl, ZnSO4, KNO3, AgNO3 B NaOH, Na2SO4, H2SO4, KNO3, CaCl2 C NaOH, Na2SO4, H2SO4, KNO3 D Na2SO4, KNO3, KCl Khi điện phân dung dịch NaCl ( điện cực trơ, không có màng ngăn xốp) thì sản phẩm thu gồm: A H2, Cl2, NaOH B H2, Cl2, nước Javen C H2, nước Javen D H2,Cl2, NaOH, nước Javen Cho các dung dịch: KCl, NaCl, CaCl2, Na2SO4, ZnSO4, H2SO4, KNO3, AgNO3, NaOH Sau điện phân, các dung dịch cho môi trường bazơ là: A KCl, KNO3, NaCl, Na2SO4 B KCl, NaCl, CaCl2, NaOH C NaCl, CaCl2, NaOH, H2SO4 D NaCl, NaOH, ZnSO4, AgNO3 10 Phát biểu nào sau đây không đúng? A Khi điện phân các chất nóng chảy thì catot các cation kim loại nhận electron B Khi điện phân các chất nóng chảy thì anot các anion nhường electron C.Khi điện phân thì trên các bề mặt điện cực xảy quá trình oxi hóa – khử D Khi điện phân các dung dịch muối nước thì cực dương bị ăn mòn 11 Điện phân 200ml dung dịch CuSO4 nồng độ x M (điện cực trơ) Sau thời gian thì thấy khối lượng dung dịch giảm gam và để làm kết tủa hết ion Cu 2+ còn dư dung dịch cần dùng 100ml dung dịch NaOH 0,5 M Giá trị x là: A 0,5 B 1,0 C 1,5 D Kết khác (20) 12 Điện phân dung dịch chứa NaOH 0,01M và dung dịch Na 2SO4 0,01M Thể tích dung dịch quá trình điện phân thay đổi không đáng kể pH dung dịch sau điên phân là: A B C.10 D.12 13 Điện phân 400ml dung dịch AgNO3 0,2M và Cu(NO3)2 0,1M ( h= 100%, điện cực Pt) với cường độ dòng điện I = 10A Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, khối lượng Cu thoát bám vào catot là 1,28 gam Giá trị t là: A 1158 B 2316 C 9650 D 4825 14 Điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện là I = 10A thời gian 268 giây Sau điện phân còn lại 100 gam dung dịch NaOH 24% Nồng độ % dung dịch NaOH trước điện phân là: A 20 B 25 C 16 D Kết khác 15 Điện phân 500ml dung dịch AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,2M ( điện cực platin) với cường độ dòng điện I = 10 A.Dung dịch sau điện phân có [H +] = 0,16M.Giả sử hiệu suất điện phân là 100% và thể tích dung dịch không thay đổi Nồng độ mol muối nitrat dung dịch sau điện phân là: A 0,2M B 0,3M C 0,1M D 0,17M BÀI TẬP CHUNG VỀ KIM LOẠI I – BÀI TẬP VỀ XÁC ĐỊNH TÊN KIM LOẠI 1) Có thể tính khối lượng mol nguyên tử kim loại M theo các cách sau: - Từ khối lượng (m) và số mol (n) kim loại → M = m/n - Từ Mhợp chất → Mkim loại - Từ công thức Faraday → M = mnF It (n là số electron trao đổi điện cực) - Từ a < m < b và α < n < β → → tìm M thỏa mãn khoảng xác định đó - Lập hàm số M = f(n) đó n là hóa trị kim loại M (n = 1, 2, 3), bài toán tìm oxit kim loại M xOy thì n = 2y/x→ kim loại M - Với hai kim loại chu kì phân nhóm → tìm → tên kim loại 2) Một số chú ý giải bài tập: - Biết sử dụng số định luật bảo toàn bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn mol electron,… Biết viết các phương trình ion thu gọn, phương pháp ion – electron … - Khi đề bài không cho kim loại M có hóa trị không đổi thì kim loại M tác dụng với các chất khác có thể thể các số oxi hóa khác → đặt kim loại M có các hóa trị khác - Khi hỗn hợp đầu chia làm hai phần không thì phần này gấp k lần phần tương ứng với số mol các chất phần này gấp k lần số mol các chất phần 3) Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Cho 3,024 gam kim loại M tan hết dung dịch HNO loãng, thu 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử nhất, đktc) có tỉ khối H2 22 Khí NxOy và kim loại M là: A NO và Mg B NO2 và Al C N2O và Al D N2O và Fe Hướng dẫn: M(NxOy) = 44 → nN2O = 0,042 mol M → Mn+ + ne Theo đlbt mol electron: ne cho = ne nhận → C 2NO3- + 8e + 10H+ → N2O + 5H2O , 42 M =3,024 → M = 9n → n = và M = 27 → Al → đáp án n (21) Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm Mg và kim loại M Hòa tan hoàn toàn gam hỗn hợp X cần vừa đủ 200 gam dung dịch HCl 7,3 % Mặt khác cho gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với khí Cl cần dùng 5,6 lít Cl2 (ở đktc) tạo hai muối clorua Kim loại M và phần trăm khối lượng nó hỗn hợp X là: A Al và 75 % B Fe và 25 % C Al và 30 % D Fe và 70 % Hướng dẫn: nHCl = 0,4 mol ; nCl2 = 0,25 mol ; nMg = x mol ; nM = y mol 24x + My = (1) - X tác dụng với dung dịch HCl (M thể hóa trị n) → 2x + ny = 0,4 (2) - X tác dụng với Cl2 (M thể hóa trị m) → 2x + my = 0,5 (3) - Từ (2) ; (3) → y(m – n) = 0,1 → m > n → No m = và n = → x = y = 0,1 mol - Từ (1) → M = 56 → Fe và % M = 70 % → đáp án D Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat kim loại kiềm thổ hai chu kì liên tiếp Cho 7,65 gam X vào dung dịch HCl dư Kết thúc phản ứng, cô cạn dung dịch thì thu 8,75 gam muối khan Hai kim loại đó là: A Mg và Ca B Ca và Sr C Be và Mg D Sr và Ba Hướng dẫn: - Đặt công thức chung hai muối là CO3 Phương trình phản ứng: CO3 + 2HCl → - Từ phương trình thấy: mol Cl2 + CO2 + H2O CO3 phản ứng thì khối lượng muối tăng: 71 – 60 = 11 gam - Theo đề bài khối lượng muối tăng: 8,75 – 7,65 = 1,1 gam → có 0,1 mol → + 60 = 76,5 → CO3 tham gia phản ứng = 16,5 → kim loại là Be và Mg → đáp án C Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M (hóa trị II) vào dung dịch HCl dư, thu 3,36 lít khí H2 (ở đktc) Nếu hòa tan 1,0 gam M thì dùng không đến 0,09 mol HCl dung dịch Kim loại M là: A Mg B Zn C Ca D Ni Hướng dẫn: nH2 = 0,15 mol - nX = nH2 = 0,15 mol → X = 40 - Để hòa tan gam M dùng không đến 0,09 mol HCl →2/M< 0,09 → 22,2 < M < 40 < 56 → M là Mg → đáp án A Ví dụ 5: Để hòa tan hoàn toàn 6,834 gam oxit kim loại M cần dùng tối thiểu 201 ml dung dịch HCl 2M Kim loại M là: A Mg B Cu C Al D Fe Hướng dẫn: Gọi công thức oxit là MxOy ; nHCl = nH+ = 0,402 mol - Ta có nO2– (trong oxit) = →M= mol → nMxOy = → No mol → (Mx + 16y) = → Mx = 18y và M = 27 → Al → đáp án C II – BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI NƯỚC, KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ KIỀM 1) Một số chú ý giải bài tập: - Chỉ có kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba tan nước nhiệt độ thường - Các kim loại mà hiđroxit chúng có tính lưỡng tính Al, Zn, Be, Sn, Pb…tác dụng với dung dịch kiềm (đặc) - Nếu đề bài cho nhiều kim loại tác dụng với nước tạo dung dịch kiềm, sau đó lấy dung dịch kiềm tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit thì: + Giải cách viết phương trình ion thu gọn + nOH– = 2nH2 - Nếu đề bài cho hỗn hợp kim loại kiềm kiềm thổ và kim loại M hóa trị n vào nước thì có thể có hai khả (22) năng: + M là kim loại tan trực tiếp (như kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba) + M là kim loại có hiđroxit lưỡng tính (như Al, Zn) M + (4 – n)OH– + (n – 2)H2O → MO2n – + H2 (dựa vào số mol kim loại kiềm kiềm thổ → số mol OH– biện luận xem kim loại M có tan hết không hay tan phần) 2) Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, K, Ba hòa tan hết nước dư tạo dung dịch Y và 5,6 lít khí (ở đktc) Tính V ml dung dịch H2SO4 2M tối thiểu để trung hòa Y A 125 ml B 100 ml C 200 ml D 150 ml Hướng dẫn: nH2 = 0,25 mol Ta có nOH– = 2nH2 mà nOH– = nH+ → nH2SO4 = đáp án A = nH2 = 0,25 mol → V = 0,125 lít hay 125 ml → Ví dụ 2: Thực hai thí nghiệm sau: • Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp Ba và Al vào nước dư, thu 0,896 lít khí (ở đktc) • Thí nghiệm 2: Cũng cho m gam hỗn hợp trên cho vào dung dịch NaOH dư thu 2,24 lít khí (ở đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m là: A 2,85 gam B 2,99 gam C 2,72 gam D 2,80 gam Hướng dẫn: nH2 thí nghiệm = 0,04 < nH2 thí nghiệm = 0,1 mol → thí nghiệm Ba hết, Al dư còn thí nghiệm thì Ba và Al hết - Gọi nBa = x mol và nAl = y mol m gam hỗn hợp - Thí nghiệm 1: Ba + 2H2O → Ba2+ + 2OH– + H2 x→ 2x x Al + OH– + H2O → AlO2– + 2x→ → nH2 = 4x = 0,04 → x = 0,01 mol H2 3x - Thí nghiệm 2: tương tự thí nghiệm ta có: x + = 0,1 → y = 0,06 mol → m = 0,01.137 + 0,06.27 = 2,99 gam → đáp án B Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 7,3 gam hỗn hợp X gồm kim loại Na và kim loại M (hóa trị n không đổi) nước thu dung dịch Y và 5,6 lít khí hiđro (ở đktc) Để trung hòa dung dịch Y cần dùng 100 ml dung dịch HCl 1M Phần trăm khối lượng kim loại M hỗn hợp X là: A 68,4 % B 36,9 % C 63,1 % D 31,6 % Hướng dẫn: nH2 = 0,25 mol ; nHCl = 0,1 mol - Gọi nNa = x mol và nM = y mol → 23x + My = 7,3 (1) - Nếu M tác dụng trực tiếp với nước → nH2 = - Nếu M là kim loại có hiđroxit lưỡng tính (n = 3): → nOH– = 0,5 > nHCl = 0,1 → loại M + (4 – n)OH– + (n – 2)H2O → MO2n – + H2 y (4 – n)y ny/2 (23) - Do OH– dư nên kim loại M tan hết và nOH– dư = x – (4 – n)y mol → x – (4 – n)y = 0,1 (2) và x + ny = 0,5 (3) → y = 0,1 mol - Thay n = vào (1) ; (2) ; (3) → có n = ; x = 0,2 ; M = 27 là thỏa mãn → %M = 36,9 % → đáp án B III – BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT 1) Kim loại tác dụng với dung dịch axit: a) Đối với dung dịch HCl, H2SO4 loãng: M + nH+ Mn+ + n/2H2 (M đứng trước hiđro dãy điện cực chuẩn) b) Đối với H2SO4 đặc, HNO3 (axit có tính oxi hóa mạnh): - Kim loại thể nhiều số oxi hóa khác phản ứng với H 2SO4 đặc, HNO3 đạt số oxi hóa cao - Hầu hết các kim loại phản ứng với H2SO4 đặc nóng (trừ Pt, Au) và H2SO4 đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), đó S+6 H2SO4 bị khử thành S+4 (SO2) ; So S-2 (H2S) - Hầu hết các kim loại phản ứng với HNO3 đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO3 đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), đó N+5 HNO3 bị khử thành N+4 (NO2) - Hầu hết các kim loại phản ứng với HNO3 loãng (trừ Pt, Au), đó N+5 HNO3 bị khử thành N+2 (NO) ; N+1 (N2O) ; No (N2) N-3 (NH4+) c) Kim loại tan nước (Na, K, Ba, Ca,…) tác dụng với axit: có trường hợp - Nếu dung dịch axit dùng dư: có phản ứng kim loại với axit - Nếu axit thiếu thì ngoài phản ứng kim loại với axit (xảy trước) còn có phản ứng kim loại dư tác dụng với nước dung dịch 2) Một số chú ý giải bài tập: - Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H2SO4 loãng (H+ đóng vai trò là chất oxi hóa) thì tạo muối có số oxi hóa thấp và giải phóng H2: M + nH+ → Mn+ + n/2H2 (nH+ = nHCl + 2nH2SO4) - Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H2SO4 loãng, HNO3 → viết phương trình phản ứng dạng ion thu gọn (H+ đóng vai trò môi trường, NO3– đóng vai trò chất oxi hóa) và so sánh các tỉ số số mol ban đầu và hệ số tỉ lượng phương trình xem tỉ số nào nhỏ thì chất đó hết trước (để tính theo) - Các kim loại tác dụng với ion NO3– môi trường axit H+ xem tác dụng với HNO3 - Các kim loại Zn, Al tác dụng với ion NO3– môi trường kiềm OH– giải phóng NH3 4Zn + NO3– + 7OH– → 4ZnO22– + NH3 + 2H2O (4Zn + NO3– + 7OH– + 6H2O → 4[Zn(OH)4]2– + NH3) 8Al + 3NO3– + 5OH– + 2H2O → 8AlO2– + 3NH3 (8Al + 3NO3– + 5OH– + 18H2O → 8[Al(OH)4]– + 3NH3 - Khi hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp axit thì dùng định luật bảo toàn mol electron và phương pháp ion – electron để giải cho nhanh So sánh tổng số mol electron cho và nhận để biện luận xem chất nào hết, chất nào dư - Khi hỗn hợp kim loại đó có Fe tác dụng với H 2SO4 đặc nóng HNO3 cần chú ý xem kim loại có dư không Nếu kim loại (Mg → Cu) dư thì có phản ứng kim loại khử Fe 3+ Fe2+ Ví dụ: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ ; Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+ - Khi hòa tan hoàn hoàn hỗn hợp kim loại đó có Fe dung dịch HNO mà thể tích axit cần dùng là nhỏ → muối Fe2+ - Kim loại có tính khử mạnh ưu tiên phản ứng trước - Nếu đề bài yêu cầu tính khối lượng muối dung dịch, ta áp dụng công thức sau: mmuối = mcation + manion tạo muối = mkim loại + manion tạo muối (manion tạo muối = manion ban đầu – manion tạo khí) (24) - Cần nhớ số các bán phản ứng sau: 2H+ + 2e → H2 SO42– + 2e + 4H+ → SO2 + 2H2O SO42– + 6e + 8H+ → S + 4H2O SO42– + 8e + 10H+ → H2S + 4H2O NO3- + e + 2H+ → NO2 + H2O NO3- + 3e + 4H+ → NO + 2H2O 2NO3- + 8e + 10H+ N2O + 5H2O 2NO3- + 10e + 12H+ → N2 + 6H2O NO3- + 8e + 10H+ → NH4+ + 3H2O - Cần nhớ số mol anion tạo muối và số mol axit tham gia phản ứng: nSO42–tạo muối = Σ nX (a là số electron mà S+6 nhận để tạo sản phẩm khử X) nH2SO4 phản ứng = 2nSO2 + 4nS + 5nH2S nNO3–tạo muối = Σ a.nX (a là số electron mà N+5 nhận để tạo sản phẩm khử X) nHNO3 phản ứng = 2nNO2 + 4nNO + 10nN2O + 12nN2 3) Một số ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 10 %, thu 2,24 lít khí H2 (ở 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 Hướng dẫn: nH2 = nH2SO4 = 0,1 mol → m (dung dịch H2SO4) = 98 gam → m (dung dịch sau phản ứng) = 3,68 + 98 - 0,2 = 101,48 gam → đáp án C Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 14,6 gam hỗn hợp X gồm Al và Sn dung dịch HCl (dư), thu 5,6 lít khí H (ở đktc) Thể tích khí O2 (ở đktc) cần để phản ứng hoàn toàn với 14,6 gam hỗn hợp X là: A 2,80 lít B 1,68 lít C 4,48 lít D 3,92 lít Hướng dẫn: Gọi nAl = x mol ; nSn = y mol → 27x + 119y = 14,6 (1) ; nH = 0,25 mol - Khi X tác dụng với dung dịch HCl: Ví dụ 3: Cho 7,68 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 400 ml dung dịch Y gồm HCl 1M và H 2SO4 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 8,512 lít khí (ở đktc) Biết dung dịch, các axit phân li hoàn toàn thành các ion Phần trăm khối lượng Al X là: A 56,25 % B 49,22 % C 50,78 % D 43,75 % Hướng dẫn: Σ nH+ = 0,8 mol ; nH2 = 0,38 mol → nH+phản ứng = 0,76 mol < 0,8 mol → axit dư, kim loại hết - Gọi nMg = x mol ; nAl = y mol → → đáp án A → % Al = % Ví dụ 4: Cho 0,10 mol Ba vào dung dịch chứa 0,10 mol CuSO và 0,12 mol HCl Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, lọc lấy kết tủa nung nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn Giá trị m là: A 23,3 gam B 26,5 gam C 24,9 gam D 25,2 gam Hướng dẫn: Các phản ứng xảy là: Ba + 2HCl → BaCl2 + H2 BaCl2 + CuSO4 → BaSO4 + CuCl2 (25) 0,06 ←0,12 → 0,06 Ba + 2H2O →Ba(OH)2 + H2 0,04 → 0,04 0,06 → 0,06 0,06 Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4 + Cu(OH)2 0,04 → 0,04 0,04 0,04 Cu(OH)2 CuO + H2O 0,04 0,04 → m (chất rắn) = mBaSO4 + mCuO = (0,06 + 0,04).233 + 0,04.80 = 26,5 gam → đáp án B Ví dụ 5: Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít cần dùng để hoà tan hoàn toàn 18 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu trộn theo tỉ lệ mol : là: (biết phản ứng tạo chất khử là NO) A 1,0 lít B 0,6 lít C 0,8 lít D 1,2 lít Hướng dẫn: nFe = nCu = 0,15 mol - Do thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít → muối Fe2+ → ∑ ne cho = 2.(0,15 + 0,15) = 0,6 mol - Theo đlbt mol electron nH+ = nHNO3 = mol → VHNO = 0,8 lít → đáp án C Ví dụ 6: Hòa tan 9,6 gam Cu vào 180 ml dung dịch hỗn hợp HNO 1M và H2SO4 0,5M, kết thúc phản ứng thu V lít (ở đktc) khí không màu thoát ra, hóa nâu ngoài không khí Giá trị V là: A 1,344 lít B 4,032 lít C 2,016 lít D 1,008 lít Hướng dẫn: nCu = 0,15 mol ; nNO3– = 0,18 mol ; Σ nH+ = 0,36 mol 3Cu + 8H+ + 2NO3– → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,36→ 0,09 → VNO = 0,09.22,4 = 2,016 lít → đáp án C → H+ hết ; Cu dư Do Ví dụ 7: Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H 2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu là lớn Giá trị tối thiểu V là: A 360 ml B 240 ml C 400 ml D 120 ml Hướng dẫn: nFe = 0,02 mol ; nCu = 0,03 mol → Σ ne cho = 0,02.3 + 0,03.2 = 0,12 mol ; nH+ = 0,4 mol ; nNO3– = 0,08 mol (Ion NO3– môi trường H+ có tính oxi hóa mạnh HNO3) - Bán phản ứng: NO3– + 3e + 4H+ → NO + 2H2O Do → kim loại kết và H+ dư 0,12→ 0,16 → nH+ dư = 0,4 – 0,16 = 0,24 mol → Σ nOH– (tạo kết tủa max) = 0,24 + 0,02.3 + 0,03.2 = 0,36 → V = 0,36 lít hay 360 ml → đáp án A Ví dụ 8: Cho 24,3 gam bột Al vào 225 ml dung dịch hỗn hợp NaNO 1M và NaOH 3M khuấy khí ngừng thoát thì dừng lại và thu V lít khí (ở đktc).Giá trị V là: A 11,76 lít B 9,072 lít C 13,44 lít D 15,12 lít Hướng dẫn: nAl = 0,9 mol ; nNO3– = 0,225 mol ; nOH– = 0,675 mol 8Al + 3NO3– + 5OH– + 18H2O → 8[Al(OH)4]– + 3NH3 (1) Bđ: 0,9 0,225 0,675 Pư: 0,6 ← 0,225 → 0,375 0,225 Dư: 0,3 0,3 Al + OH– (dư) + H2O → AlO2– + H2 (2) 0,3 0,3 0,45 Từ (1) ; (2) → V = (0,225 + 0,45).22,4 = 15,12 lít → đáp án D Do → NO3– hết (26) Ví dụ 9: Hòa tan hoàn toàn 100 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu , Ag dung dịch HNO (dư) Kết thúc phản ứng thu 13,44 lít hỗn hợp khí Y gồm NO2, NO, N2O theo tỉ lệ số mol tương ứng là : : và dung dịch Z (không chứa muối NH4NO3) Cô cạn dung dịch Z thu m gam muối khan Giá trị m và số mol HNO đã phản ứng là: A 205,4 gam và 2,5 mol B 199,2 gam và 2,4 mol C 205,4 gam và 2,4 mol D 199,2 gam và 2,5 mol Hướng dẫn: nY = 0,6 mol → nNO2 = 0,3 mol ; nNO = 0,2 mol ; nN2O = 0,1 mol - nNO – tạo muối = nNO 205,4 gam (1) + 3.nNO + 8.nN O = 0,3 + 3.0,2 + 8.0,1 = 1,7 mol → mZ = mKl + mNO - nHNO phản ứng = 2.nNO + 4.nNO + 10.nN - Từ (1) ; (2) → đáp án C O – tạo muối = 100 + 1,7.62 = = 2.0,3 + 4.0,2 + 10.0,1 = 2,4 mol (2) Ví dụ 10: Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO 1M, đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu khí NO (sản phẩm khử nhất) và dung dịch X Dung dịch X có thể hoà tan tối đa m gam Cu Giá trị m là: A 1,92 gam B 3,20 gam C 0,64 gam D 3,84 gam Hướng dẫn: nFe = 0,12 mol → ne cho = 0,36 mol; nHNO3 = 0,4 mol → ne nhận = 0,3 mol - Do ne cho > ne nhận → Fe còn dư → dung dịch X có Fe2+ và Fe3+ - Các phản ứng xảy là: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 0,1 ← 0,4 → 0,1 Fe (dư) + 2Fe3+ → 3Fe2+ 0,02 → 0,04 Cu + 2Fe3+ (dư) → Cu2+ + 2Fe2+ 0,03 ← 0,06 → mCu = 0,03.64 = 1,92 gam → đáp án A Ví dụ 11: Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al dung dịch HNO loãng (dư), thu dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2 Tỉ khối hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18 Cô cạn dung dịch X, thu m gam chất rắn khan Giá trị m là: A 38,34 gam B 34,08 gam C 106,38 gam D 97,98 gam Hướng dẫn: nAl = 0,46 mol → ne cho = 1,38 mol ; nY = 0,06 mol ; Y = 36 - Dễ dàng tính nN2O = nN2 = 0,03 mol → Σ ne nhận = 0,03.(8 + 10) = 0,54 mol < ne cho → dung dịch X còn chứa muối NH4NO3 → nNH4+ = NO3– = - Vậy mX = mAl(NO ) + mNH NO mol = 0,46.213 + 0,105.80 = 106,38 gam → đáp án C (Hoặc có thể tính mX = mKl + mNO – tạo muối + mNH 106,38 gam) = 12,42 + (0,03.8 + 0,03.10 + 0,105.8 + 0,105).62 + 0,105.18 = III – BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI 1) Kim loại tác dụng với dung dịch muối: - Điều kiện để kim loại M đẩy kim loại X khỏi dung dịch muối nó: xM (r) + nXx+ (dd) xMn+ (dd) + nX (r) + M đứng trước X dãy điện cực chuẩn + Cả M và X không tác dụng với nước điều kiện thường + Muối tham gia phản ứng và muối tạo thành phải là muối tan - Khối lượng chất rắn tăng: ∆m↑ = mX tạo – mM tan - Khối lượng chất rắn giảm: ∆m↓ = mM tan – mX tạo - Khối lượng chất rắn tăng = khối lượng dung dịch giảm (27) - Ngoại lệ: + Nếu M là kim loại kiềm, kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) thì M khử H + H2O thành H2 và tạo thành dung dịch bazơ kiềm Sau đó là phản ứng trao đổi muối và bazơ kiềm + Ở trạng thái nóng chảy có phản ứng: 3Na + AlCl3 (khan) → 3NaCl + Al + Với nhiều anion có tính oxi hóa mạnh NO3-, MnO4-,…thì kim loại M khử các anion môi trường axit (hoặc bazơ) - Hỗn hợp các kim loại phản ứng với hỗn hợp dung dịch muối theo thứ tự ưu tiên: kim loại khử mạnh tác dụng với cation oxi hóa mạnh để tạo kim loại khử yếu và cation oxi hóa yếu - Thứ tự tăng dần giá trị khử chuẩn (Eo) số cặp oxi hóa – khử: Mg2+/Mg < Al3+/Al < Zn2+/Zn < Cr3+/Cr < Fe2+/Fe < Ni2+/Ni < Sn2+/Sn < Pb2+/Pb < 2H+/H2 < Cu2+/Cu < Fe3+/Fe2+ < Ag+/Ag < Hg2+/Hg < Au3+/Au 2) Một số chú ý giải bài tập: - Phản ứng kim loại với dung dịch muối là phản ứng oxi hóa – khử nên thường sử dụng phương pháp bảo toàn mol electron để giải các bài tập phức tạp, khó biện luận hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp nhiều muối Các bài tập đơn giản kim loại tác dụng với dung dịch muối, hai kim loại tác dụng với dung dịch muối,…có thể tính toán theo thứ tự các phương trình phản ứng xảy - Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để tính khối lượng kim loại sau phản ứng,… - Từ số mol ban đầu các chất tham gia phản ứng → biện luận các trường hợp xảy - Nếu chưa biết số mol các chất phản ứng thì dựa vào thành phần dung dịch sau phản ứng và chất rắn thu → biện luận các trường hợp xảy - Kim loại khử anion muối môi trường axit (bazơ) thì nên viết phương trình dạng ion thu gọn - Kim loại (Mg → Cu) đẩy Fe3+ Fe2+ Ví dụ: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ ; Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+ - Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag Nếu Fe hết, Ag+ còn dư thì: Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag 3) Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Nhúng kim loại M hóa trị II nặng m gam vào dung dịch Fe(NO 3)2 thì khối lượng kim loại giảm % so với ban đầu Nếu nhúng kim loại trên vào dung dịch AgNO thì khối lượng kim loại tăng 25 % so với ban đầu Biết độ giảm số mol Fe(NO3)2 gấp đôi độ giảm số mol AgNO3 và kim loại kết tủa bám hết lên kim loại M Kim loại M là: A Pb B Ni C Cd D Zn Hướng dẫn: Gọi nFe2+pư = 2x mol → nAg+pư = x mol M + Fe2+ → M2+ + Fe 2x ← 2x → 2x → ∆m↓ = 2x.(M – 56) → %mKl giảm = M + 2Ag+ → M2+ + 2Ag 0,5x ← x → x (1) → ∆m↑ = 0,5x.(216 – M) → %mKl tăng = - Từ (1) ; (2) → (2) → M = 65 → Zn → đáp án D Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp bột các kim loại Ni và Cu vào dung dịch AgNO dư Khuấy kĩ phản ứng kết thúc thu 54 gam kim loại Mặt khác cho m gam hỗn hợp bột các kim loại trên vào dung dịch CuSO dư, khuấy kĩ phản ứng kết thúc, thu kim loại có khối lượng (m + 0,5) gam Giá trị m là: A 15,5 gam B 16 gam C 12,5 gam D 18,5 gam Hướng dẫn: Gọi nNi = x mol ; nCu = y mol có m gam hỗn hợp Ni + 2Ag+ → Ni2+ + 2Ag (1) Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag (2) Ni + Cu2+ → Ni2+ + Cu (3) - Từ (3) → (64 – 59).x = 0,5 → x = 0,1 mol (*) - Từ (1) → nAg(1) = 0,2 mol → mAg(1) = 21,6 gam → mAg(2) = 54 – 21,6 = 32,4 gam → nAg(2) = 0,3 mol → y = 0,15 (28) mol (**) - Từ (*) ; (**) → m = 0,1.59 + 0,15.64 = 15,5 gam → đáp án A Ví dụ 3: Hòa tan hỗn hợp bột kim loại gồm 8,4 gam Fe và 6,4 gam Cu vào 350 ml dung dịch AgNO 2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn Giá trị m là: A 70,2 gam B 54 gam C 75,6 gam D 64,8 gam Hướng dẫn: nFe = 0,15 mol ; nCu = 0,1 ; nAg+ = 0,7 mol Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag (1) 0,15→ 0,3 0,15 0,3 Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag 0,1 → 0,2 0,2 Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag (3) 0,15 → 0,15 0,15 Từ (1) ; (2) → m = (0,3 + 0,2 + 0,15).108 = 70,2 gam → Đáp án A Ví dụ 4: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X và m gam chất rắn Y Giá trị m là: A 2,80 gam B 4,08 gam C 2,16 gam D 0,64 gam Hướng dẫn: nFe = 0,04 mol ; nAg+ = 0,02 mol ; nCu2+ = 0,1 mol Thứ tự các phản ứng xảy là: (Fe2+/Fe < Cu2+/Cu < Fe3+ < Fe2+ < Ag+ < Ag) Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag (1) 0,01← 0,02 → 0,02 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu (2) 0,03→ 0,03 Từ (1) ; (2) → mY = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 gam → đáp án B Ví dụ 5: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg và x mol Zn vào dung dịch chứa mol Cu 2+ và mol Ag+ đến các phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch chứa ba ion kim loại Trong các giá trị sau đây, giá trị nào x thoả mãn trường hợp trên: A 1,8 B 1,5 C 1,2 D 2,0 Hướng dẫn: - Dung dịch chứa ion kim loại → Mg2+, Zn2+, Cu2+ - Σ ne cho = (2,4 + 2x) mol và Σ ne nhận = + 2.2 = mol - Yêu cầu bài toán thỏa mãn Σ ne cho < Σ ne nhận hay (2,4 + 2x) < → x < 1,3 → x =1,2 → đáp án C Ví dụ 6: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO 3)2 0,2M và H2SO4 0,25M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m và V là: A 17,8 và 4,48 B 17,8 và 2,24 C 10,8 và 4,48 D 10,8 và 2,24 Hướng dẫn: nCu2+ = 0,16 mol ; nNO3– = 0,32 mol ; nH+ = 0,4 mol - Các phản ứng xảy là: Fe + 4H+ + NO3– → Fe3+ + NO + 2H2O (1) 0,1 ← 0,4 → 0,1 0,1 0,1 → VNO = 0,1.22,4 = 2,24 lít (*) Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ (2) 0,05 ← 0,1 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu (3) 0,16 ← 0,16 - Từ (1) ; (2) ; (3) → nFepư = 0,1 + 0,05 + 0,16 = 0,31 mol - Hỗn hợp bột kim loại gồm Fe dư và Cu → (m – 0,31.56) + 0,16.64 = 0,6m → m = 17,8 gam (**) - Từ (*) ; (**) → đáp án B IV – BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI (PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM) (29) 1) Một số chú ý giải bài tập: - Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại (Hỗn hợp X) - Thường gặp: + 2Al + Fe2O3 oxit nhôm + kim loại (Hỗn hợp Y) Al2O3 + 2Fe + 2yAl + 3FexOy y Al2O3 + 3xFe + (6x – 4y)Al + 3xFe2O3 6FexOy + (3x – 2y)Al2O3 - Nếu phản ứng xảy hoàn toàn, tùy theo tính chất hỗn hợp Y tạo thành để biện luận Ví dụ: + Hỗn hợp Y chứa kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết + Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phóng H → có Al dư + Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay thì có khả hỗn hợp Y chứa (Al 2O3 + Fe) (Al2O3 + Fe + Al dư) (Al2O3 + Fe + oxit kim loại dư) - Nếu phản ứng xảy không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3, Fe, Al dư và Fe2O3 dư - Thường sử dụng: + Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY + Định luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử): nAl (X) = nAl (Y) ; nFe (X) = nFe (Y) ; nO (X) = nO (Y) 2) Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến phản ứng xảy hoàn toàn , thu hỗn hợp rắn Y Chia Y thành hai phần nhau: • Phần 1: tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư) sinh 3,08 lít khí H2 (ở đktc) • Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH (dư) sinh 0,84 lít khí H (ở đktc) Giá trị m là: A 22,75 gam B 21,40 gam C 29,40 gam D 29,43 gam Hướng dẫn: nH2(1) = 0,1375 mol ; nH2(2) = 0,0375 mol - Hỗn hợp rắn Y tác dụng với NaOH giải phóng H2 → Al dư và vì phản ứng xảy hoàn toàn nên thành phần hỗn hợp rắn Y gồm: Al2O3, Fe và Al dư - Gọi nFe = x mol ; nAl dư = y mol có 1/2 hỗn hợp Y - Từ đề ta có hệ phương trình: - Theo đlbt nguyên tố O và Fe: nAl2O3 = nFe2O3 = = 0,05 mol - Theo đlbt khối lượng: m = (0,05.102 + 0,1.56 + 0,025.27).2 = 22,75 gam → đáp án A Ví dụ 2: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 điều kiện không có không khí Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H2 (ở đktc) Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu 39 gam kết tủa Giá trị m là: A 45,6 gam B 57,0 gam C 48,3 gam D 36,7 gam Hướng dẫn: nH2 = 0,15 mol ; nAl(OH)3 = 0,5 mol - Từ đề suy thành phần hỗn hợp rắn X gồm: Fe, Al2O3 (x mol) và Al dư (y mol) - Các phản ứng xảy là: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] CO2 + Na[Al(OH)4] → Al(OH)3 + NaHCO3 - nH2 = 0,15 mol → y = 0,1 mol - Theo đlbt nguyên tố Al: 2x + y = 0,5 → x = 0,2 mol - Theo đlbt nguyên tố O: nO(Fe O ) = nO(Al O ) → nFe3O4 = mol - Theo đlbt nguyên tố Fe: nFe = 3nF3O4 = 3.0,15 = 0,45 mol - Theo đlbt khối lượng: m = 0,45.56 + 0,2.102 + 0,1.27 = 48,3 gam → đáp án C (30) Ví dụ 3: Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al và oxit sắt Fe xOy (trong điều kiện không có không khí) thu 92,35 gam chất rắn Y Hòa tan Y dung dịch NaOH (dư) thấy có 8,4 lít khí H (ở đktc) thoát và còn lại phần không tan Z Hòa tan 1/2 lượng Z dung dịch H 2SO4 đặc, nóng (dư) thấy có 13,44 lít khí SO2 (ở đktc) thoát Biết các phản ứng xảy hoàn toàn Khối lượng Al 2O3 Y và công thức oxit sắt là: A 40,8 gam và Fe3O4 B 45,9 gam và Fe2O3 C 40,8 gam và Fe2O3 D 45,9 gam và Fe3O4 Hướng dẫn: nH2 = 0,375 mol ; nSO2(cả Z) = 2.0,6 = 1,2 mol - Từ đề suy thành phần chất rắn Y gồm: Fe, Al2O3, Al dư và phần không tan Z là Fe - nH2 = 0,375 mol → nAl dư = 0,25 mol - nSO2 = 1,2 mol → nFe = mol - mAl2O3 = 92,35 – 0,8.56 – 0,25.27 = 40,8 gam (1) → nAl2O3 = 0,4 mol - Theo đlbt nguyên tố O → nO(Fe - Ta có: - Từ (1) ; (2) → đáp án C O ) = 0,4.3 = 1,2 mol → công thức oxit sắt là Fe2O3 (2) Ví dụ 4: Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí) Giả sử xảy phản ứng khử Fe3O4 thành Fe Hòa tan hoàn toàn chất rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 loãng (dư) thu 5,376 lít khí H2 (ở đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và số mol H 2SO4 đã phản ứng là: A 75 % và 0,54 mol B 80 % và 0,52 mol C 75 % và 0,52 mol D 80 % và 0,54 mol Hướng dẫn: nAl = 0,2 mol ; nFe3O4 = 0,075 mol ; nH2 = 0,24 mol - Phản ứng xảy không hoàn toàn: 8Al + 3Fe3O4 x→ 4Al2O3 + 9Fe 0,5x (mol) - Hỗn hợp chất rắn gồm: - Ta có phương trình: + (0,2 – x).3 = 0,24.2 → x = 0,16 mol → Hphản ứng = - nH+phản ứng = 2.nFe + 3.nAl + 6.nAl2O3 + 8.nFe3O4 = 0,36 + 0,12 + 0,48 + 0,12 = 1,08 mol → nH2SO4phản ứng = - Từ (1) ; (2) → đáp án D % (1) mol (2) V – MỘT BÀI TOÁN KINH ĐIỂN 1) Nội dung tổng quát: M hỗn hợp rắn (M, MxOy) M+n + sản phẩm khử m gam m1 gam (n là số oxi hóa cao M) (M là kim loại Fe Cu và dung dịch HNO3 (H2SO4 đặc nóng) lấy vừa đủ dư) - Gọi: nM = x mol ; ne (2) nhận = y mol → ∑ ne nhường = x.n mol (31) - Theo đlbt khối lượng từ (1) → nO = - ∑ ne nhận = ne (oxi) + ne (2) = mol + y = + y mol - Theo đlbt mol electron: ∑ ne nhường = ∑ ne nhận → x.n = - Nhân hai vế với M ta được: (M.x).n = +y + M.y → m.n = → m = →m= (*) - Thay M = 56 (Fe) ; n = vào (*) ta được: m = 0,7.m1 + 5,6.y (1) - Thay M = 64 (Cu) ; n = vào (*) ta được: m = 0,8.m1 + 6,4.y (2) (Khi biết đại lượng m, m1, y ta tính đại lượng còn lại) 2) Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) và dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m là: A 38,72 gam B 35,50 gam C 49,09 gam D 34,36 gam Hướng dẫn: nNO = 0,06 mol → y = 0,06.3 = 0,18 mol Theo công thức (1) ta có: nFe = → mmuối khan = 0,16.242 = 38,72 gam → đáp án A mol → nFe(NO3)3 = 0,16 mol Ví dụ 2: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2 Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X dung dịch H 2SO4 đặc thu V ml khí SO2 (sản phẩm khử đktc) Giá trị V là: A 112 ml B 224 ml C 336 ml D 448 ml Hướng dẫn: Thực chất phản ứng khử các oxit là: H2 + O(oxit) → H2O Vì nO(oxit) = nH2 = 0,05 mol → mFe = 3,04 – 0,05.16 = 2,24 gam Theo công thức (1) ta có: ne nhận (S+6 → S+4) = y = 0,01.22,4 = 0,224 lít hay 224 ml → đáp án B mol → nSO2 = 0,01 mol → V = Ví dụ 3: Nung m gam bột Cu oxi thu 37,6 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO và Cu 2O Hòa tan hoàn toàn X dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thấy thoát 3,36 lít khí (ở đktc) Giá trị m là: A 25,6 gam B 32 gam C 19,2 gam D 22,4 gam Hướng dẫn: nSO2 = 0,15 mol → y = 0,15.2 = 0,3 mol Theo công thức (2) ta có: m = 0,8.37,6 + 6,4.0,3 = 32 gam → đáp án B (32)