(Sáng kiến kinh nghiệm) CHUYÊN đề một số PHƯƠNG PHÁP GIẢI bài tập hóa học

BỘ MÔN: HÓA HỌC TỔ BỘ MÔN: KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRƯỜNG: TRUNG HỌC CƠ SỞ LÝ TỰ TRỌNG NGƯỜI THỰC HIỆN: NGUYỄN DUY ĐỨC ĐIỆN THOẠI: 0976032520 EMAIL: Duyduc128@gmail.com BÌNH XUN, THÁNG 03 NĂM 2014 CHUN ĐỀ BỜI DƯỠNG HSG MỘN HÓA MỤC LỤC Nội dung tra cứu Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng Trang CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA PHẦN I GIỚI THIỆU CHUYÊN ĐỀ Trong năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh phòng giáo dục đào tạo đặc biệt quan tâm, nhà trường bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ Giáo viên phân cơng dạy bồi dưỡng có nhiều cố gắng việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ giao Nhờ số lượng chất lượng đội tuyển học sinh giỏi huyện đạt cấp tỉnh cao Tuy nhiên thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi cịn nhiều khó khăn cho thầy trò Là giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, tiếp xúc với số đồng nghiệp đồng môn, khảo sát từ thực tế thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển nhiều học sinh lúng túng, giải toán biện luận Trong loại tập năm có đề thi tỉnh Từ khó khăn vướng mắc tơi tìm tịi nghiên cứu tìm ngun nhân (nắm kỹ chưa chắc; thiếu khả tư hóa học, …) tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt toán Với lý tơi tìm tịi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài:“MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC” cho học sinh giỏi nhằm giúp cho em HS giỏi có kinh nghiệm việc giải tốn hóa học Qua nhiều năm vận dụng đề tài hệ HS giỏi tự tin giải có hiệu gặp dạng tốn hóa khác I- PHẠM VI NGHIÊN CỨU Do hạn chế thời gian nguồn lực nên mặt không gian đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi huyện Bình Xuyên, tỉnh Vĩnh Phúc Về mặt kiến thức, kỹ năng, đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tập hóa học (chủ yếu tập trung vào hợp chất vô ) Đề tài thực nghiệm từ năm 2008 đến - Năm học 2008 – 2009 trực tiếp tham gia bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi tại trường, trình nghiên cứu giảng dạy nảy sinh vấn đề nghiên cứu từ thu thập tài liệu, xây dựng đề tài bước đầu thử nghiệm - Năm học 2009 – 2010 hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy - Từ năm học 2010 – 2011 đến tiếp tục chỉnh lý bổ sung hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy II- ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tập hóa học 2- Khách thể nghiên cứu : Khách thể nghiên cứu học sinh giỏi lớp 8, đội tuyển HSG Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA PHẦN II NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN NGUN TỚ VÀ KHỚI LƯỢNG 1/ Ngun tắc: Trong phản ứng hoá học, nguyên tố khối lượng chúng bảo tồn Trong mọi q trình biến đổi hố học: Số mol mỡi ngun tố chất bảo tồn Từ suy ra: + Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành + Tổng khối lượng chất trước phản ứng tổng khối lượng chất sau phản ứng 2/ Phạm vi áp dụng: Trong toán xảy nhiều phản ứng, lúc không cần thiết phải viết phương trình phản ứng cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol chất cần xác định chất mà đề cho BÀI TẬP MINH HỌA Bài Cho luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I muối kim loại Hướng dẫn giải: Đặt M KHHH kim loại hoá trị I → 2MCl PTHH: 2M + Cl2  2M(g) (2M + 71)g 9,2g 23,4g ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71) suy ra: M = 23 Kim loại có khối lượng nguyên tử 23 Na Vậy muối thu là: NaCl Bài 2: Hồ tan hồn tồn 3,22g hỡn hợp X gồm Fe, Mg Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu 1,344 lit hiđro (ở đktc) dung dịch chứa m gam muối Tính m? Hướng dẫn giải: → MSO4 + H2 PTHH chung: M + H2SO4  1,344 nH SO = nH = = 0,06 mol 22,4 áp dụng định luật BTKL ta có: mMuối = mX + m H SO - m H = 3,22 + 98 * 0,06 - * 0,06 = 8,98g Bài 3: Có sắt khối lượng 11,2g Một cho tác dụng hết với khí clo, ngâm dung dịch HCl dư Tính khối lượng sắt clorua thu Hướng dẫn giải: PTHH: → 2FeCl3 2Fe + 3Cl2  (1) → FeCl2 + H2 (2) Fe + 2HCl  Theo phương trình (1,2) ta có: Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA 11,2 11,2 nFeCl = nFe = 56 = 0,2mol nFeCl = nFe = 56 = 0,2mol Số mol muối thu ở hai phản ứng khối lượng mol phân tử FeCl3 lớn nên khối lượng lớn mFeCl = 127 * 0,2 = 25,4g mFeCl = 162,5 * 0,2 = 32,5g Bài 4: Hồ tan hỡn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị II III dung dịch HCl dư thu dung dịch A 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu gam muối khác nhau? Hướng dẫn giải: Gọi kim loại hoá trị II III X Y ta có phương trình phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) Số mol CO2 (đktc) ở phương trình là: 0,672 nCO2 = = 0,03mol 22,4 Theo phương trình phản ứng ta thấy số mol CO2 số mol H2O n H 2O = nCO2 = 0,03mol n HCl = 0,03.2 = 0,006mol Như khối lượng HCl phản ứng là: mHCl = 0,06 36,5 = 2,19 gam m m Gọi x khối lượng muối khan ( XCl + YCl3 ) Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 10 + 2,19 = x + 44 0,03 + 18 0,03 => x = 10,33 gam Bài 5: Cho 7,8 gam hỗn hợp kim loại Al Mg tác dụng với HCl thu 8,96 lít H (ở đktc) Hỏi cô cạn dung dịch thu gam muối khan Hướng dẫn giải: Ta có phương trình phản ứng sau: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2↑ Số mol H2 thu là: 8,96 nH = = 0,4mol 22,4 Theo (1, 2) ta thấy số mol HCL gấp lần số mol H2 Nên: Số mol tham gia phản ứng là: n HCl = 0,4 = 0,8 mol Số mol (số mol nguyên tử) tạo muối chính số mol HCl 0,8 mol Vậy khối lượng Clo tham gia phản ứng: mCl = 35,5 0,8 = 28,4 gam Vậy khối lượng muối khan thu là: 7,8 + 28,4 = 36,2 gam Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài Người ta cho từ từ luồng khí CO qua ống sứ đựng 5,44 g hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3,CuO nung nóng, kết thúc phản ứng thu hỗn hợp chất rắn B hỗn hợp khí C Sục hỗn hợp khí C vào dung dịch nước vôi dư thấy có g kết tủa khí D bay Khối lượng chất rắn B thu bao nhiêu? Bài Cho mg hỗn hợp A gồm ba muối XCO3, YCO3 M2CO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng, phản ứng xảy hồn tồn thu 4,48 lít CO2 (đktc), dung dịch B chất rắn C Cô cạn dung dịch B thu 20 g muối khan Nung chất rắn C đến khối lượng khơng đổi thấy có 11,2 lít khí CO2 (đktc) bay chất rắn D có khối lượng 145,2 g m có giá trị bao nhiêu? Bài Hịa tan hồn tồn 3,22g hỡn hợp X gồm Fe, Mg, Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu V lít H2 (đktc) dung dịch chứa m g hỡn hợp muối Y Cho tồn lượng H2 ở từ từ qua ống sứ đựng g hỗn hợp gồm Fe 2O3, CuO nung nóng, thu 3,04g hỡn hợp kim loại m có giá trị bao nhiêu? Bài Nung nóng m g hỗn hợp X gồm ACO BCO3 thu m g hỗn hợp rắn Y 4,48 lít khí CO2 Nung nóng Y đến khối lượng khơng đổi thu thêm khí CO hỗn hợp rắn Z Cho toàn khí CO2 thu nung Y qua dung dịch NaOH dư, sau cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch thu 19,7 g kết tủa Mặt khác cho CO dư qua hỡn hợp Z nung nóng thu 18,4 g hỡn hợp Q 4,48 lít khí CO (đktc) m có giá trị bao nhiêu? Bài Hồ tan hồn tồn hỡn hợp gồm 0,2 mol FeO, 0,3 mol Fe 2O3, 0,4 mol Fe3O4 vào dung dịch HNO3 2M vừa đủ, thu dung dịch muối 5,6 lít khí hỗn hợp khí NO N 2O4 (đktc) có tỉ khối so với H2 33,6 Thể tích dung dịch HNO3 tham gia phản ứng bao nhiêu? Bài Hịa tan hồn tồn hỡn hợp gồm 0,12 mol FeS a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 (vừa đủ), thu dung dịch X (chỉ chứa muối sunfat) khí NO Giá trị a bao nhiêu? Bài Thổi từ từ hỗn hợp khí X gồm CO H qua ống đựng 16,8 g hỗn hợp Y gồm oxit gồm CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng Sau phản ứng hoàn toàn thu m g chất rắn Z hỗn hợp khí T, hỗn hợp T nặng hỗn hợp X 0,32 g Giá trị m bao nhiêu? Bài Khử hồn tồn m g hỡn hợp CuO, Fe 3O4 khí CO ở nhiệt độ cao, thu hỗn hợp kim loại khí CO2 Sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu 20 g kết tủa dung dịch A, lọc bỏ kết tủa, cho Ba(OH)2 dư vào dung dịch A thu 89,1 g kết tủa Nếu dùng H khử hồn tồn m g hỡn hợp cần lít khí H2 (đktc) ? Bài Để khử hồn tồn 27,2 g hỡn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4 Fe2O3 cần vừa đủ 6,72 lít CO (đktc) Khối lượng Fe thu bao nhiêu? Bài 10 Cho từ từ luồng khí CO qua ống sứ đựng m g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 nung nóng, kết thúc phản ứng thu 64g sắt, khí gồm CO CO cho sục qua dung dịch Ca(OH)2 dư 40g kết tủa Vậy m có giá trị bao nhiêu? Bài 11 Khử hoàn toàn 24 g hỗn hợp CuO Fe xOy H2 dư ở nhiệt độ cao thu 17,6 g hỗn hợp hai kim loại Khối lượng nước tạo thành bao nhiêu? Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Bài 12 Để tác dụng hết 5,44 g hỗn hợp CuO, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 cần dùng vừa đủ 90ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, khử ồn tồn 5,44 g hỡn hợp khí CO ở nhiệt độ cao khối lượng sắt thu bao nhiêu? Bài 18 Thổi chậm 2,24 lít (đktc) hỗn hợp X gồm CO H (lấy dư) qua ống sứ đựng 24 g hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe2O3 e3O4 đun nóng Sau kết thúc phản ứng, khối lượng chất rắn lại ống sứ bao nhiêu? Bài 13 Cho hỗn hợp gồm : FeO (0,01 mol), Fe 2O3 (0,02 mol), Fe3O4 (0,03 mol) tan vừa hết dung dịch HNO3 thu ung dịch chứa muối 0,448 lít khí N 2O4 (đktc) Khối lượng muối số mol HNO3 tham gia phản ứng bao nhiêu? Bài 14 Cho 1,1 g hỗn hợp Fe, Al phản ứng với dung dịch HCl thu dung dịch X, chất rắn Y khí Z, để hoà tan hết Y ần số mol H 2SO4 (loãng) lần số mol HCl ở trên, thu dung dịch T khí Z Tổng thể tích khí Z (đktc) sinh rong hai phản ứng 0,896 lít Tổng khối lượng muối sinh hai trường hợp bao nhiêu? Bài 15 Cho 2,48 g hỗn hợp kim loại Fe, Al, Zn phản ứng vừa hết với dung dịch H 2SO4 loãng thu 0,784 lít khí H2 (đktc).Cô cạn dung dịch, khối lượng muối khan thu bao nhiêu? Bài 16 Hoà tan 2,57g hợp kim Cu, Mg, Al lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 loãng thu 1,456 lít khí X (đktc), 1,28g chất rắn Y dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu m g muối khan, m có giá trị bao nhiêu? Bài 17 Cho 17,5 g hỗn hợp gồm kim loại Fe, Al, Zn tan hồn tồn dung dịch H 2SO4 lỗng thu 5,6 lít khí H2 (ở 0oC, atm) Cô cạn dung dịch, khối lượng muối khan thu bao nhiêu? Bài 18 Cho 35g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa hết với dung dịch BaCl Sau phản ứng thu 59,1g kết tủa Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu m g muối clorua Vậy m có giá trị bao nhiêu? Bài 19 Cho 4,48g hỗn hợp chất rắn Na2SO4, K2SO4, (NH4)2SO4 tan vào nước dung dịch A Cho A tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch Ba(NO3)2 0,1M Kết thúc phản ứng thu kết tủa B dung dịch C Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch C thu m(g) muối nitrat Vậy m có giá trị bao nhiêu? Bài 20 Hoà tan hoàn tồn 3,72g hỡn hợp kim loại A, B dung dịch HCl dư thấy tạo 1,344 lít khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu muối khan có khối lượng bao nhiêu? Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA II PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG 1/ Nguyên tắc: So sánh khối lượng chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lượng nó, để từ khối lượng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol chất mà giải yêu cầu đặt 2/ Phạm vị sử dụng: Đối với toán phản ứng xảy thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng kim loại mạnh, không tan nước đẩy kim loại yếu khỏi dung sịch muối phản ứng, Đặc biệt chưa biết rõ phản ứng xảy hoàn toàn hay khơng việc sử dụng phương pháp đơn giản hoá toán BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Nhúng sắt kẽm vào cùng cốc chứa 500 ml dung dịch CuSO Sau thời gian lấy hai kim loại khỏi cốc mỡi có thêm Cu bám vào, khối lượng dung dịch cốc bị giảm 0,22g Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol FeSO Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa nung ngồi khơng khí đến khối lượng không đổi , thu 14,5g chất rắn Số gam Cu bám mỗi kim loại nồng độ mol dung dịch CuSO4 ban đầu bao nhiêu? Hướng dẫn giải: PTHH (1) → FeSO4 + Cu Fe + CuSO4  (2) → ZnSO4 + Cu Zn + CuSO4  Gọi a số mol FeSO4 Vì thể tích dung dịch xem không thay đổi Do tỉ lệ nồng độ mol chất dung dịch chính tỉ lệ số mol Theo ra: CM ZnSO = 2,5 CM FeSO Nên ta có: nZnSO = 2,5 nFeSO Khối lượng sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g) Khối lượng kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g) Khối lượng hai kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g) Mà thực tế cho là: 0,22g Ta có: 5,5a = 0,22 ⇒ a = 0,04 (mol) Vậy khối lượng Cu bám sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g) khối lượng Cu bám kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g) Dung dịch sau phản ứng có: FeSO4, ZnSO4 CuSO4 (nếu có) Ta có sơ đồ phản ứng: NaOH dư FeSO4 a t  → Fe(OH)2 a , kk  → Fe2O3 a (mol) Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA a mFe O = 160 x 0,04 x = 3,2 (g) NaOH dư CuSO4 b t  → Cu(OH)2  → CuO b b (mol) mCuO = 80b = 14,5 - 3,2 = 11,3 (g) ⇒ b = 0,14125 (mol) Vậy ∑ nCuSO ⇒ CM CuSO = ban đầu = a + 2,5a + b = 0,28125 (mol) 0,28125 = 0,5625 M 0,5 Bài 2: Nhúng sắt nặng gam vào 500 ml dung dịch CuSO 2M Sau thời gian lấy sắt cân lại thấy nặng 8,8 gam Xem thể tích dung dịch khơng thay đổi nồng độ mol/lit CuSO4 dung dịch sau phản ứng bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x = (mol) PTHH (1) → FeSO4 + Cu Fe + CuSO4  mol mol 56g 64g làm sắt tăng thêm 64 - 56 = gam Mà theo cho, ta thấy khối lượng sắt tăng là: 8,8 - = 0,8 gam 0,8 Vậy có = 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, có 0,1 mol CuSO4 tham gia phản ứng ⇒ Số mol CuSO4 dư : - 0,1 = 0,9 mol 0,9 Ta có CM CuSO = 0,5 = 1,8 M Bài 3: Dẫn V lit CO2 (đktc) vào dung dịch chứa 3,7 gam Ca(OH) Sau phản ứng thu gam kết tủa Tính V? Hướng dẫn giải: Theo ta có: 3,7 Số mol Ca(OH)2 = = 0,05 mol 74 Số mol CaCO3 = = 0,04 mol 100 PTHH → CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2  - Nếu CO2 khơng dư: Ta có số mol CO2 = số mol CaCO3 = 0,04 mol Vậy V(đktc) = 0,04 * 22,4 = 0,896 lít - Nếu CO2 dư: → CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2   0,05 mol  → 0,05 0,05 ← → Ca(HCO3)2 CO2 + CaCO3 + H2O  Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA  (0,05 - 0,04) mol 0,01 ← Vậy tổng số mol CO2 tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol ⇒ V(đktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lít Bài 4: Hồ tan 20gam hỡn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị I II dung dịch HCl dư thu dung dịch X 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lượng muối khan thu ở dung dịch X Hướng dẫn giải: Gọi kim loại hoá trị A B ta có phương trình phản ứng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2↑ + H2O (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2↑ + H2O (2) Số mol khí CO2 (ở đktc) thu ở là: 4,48 nCO2 = = 0,2mol 22,4 Theo (1) (2) ta nhận thấy cứ mol CO bay tức có mol muối cacbonnat chuyển thành muối Clorua khối lượng tăng thêm 11 gam (gốc CO 60g chuyển thành gốc Cl2 có khối lượng 71 gam) Vậy có 0,2 mol khí bay khối lượng muối tăng là: 0,2 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lượng muối Clorua khan thu là: M(Muối khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam) Bài 5: Hồ tan 10gam hỡn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị II IIIbằng dung dịch HCl dư thu dung dịch A 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu gam muối khác nhau? Hướng dẫn giải: Một toán hố học thường phải có phản ứng hố học xảy mà có phản ứng hố học phải viết phương trình hố học điều khơng thể thiếu Vậy ta gọi hai kim loại có hố trị X Y, ta có phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) Số mol chất khí tạo ở chương trình (1) (2) là: 0,672 n CO2 = = 0,03 mol 22,4 Theo phản ứng (1, 2) ta thấy cứ mol CO bay tức có mol muối Cacbonnat chuyển thành muối clorua khối lượng tăng 71 - 60 = 11 (gam) ( m CO3 = 60 g ; mCl = 71g ) Số mol khí CO2 bay 0,03 mol khối lượng muối khan tăng lên: 11 0,03 = 0,33 (gam) Vậy khối lượng muối khan thu sau cô cạn dung dịch m (muối khan) = 10 + 0,33 = 10,33 (gam) Bài 6: Nhúng kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M Sau thời gian phản ứng, khối lượng M tăng lên 0,40g nồng độ CuSO4 lại 0,1M a/ Xác định kim loại M Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 10 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA 3,36 = 0,3 (mol) (I) 22,4 8,5 M trung bình: M = 0,3 = 28,33 ta có: a + b = Ta thấy 23 < M = 28,33 < 39 Giả sử MA < MB A Na, B K ngược lại mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II) Từ (I, II) ta tính được: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol Vậy mNa = 0,2 * 23 = 4,6 g, mK = 0,1 * 39 = 3,9 g Bài 2: Hồ tan 115,3 g hỡn hợp gồm MgCO RCO3 500ml dung dịch H2SO4 loãng ta thu dung dịch A, chất rắn B 4,48 lít CO (đktc) Cơ cạn dung dịch A thu 12g muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lượng khơng đổi thu 11,2 lít CO (đktc) chất rắn B1 Tính nồng độ mol/lit dung dịch H 2SO4 loãng dùng, khối lượng B, B khối lượng nguyên tử R Biết hỗn hợp đầu số mol RCO gấp 2,5 lần số mol MgCO3 Hướng dẫn giải: Thay hỗn hợp MgCO3 RCO3 chất tương đương M CO3 PTHH → M SO4 + CO2 + H2O (1) M CO3 + H2SO4  0,2 0,2 0,2 0,2 4,48 Số mol CO2 thu là: nCO = 22,4 = 0,2 (mol) Vậy nH SO = nCO = 0,2 (mol) 0,2 ⇒ CM H SO = = 0,4 M 0,5 Rắn B M CO3 dư: → M O + CO2 (2) M CO3  0,5 0,5 0,5 Theo phản ứng (1): từ mol M CO3 tạo mol M SO4 khối lượng tăng 36 gam Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: 115,3 = mB + mmuối tan - 7,2 Vậy mB = 110,5 g Theo phản ứng (2): từ B chuyển thành B1, khối lượng giảm là: mCO = 0,5 * 44 = 22 g Vậy mB = mB - mCO = 110,5 - 22 = 88,5 g Tổng số mol M CO3 là: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol 115,3 Ta có M + 60 = 164,71 ⇒ M = 104,71 0,7 Vì hỡn hợp đầu số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3 24 * + R * 2,5 ⇒ R = 137 Nên 104,71 = 3,5 Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 13 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Vậy R Ba Bài 3: Để hồ tan hồn tồn 28,4 gam hỡn hợp muối cacbonat kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM tạo 6,72 lit khí (đktc) Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu m(g) muối khan Tính giá trị a, m xác định kim loại Hướng dẫn giải: 6,72 nCO = 22,4 = 0,3 (mol) Thay hỗn hợp M CO3 → M Cl2 + CO2 + H2O (1) M CO3 + 2HCl  0,3 0,6 0,3 0,3 Theo tỉ lệ phản ứng ta có: nHCl = nCO = * 0,3 = 0,6 mol 0,6 CM HCl = = 2M 0,3 Số mol M CO3 = nCO = 0,3 (mol) 28,4 Nên M + 60 = = 94,67 0,3 ⇒ M = 34,67 Gọi A, B KHHH kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II, MA < MB Ta có: MA < M = 34,67 < MB để thoả mãn ta thấy 24 < M = 34,67 < 40 Vậy hai kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II là: Mg Ca Khối lượng muối khan thu sau cô cạn là: m = (34,67 + 71)* 0,3 = 31,7 gam BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài 4: Hịa tan 16,8 gam hỡn hợp hai muối cacbonat sunfit cùng kim loại kiềm vào dd HCl dư, thu 3,36 lít hỗn hợp khí (đktc) Xác định CTHH hai muối? Đ/S: Na2CO3 Na2SO3 Bài 5: Dung dịch X chứa 8,36g hỗn hợp hiđroxit hai kim loại kiềm Để trung hòa dd X cần dùng tối thiểu 500 ml dd HNO3 0,55M Biết hiđroxit kim loại có nguyên tử khối lớn chiếm 20% số mol hỗn hợp Xác định CTHH hia kim loại Đ/S: Li K Bài 6: Cho 12,78g hỗn hợp muối NaX NaY (X Y hai halogen ở hai chu kì liên tiếp, X đứng trước Y) vào dd AgNO3 dư thu 25,53g kết tủa Xác định CTPT hai muối % khối lượng muối NaX hỗn hợp đầu Đ/S: NaCl NaBr; %NaCl = 27,46% Bài 7: Hỡn hợp A có khối khối lượng 8,7g gồm hai kim loại X, Y Hịa tan hồn tồn A dd H2SO4 lỗng, dư thấy 6,72 lít (đktc) khí khơng màu Mặt khác đốt cháy hồn tồn A khí Cl2 dư thu 30g hh rắn B Xác định X, Y? Đ/S: Al Ca Bài 8: Hồ tan hồn tồn 12 gam hỡn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) axit HNO3, thu V lít (đktc) hh khí X gồm NO NO2 dd Y (chỉ chứa hai muối axit dư) Tỉ khối X so với H2 19 Hãy xác định V Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 14 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Đ/S: 5,6 lit Bài 9: Cho 1,7 gam hh gồm Zn kim loại X thuộc nhóm IIA tác dụng với dd HCl dư, sinh 0,672 lít H2 (đktc) Mặt khác, cho 1,9g X tác dụng với dd H2SO4 lỗng, dư thể tích khí H2 sinh chưa đến 1,12 lít (đktc) Hãy xác định X Đ/S: Ca + 2Bài 10: Hợp chất X tạo thành từ cation M anion A Mỗi ion nguyên tử nguyên tố tạo nên Tổng số proton M+ 11, tổng số electron A2- 50 Xác định CTPT X Đ/S: (NH4)2SO4 Bài 11: Nhiệt phân hồn tồn 20g hỡn hợp MgCO3, CaCO3, BaCO3 thu 0,22mol khí X Xác định thành phần % khối lượng MgCO3 Đ/S: 52,5% < MgCO3 < 86,75% Bài 12: Cho 7,02 gam hh Al kim loại kiềm thổ thuộc hai chu kì vào dd HCl dư thu 6,496 lít khí (đktc) Nếu lấy riêng lượng Al hỡn hợp cho vào dd NaOH dư thu V lít khí (đktc) Biết 3,136< V < 3,584, pư xảy hoàn toàn Xác định CTPT hia kim loại Đ/S: Mg Ca IV PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH 1) Ngun tắc: Trong phản ứng oxi hóa – khử tổng số mol e mà chất khử cho tổng số mol e mà chất oxi hoá thu vào : ∑ necho = ∑ nenhËn Nếu tốn có nhiều chất oxi hoá nhiều chất khử tham gia sơ đồ phản ứng, trình phản ứng phải qua nhiều giai đoạn áp dụng phương pháp để giải sẽ nhanh kết thu chính xác 2) Các bước áp dụng phương pháp bảo toàn electron sau : – Phải xác định từ chất ban đầu tham gia phản ứng đến chất sản phẩm có chất cho electron số mol chất,có chất nhận e số mol chất (có thể phải đặt ẩn số) – Viết trình cho electron để tính tổng số mol e mà chất khử cho ( ∑ n e cho ) – Viết trình nhận electron để tính tổng số mol e mà oxi hoá nhận vào ( ∑ nenhËn ) – Áp dụng định luật bảo toàn electron : ∑ necho = ∑ nenhËn Đối với hệ trung hoà điện: Nếu hệ tồn tại đồng thời hạt mang điện ta ln có: ∑ n đt(+) = ∑ n đt(–) Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 15 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Với nđt = số mol ion × số đơn vị điện tích ion BÀI TẬP MINH HỌA Bài Hoà tan hết 7,5 g hỡn hợp Al Mg HNO lỗng thu dung dịch A gồm muối 3,36 lít (ở đktc) hỗn hợp khí NO N 2O, khối lượng hỗn hợp khí 5,2 g Hãy tính khối lượng Al Mg hỗn hợp Lời giải Đặt nNO = a(mol) ; nN2O = b(mol) 3,36  = 0,15  a = 0,1mol  a+ b = ⇒ 22,4   b = 0,2mol  30a+ 44b = 5,2  Sơ đồ phản ứng : Al Mg + HNO3  → Al(NO3)3 Mg(NO3)2 + NO N2O + H2O Các chất cho electron : Al : x (mol) ; Mg : y (mol) 3+ Al0  → Al + 3e x 3x ∑ necho = 3x + 2y (mol) 2+ Mg0  → Mg + 2e y 2y Chất nhận electron HNO3 có hai trình nhận e : N+5 + 3e  N+2 (NO) → nenhËn = 0,7 (mol) 0,3 0,1 ¬ 0,1 ∑ N +5 + + 4e (N2O)  → N 0,4 0,1 ¬ 0,05 Áp dụng sự bảo tồn electron ta có : 3x + 2y = 0,7 Phương trình khối lượng : 27x + 24y = 7,5 mAl = 2,7g x = 0,1(mol) ⇒  Giải hệ (1, 2) ⇒  mMg = 4,8g y = 0,2(mol) (1) (2) Bài Hịa tan hồn tồn hỡn hợp gồm 0,06 mol FeS x mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ) thu dung dịch A (chỉ chứa hai muối sunfat) khí NO Tính x Lời giải FeS2  → Fe3+ + 2SO24− 0,06 0,06 0,12 Cu2S  → 2Cu2+ + SO24− a 2a a Theo định luật bảo toàn điện tích ∑ n đt(+) = ∑ n đt(–) ⇒ 3.0,06 + 2.2a = 2.0,12 + 2.a ⇒ a= 0,03(mol) Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 16 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Bài Hoà tan 3,81 g hỗn hợp Zn Fe vào dung dịch HNO thu dung dịch A 1,12 lít hỗn hợp khí D (ở đktc) gồm NO NO2 (giả thuyết NO2 tồn tại ở đktc) Tỉ khối hỗn hợp D so với hiđro 16,75 Tính khối lượng kim loại Fe Zn phản ứng Lời giải nNO = a(mol) ; nNO2 = b(mol) 1,12  = 0,05 a = 0,04(mol) a + b = ⇒ 22,4   b = 0,01(mol) 30a+ 46b = 1,675  NO Fe(NO3)3 Fe + HNO3  + + H2O → NO2 Zn(NO3)2 Zn Các chất cho electron Al : x (mol) ; Zn : y (mol) Fe  → Fe3+ + 3e x 3x ∑ necho = 3x + 2y Zn  → Zn2+ + 2e y Chất nhận electron : HNO3 N+5 + 3e → N+2 ¬ (NO) 0,12 0,04 ¬ 0,04 2y ∑ nenhËn = 0,12+ 0,01= 0,13 N+5 + e  → N+4 ¬ (NO2) 0,01 0,01 ¬ 0,01 Áp dụng sự bảo tồn electron ta có : 3x + 2y = 0,13 (1) Phương trình khối lượng : 56x + 65y = 6,5 – 2,69 = 3,81 (2)  mAl = 0,56g Giải hệ (1, 2)   mMg = 3,25g Bài Hỗn hợp X gồm Fe kim loại M hóa trị khơng đổi Hịa tan hết 2,51 g X dung dịch HCl thấy có 0,896 lít H2 (đktc) bay Nếu hịa tan lượng hỗn hợp X vào dd HNO thu 0,672 lít NO (đktc) Xác định kim loại M Lời giải Gọi nFe = x(mol) ;nM = y(mol) Ta có : 56x + My = 2,51 (I) Các chất cho e Fe ; M Fe  →Fe2+ + 2e x 2x M  →M n+ + ne y ny ∑ ne(cho) = 2x + ny Chất nhận e : 2H+ + 2e  → H2 ∑ ne(nhËn) = 0,08 0,08 0,04 Ta có 2x + ny = 0,08 (II) Tương tự ta có phương trình : 3x + ny = 0,09 (III) Giải biện luận hệ (I), (II) (III) ta MM = 65 ⇒ M lµ Zn Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 17 CHUYÊN ĐỀ BỜI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Bài Hồ tan hoàn toàn 24,3 g Al vào dung dịch HNO lỗng dư thu hỡn hợp khí NO N2O có tỉ khối so với H2 20,25 dung dịch B chứa muối Tính thể tích khí thoát ở đktc Lời giải Sơ đồ phản ứng N2O Al  → + HNO3 Al(NO3)3 + + H2O NO Chất cho electron Al có số mol Al  → Al3+ + 0,9 ⇒ ∑ necho = 2,7mol 24,3 = 0,9(mol) 27 3e 2,7 Chất nhận electron HNO3 N +5 + 3e 3x 2N +5 + 8e  →  → 8y N +2 ¬ NO x x 2N + ¬ N 2O 2y y 3x + 8y = 2,7 x = 0,1 ⇒ ⇒ V = 0,4.22,4 = 8,96 (lít) Ta có  30x + 44y = 40,5.(x + y) y = 0,3 Bài Khi cho m g Fe tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO thu dung dịch muối, 0,1 mol khí NO 0,3 mol khí NO2 Tính m Lời giải Chất cho e Chất nhận e Fe  → Fe3+ + 3e m 56 N +5 + 3e  → N +2 ¬ NO m 56 0,3 N +5 + 0,1 0,1 e  → N +4 ¬ NO2 0,3 0,3 0,3 3m Áp dụng ĐLBT e ⇒ = 0,6 ⇒ m= 11,2g 56 Bài Hoà tan 8,45g Zn vào lít dung dịch HNO 3, thu dung dịch A 2,688 lít hỗn hợp NO N2O4 (đktc) Tính khối lượng lít hỗn hợp khí ở đktc Lời giải NO Zn + HNO3  → Zn(NO3)2 + Đặt nNO = x mol ; nN2O4 = y mol Chất cho electron : Zn (0,13 mol) + H2O N2O4 Chất nhận electron : HNO3 Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 18 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Zn  → Zn2+ + 2e 0,13 0,26 N +5 + 3e  → N +2 3x x N +5 + e  → N +4 2y ∑ ne(cho) = 0,26 = 3x + 2y = ∑ nenhËn (NO) x (N2O4) 2y y (1) Tổng số mol khí x + y = 0,12 (2) tõ (1) vµ (2) ⇒ x =0,02 mol ; y =0,2 mol mhỗn hợp = 0,02.30 + 0,2.92 = 19 (g) ứng với 2,688 lít 19.1 = 7,068g Vậy lít hỡn hợp có khối lượng 2,688 Bài Cho 15,5g hỗn hợp kim loại Al, Cu tác dụng với HNO vừa đủ thu 6,72 lít hỗn hợp hai khí NO, NO2 ( nNO : nNO2 = : 1) hỗn hợp hai muối Tính thành phần % khối lượng Cu Al hỗn hợp A Lời giải Gọi nAl = x(mol) ; nCu = y(mol) Ta có 27x + 64y = 15,5 (I) Theo giả thiết ta tìm nNO = 0,2(mol) ; nNO2 = 0,1(mol) Chất cho e Chất nhận e Al  → Al3+ + 3e x 3x N +5 + 3e  → N +2 (NO) 0,6 0,2 Cu  → Cu2+ + 2e N +5 + e  → N +4 (NO2) y 2y 0,1 0,1 Áp dụng định luật bảo toàn e : 3x + 2y = 0,7 (II) Giải hệ (I) (II) thu x = 0,1 (mol) ; y = 0,2 (mol) ⇒ %mAl = 17,42% ; %mCu = 82,58% Bài Hoà tan 11,2 g Fe dung dịch H 2SO4 (loãng, dư) thu dung dịch X 5,6 lít khí bay ở đktc Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,5M Tính V Lời giải Chất cho e Chất nhận e Fe  → Fe3+ + 3e 0,2 0,6 2H+ + 2e  → H2 0,5 0,25 Mn+7 + 5e  → Mn+2 0,1 ¬ 0,6 − 0,5 ⇒ VKMnO4 = 0,1 = 0,2(lit) 0,5 Bài 10 Để m g Fe ngồi khơng khí thời gian nên bị gỉ (giả sử gỉ sắt toàn oxit sắt) cân nặng 10 g Lượng gỉ sắt làm màu hoàn toàn 200 ml dung dịch KMnO 0,5M dung dịch H2SO4 dư Hãy tính m Lời giải Sơ đồ phản ứng : Fe +O2  → FeOa + KMnO4 + H2SO4  → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 19 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA – Chất cho electron : Fe : Fe  → Fe3+ m 56 m (mol) 56 + 3e m 56 ⇒ ∑ necho = m 56 10 − m (mol) KMnO4 : 0,1 (mol) 16 O + 2e  → O2– 10 − m 10 − m 16 16 +7 Mn + 5e  → Mn+2 0,1 0,5 10 − m ⇒ ∑ ne nhËn = + 0,5 16 Áp dụng sự bảo toàn electron : 10 − m m + 0,5 = ⇒ m = 9,8(g) 16 56 BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Thổi luồng khơng khí qua m(g) bột sắt nung nóng sau thời gian biến thành hỡn hợp A có khối lượng 30g gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho A phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO thấy giải phóng 5,6 lít khí NO (đktc) Tính m Bài Nung nóng 5,6 g bột sắt bình đựng O thu 7,36 g hỡn hợp X gồm Fe, Fe 2O3 Fe3O4 Cho X tan hoàn toàn dung dịch HNO thu V lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO N2O4, tỉ khối Y so với H2 25,33 Tính V Bài Cho 6,64 g hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 vào dung dịch HNO3 lỗng, dư thu V lít hỡn hợp khí B (ở 30 oC, atm) gồm NO, NO (với nNO : nNO2 =2 ) Mặt khác cho luồng khí H2 dư qua hỡn hợp A nung nóng, sau phản ứng hoàn toàn thu 5,04 g Fe Tính thể tích hỗn hợp khí B Bài Cho luồng khí H2 qua ống sứ đựng m g oxit Fe 2O3 ở nhiệt độ cao thời gian, người ta thu 6,72 g hỗn hợp A gồm chất rắn khác Đem hoà tan hoàn tồn hỡn hợp vào dung dịch HNO dư thấy tạo thành 0,448 lít khí B ở đktc (duy nhất) có tỉ khối so với hiđro 15 m có giá trị bao nhiêu? Bài Trộn 60g bột Fe với 30g bột lưu huỳnh đun nóng (trong điều kiện khơng có khơng khí) thu chất rắn X Hoà tan X dung dịch axit H 2SO4 loãng, dư dung dịch B khí C Đốt cháy C cần V lít O2 (đktc) Các phản ứng xảy hồn tồn V có giá trị bao nhiêu? Bài Hỗn hợp X gồm FeS2 MS có số mol (M kim loại hóa trị II) Cho 6,51g X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HNO đun nóng, thu dung dịch Y (chỉ chứa muối sunfat) 13,216 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm NO NO2 có khối lượng 26,34g Tìm M Bài Hoà tan hoàn toàn 12,8g kim loại Cu vào dung dịch HNO loãng, tất khí NO thu đem oxi hố thành NO2 sục vào nước có dòng oxi để chuyển hết thành HNO3 Thể tích khí oxi ở đktc tham gia vào trình bao nhiêu? Bài Chia 5,56 g hỗn hợp gồm Fe kim loại A (có hố trị n) làm hai phần : – Chất nhận electron O : Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA – Phần hoà tan hết dung dịch HCl 1,568 lít hiđro – Phần hồ tan hết dung dịch HNO lỗng thu 1,344 lít khí NO không tạo NH4NO3 Các khí đo ở đktc Tìm A Bài Cho 1,15 g hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO thu hỗn hợp khí gồm 0,1 mol NO vào 0,4 mol NO2 Tính khối lượng muối nitrat tạo dung dịch Bài 10 Cho m g hỗn hợp ba kim loại Al, Fe, Cu tan hoàn toàn dung dịch HNO thu V lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO2 (giả thiết tồn tại NO2 ở đktc) NO (không sinh muối NH4NO3) Tỉ khối D so với hiđro 18,2 Tổng số g muối khan tạo thành theo m V bao nhiêu? Bài 11 Hịa tan hồn tồn hỡn hợp hai kim loại gồm 0,02 mol A (hóa trị II) 0,03 mol B (hóa trị III) cần V ml dung dịch HNO3 2M Sau phản ứng thu V1 lít hỡn hợp hai khí NO N2O có tỉ khối so với H2 15,35 Tính V − Bài 12 Dung dịch X có chứa ion : Cu 2+, Ba2+ , Ca2+ 0,1mol Cl– 0,2mol NO3 Thêm dần V lít dung dịch K2CO3 1M vào dung dịch X đến kết tủa cực đại Tính V Bài 13 Cho 0,04 mol Fe; 0,02 mol Al tác dụng với 100 ml dung dịch X chứa AgNO Cu(NO3)2 thu dung dịch Y 5,84 g chất rắn D gồm kim loại Cho D tác dụng với dung dịch HCl dư 0,448 lít hiđro (đktc) Nồng độ mol muối AgNO Cu(NO3)2 X bao nhiêu? Bài 14 Hồ tan hồn tồn mg hỡn hợp kim loại Al, Fe, Mg dung dịch HCl thấy thoát 13,44 lít khí Cũng lượng hỗn hợp tác dụng với dung dịch CuSO dư, lọc lấy toàn chất rắn thu sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO nóng dư thu V lít khí NO ( ở đktc) Tính thể tích khí NO thu Bài 15 Hồ tan m g hỡn hợp A gồm Fe kim loại R (có hố trị khơng đổi) dung dịch HCl dư thu 1,008 lít khí (đktc) dung dịch chứa 4,575g muối khan Cũng lượng hỡn hợp hịa tan dung dịch chứa hỗn hợp HNO đặc H2SO4 ở nhiệt độ thích hợp thu 0,063 mol khí NO2 0,021 mol khí SO2 Xác định R Bài 16 Cho 23,6g hỗn hợp Cu, Ag tác dụng hết với V lít dung dịch HNO 1M thu hỗn hợp muối 0,5 mol khí NO2 bay Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại hỗn hợp đầu V PHƯƠNG PHÁP DÙNG PHƯƠNG TRÌNH ION RÚT GỌN 1) Nguyên tắc: Bản chất của các phản ứng trao đổi xảy dung dịch chất điện li là phản ứng của các ion với để tạo chất kết tủa, bay hay chất điện li yếu, Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 21 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA 2) Cách áp dụng: Khi cho dung dịch hỗn hợp (X) phản ứng với dung dịch hỡn hợp (Y) thay việc viết nhiều phương trình phản ứng phân tử ta viết phương trình dạng ion rút gọn Sau số sơ đồ minh họa :  HCl  NaOH  – Cho sơ đồ :  H2SO4 +   → hỗn hợp muối + H2O  Ba(OH)2  HNO  Bản chất : H+(axit) + OH–(bazơ) → H2O Ba 2+ + SO24− → BaSO ↓ Khi mơi trường trung tính : ∑ n H+ (axit) = ∑ n OH− (baz¬)  Na2CO3  BaCl   → – Cho sơ đồ (NH4)2CO3 +  CaCl  K CO  Ca2+ + CO 2−  → CaCO3 ↓ Bản chất :  → BaCO3 ↓  Ba2+ + CO32−   Fe  HCl   → Hỗn hợp muối + H2 – Cho sơ đồ:  Mg +   H2SO4(l)  Zn   Fe  Bản chất  Mg +  Al  H+  → Hỗn hợp muối + H2 BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài Cho dung dịch X chứa đồng thời axit H 2SO4 1M HCl 2M vào 200ml dung dịch Y chứa NaOH 1,5 M KOH 1M Khi mơi trường dung dịch trung tính thể tích dung dịch X cần bao nhiêu? Lời giải + Bản chất phản ứng H + OH− → H2O ∑ nH = V.(2.1+ 2) = 4V (mol) ∑ nOH = 0,2.(1,5+ 1) = 0,5(mol) + − Khi môi trường trung tính : 4V = 0,5 ⇒ V= 125 ml Bài Cho 100ml dung dịch A chứa đồng thời axit HCl 1M HNO 2M vào 200ml dung dịch B chứa NaOH 0,8 M KOH x M thu dung dịch C Biết để trung hoà 100ml dung dịch C cần 60ml dung dịch HCl 1M Tính x Lời giải Có axit phản ứng với bazơ Bản chất phản ứng H+ + OH− → H2O Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 22 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA 60.500 ∑ nH = 0,1(1+ 2) + 100.1000.1= 0,6(mol) ∑ nOH = 0,2(0,8+ x)(mol) + − Môi trường trung tính: 0,6 = 0,2(0,8+x) ⇒ x = 2,2M Bài Trộn 100ml dung dịch X gồm KHCO 1M K2CO3 1M với 100ml dung dịch Y gồm NaHCO3 1M Na2CO3 1M thu dung dịch Z Nhỏ từ từ 100ml dung dịch T gồm H 2SO4 2M HCl 1M vào dung dịch Z thu V lít CO2 (đktc) Tính V Lời giải Bản chất phản ứng chất T Z : CO32− + 2H+  → HCO3− HCO3− + H+  → H2O + CO2 Khi cho dung dịch X vào Y thu dung dịch Z có HCO3− 0,2 (mol) CO32− 0,2 (mol) nH+ (ddT) = nHCl + 2nH2SO4 = 0,5(mol) Nhỏ từ từ dung dịch T vào dung dịch Z, phản ứng xảy theo thứ tự : CO32− + H+  → HCO3− 0,2 0,2 Tổng số mol 0,2 ∑ nHCO − = 0,2 + 0,2 = 0,4(mol) nH+ (cònlạ i) = 0,5 0,2 = 0,3(mol) < nHCO− = 0,4(mol) n H+ (d ) = 0,5− 0,2 = 0,3 < n − HCO3 = 0,2 + 0,2 = 0,4(mol) HCO3− + H+  → CO2 ↑ + H2O 0,3 0,3 0,3 Bài Tính thể tích dung dịch chứa HCl 0,5M H2SO4 0,75M cần thiết để hoà tan hoàn toàn 23,2g Fe3O4 Lời giải Bản chất phản ứng hai axit Fe3O4 : 2+ 3+ Fe3O4 + 8H+  → Fe + 2Fe + 4H2O 0,1 0,8 Gọi thể tích dung dịch V : 0,5V + 2V.0,75 = 0,8 ⇒ V = 400 ml Bài Một dung dịch A chứa HCl H2SO4 theo tỉ lệ mol : Cho 100 ml dung dịch A trung hoà vừa đủ với 500ml dung dịch NaOH có chứa 20g NaOH/lít Tổng khối lượng muối thu sau phản ứng bao nhiêu? Lời giải Gọi số mol H2SO4 x (mol) số mol HCl 3x mol Trong 100ml dung dịch A có ∑ nH+ = 5x(mol) Trong 500 ml nNaOH = 20 500 = 0,25(mol) ⇒ 5x = 0,25⇒ x = 0,05(mol) 40 1000 Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 23 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA mmuèi = ∑ mcation + ∑ manion = mNa+ + mCl − + mSO2− = 0,25.23 + 3.0,05.35,5+ 0,05.96= 15,875g Bài Cho 100ml dung dịch A chứa NaCl 1,5M HCl 3M vào 100ml dung dịch B chứa AgNO 1M Pb(NO3)2 1M thu dung dịch C kết tủa D Tính khối lượng kết tủa D Lời giải Bản chất phản ứng xảy A B Ag+ + Cl–  → AgCl ↓ Pb2+ + 2Cl–  → PbCl2 ↓ nCl − = 0,1.(1,5+ 3) = 0,45(mol) = n(− ) nAg+ = 0,1mol ; nPb2+ = 0,1mol ⇒ n(+ ) = 0,1+ 0,1.2 = 0,3(mol) nđt+(A) > nđt-(B) ⇒ ion Cl– dư : mmuối = 108.0,1 + 0,1.207 + 0,3.62 = 50,10 (g) BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Dung dịch A chứa axit HCl a M HNO3 b M Để trung hoà 100 ml dung dịch A cần dùng 200 ml dung dịch hỗn hợp B chứa NaOH 0,05M Ba(OH) 0,15M Mặt khác để kết tủa hoàn tồn ion Cl– có 50ml dung dịch A cần 100ml dung dịch AgNO3 0,1M Xác định giá trị a, b Bài Cho kim loại Fe, Mg tác dụng với 200ml dung dịch A gồm HCl 0,1M, H2SO4 0,2M thu dung dịch B khí C Cho từ từ dung dịch D gồm NaOH 0,3M, KOH 0,1M vào B để tác dụng vừa đủ với chất B thể tích dung dịch D cần dùng bao nhiêu? Bài Để tác dụng vừa đủ với 0,96g hiđroxit kim loại kiềm ở hai chu kì liên tiếp bảng tuần hồn, phải dùng 20ml dung dịch HCl 0,4M H2SO4 0,3M Xác định tên kim loại Bài Hịa tan hỡn hợp hai kim loại Ba Na (dạng hạt nhỏ) vào nước thu dung dịch A 672 ml khí (đktc) Nhỏ từ từ dung dịch FeCl vào dung dịch A dư, lọc kết tủa, rửa sạch, sấy khô nung đến khối lượng không đổi thu m g chất rắn Xác định m Bài Cho 4,64g hỗn hợp A gồm FeO, Fe 2O3, Fe3O4 ( nFeO : nFe2O3 = 1: 1) hoà tan hoàn toàn V lít dung dịch H2SO4 0,2M HCl 0,6M V có giá trị bao nhiêu? Bài Hỗn hợp chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4 FeO (có số mol 0,1 mol) Hòa tan hết X vào dung dịch Y gồm HCl H2SO4 loãng (dư), thu dung dịch Z 1,12 lít khí H (đktc) Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO 3)2 0,5M vào dung dịch Z ngừng khí NO dừng lại Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 dùng bao nhiêu? Bài Cho 12,15 g bột Al vào 100 ml dung dịch hỗn hợp NaNO 1,5M NaOH 3M, khuấy ngừng khí dừng lại Tinh thể tích khí thoát ở đktc Bài Cho 6,4 g Cu tác dụng với 60 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 2M H2SO4 1M, thu V lít khí NO (đktc), phản ứng xảy hoàn toàn Tính V Bài Dung dịch A thể tích 200ml chứa đồng thời hai muối MgCl 0,4M Cu(NO3)2 0,2M Dung dịch B chứa đồng thời KOH 0,16M Ba(OH) 0,02M Thể tích dung dịch B cần để làm kết tủa hết hai ion Mg2+, Cu2+ bao nhiêu? Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 24 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Bài 10 Cho 3,75g hỗn hợp A gồm Mg Al vào 250 ml dung dịch X chứa axit HCl 1M H2SO4 0,5M, dung dịch B 3,92 lít H (đktc) Tính thành phần % khối lượng Mg, Al A Bài 11 Cho hỗn hợp A gồm Mg Al vào 500 ml dung dịch X chứa axit HCl 1M H 2SO4 0,5M, dung dịch B 3,92 lít H (đktc) Thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,2M Ba(OH) 0,1M cần để phản ứng hết với chất B bao nhiêu? Bài 12 Hồ tan hồn tồn mg hỡn hợp X gồm kim loại kiềm A, B kim loại kiềm thổ M vào nước thu dung dịch C 5,6 lít khí H (đktc) Dung dịch D gồm H2SO4 0,1M HCl 0,3M Để trung hoà dung dịch C cần số lít dung dịch D bao nhiêu? Bài 13 Hịa tan hồn tồn 9,65 g hỡn hợp kim loại Fe, Al dung dịch hỗn hợp HCl H2SO4 loãng, kết thúc phản ứng thu 7,28 lít H (đktc) TínhpPhần trăm khối lượng sắt hỗn hợp ban đầu VI PHƯƠNG PHÁP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT 1) Nguyên tắc: Khi gặp tốn có lượng chất đề cho dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , lượng chất đề cho có chứa chung tham số: m (g), V(l), x(mol)…) tốn sẽ có kết không phụ thuộc vào lượng chất cho 2)Phương pháp: Tự chọn lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính tốn, biến tốn từ phức tạp trở nên đơn giản Sau chọn lượng chất thích hợp tốn trở thành dạng bản, việc giải toán lúc sẽ thuận lợi nhiều Lưu ý : Nếu toán khảo sát % m ( % V ) hỡn hợp thường chọn hỡn hợp có khối lượng 100 gam ( 100 lít ) Khi khảo sát PƯHH chọn hệ số làm số mol chất phản ứng BÀI TẬP MINH HỌA Bài Hoà tan lượng oxit kim loại R vào dd H 2SO4 4,9% ( vừa đủ ) thu dung dịch muối có nồng độ 5,87% Xác định CTPT oxit kim loại Giải : Đặt công thức tổng quát oxit R2Ox ( x hố trị R ) Giả sử hồ tan mol R 2Ox R Ox + xH2SO4 → R2 (SO4)x + xH2O 1mol x(mol) 1mol (2MR + 16x) g 98x (g) (2MR + 96x)g Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có : 98.x mdd sau pư = (2M R +16x) + ×100 = (2M R + 2016x)g 4,9 Phương trình nồng độ % dung dịch muối : 2M R + 96x ⋅100% = 5,87 2M R + 2016x Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 25 CHUYÊN ĐỀ BỜI DƯỠNG HSG MỘN HÓA suy ta có MR = 12x Vì x hố trị kim loại oxit bazơ nên : 1≤ x ≤ Biện luận: x MR 12 24 36 48 Vậy kim loại Mg ; oxit kim loại : MgO Bài Cho a gam dung dịch H2SO4 lỗng nồng độ C% tác dụng hồn tồn với hỗn hợp kim loại K Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ) Sau phản ứng, khối lượng khí sinh 0,04694 a (g) Tìm C% Giải : m H 2SO4 = c(gam)  Giả sử a = 100 g ⇒ m H 2O = 100 − c(gam)  m H = 4, 694(gam) Vì hỡn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy phản ứng sau : 2K + H2SO4  + H2 ↑ (1) → K2SO4 Fe + H2SO4  + H2 ↑ (2) → FeSO4 2K (dư) + 2H2O + H2 ↑ (3)  → 2KOH Theo ptpư (1),(2),(3) ta có : C 100 − c 4, 694 ∑n H = ∑n H SO + ×n H O ⇔ 98 + ×( 18 ) = 2 ⇒ 31 C = 760 ⇒ C = 24,5 Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 dùng C% = 24,5% Bài Một loại đá gồm CaCO3; MgCO3 Al2O3 Al2O3 khối lượng muối 86 cacbonat Khi nung đá ở 12000C thu sản phẩm rắn có khối lượng khối lượng đá 10 trước nung Tính % khối lượng mỗi chất đá Hướng dẫn : Cách 1: giả sử khối lượng đá 100g số mol mỗi chất x,y,z ( mol) ⇒ 100x + 84y + 102z = 100 (1) 100x + 84y = 102z (2) Từ (1) (2) ⇒ z = 0,1089 ⇒ %Al2O3 = 11,1% (2) ⇔ 100x + 84y = 88,8 (2’) Rắn sau nung gồm: CaO, MgO, Al2O3 có khối lượng × 100 = 60 gam 10 Từ pthh ⇒ 56x + 40y = 60 - 11,1 = 48,9 ( 3) Giải hệ (2’ 3) : x = 0,78 ; y = 0,125 ⇒ %m = 78,4 % ; 10,5 % Cách 2: giả sử khối lượng đá 100g ⇒ mrắn sau = 60 g ; m Al2O3 = 100 : = 11,1gam 100x + 84y = 100 − 11,1 = 88,9 Viết PTHH : ⇒ hệ phương trình :  giải hệ pt tìm x,y 56x + 40y = 60 − 11,1 = 48,9 Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 26 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Hỡn hợp chứa Fe,FeO, Fe 2O3 Nếu hồ tan hết a gam hỡn hợp HCl lượng H 1% lượng hỡn hợp đem thí nghiệm Nếu khử a (g ) hỗn hợp H đun nóng, dư thu lượng nước 21,15% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm Xác định % mỗi chất hỗn hợp đem thí nghiệm Bài Hoà tan muối cacbonat kim loại M lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 9,8% ( lỗng ) thu dung dịch muối có nồng độ 14,18% Hỏi R kim loại Bài Hỗn hợp NaCl KCl ( hỗn hợp A ) tan nước thành dung dịch Thêm AgNO dư vào A thấy tách lượng kết tủa 229,6% so với lượng A Tìm % mỡi chất A Bài Nung 1,32 a (g) hỗn hợp Mg(OH) Fe(OH) không khí đến khối lượng khơng đổi nhận chất rắn có khối lượng a(g) Tính % mỗi oxit tạo Bài 5* Hỡn hợp X gồm CO 2; CO; H2 có % thể tích a,b,c % khối lượng a’,b’,c’ Đặt x = a' b' c' ;y= ;z= a b c a) Hỏi x,y,z nhỏ hay lớn b) Nếu y =1 tỉ lệ thể tích CO H2 hõn hợp Bài Một lượng vôi bị biến chất gồm CaCO Ca(OH) Nung nóng A ở nhiệt độ cao khối lượng chất rắn cịn lại 60% khối lượng hỡn hợp ba đầu Hãy tính % khối lượng hỗn hợp ban đầu Bài Hỗn hợp NaCl NaBr tác dụng với AgNO dư lượng kết tủa tạo có khối lượng lượng AgNO3 phản ứng Tìm % khối lượng mỡi chất hỡn hợp ban đầu Bài Một hỗn hợp Na, Al, Fe Nếu cho hỡn hợp tác dụng với nước dư thu V lít khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với NaOH dư thu V lít khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với HCl dư V lít khí a/ Tính % khối lượng mỗi chất hỗn hợp b/ Nếu giữ nguyên lượng Al thay Na Fe kim loại hố trị II với lượng ½ tổng khối lượng Na Fe cho tác dụng với HCl dư vẫn thu V lít khí ( thể tích khí đo ở cùng t0, p ) Xác định tên kim loại hoá trị II Bài Một loại đá chứa 80% CaCO3; 10,2% Al2O3 ; 9,8% Fe2O3 Nung đá ở nhiệt độ cao thu chất rắn có khối lượng 78% khối lượng đá trước nung a/ Tính hiệu suất phản ứng phân huỷ CaCO3 b/ Tính % CaO đá sau nung c/ Cần ml dung dịch HCl 0,5M để hoà tan 10 gam đá sau nung, giả sử phản ứng xảy hoàn tồn Bài 10 Cho hỡn hợp Fe, Na( lấy dư ) tác dụng với m(gam ) dung dịch HCl x% thấy có 0,56m(lít) H2 ( đktc) Xác định x % Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng 27 ... gian đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi huyện Bình Xuyên, tỉnh Vĩnh Phúc Về mặt kiến thức, kỹ năng, đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tập hóa học (chủ yếu tập trung vào hợp chất vô ) Đề. .. chắc; thiếu khả tư hóa học, …) tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt tốn Với lý tơi tìm tịi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài:“MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC” cho... sung hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy II- ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tập hóa học 2- Khách