PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH 1 Nguyên tắc: Trong phản ứng oxi hóa – khử thì tổng số mol e mà các chất khử cho đi bằng tổng số mol e mà các chất oxi hoá thu vào : n e cho n e nh[r]
(1)SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC PHÒNG GD&ĐT BÌNH XUYÊN 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: info@123doc.org BÌNH XUYÊN, THÁNG 03 NĂM 2014 (2) 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, các nhà trường và các bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ Giáo viên phân công dạy bồi dưỡng đã có nhiều cố gắng việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ giao Nhờ số lượng và chất lượng đội tuyển học sinh giỏi huyện đạt cấp tỉnh khá cao Tuy nhiên thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi còn nhiều khó khăn cho thầy và trò Là giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, tôi đã tiếp xúc với số đồng nghiệp đồng môn, khảo sát từ thực tế và đã thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển nhiều học sinh còn lúng túng, là giải các bài toán biện luận Trong loại bài tập này năm nào có các đề thi tỉnh Từ khó khăn vướng mắc tôi đã tìm tòi nghiên cứu tìm nguyên nhân (nắm kỹ chưa chắc; thiếu khả tư hóa học, …) và tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt các bài toán Với lý trên tôi đã tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tư liệu và áp dụng đề tài:“MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC” cho học sinh giỏi nhằm giúp cho các em HS giỏi có kinh nghiệm việc giải toán hóa học Qua nhiều năm vận dụng đề tài các hệ HS giỏi đã tự tin và giải có hiệu gặp dạng toán hóa khác I- PHẠM VI NGHIÊN CỨU Do hạn chế thời gian và nguồn lực nên mặt không gian đề tài này 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 bài tập hóa học (chủ yếu tập trung vào các 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 trường, quá trình nghiên cứu giảng dạy nảy sinh vấn đề nghiên cứu từ đó 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 này nghiên cứu số phương pháp giải bài tập hóa học (3) 2- Khách thể nghiên cứu : Khách thể nghiên cứu là học sinh giỏi lớp 8, đội tuyển HSG PHẦN II NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ KHỐI LƯỢNG 1/ Nguyên tắc: Trong phản ứng hoá học, các nguyên tố và khối lượng chúng bảo toàn Trong quá trình biến đổi hoá học: Số mol mỗi nguyên tố các chất bảo toàn Từ đó suy ra: + Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng tổng khối lượng các chất tạo thành + Tổng khối lượng các chất trước phản ứng tổng khối lượng các chất sau phản ứng 2/ Phạm vi áp dụng: Trong các bài toán xảy nhiều phản ứng, lúc này đôi không cần thiết phải viết các phương trình phản ứng và cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol các chất cần xác định và 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 và muối kim loại đó Hướng dẫn giải: Đặt M là KHHH kim loại hoá trị I PTHH: 2M + Cl2 2MCl 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 là Na Vậy muối thu là: NaCl Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu 1,344 lit hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối Tính m? Hướng dẫn giải: PTHH chung: M + H2SO4 MSO4 + H2 1,344 nH SO = nH = 22,4 = 0,06 mol 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 lá sắt khối lượng và 11,2g Một lá cho tác dụng hết với khí clo, lá ngâm dung dịch HCl dư Tính khối lượng sắt clorua thu Hướng dẫn giải: PTHH: (4) 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (1) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2) Theo phương trình (1,2) ta có: 11,2 11,2 nFeCl = nFe = 56 = 0,2mol nFeCl = nFe = 56 = 0,2mol Số mol muối thu ở hai phản ứng trên 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: Hoà tan hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị II và III dung dịch HCl dư thu dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu bao nhiêu gam muối khác nhau? Hướng dẫn giải: Gọi kim loại hoá trị II và III là X và Y ta có phương trình phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) 0,672 SốnCO molCO (đktc) thoát 0ra,03 mol ở phương trình và là: 22,4 Theo phương trình phản ứng và ta thấy số mol CO2 số mol H2O n H 2O nCO2 0,03mol n HCl 0,03.2 0,006mol và Như khối lượng HCl đã phản ứng là: mHCl = 0,06 36,5 = 2,19 gam m m Gọi x là 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 và Mg tác dụng với HCl thu 8,96 lít H (ở đktc) Hỏi cô cạn dung dịch thu bao nhiêu gam muối khan Hướng dẫn giải: Ta có phương trình phản ứng sau: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 8,96 là: Số mol Hn2Hthu được 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 (5) Vậy khối lượng muối khan thu là: 7,8 + 28,4 = 36,2 gam 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 và hỗn hợp khí C Sục hỗn hợp khí C vào dung dịch nước vôi dư thấy có g kết tủa và khí D bay Khối lượng chất rắn B thu là bao nhiêu? Bài Cho mg hỗn hợp A gồm ba muối XCO3, YCO3 và M2CO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, phản ứng xảy hoàn toàn thu 4,48 lít CO2 (đktc), dung dịch B và chất rắn C Cô cạn dung dịch B thu 20 g muối khan Nung chất rắn C đến khối lượng không đổi thấy có 11,2 lít khí CO2 (đktc) bay và chất rắn D có khối lượng 145,2 g m có giá trị là bao nhiêu? Bài Hòa tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu V lít H (đktc) và dung dịch chứa m g hỗn hợp muối Y Cho toàn lượng H2 ở trên từ từ qua ống sứ đựng g hỗn hợp gồm Fe 2O3, CuO nung nóng, thu 3,04g hỗn hợp kim loại m có giá trị là bao nhiêu? Bài Nung nóng m g hỗn hợp X gồm ACO và BCO thu m g hỗn hợp rắn Y và 4,48 lít khí CO2 Nung nóng Y đến khối lượng không đổi thu thêm khí CO và hỗn hợp rắn Z Cho toàn khí CO2 thu nung Y qua dung dịch NaOH dư, sau đó cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch trên thì thu 19,7 g kết tủa Mặt khác cho CO dư qua hỗn hợp Z nung nóng thu 18,4 g hỗn hợp Q và 4,48 lít khí CO (đktc) m có giá trị là bao nhiêu? Bài Hoà tan hoàn toàn hỗn 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 và 5,6 lít khí hỗn hợp khí NO và N 2O4 (đktc) có tỉ khối so với H2 là 33,6 Thể tích dung dịch HNO3 đã tham gia phản ứng là bao nhiêu? Bài Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu 2S vào dung dịch HNO3 (vừa đủ), thu dung dịch X (chỉ chứa muối sunfat) và khí là NO Giá trị a là bao nhiêu? Bài Thổi từ từ hỗn hợp khí X gồm CO và 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 và hỗn hợp khí T, hỗn hợp T nặng hỗn hợp X là 0,32 g Giá trị m là bao nhiêu? Bài Khử hoàn toàn m g hỗn hợp CuO, Fe 3O4 khí CO ở nhiệt độ cao, thu hỗn hợp kim loại và khí CO Sục khí CO vào dung dịch Ca(OH)2 thu 20 g kết tủa và dung dịch A, lọc bỏ kết tủa, cho Ba(OH) dư vào dung dịch A thu 89,1 g kết tủa Nếu dùng H khử hoàn toàn m g hỗn hợp trên thì cần bao nhiêu lít khí H2 (đktc) ? Bài Để khử hoàn toàn 27,2 g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4 và Fe 2O3 cần vừa đủ 6,72 lít CO (đktc) Khối lượng Fe thu là 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 và CO cho sục qua dung dịch Ca(OH)2 dư 40g kết tủa Vậy m có giá trị là bao nhiêu? (6) Bài 11 Khử hoàn toàn 24 g hỗn hợp CuO và Fe xOy H2 dư ở nhiệt độ cao thu 17,6 g hỗn hợp hai kim loại Khối lượng nước tạo thành là bao nhiêu? Bài 12 Để tác dụng hết 5,44 g hỗn hợp CuO, FeO, Fe 2O3 và Fe 3O4 cần dùng vừa đủ 90ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, khử oàn toàn 5,44 g hỗn hợp trên khí CO ở nhiệt độ cao thì khối lượng sắt thu là bao nhiêu? Bài 18 Thổi chậm 2,24 lít (đktc) hỗn hợp X gồm CO và H (lấy dư) qua ống sứ đựng 24 g hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe2O3 và e3O4 đun nóng Sau kết thúc phản ứng, khối lượng chất rắn còn lại ống sứ là 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 và 0,448 lít khí N 2O4 (đktc) Khối lượng muối và số mol HNO3 tham gia phản ứng là 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 và khí Z, để hoà tan hết Y ần số mol H 2SO4 (loãng) lần số mol HCl ở trên, thu dung dịch T và khí Z Tổng thể tích khí Z (đktc) sinh rong hai phản ứng trên là 0,896 lít Tổng khối lượng muối sinh hai trường hợp trên là 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 là 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 và dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu m g muối khan, m có giá trị là bao nhiêu? Bài 17 Cho 17,5 g hỗn hợp gồm kim loại Fe, Al, Zn tan hoàn toàn dung dịch H 2SO4 loãng thu 5,6 lít khí H (ở 0oC, atm) Cô cạn dung dịch, khối lượng muối khan thu là 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 là 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(NO 3)2 0,1M Kết thúc phản ứng thu kết tủa B và dung dịch C Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch C thu m(g) muối nitrat Vậy m có giá trị là bao nhiêu? Bài 20 Hoà tan hoàn toàn 3,72g hỗn 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 là bao nhiêu? (7) 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 này mà giải yêu cầu đặt 2/ Phạm vị sử dụng: Đối với các bài 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 là hoàn toàn hay không thì việc sử dụng phương pháp này càng đơn giản hoá các bài toán BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Nhúng sắt và kẽm vào cùng cốc chứa 500 ml dung dịch CuSO Sau thời gian lấy hai kim loại khỏi cốc thì mỗi 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 FeSO4 Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi , thu 14,5g chất rắn Số gam Cu bám trên mỗi kim loại và nồng độ mol dung dịch CuSO4 ban đầu là bao nhiêu? Hướng dẫn giải: PTHH (1) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu Gọi a là số mol FeSO4 Vì thể tích dung dịch xem không thay đổi Do đó tỉ lệ nồng độ mol các chất dung dịch chính là tỉ lệ số mol Theo bài 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 bài cho là: 0,22g Ta có: 5,5a = 0,22 a = 0,04 (mol) Vậy khối lượng Cu bám trên sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g) và khối lượng Cu bám trên kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g) Dung dịch sau phản ứng và có: FeSO4, ZnSO4 và CuSO4 (nếu có) Ta có sơ đồ phản ứng: NaOH dư FeSO4 t Fe(OH)2 , kk Fe2O3 (8) a mFe O a a (mol) a = 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 ban đầu = a + 2,5a + b = 0,28125 (mol) 0,28125 0,5 CM CuSO = = 0,5625 M Bài 2: Nhúng sắt nặng gam vào 500 ml dung dịch CuSO 2M Sau thời gian lấy lá sắt cân lại thấy nặng 8,8 gam Xem thể tích dung dịch không thay đổi thì nồng độ mol/lit CuSO4 dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x = (mol) PTHH (1) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu mol mol 56g 64g làm sắt tăng thêm 64 - 56 = gam 0Mà ,8 theo bài cho, ta thấy khối lượng sắt tăng là: 8,8 - = 0,8 gam Vậy có = 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, thì có 0,1 mol CuSO4 tham gia phản ứng Số mol CuSO4 còn 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 bài ta có: 3,7 Số mol Ca(OH)2 = 74 = 0,05 mol Số mol CaCO3 = 100 = 0,04 mol PTHH CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O - Nếu CO2 không 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: (9) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,05 mol 0,05 0,05 CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (0,05 - 0,04) mol 0,01 Vậy tổng số mol CO2 đã tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol V(đktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lít Bài 4: Hoà tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị I và II dung dịch HCl dư thu dung dịch X và 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lượng muối khan thu ở dung dịch X Hướng dẫn giải: Gọi kim loại hoá trị và là A và 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 và là: 4,48 nCO2 0,2mol 22,4 Theo (1) và (2) ta nhận thấy mol CO bay tức là có mol muối cacbonnat chuyển thành muối Clorua và khối lượng tăng thêm 11 gam (gốc CO là 60g chuyển thành gốc Cl có khối lượng 71 gam) Vậy có 0,2 mol khí bay thì 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: Hoà tan 10gam hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị II và IIIbằng dung dịch HCl dư thu dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu bao nhiêu gam muối khác nhau? Hướng dẫn giải: Một bài toán hoá học thường là phải có phản ứng hoá học xảy mà có phản ứng hoá học thì phải viết phương trình hoá học là điều không thể thiếu Vậy ta gọi hai kim loại có hoá trị và là X và 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) và (2) là: 0,672 n CO2 22,4 = 0,03 mol Theo phản ứng (1, 2) ta thấy mol CO bay tức là có mol muối Cacbonnat chuyển m 60 g ; mCl 71g thành muối clorua và khối lượng tăng 71 - 60 = 11 (gam) ( CO3 ) Số mol khí CO2 bay là 0,03 mol đó 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) (10) 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 còn lại là 0,1M a/ Xác định kim loại M b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào lit dd chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 , nồng độ mỗi muối là 0,1M Sau phản ứng ta thu chất rắn A khối lượng 15,28g và dd B Tính m(g)? Hướng dẫn giải: a/ theo bài ta có PTHH M + CuSO4 MSO4 + Cu (1) Số mol CuSO4 tham gia phản ứng (1) là: 0,5 ( 0,2 – 0,1 ) = 0,05 mol Độ tăng khối lượng M là: mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40 giải ra: M = 56 , M là Fe b/ ta biết số mol AgNO3 và số mol Cu(NO3)2 Nhưng không biết số mol Fe (chất khử Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mạnh) 0,1 0,1 ( mol ) 2+ Ag Có Tính oxi hoá mạnh Cu nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trước PTHH: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe(NO3)2 Fe + Cu(NO3)2 + Cu (2) + Ta có mốc để so sánh: - Nếu vừa xong phản ứng (1): Ag kết tủa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 chưa phản ứng Chất rắn A là Ag thì ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g - Nếu vừa xong phản ứng (1) và (2) thì đó chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag và 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2 Vậy AgNO3 phản ứng hết, Cu(NO3)2 phản ứng phần và Fe tan hết mCu tạo = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g Vậy số mol Cu = 0,07 mol Tổng số mol Fe tham gia phản ứng là: 0,05 ( ở pư ) + 0,07 ( ở pư ) = 0,12 mol Khối lượng Fe ban đầu là: 6,72g BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Cho 41,2 g hỗn hợp X gồm Na 2CO3, K2CO3 và muối cacbonat kim loại hoá trị tác dụng với dung dịch H2SO4 dư Kết thúc phản ứng thu hỗn hợp Y gồm ba muối sunfat và 8,96 lít khí CO2 (đktc) Khối lượng Y là bao nhiêu? Bài Cho 84,6 g hỗn hợp A gồm BaCl và CaCl vào lít hỗn hợp Na 2CO3 0,3M và (NH4)2CO3 0,8 M Sau các phản ứng kết thúc ta thu 79,1 g kết tủa A và dung dịch B Phần trăm khối lượng BaCl và CaCl A là bao nhiêu? Bài Nhúng nhôm nặng 50g vào 200ml dung dịch CuSO 0,5M Sau thời gian lấy nhôm cân nặng 51,38g Giả sử kim loại thoát bám vào nhôm Khối lượng Cu thoát là bao nhiêu? (11) Bài Lấy đinh sắt nặng 20g nhúng vào dung dịch CuSO bão hòa Sau thời gian lấy đinh sắt sấy khô, cân nặng 20,4g Khối lượng Cu bám trên đinh sắt là bao nhiêu? Bài Hoà tan 10g hỗn hợp muối ACO3 và B2(CO3)3 dung dịch HCl ta thu dung dịch A và 0,672 lít khí bay ở đktc Cô cạn dung dịch A thì thu m(g) muối khan Vậy m có giá trị là bao nhiêu? Bài Nung m g hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat hai kim loại nhóm IIA Sau thời gian thu 2,24 lít khí và chất rắn Y Hòa tan Y vào dung dịch HCl dư thu thêm 4,48 lít khí và dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu 33 g muối khan (các thể tích khí đo ở đktc) Giá trị m là bao nhiêu? Bài Hỗn hợp A gồm 10 g MgCO3, CaCO3 và BaCO3 hoà tan HCl dư thu dung dịch B và khí C Cô cạn dung dịch B 14,4 g muối khan Sục khí C vào dung dịch có chứa 0,3 mol Ca(OH)2 thu số g kết tủa là bao nhiêu? Bài Cho 68g hỗn hợp muối CuSO và MgSO4 tác dụng với 1lít dung dịch chứa KOH 1M và NaOH 0,4M Sau phản ứng thu 37g kết tủa và dung dịch B Vậy phần trăm khối lượng CuSO4 và MgSO4 hỗn hợp ban đầu là bao nhiêu? Bài Nhúng kim loại A (hoá trị II) vào dung dịch CuSO Sau phản ứng khối lượng kim loại A giảm 0,12g Mặt khác kim loại A đó nhúng vào dung dịch AgNO3 dư thì kết thúc phản ứng khối lượng tăng 0,26g Biết số mol A tham gia hai phản ứng Kim loại A là gì? Bài 10 Có dung dịch FeCl2 và CuSO4 có cùng nồng độ mol – Nhúng kim loại vào M (nhóm IIA) vào V lít dung dịch FeCl 2, kết thúc phản ứng khối lượng kim loại tăng 16g – Nhúng cùng kim loại vào V lít dung dịch CuSO kết thúc phản ứng khối lượng kim tăng 20g Giả thiết các phản ứng xảy hoàn toàn và kim loại thoát bám hết vào M Kim loại M là gi ? III PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH 1/ Nguyên tắc: Khi bài toán xảy nhiều phản ứng các phản ứng cùng loại và cùng hiệu suất thì ta thay hỗn hợp nhiều chất thành chất tương đương Lúc đó lượng (số mol, khối lượng hay thể tích) chất tương đương lượng hỗn hợp 2/ Phạm vi sử dụng: Trong vô cơ, phương pháp này áp dụng hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động hay nhiều oxit kim loại, hỗn hợp muối cacbonat, hỗn hợp kim loại phản ứng với nước BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Một hỗn hợp kim loại kiềm A, B thuộc chu kì bảng hệ thống tuần hoàn có khối lượng là 8,5 gam Hỗn hợp này tan hết nước dư cho 3,36 lit khí H (đktc) Tìm hai kim loại A, B và khối lượng mỗi kim loại Hướng dẫn giải: PTHH 2A + 2H2O 2AOH + H2 (1) (12) 2B + 2H2O 2BOH + H2 (2) Đặt a = nA , b = nB 3,36 ta có: a + b = 22,4 = 0,3 (mol) (I) 8,5 M trung bình: M = 0,3 = 28,33 Ta thấy 23 < M = 28,33 < 39 Giả sử MA < MB thì A là Na, B là 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: Hoà tan 115,3 g hỗn hợp gồm MgCO3 và RCO3 500ml dung dịch H2SO4 loãng ta thu dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít CO (đktc) Cô cạn dung dịch A thì thu 12g muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lượng không đổi thì thu 11,2 lít CO (đktc) và chất rắn B1 Tính nồng độ mol/lit dung dịch H 2SO4 loãng đã dùng, khối lượng B, B và 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 và RCO3 chất tương đương M CO3 PTHH M CO3 + H2SO4 M SO4 + CO2 + H2O (1) 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 = 0,5 = 0,4 M Rắn B là M CO3 dư: M CO3 M O + CO2 (2) 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 toàn 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 (13) 115,3 Ta có M + 60 = 0,7 164,71 M = 104,71 Vì hỗn hợp đầu số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3 24 * R * 2,5 3,5 R = 137 Nên 104,71 = Vậy R là Ba Bài 3: Để hoà tan hoàn toàn 28,4 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM và tạo 6,72 lit khí (đktc) Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu m(g) muối khan Tính giá trị a, m và xác định kim loại trên Hướng dẫn giải: 6,72 nCO = 22,4 = 0,3 (mol) Thay hỗn hợp M CO3 M CO3 + 2HCl M Cl2 + CO2 + H2O (1) 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 = 0,3 = 2M Số mol M CO3 = nCO = 0,3 (mol) 28,4 Nên M + 60 = 0,3 = 94,67 M = 34,67 Gọi A, B là 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 đó là: Mg và 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: Hòa tan 16,8 gam hỗn hợp hai muối cacbonat và 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 và 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 và K Bài 6: Cho 12,78g hỗn hợp muối NaX và NaY (X và Y là 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 và % khối lượng muối NaX hỗn hợp đầu Đ/S: NaCl và NaBr; %NaCl = 27,46% (14) Bài 7: Hỗn hợp A có khối khối lượng 8,7g gồm hai kim loại X, Y Hòa tan hoàn toàn A dd H2SO4 loãng, dư thấy thoát 6,72 lít (đktc) khí không màu Mặt khác đốt cháy hoàn toàn A khí Cl2 dư thu 30g hh rắn B Xác định X, Y? Đ/S: Al và Ca Bài 8: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) axit HNO3, thu V lít (đktc) hh khí X gồm NO và NO2 và dd Y (chỉ chứa hai muối và axit dư) Tỉ khối X so với H2 là 19 Hãy xác định V Đ/S: 5,6 lit Bài 9: Cho 1,7 gam hh gồm Zn và 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 loãng, dư thì 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 và anion A Mỗi ion nguyên tử nguyên tố tạo nên Tổng số proton M+ là 11, còn tổng số electron A2- là 50 Xác định CTPT X Đ/S: (NH4)2SO4 Bài 11: Nhiệt phân hoàn toàn 20g hỗn 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 và kim loại kiềm thổ thuộc hai chu kì vào dd HCl dư thu 6,496 lít khí (đktc) Nếu lấy riêng lượng Al hỗn hợp đó cho vào dd NaOH dư thu V lít khí (đktc) Biết 3,136< V < 3,584, các pư xảy hoàn toàn Xác định CTPT hia kim loại Đ/S: Mg và Ca IV PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH 1) Nguyên tắc: Trong phản ứng oxi hóa – khử thì tổng số mol e mà các chất khử cho tổng số mol e mà các chất oxi hoá thu vào : n e cho n e nhËn Nếu bài toán có nhiều chất oxi hoá và nhiều chất khử tham gia sơ đồ phản ứng, quá trình phản ứng phải qua nhiều giai đoạn thì áp dụng phương pháp này để giải sẽ nhanh và kết thu chính xác 2) Các bước áp dụng phương pháp bảo toàn electron sau : – Phải xác định từ các chất ban đầu tham gia phản ứng đến các chất sản phẩm có bao nhiêu chất cho electron và số mol chất,có bao nhiêu chất nhận e và số mol chất (có thể phải đặt ẩn số) n – Viết các quá trình cho electron để tính tổng số mol e mà các chất khử cho ( e cho ) (15) – Viết các quá trình nhận electron để tính tổng số mol e mà các oxi hoá nhận vào ( – Áp dụng định luật bảo toàn electron : n e cho ne nhËn n e nhËn ) Đối với hệ trung hoà điện: Nếu hệ tồn đồng thời các hạt mang điện thì ta luôn có: n đt(+) = n đt(–) Với nđt = số mol ion số đơn vị điện tích ion đó BÀI TẬP MINH HỌA Bài Hoà tan hết 7,5 g hỗn hợp Al và Mg HNO loãng thu dung dịch A gồm muối và 3,36 lít (ở đktc) hỗn hợp khí NO và N 2O, khối lượng hỗn hợp khí là 5,2 g Hãy tính khối lượng Al và Mg hỗn hợp Lời giải n a (mol) ; n N 2O b (mol) Đặt NO 3,36 0,15 a b 22, 30a 44b 5,2 a 0,1mol b 0,2 mol Sơ đồ phản ứng : Al(NO3 )3 Al Mg + HNO3 Mg(NO3 )2 + NO N 2O + H2O Các chất cho electron : Al : x (mol) ; Mg : y (mol) Al0 Al3+ + 3e x ne cho 3x 2y (mol) 3x Mg2+ + 2e Mg0 y 2y Chất nhận electron là HNO3 có hai quá trình nhận e : N+5 + 3e N+2 (NO) n0,7enhË(mol) 0,3 0,1 0,1 N+5 + 4e N+ (N2O) 0,4 0,1 0,05 Áp dụng bảo toàn electron ta có : 3x + 2y = 0,7 Phương trình khối lượng : 27x + 24y = 7,5 m x 0,1(mol) Al 2, 7g y 0, 2(mol) m Mg 4,8g Giải hệ (1, 2) (1) (2) Bài Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,06 mol FeS và x mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ) thu dung dịch A (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí NO Tính x Lời giải (16) FeS Fe3 2SO24 0, 06 0, 06 0,12 Cu S 2Cu 2 SO24 a 2a a n n Theo định luật bảo toàn điện tích đt(+) = đt(–) 3.0, 06 2.2a 2.0,12 2.a a 0, 03(mol) Bài Hoà tan 3,81 g hỗn hợp Zn và Fe vào dung dịch HNO thu dung dịch A và 1,12 lít hỗn hợp khí D (ở đktc) gồm NO và NO2 (giả thuyết NO2 tồn ở đktc) Tỉ khối hỗn hợp D so với hiđro là 16,75 Tính khối lượng kim loại Fe và Zn đã phản ứng Lời giải n NO a (mol) ; n NO2 b (mol) 1,12 0, 05 a b 22, 30a 46b 1, 675 a 0, 04 (mol) b 0, 01 (mol) Fe(NO3 )3 NO Zn(NO3 )2 + NO2 + H2O Zn + HNO3 Các chất cho electron Al : x (mol) ; Zn : y (mol) Fe Fe3+ + 3e Fe x Zn Zn2+ + 2e y Chất nhận electron : HNO3 N+5 + 3e N+2 (NO) 3x n e cho 3x 2y 2y n e nhËn 0,12 0, 01 0,13 0,12 0,04 0,04 N+4 (NO2) N+5 + e 0,01 0,01 0,01 Áp dụng bảo toàn electron ta có : 3x + 2y = 0,13 (1) Phương trình khối lượng : 56x + 65y = 6,5 – 2,69 = 3,81 (2) m Al 0,56g m 3, 25g Giải hệ (1, 2) Mg Bài Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M hóa trị không đổi Hòa tan hết 2,51 g X dung dịch HCl thấy có 0,896 lít H2 (đktc) bay Nếu hòa tan lượng hỗn hợp X trên vào dd HNO thu 0,672 lít NO (đktc) Xác định kim loại M Lời giải Gọi n Fe x (mol) ; n M y (mol) Ta có : 56x + My = 2,51 (I) Các chất cho e là Fe ; M (17) Fe Fe 2e x 2x M M n ne y n e(cho) 2x ny ny Chất nhận e : 2H 2e H2 0, 08 0, 04 n e(nhËn) 0, 08 Ta có 2x + ny = 0,08 (II) Tương tự ta có phương trình : 3x + ny = 0,09 (III) Giải và biện luận hệ (I), (II) và (III) ta MM = 65 M lµ Zn Bài Hoà tan hoàn toàn 24,3 g Al vào dung dịch HNO loãng dư thu hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối so với H là 20,25 và dung dịch B chứa muối Tính thể tích khí thoát ở đktc Lời giải Sơ đồ phản ứng N 2O Al + HNO3 Al(NO3 )3 + + H 2O NO 24,3 0, (mol) Chất cho electron là Al có số mol 27 Al Al3+ + 0,9 n e cho 2, mol 3e 2,7 Chất nhận electron là HNO3 N +5 + 3e 3x 2N +5 + 8e 8y N +2 NO x x 2N + N 2O 2y y 3x 8y 2, x 0,1 V 0, 4.22, 8, 96 30x 44y 40,5.(x y) y 0,3 Ta có (lít) 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 và 0,3 mol khí NO2 Tính m Lời giải Chất cho e Chất nhận e Fe Fe 3 3e m 56 N 5 3e N 2 NO m 56 0, N 5 Áp dụng ĐLBT e 3m 56 = 0,6 m 11, 2g 0,1 e N 4 NO 0, 0,1 0, 0, (18) Bài Hoà tan 8,45g Zn vào lít dung dịch HNO3, thu dung dịch A và 2,688 lít hỗn hợp NO và N2O4 (đktc) Tính khối lượng lít hỗn hợp khí ở đktc Lời giải NO Zn HNO3 Zn(NO3 )2 H 2O N 2O4 Đặt n NO x mol ; n N 2O4 y mol Chất cho electron : Zn (0,13 mol) Zn Zn 2 2e 0,13 0, 26 Chất nhận electron : HNO3 N 5 3e N 2 3x x N 5 e N 4 2y n e(cho) 0, 26 (NO) x (N 2O ) 2y y 3x 2y n e nhËn (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 2, 688 Vậy lít hỗn hợp có khối lượng là 7,068g Bài Cho 15,5g hỗn hợp kim loại Al, Cu tác dụng với HNO3 vừa đủ thu 6,72 lít hỗn hợp n :n 2 : hai khí NO, NO ( NO NO2 ) và hỗn hợp hai muối Tính thành phần % khối lượng Cu và Al hỗn hợp A Lời giải Gọi n Al x (mol) ; n Cu y (mol) Ta có 27x + 64y = 15,5 (I) Theo giả thiết ta tìm Chất cho e Al Al x 3 3e 3x Cu Cu 2 2e n NO 0, (mol) ; n NO2 0,1(mol) Chất nhận e N 5 3e N 2 (NO) 0, 0, 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) và (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 và 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 (19) Fe Fe3 3e 0, 0, 2H 2e 0,5 H2 0, 25 Mn 7 5e Mn 2 0,1 0, 0,5 0,1 VKMnO4 0, 2(lit) 0,5 Bài 10 Để m g Fe ngoài không khí thời gian nên bị gỉ (giả sử gỉ sắt toàn là oxit sắt) cân nặng 10 g Lượng gỉ sắt trên 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 H2 SO4 Fe2 (SO4 )3 MnSO4 H O m (mol) – Chất cho electron : Fe : 56 Fe3+ + 3e Fe m m m n e cho 3 56 56 56 10 m – Chất nhận electron O : 16 (mol) và KMnO4 : 0,1 (mol) + 2e O2– 10 m 10 m 16 16 Mn+2 Mn+7 + 5e 0,1 0,5 10 m n e nhËn 2 0,5 16 Áp dụng bảo toàn electron : 10 m m 0,5 3 m 9,8 (g) 16 56 BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Thổi luồng không khí qua m(g) bột sắt nung nóng sau thời gian biến thành hỗn hợp A có khối lượng 30g gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho A phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 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 hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2O3 và Fe3O4 Cho X tan hoàn toàn dung dịch HNO3 thu V lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO và N2O4, tỉ khối Y so với H2 là 25,33 Tính V Bài Cho 6,64 g hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu V lít hỗn hợp khí B (ở 30 oC, atm) gồm NO, NO2 (với n NO : nNO2 2 ) Mặt khác cho luồng khí H2 dư qua hỗn hợp A nung nóng, sau phản ứng hoàn toàn thu 5,04 g Fe Tính thể tích hỗn hợp khí B O (20) Bài Cho luồng khí H 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 toàn hỗn hợp này vào dung dịch HNO dư thấy tạo thành 0,448 lít khí B ở đktc (duy nhất) có tỉ khối so với hiđro là 15 thì m có giá trị là bao nhiêu? Bài Trộn 60g bột Fe với 30g bột lưu huỳnh đun nóng (trong điều kiện không có không khí) thu chất rắn X Hoà tan X dung dịch axit H 2SO4 loãng, dư dung dịch B và khí C Đốt cháy C cần V lít O2 (đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn thì V có giá trị là bao nhiêu? Bài Hỗn hợp X gồm FeS2 và MS có số mol (M là 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) và 13,216 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm NO và 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 hoá thành NO2 sục vào nước có dòng oxi để chuyển hết thành HNO Thể tích khí oxi ở đktc đã tham gia vào quá trình trên là bao nhiêu? Bài Chia 5,56 g hỗn hợp gồm Fe và kim loại A (có hoá trị n) làm hai phần : – Phần hoà tan hết dung dịch HCl 1,568 lít hiđro – Phần hoà tan hết dung dịch HNO loãng thu 1,344 lít khí NO và 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 NO (giả thiết tồn NO ở đktc) và NO (không sinh muối NH4NO3) Tỉ khối D so với hiđro 18,2 Tổng số g muối khan tạo thành theo m và V là bao nhiêu? Bài 11 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp hai kim loại gồm 0,02 mol A (hóa trị II) và 0,03 mol B (hóa trị III) cần V ml dung dịch HNO 2M Sau phản ứng thu V lít hỗn hợp hai khí NO và N 2O có tỉ khối so với H2 là 15,35 Tính V Bài 12 Dung dịch X có chứa ion : Cu 2+, Ba2+ , Ca2+ và 0,1mol Cl– và 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 và Cu(NO3)2 thu dung dịch Y và 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 các muối AgNO và Cu(NO3)2 X là bao nhiêu? Bài 14 Hoà tan hoàn toàn mg hỗn hợp kim loại Al, Fe, Mg dung dịch HCl thấy thoát 13,44 lít khí Cũng lượng hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO dư, lọc lấy toàn chất rắn thu sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO nóng dư thì thu V lít khí NO ( ở đktc) Tính thể tích khí NO thu Bài 15 Hoà tan m g hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R (có hoá trị không đổi) dung dịch HCl dư thì thu 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch chứa 4,575g muối khan Cũng lượng hỗn hợp trên hòa tan dung dịch chứa hỗn hợp HNO đặc và H2SO4 ở nhiệt độ thích hợp thì thu 0,063 mol khí NO2 và 0,021 mol khí SO2 Xác định R (21) Bài 16 Cho 23,6g hỗn hợp Cu, Ag tác dụng hết với V lít dung dịch HNO 1M thu hỗn hợp muối và 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, 2) Cách áp dụng: Khi cho dung dịch hỗn hợp (X) phản ứng với dung dịch hỗn hợp (Y) thay vì việc viết nhiều phương trình phản ứng các phân tử ta viết các phương trình dạng ion rút gọn Sau đây là số sơ đồ minh họa : HCl NaOH H SO4 HNO Ba(OH)2 hỗn hợp muối + H2O – Cho sơ đồ : + 2 2 H O và Ba SO BaSO Bản chất là : H+ + OH– (axit) (bazơ) n OH (baz¬ ) Khi môi trường trung tính thì : = Na CO3 BaCl (NH )2 CO3 K CO CaCl2 – Cho sơ đồ + Ca CO CaCO3 2 Ba CO32 BaCO3 Bản chất là : Fe HCl Mg Zn H SO (l) – Cho sơ đồ: + Hỗn hợp muối + H2 Fe Mg Al Bản chất là + H Hỗn hợp muối + H2 n H (axit) (22) BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài Cho dung dịch X chứa đồng thời axit H 2SO4 1M và HCl 2M vào 200ml dung dịch Y chứa NaOH 1,5 M và KOH 1M Khi môi trường dung dịch trung tính thì thể tích dung dịch X cần là bao nhiêu? Lời giải H OH H2O Bản chất các phản ứng trên là n H 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 và HNO 2M vào 200ml dung dịch B chứa NaOH 0,8 M và 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 các phản ứng đó là H OH H 2O 60.500 n H 0,1(1 2) 100.1000 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 và K 2CO3 1M với 100ml dung dịch Y gồm NaHCO3 1M và Na2CO3 1M thu dung dịch Z Nhỏ từ từ 100ml dung dịch T gồm H 2SO4 2M và HCl 1M vào dung dịch Z thu V lít CO2 (đktc) Tính V Lời giải Bản chất các phản ứng các chất T và Z là : CO32 2H HCO3 HCO3 H H 2O CO2 Khi cho dung dịch X vào Y thu dung dịch Z có HCO3 0,2 (mol) và CO32 0,2 (mol) n H (dd T) n HCl 2n H2SO4 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 0,2 n HCO3 0,2 0,2 0,4 (mol) Tổng số mol n H (cßn l¹i) 0,5 0,2 0,3(mol) n HCO 0, (mol) n H (d ) 0,5 0, 0,3 n HCO3 0, 0, 0, (mol) HCO3 H CO2 H O 0,3 0,3 0,3 (23) Bài Tính thể tích dung dịch chứa HCl 0,5M và H 2SO4 0,75M cần thiết để hoà tan hoàn toàn 23,2g Fe3O4 Lời giải Bản chất phản ứng hai axit và Fe3O4 là : Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O 0,1 0,8 Gọi thể tích dung dịch là V : 0,5V + 2V.0,75 = 0,8 V = 400 ml Bài Một dung dịch A chứa HCl và H2SO4 theo tỉ lệ mol là : 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 là bao nhiêu? Lời giải Gọi số mol H2SO4 là x (mol) thì số mol HCl là 3x mol n 5x (mol) Trong 100ml dung dịch A có H 20 500 n NaOH 0, 25(mol) 5x 0, 25 x 0, 05(mol) 40 1000 Trong 500 ml m muèi m cation m anion m Na m Cl m SO2 0, 25.23 3.0, 05.35,5 0, 05.96 15,875 g Bài Cho 100ml dung dịch A chứa NaCl 1,5M và HCl 3M vào 100ml dung dịch B chứa AgNO3 1M và Pb(NO3)2 1M thu dung dịch C và kết tủa D Tính khối lượng kết tủa D Lời giải Bản chất các phản ứng xảy A và B là AgCl Ag+ + Cl– PbCl2 Pb2+ + 2Cl– n Cl 0,1.(1,5 3) 0, 45 (mol) n ( ) n Ag 0,1 mol ; n Pb2 0,1 mol 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 và HNO b M Để trung hoà 100 ml dung dịch A cần dùng 200 ml dung dịch hỗn hợp B chứa NaOH 0,05M và Ba(OH) 0,15M Mặt khác để kết tủa hoàn toàn ion Cl– có 50ml dung dịch A cần 100ml dung dịch AgNO 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 và khí C Cho từ từ dung dịch D gồm NaOH 0,3M, KOH 0,1M vào B để tác dụng vừa đủ với các chất B thì thể tích dung dịch D cần dùng là bao nhiêu? Bài Để tác dụng vừa đủ với 0,96g hiđroxit kim loại kiềm ở hai chu kì liên tiếp bảng tuần hoàn, phải dùng 20ml dung dịch HCl 0,4M và H2SO4 0,3M Xác định tên kim loại (24) Bài Hòa tan hỗn hợp hai kim loại Ba và Na (dạng hạt nhỏ) vào nước thu dung dịch A và 672 ml khí (đktc) Nhỏ từ từ dung dịch FeCl vào dung dịch A dư, lọc kết tủa, rửa sạch, sấy khô và nung đến khối lượng không đổi thu m g chất rắn Xác định m n :n 1: Bài Cho 4,64g hỗn hợp A gồm FeO, Fe 2O3, Fe3O4 ( FeO Fe2O3 ) hoà tan hoàn toàn V lít dung dịch H2SO4 0,2M và HCl 0,6M V có giá trị là bao nhiêu? Bài Hỗn hợp chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4 và FeO (có số mol là 0,1 mol) Hòa tan hết X vào dung dịch Y gồm HCl và H2SO4 loãng (dư), thu dung dịch Z và 1,12 lít khí H (đktc) Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO 3)2 0,5M vào dung dịch Z ngừng khí NO thoát thì dừng lại Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 đã dùng là bao nhiêu? Bài Cho 12,15 g bột Al vào 100 ml dung dịch hỗn hợp NaNO 1,5M và NaOH 3M, khuấy ngừng khí thoát thì 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 HNO 2M và 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 và Cu(NO 3)2 0,2M Dung dịch B chứa đồng thời KOH 0,16M và Ba(OH) 0,02M Thể tích dung dịch B cần để làm kết tủa hết hai ion Mg2+, Cu2+ là bao nhiêu? Bài 10 Cho 3,75g hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 250 ml dung dịch X chứa axit HCl 1M và H2SO4 0,5M, dung dịch B và 3,92 lít H (đktc) Tính thành phần % khối lượng Mg, Al A Bài 11 Cho hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 500 ml dung dịch X chứa axit HCl 1M và H 2SO4 0,5M, dung dịch B và 3,92 lít H (đktc) Thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,2M và Ba(OH) 0,1M cần để phản ứng hết với các chất B là bao nhiêu? Bài 12 Hoà tan hoàn toàn mg hỗn hợp X gồm kim loại kiềm A, B và kim loại kiềm thổ M vào nước thu dung dịch C và 5,6 lít khí H (đktc) Dung dịch D gồm H2SO4 0,1M và HCl 0,3M Để trung hoà dung dịch C cần số lít dung dịch D là bao nhiêu? Bài 13 Hòa tan hoàn toàn 9,65 g hỗn hợp kim loại Fe, Al dung dịch hỗn hợp HCl và 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 các bài toán có lượng chất đề cho dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , các lượng chất đề cho có chứa chung tham số: m (g), V(l), x(mol)…) thì các bài toán này sẽ có kết không phụ thuộc vào lượng chất đã cho 2)Phương pháp: Tự chọn lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản Sau đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành dạng bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi nhiều Lưu ý : Nếu bài toán khảo sát % m ( % V ) hỗn hợp thì thường chọn hỗn hợp có khối lượng 100 gam ( 100 lít ) (25) Khi khảo sát PƯHH thì 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 ) thì thu dung dịch muối có nồng độ 5,87% Xác định CTPT oxit kim loại Giải : Đặt công thức tổng quát oxit là R2Ox ( x là hoá trị R ) Giả sử hoà 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 toàn khối lượng ta có : 98.x mdd sau pö (2 M R 16 x) 100 (2 M R 2016 x)g ,9 Phương trình nồng độ % dung dịch muối là : M R 96 x 100% 5,87 M R 2016 x suy ta có MR = 12x Vì x là hoá trị kim loại oxit bazơ nên : 1 x Biện luận: x MR 12 24 36 48 Vậy kim loại là Mg ; oxit kim loại là : MgO Bài Cho a gam dung dịch H2SO4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp kim loại K và Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ) Sau phản ứng, khối lượng khí sinh là 0,04694 a (g) Tìm C% Giải : m H 2SO4 c(gam) m H 2O 100 c(gam) m H 4, 694(gam) Giả sử a = 100 g Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy các phản ứng sau : K2SO4 2K + H2SO4 + H2 FeSO4 2KOH 2K (dư) + 2H2O Theo các ptpư (1),(2),(3) ta có : n H n H SO n H O Fe + H2SO4 (1) + H2 (2) + H2 (3) C 100 c 4, 694 + ( ) 98 18 31 C = 760 C = 24,5 Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 đã dùng là C% = 24,5% (26) Bài Một loại đá gồm CaCO 3; MgCO3 và Al2O3 đó Al2O3 khối lượng muối cacbonat Khi nung đá ở 1200 C thu sản phẩm rắn có khối lượng 10 khối lượng đá trước nung Tính % khối lượng mỗi chất đá Hướng dẫn : Cách 1: giả sử khối lượng đá là 100g số mol mỗi chất là x,y,z ( mol) 100x + 84y + 102z = 100 (1) 100x + 84y = 102z (2) Từ (1) và (2) z = 0,1089 %Al2O3 = 11,1% (2) 100x + 84y = 88,8 (2’) Rắn sau nung gồm: CaO, MgO, Al2O3 có khối lượng 10 100 = 60 gam Từ pthh 56x + 40y = 60 - 11,1 = 48,9 ( 3) Giải hệ (2’ và 3) : x = 0,78 ; y = 0,125 %m = 78,4 % ; 10,5 % Cách 2: giả sử khối lượng đá là 100g mrắn sau = 60 g ; m Al2O3 100 : 11,1gam 100x 84y 100 11,1 88,9 Viết PTHH : hệ phương trình : 56x 40y 60 11,1 48,9 giải hệ pt tìm x,y BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Hỗn hợp chứa Fe,FeO, Fe 2O3 Nếu hoà tan hết a gam hỗn hợp HCl thì lượng H thoát 1% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm Nếu khử a (g ) hỗn hợp H đun nóng, dư thì 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% ( loãng ) thu dung dịch muối có nồng độ 14,18% Hỏi R là kim loại nào Bài Hỗn hợp NaCl và KCl ( hỗn hợp A ) tan nước thành dung dịch Thêm AgNO dư vào A thì thấy tách lượng kết tủa 229,6% so với lượng A Tìm % mỗi chất A Bài Nung 1,32 a (g) hỗn hợp Mg(OH) và Fe(OH)2 không khí đến khối lượng không đổi nhận chất rắn có khối lượng a(g) Tính % mỗi oxit tạo Bài 5* Hỗn hợp X gồm CO 2; CO; H2 có % thể tích là a,b,c và % khối lượng x a' b' c' ;y ;z a b c là a’,b’,c’ Đặt a) Hỏi x,y,z nhỏ hay lớn b) Nếu y =1 thì tỉ lệ thể tích CO và H2 hõn hợp nào Bài Một lượng vôi bị biến chất gồm CaCO và Ca(OH)2 Nung nóng A ở nhiệt độ cao thì khối lượng chất rắn còn lại 60% khối lượng hỗn hợp ba đầu Hãy tính % khối lượng hỗn hợp ban đầu Bài Hỗn hợp NaCl và NaBr tác dụng với AgNO dư thì lượng kết tủa tạo có khối lượng lượng AgNO3 đã phản ứng Tìm % khối lượng mỗi chất hỗn hợp ban đầu Bài Một hỗn hợp Na, Al, Fe (27) Nếu cho hỗn hợp tác dụng với nước dư thì thu V lít khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với NaOH dư thì thu V lít khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với HCl dư thì V lít khí a/ Tính % khối lượng mỗi chất hỗn hợp b/ Nếu giữ nguyên lượng Al còn thay Na và Fe kim loại hoá trị II với lượng ½ tổng khối lượng Na và Fe cho tác dụng với HCl dư thì vẫn thu V lít khí ( các thể tích khí đo ở cùng t0, p ) Xác định tên kim loại hoá trị II Bài Một loại đá chứa 80% CaCO 3; 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 bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,5M để hoà tan 10 gam đá sau nung, giả sử phản ứng xảy hoàn toàn Bài 10 Cho hỗn hợp Fe, Na( lấy dư ) tác dụng với m(gam ) dung dịch HCl x% thì thấy có 0,56m(lít) H2 ( đktc) Xác định x % MỤC LỤC Nội dung tra cứu Trang PHẦN I GIỚI THIỆU CHUYÊN ĐỀ .3 I- PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 II- ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: PHẦN II NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ KHỐI LƯỢNG .4 II PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG III PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH 12 IV PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH .15 V PHƯƠNG PHÁP DÙNG PHƯƠNG TRÌNH ION RÚT GỌN 22 VI PHƯƠNG PHÁP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT 25 (28)