Khoảng biến thiên: Thường có 2 loại: Loại 1: Hỏi giá trị nằm trong khoảng nào Loại 2: Xác định lượng chất dựa vào thứ tự và khả năng phản ứng Câu 1: Chia 68,8 gam hỗn hợp X gồm Fe và một[r]
(1)GV: Nguyễn Ngọc Thành - THCS Võ Liệt BUỔI 11: Thứ ngày 23 tháng năm 2016 BÀI TẬP TỔNG HỢP VÔ CƠ Chia phần, khoảng biến thiên, tự chọn lượng chất Bài tập khởi động: Có kim loại A và B khối lượng nguyên tử số hạng a và b ( a, b khác không và a>b) Khối lượng nguyên tử A là ab và khối lượng nguyên tử B là ba Hiệu hai số khối lượng nguyên tử nhỏ 10 Tổng số hai khối lượng nguyên tử nằm khoảng từ 100 đến 140 hãy xác định kim loại A và B HD giải: Khối lượng nguyên tử A là ab = 10a + b ; Khối lượng nguyên tử B là ba = 10b + a Ta có : 10a + b - 10b – a < 10 9(a-b) < 10 => a – b < 1,1 Mà a và b là số tự nhiên vậy: a – b =1 Mặt khác : 100 < 10a + b + 10b + a < 140 100 < 11(a + b) < 140 Thay a = b + 100 < 11(2b + 1) < 140 => 89 < 22b < 129 => 4,045 < b < 5,86 b = 5, a = A là Zn, B là Fe Câu 2: Hợp chất A tạo kim loại M có hóa trị không đổi và phi kim X (nằm chu kì 3, nhóm VIA) Lấy 13 g A chia làm phần - Phần 1: Tác dụng với oxi tạo khí Y - Phần 2: tác dụng với dd HCl dư tạo khí Z Trộn Y và Z thu 7,68 gam kết tủa vàng và còn lại chất khí mà gặp nước clo tạo dd B Cho dung dịch B tác dụng với AgNO3 thu 22,96 gam kết tủa Xác định công thức A Giả sử Ag2SO4 tan hoàn toàn nước Giải X nằm chu kì nhóm VIA → X là S Gọi M2Sx là công thức A Phần tác dụng với O2, khí tạo thành là SO2 Phần tác dụng với HCl dư khí tạo thành là H2S Trộn X và Y, kết tủa vàng là S n(S) = 7,68/32 = 0,24mol 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O 0,16 0,08 0,24 n(AgCl) = 22,96/143,5 = 0,16mol HCl + AgNO3 → AgCl + HNO3 0,16 0,16 TH1: khí còn dư là SO2 SO2 + Cl2 + 2H2O → 2HCl + H2SO4 0,08 0,16 Gọi x là số mol M2Sn Áp dụng ĐLBT với nguyên tố S ta có: x.n = n(H2S) + Σn(SO2) = 0,16 + 0,08 + 0,08 → x = 0,32/n M(M2Sx) = 2M + 32n = m(M2Sx)/n(M2Sx) = 13/(0,32/n) → 2M + 32n = 325n/8 (là giá trị lẻ nên loại) Vậy khí còn dư là H2S: H2S + 4H2O + 4Cl2 → 8HCl + H2SO4 0,02 0,16 Áp dụng ĐLBT với nguyên tố S ta có: x.n = n(SO2) + Σn(H2S) = 0,08 + 0,16 + 0,02 → x = 0,26/n M(M2Sx) = 2M + 32n = m(M2Sx)/n(M2Sx) = 13/(0,26/n) → M = 9n Thay n = → 4, ta được: n = 3, M = 27 M là Al Vậy công thức A là Al2S3 Câu 3: Dung dịch X và Y chứa HCl với nồng độ mol tương ứng là C1, C2 đó C1 > C2 Trộn 150 ml dung dịch X với 500ml dung dịch Y dung dịch Z Để trung hòa 1/10 dung dịch Z cần 10ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và Ba(OH) 0,25M Mặt khác lấy V1 lít dung dịch X chứa 0,05 mol HCl trộn với V2 lít dung dịch Y chứa 0,15 mol axit 1,1 lít dung dịch (2) Hãy xác định C1, C2, V1, V2 n NaOH 0, 01.1 0, 01 (mol); n Ba(OH)2 Phương trình hóa học: HCl NaOH NaCl H 2O Giải: 0, 01.0, 25 0, 0025 (mol) (1) Mol : 0,01 0,01 2HCl+Ba(OH) BaCl2 2H O (2) Mol : 0,005 0,0025 0,15C1 0,5C 10.(0, 01 0, 005) 0,15 C2 0,3 0,3C1 (*) Mặt khác, ta có: V1 + V2 = 1,1 (lít) 0, 05 0,15 0, 05 0,15 V1 ; V2 1,1 C1 C C1 C2 Thay (*) vào (**) ta được: 0, 05 0,15 1,1 C1 0,3 0,3C1 0,33C12 0,195C1 0, 015 0 C1 0,5M C = 1/11 M * Với C1 = 0,5 M C2 = 0,3 – 0,3.0,5=0,15 (M) (thỏa mãn vì C1 > C2) 0, 05 0,15 V1 0,1 (lít); V2 1 (lít) 0,5 0,15 Với C1 = 1/11 M C2 = 0,3 – 0,3.1/11 = 3/11 (loại vì đó C1 < C2) (3) Câu 5: Một hỗn hợp gồm kim loại Na, Al và Fe Nếu cho hỗn hợp vào nước phản ứng xong thì thu V lít khí Nếu cho lượng hỗn hợp đó vào dung dịch NaOH (dư) đến phản ứng xong thu V lít khí Với lượng hỗn hợp đó cho vào dung dịch HCl (dư) đến phản ứng xong thì thu V lít khí Viết các phương trình phản ứng xẩy Xác định tỷ lệ số mol các kim loại có hỗn hợp? Biết khí thu các trường hợp trên điều kiện chuẩn Giải: Các phương trình phản ứng - Khi cho hỗn hợp vào nước: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1) 2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 Khi cho hỗn hợp vào dd NaOH: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (2) 2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 - Khi cho hỗn hợp vào dd HCl: (4) - (3) (4) 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Gọi x, y, z là số mol Na, Al, Fe có hỗn hợp; Sau phản ứng kết thúc khí thoát là H2 Gọi n là số mol H2 7 có V lít khí Số mol H2 có V lít là n; 9 có V lít là n x x n x 0,5n Dựa vào pt (1) và (2) ta có : 2 x y n Theo (3) và (4) ta có : 2 Thay x = 0,5n vào tính y = n x yz n Theo (5), (6) và (7) ta có: 2 Thay x, y vào tính z = 0,5n Vậy tỷ lệ số mol Na, Al, Fe có hỗn hợp là : 0,5n : n : 0,5n = 1:2:1 (5) (6) (7) Câu 6: A là hỗn hợp gồm CuO, Al2O3 và Fe3O4 Để hoà tan 4,94 gam A cần 360 ml dung dịch HCl 0,5M Nếu lấy 0,2 mol hỗn hợp A cho tác dụng với với H2 dư nhiệt độ cao thì sau phản ứng thu 5,4 gam H2O Tính % khối lượng chất A HD giải : Gọi x,y,z là số mol oxit hỗn hợp ban đầu 80x + 232y + 102z = 4,94 (g) (I) nHCl = 2x + 8y + 6z = 0,18 ( mol) (II) Giả sử phần 0,2 mol gấp K lần số mol hỗn hợp ban đầu thì ta có Kx+Ky+Kz = 0,2 (1) 5, 0,3(mol ) Ta có : Kx + 4Ky = nH20 = 18 (2) Lấy (2)/(1) để khử K ta được: x – 5y + 3z = (III) Giải hệ PT với (I,II,III ) Câu 2: Cho hỗn hợp bột X có khối lượng 93,9 gam gồm Fe3O4 và Al Nung hỗn hợp X môi trường không có không khí, sau phản ứng xảy hoàn toàn hỗn hợp Y Chia Y thành phần có khối lượng khác - Phần 1: Tác dụng với dd NaOH dư thu 0,672 lít khí H2 ( đktc) - Phần 2: Tác dụng với dd HCl dư thu 18,816 lít H2 (đktc) (5) Tính khối lượng các chất hỗn hợp ban đầu Biết hiệu suất đạt 100% Giả sử số mol chất phần k lần số mol các chất phần Giải hệ ta : a = 0,3 , b = 0,9, k = Khối lượng Fe3O4 = 0,3 x 232 = 69,6 gam khối lượng Al = 0,9 x 27 = 24,3 gam Câu 7: Dẫn H2 đến dư qua 25,6gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, MgO, CuO (nung nóng) phản ứng xảy hoàn toàn Sau phản ứng thu 20,8gam chất rắn Mặt khác 0,15mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 225ml dung dịch HCl 2,0M a Viết các phương trình phản xảy b Tính % số mol các chất hỗn hợp X? HD : Gọi x,y z là số mol Fe3O4,CuO,ZnO Ta có : 232x + 80y + 40z = 25,6 (1) 3x.56 + 64y + 40z = 20,8 (2) Gọi số mol chât 0,15 (mol) hỗn hợp là Kx,Ky,Kz Ta có : Kx + Ky + Kz = 0,15 (3) 8Kx + 2Ky + 2Kz = 0,45 (4) Lấy (3) chia cho (4) để khử K ta có 5x – y = z (5) Lấy (1) – (2) ta có : 4x – y = 0,3 (6) Giải hệ PTH với (1)(5)(6) ta nFe3O4= 0,05 (mol ) nCuO= 0,1 (mol) nZnO=0,15 (mol) Khoảng biến thiên: Thường có loại: Loại 1: Hỏi giá trị nằm khoảng nào Loại 2: Xác định lượng chất dựa vào thứ tự và khả phản ứng Câu 1: Chia 68,8 gam hỗn hợp X gồm Fe và oxit sắt thành phần Hòa tan hết phần vào 200 gam đung dịch HCl 14,6% thu dung dịch A và 2,24 lít khí H ( đktc) Thêm 33 gam nước vào dung dịch A dung dịch B Nồng độ HCl dung dịch B là 2,92% Xác định công thức hóa học oxit sắt hỗn hợp X Hòa tan hết phần ( có khối lượng gấp lần phần 1) vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng thu V lít khí SO2 ( đktc) Tính V Cỏc PTHH cho phần vào dung dịch HCl: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 FexOy + 2yHCl → FeCl2y/x + yH2O (2) 200.14,6 nHCl ban đầu = 100.36,5 = 0,8(mol) nH (1) 2,24 0,1(mol ) m 0,1.2 0,2( g ) 22,4 → H Từ (1): nFe = mFe x O y nH = 0,1(mol) => mFe = 0,1 56 = 5,6(g) 34,4 5,6 11,6( g ) → nFe x O y 11,6 (mol ) 56 x 16 y (*) (6) Từ (1): nHCl = 2.0,1= 0,2(mol) mddA = 200 mddB = 217 + 33 = 250(g) 250.2,92 0,2(mol ) nHCl dư = 100.36,5 nHCl (2) = 0,8 - 0,2 - 0,2 = 0,4(mol) nFe x O y 1 0,2 nHCl 0,4 (mol ) 2y 2y y Từ (*) và (**) ta có phương trình 11 , 56 x+16 y = 0,2 → y x = y Vậy công thức Oxit sắt là: Fe3O4 Các PTHH cho phần vào dung dịch H2SO4 đặc nóng: 2Fe + 6H2SO4 đặc ⃗ t o Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc ⃗ t o 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O Có thể: Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 (3) (4) (5) Nếu H2SO4 dư (5) không xẩy ra: Lúc này số mol khí lớn 3 n , 0,05 Fe O nSO2 V nFe + 2 → = 0,175(mol) → SO2 max = 3,92(lít) max = Nếu H2SO4 không dư: (5) xẩy ra: Số mol khí nhỏ nFe2 ( SO4 ) nSO2 (3) và (4) nFe (5) = Đặt nFe (5) = x(mol) => nFe (3) = 0,1 - x (0,1 x ) 0,05 → (3) và (4) = + 0,25 0,05 (0,1 x) → Có pt: +2 = x => x = nFe2 ( SO4 ) 0,25 0,05 nFe (3) = 0,1 - = 3 0,05 0,05 n Khi đó SO2 = = 0,05 (mol) V => SO2 = 0,05 22,4 = 1,12 (lit) Vậy khoảng giá trị có thể nhận V là: 1,12 ≤ V ≤ 3,92 Tự chọn lượng chất: Câu 1: Một hỗn hợp 84 gam gồm oxit XOn và XOn+1 chiếm thể tích là 28 lít (đktc) a Xác định oxit trên biết X thuộc phân nhóm 6A b Một bình kín chứa hỗn hợp khí A gồm XOn và O2 có tỷ khối so với H2 24, người ta đem đốt nóng hỗn hợp với xúc tác và nhiệt độ cần thiết thu hỗn hợp khí B có tỷ khối so với H2 30 Xác định % thể tích các khí trước và sau phản ứng HD giải : a Dùng PP trị số TB MX = 84/1,25 = 67,2 g ; X + 16n < 67,2 < X + 16 + 16n Xét n =1 : 35,2 < X < 51,2 Không có phi kim thoả mãn Xét n =2 : 19,2 < A < 35,2 Mà X thuộc nhóm VI X là S và oxit là SO2 và SO3 b Gọi x, y là số mol SO2 và O2 trước phản ứng Áp dụng sơ đồ đường chéo với khối lượng mol và tỉ khối ta có : x MSO2 64 16 48 = Vậy %SO2 = %O2 = 50% y MO2 32 16 (7) b Giả sử có mol hỗn hợp trước phản ứng : n SO2 = nO2 = 0,5 (mol) mhh = 0,5 ( 64 + 32) = 48 gam Áp dụng định luật BTKL msaupu = mtruocpu = 48 g PTHH xẩy : 2SO2 + O2 2SO3 Trước pu 0,5 0,5 Phản ứng 2x x 2x Sau phản ứng : 0,5 – 2x 0,5 – x 2x Số mol hỗn hợp sau pu : 1- x (mol) 48 0,1 100% 12,5% (1 x ).2 0,8 Ta có : = 30 => x = 0,2 (mol) % SO2 = ; 0,3 100% 37,5% 0,8 % O2 = ; % 0, 100% 50% 0,8 SO3 = (8) (9)