10. Cấu trúc của luận văn
2.2.4. Các loại hợp chất vô cơ
B. Bài toán theo mức độ nhận thức tƣ duy và giải theo phƣơng pháp chung.
Dạng vận dụng
Phần tự luận
Bài 1:Cho 1,6 g đồng (II) oxit tác dụng với 100 g dung dịch axit sunfuric có nồng độ 20%. Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch sau phản ứng .
Giải nCuO = 0,02 mol ;
2 4 H SO 20%.100 m = = 20g 100% 2 4 H SO n = 0,204 mol CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O Ta có 2 4 CuO H SO n < n số mol H2SO4 dƣ : 0,204 - 0,01 = 0,184 mol mdd sau phản ứng = 1,6 + 100 = 101,6g 4) 0,02.160 C% (CuSO = .100% = 3,15% 101,6 2 4 0,184.98 C% (H SO ) = .100% = 17,75% 101,6
Bài 2: Cho 11,2 g một oxit kim loại hóa trị II tan hoàn toàn trong nƣớc thu đƣợc 14,8 g bazơ . Xác định kim loại đó.
Giải: Gọi công thức của oxit là: RO RO + H2O R(OH)2
Theo định luật bảo toàn khối lƣợng:
2 H O 2 RO R(OH) m + m = m Nhiệt phân hủy + axit + oxit axit + bazơ
+ oxit bazơ OXIT AXIT
AXIT MUỐI + axit + oxit axit + muối + kim loại + bazơ + oxit bazơ + muối + Ba zơ + axit OXIT BAZƠ BAZƠ +H2O +H2O
mH O2 = 14,8 - 11,2 = 3,6 g nH O2 = 3,6 = 0,2 mol 18 Theo PTHH : 2 H O = RO n n = 0,2 mol RO 11,2 M = = 56 R+16 = 56 R = 40 (Ca) 0,2
Bài 3: Hoà tan hoàn toàn 12,1 gam hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 0,3 mol HCl. Tính phần trăm theo khối lƣợng của mỗi oxit trong hỗn hợp đầu.
Giải: CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (1)
ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O (2) Đặt nCuO = x ; nZnO = y ta có: mhh = 80x + 81y = 12,1 (a)
Theo PTHH: nHCl = 2x + 2y = 0,3 (b)
Giải (a) và (b) ta đƣợc x = 0,05 mol ; y = 0,1 mol CuO
0,05.80
%m = .100% 33,06%
12,1 ; %mZnO = 100 – 33,06 = 66,94%
Phần trắc nghiệm
Câu 1. Trộn hỗn hợp dung dịch axit gồm 0,1 mol H2SO4 và 0,2 mol HCl với hỗn hợp bazơ lấy vừa đủ gồm 0,3 mol NaOH và 0,05 mol Ca(OH)2. Khối lƣợng muối tạo ra là:
A. 25,6 g B. 26,5 g C. 32,8 g D. 3,28 g
Giải: Muối tạo ra chứa kim loại Na, Ca và gốc axit (= SO4) và (-Cl) Khối lƣợng muối là: 23.0,3 + 40. 0,05 + 96 . 0,1 + 35,5 . 0,2 = 25,6 g. Đáp án A.
Câu 2. Cho 52 g hỗn hợp A2CO3 , B2CO3 tác dụng với dung dịch HCl dƣ thu đƣợc 8,96 lít CO2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đƣợc chất rắn có khối lƣợng: A. 120 g B. 91,6 g C. 34,4 g D.63,6 g
Giải: Áp dụng ĐLBTKL: mmuối sau pƣ = mmuối cacbonat + mHCl - 2 CO
m - mH O2
= 52 + 0,4.2.36,5 – 0,4,44 – 0,4.18 = 91,6g Đáp án B
Câu 3. Đốt cháy hoàn toàn 6 g FeS2 trong Oxi đƣợc a g SO2. Oxi hóa hoàn toàn a g SO2 đƣợc b g SO3. Cho b g SO3 tác dụng với NaOH dƣ đƣợc dung dịch A. Cho Ba(OH)2 dƣ vào dung dịch A thu đƣợc lƣợng kết tủa là:
A. 11,65 g B. 19,7 g C. 23,3 D. 5,825 g
Giải: Ta có sơ đồ: FeS2 2BaSO4
0,05 0,1 mol m = 0,1.233=23,3g Đáp án B. Dạng vận dụng sáng tạo
Phần tự luận
Bài 1. Cho 10g hỗn hợp bột Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu đƣợc 1,12 lít khí H2 (ở đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch NaOH thu đƣợc kết tủa B. Nung B trong không khí đến khối lƣợng không đổi đƣợc m gam chất rắn. Tính m. Giải: 2 H 1,12 n = =0,05 22,4 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2) Theo (1) nFe = 2 H n = 0,05 mFe = 2,8 g 2 3 Fe O m = 10 - 2,8 = 7,2 2 3 Fe O n = 0,045
Sơ đồ hợp thức: 2Fe 2FeCl2 2Fe(OH)2 Fe2O3 (a) Fe2O3 2FeCl3 2Fe(OH)3 Fe2O3 (b) Theo (a) và (b):
2 3
Fe O
n = ½ . 0,05 + 0,045 = 0,07 m = 11,2
Bài 2: Khử hoàn toàn 39,6g hỗn hợp A gồm Fe2O3 , Fe3O4, CuO bằng V1 lít khí CO (đktc), sau phản ứng thu đƣợc a gam chất rắn và 32,8 gam khí B có tỉ khối so với khí hidro là 20,5.
a. Tính V1 và a?
b. Hòa tan hoàn toàn 39,6 gam hỗn hợp A cần vừa đủ V2 lít dung dịch hỗn hợp 2 axit HCl và H2SO4 có nồng độ lần lƣợt là 0,2M và 0,1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng đƣợc b gam muối khan. Tính V2 và b?
Giải:
a. Khí B gồm CO dƣ: x mol và CO2 : y mol , M = 41 nhh = 0,8 mol Ta có: B B = = m 28x + 44y = 32,8 n x + y = 0,8 x = 0,15 ; y = 0,65
Bảo toàn nguyên tố C:
2
CO CO
n = n pƣ = 0,65 mol
Áp dụng ĐLBTKL: a = 39,6 + 0,65 . 28 - 0,65.44 = 29,2 g nCO ban đầu = 0,8 mol V1 = 17,92 lít
b. nHCl = 0,2V2 ;
2 4
H SO
n = 0,1V2
Đặt công thức chung của hỗn hợp oxit là MnOm
MnOm + 2mHCl MnCl2m + mH2O (1) MnOm + mH2SO4 Mn(SO4)m + mH2O (2) Bảo toàn nguyên tố O: nO trong oxit =
2
H O
n = 0,65 mol (theo câu a)
Bảo toàn nguyên tố H :
2 H O n = 2 4 H SO HCl 1 .n + n 2 hay 0,65 = 1 2.0,2V2 + 0,1V2 V2 = 3,25 lít Áp dụng ĐLBTKL: B = mmuối = 39,6 + 0,2. 0,65. 36,5 + 0,1 .0,65.98 – 0,65.18 = 39,015 g
Bài 3. Cho hỗn hơ ̣p A gồm MgO , Al2O3. Chia A làm hai phần bằng nhau mỗi phần có khối lƣợng 9,94 gam. Phần 1 tác dụng với 100 ml dung di ̣ch HCl đun nóng và khuấy đều chế hóa sản phẩm đƣợc 23,69 gam chất rắn khan. Phần 2 tác dụng với 200 ml dung di ̣ch HCl có nồng đô ̣ nhƣ trên đun nóng và khuấy đều chế hóa sản phẩm đƣơ ̣c 25,34 gam chất rắn khan . Tính % khối lƣợng các chất trong hỗn hợp A và C M
dung di ̣ch HCl đã dùng.
Giải: Các phƣơng trình phản ứng xảy ra ở mỗi phần là:
MgO + 2HCl MgCl2 + H2O (1) Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (2)
nO trong oxit = 0,5.nHCl
- Giả sử cả 2 phần oxit cù ng hết , axit cùng dƣ chất rắn thu đƣợc đều là muối và khối lƣơ ̣ng phải bằng nhau, mâu thuẫn với đề bài loại.
- Giả sử cả 2 phần oxit cùng dƣ, axit cùng hết thì chất rắn thu đƣơ ̣c gồm muối và oxit dƣ khối lƣợng chất rắn tăng ở phần 2 phải gấp đôi khối lƣợng chất rắn tăng ở phần 1 vì lƣợng axit dùng gấp đôi . Nhƣng phần 1 tăng 23,69-9,94 = 13,75g; phần 2 tăng 25,34 -9,94 = 15,4 g loại.
Vậy phần 1 oxit dƣ, axit hết và phần 2 oxit hết, axit dƣ. Chất rắn khan thu đƣợc ở phần 2 chỉ là muối.
Khi Oxit chuyển thành muối thì 1 nguyên tƣ̉ O bi ̣ thay thế bởi 2 nguyên tƣ̉ Cl tƣ́c là khối lƣơ ̣ng tăng 71-16 = 55 (gam) theo bài ra phần 2 tăng 15,4 gam tƣ́c là số mol nguyên tƣ̉ O trong Oxit là 15,4 : 55 = 0,28 (mol).
Gọi số mol MgO, Al2O3 trong mỗi phần là x, y ta có: 40 x + 102y = 9,94g (a) nO = x + 3y = 0,28 (mol) (b) Giải (a) và (b) ta có x = y = 0,07 (mol) mMgO = 0,07.40 = 2,8 (gam)
%mMgO = 2,8 .100%
9,94 = 22,938% và
2 3
Al O
%m = 100%-22,938% = 77,062%.
Phần 1 khối lƣợng chất rắn tăng 23,69-9,94 = 13,75 (g) nên số mol nguyên tƣ̉ O trong oxit tham gia phản ƣ́ng là 13,75 : 55 = 0,25 (mol).
Vậy nHCl = 2.nO = 2.0,25 = 0,5 (mol) và HCl M 0,5 C 5(M) 0,1 Phần trắc nghiệm
Câu 1. Hoà tan 1,44 g một kim loại hóa trị II trong 150ml dung dịch H2SO4 0,5M. Trung hoà axit dƣ trong dung dịch thu đƣợc phải dùng hết 30ml dung dịch xút có nồng độ 1M. Kim loại đó là:
A. Mg B. Zn C. Fe D. Ca
Giải Đặt kim loại cần tìm là M
M + H2SO4 MSO4 + H2O (1) H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O (2) 2 4 H SO n = 0,5.0,15 = 0,075 mol Theo (2) 2 4 H SO n dƣ = 1 2. nNaOH = 1 2 . 0,03 = 0,015 mol Theo (1) nM = 2 4 H SO n pƣ = 0,075 – 0,015 = 0,06 M = 1, 44 0, 06= 24 (Mg) Đáp án A.
Câu 2. Từ 1,2 tấn FeS2 có thể điều chế đƣợc tối đa bao nhiêu tấn dung dịch H2SO4
98% biết hiệu suất cả quá trình là 90%?
A. 9,8 tấn B. 2,2 tấn C. 8,82 tấn D. 1,8 tấn
1, 2 120= 0,01 0,02.0,9 2 4 ddH SO 0,02.0,9.98.100 m 1,8 98 tấn Đáp án D.
Câu 3. Trộn hỗn hợp dung dịch axit gồm 0,1 mol H2SO4 và 0,2 mol HCl với hỗn hợp dung dịch bazơ lấy vừa đủ gồm 0,3 mol NaOH và 0,05 mol Ca(OH)2. Khối lƣợng muối tạo ra là:
A. 25,5 g B. 25,6 g C. 32,8 g D. 3,28 g
Giải: Muối tạo ra chứa kim loại Na, Ca và gốc axit (= SO4) và (-Cl) mmuối = 23.0,3 + 40. 0,05 + 96 . 0,1 + 35,5 . 0,2 = 25,6 g Đáp án B
C. Bài toán tự luyện
Phần tự luận
Bài 1. Cho 10 g hỗn hợp Cu và CuO tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng. Lọc lấy
chất rắn không tan cho vào dd H2SO4 đặc nóng thì thu đƣợc 1,12 lít khí A (đktc). a. Tính thành phần % các chất trong hỗn hợp.
b. Cần tối thiểu bao nhiêu ml dung dịch NaOH 2M hấp thụ hết khí A.
Bài 2. Hoà tan hoàn toàn m g Na2O vào nƣớc tạo thành dung dịch A. Lấy dd A tác dụng với 200 ml dung dịch AlCl3 1M . Tính giá trị của m sao cho lƣợng kết tủa thu đƣợc là lớn nhất.
Bài 3. Cho 16,5 gam hỗn hợp muối Na2S và Na2SO3 tác dụng với 100 ml dung dịch HCl đun nóng ta đƣợc hỗn hợp khí có tỉ khối đối với hiđro là 27. Lƣợng axit dƣ trung hoà vừa đủ 500 ml dung dịch NaOH 1M. Xác định nồng độ mol của dung dịch HCl.
Bài 4. Trộn dung dịch Fe(NO3)3 với 200 ml dung dịch NaOH 0,3M vừa đủ .Lọc hỗn hợp các chất phản ứng sau phản ứng, đƣợc kết tủa và nƣớc lọc. Nung kết tủa đến khi khối lƣợng không đổi thu đƣợc 1 chất rắn.
a. Tính khối lƣợng chất rắn thu đƣợc sau khi nung. b. Tính khối lƣợng chất tan có trong nƣớc lọc.
c. Nếu thay Fe(NO3)3 bằng Fe(NO3)2 thì khối lƣợng chất rắn thu đƣợc là bao nhiêu?
Bài 5. Cho một dung dịch có hòa tan 16,8 gam NaOH tác dụng với dung dịch chứa 8 gam Fe2(SO4)3 , sau đó thêm vào dung dịch trên 13,68 gam Al2(SO4)3 . Sau phản ứng thu đƣợc dung dịch A và kết tủa. Lọc nung kết tủa đƣợc chất rắn B. Dung dịch A
đƣợc pha loãng thành 500 ml. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. a, Xác định thành phần định tính và định lƣợng của chất rắn B.
b, Xác định nồng độ mol/lít của mỗi chất trong dung dịch A sau khi pha loãng.
Phần trắc nghiệm
Câu 1. Trộn 300 ml dung dịch HCl 0,5M với 200 ml dung dịch Ba(OH)2 aM thu đƣợc 500 ml dung dịch trong đó nồng độ HCl là 0,02M. Giá trị của a là:
A. 0,35M B. 0,25M C. 0,2M D. 0,1M
Câu 2. Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Fe3O4, CuO, Al2O3 vào 300 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ) thu đƣợc 7,34 gam muối. Giá trị của m là:
A. 4,94 gam B. 3,94 gam C. 5,94 gam D. 4,95 gam
Câu 3. Cho từ từ dung dịch NaOH 1M vào dung dịch chứa 26,05 g hỗn hợp FeCl2 và AlCl3 cho đến khí kết tủa có khối lƣợng không đổi thì ngừng lại. Lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lƣợng không đổi đƣợc 8 g chất rắn. Thể tích dung dịch NaOH đã dùng là:
A. 0,4 lít B. 0,6 lít C. 0,2 lít D. 0,5 lít
Câu 4. Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5M tác du ̣ng với V lít d ung dịch NaOH 0,5M thu đƣơ ̣c lƣơ ̣ng kết tủa 15,6 g. Giá trị lớn nhất của V là:
A. 1,8 B. 2,4 C. 2 D. 1,2
Câu 5. Khi cho m gam một hiđroxit của kim loại M (hoá trị n không đổi) tác dụng với dung dịch H2SO4 thấy lƣợng H2SO4 cần dùng cũng là m gam. Kim loại M là:
A. Al B. Cu C. Zn D. Mg