1) Muối X đốt cháy cho ngọn lửa màu vàng. Đun nĩng MnO2 với hỗn hợp muối X và H2SO4 đậm đặcthấy tạo ra khí Y màu vàng lục. Khí Y cĩ thể tác dụng với dd NaOH hoặc vơi tơi bột để tạo ra 2 loại thấy tạo ra khí Y màu vàng lục. Khí Y cĩ thể tác dụng với dd NaOH hoặc vơi tơi bột để tạo ra 2 loại chất tẩy trắng A và B.
a) Xác định X,Y và viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b) A và B tẩy trắng nhờ tác dụng của CO2 trong khí quyển. Hãy viết phương trình phản ứng. c) Viết phương trình phản ứng điều chế X từ KMnO4 tác dụng với chất Z.
Hướng dẫn:
a) Muối X đốt cho lửa vàng ⇒ muối X chứa Na. Khí Y vàng lục là khí Cl2. Vậy muối X là NaCl. Chất A và B là Javen và CaOCl2
Các phương trình phản ứng :
2NaCl + H2SO4 đặc → NaHSO4 + HCl ↑ ( hoặc tạo muối Na2SO4) MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
Cl2 + 2NaOH → NaClO + NaCl + H2O Cl2 + Ca(OH)2→ CaOCl2 + H2O
b) Tác dụng tẩy trắng của CO2 ( do H2CO3 mạnh hơn HClO ).
NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO ( phân hủy → HCl + O )
2CaOCl2 + 2CO2 + H2O → 2CaCO3 + 2HCl + Cl2O ↑ ( phân hủy → Cl2 + O ) c) Chất Z là HCl.
KMnO4 + 8HCl → KCl + MnCl2 + 5
2Cl2↑ + 4H2O
2) Các hợp chất A,B,C đều là những hợp chất của K. Biết A tác dụng với B tạo thành C. Khi cho C tác
dụng với HCl thì cĩ khí CO2 bay ra. Tìm cơng thức hố học của các chất A,B,C và viết các phương trình phản ứng xảy ra trong thí nghiệm.
Viết các phương trình phan ứng khi cho các chất A,B,C lần lượt tác dụng với CaCl2.
Hướng dẫn:
C + HCl → khí ⇒ C là muối cacbonat.
A + B → C ⇒ A và B một chất là muối axit , một chất là kiềm. Vậy A, B,C lần lượt là : KHCO3, KOH , K2CO3.
3) Cĩ 3 khí A,B,C . Đốt cháy 1V khí A tạo ra 1V khí B và 2V khí C. Khí C được sinh ra khi đun nĩng
S với H2SO4 đặc. B là một oxit cĩ khối lượng oxi gấp 2,67 lần khối lượng của nguyên tố tạo oxit. Xác định các chất A,B,C và viết các phương trình phản ứng khi cho mỗi khí B,C lội qua dung dịch Na2CO3.
Hướng dẫn:
H2SO4 đặc + S nên → khí C . Suy ra khí (C ) là SO2 ptpư : 2H2SO4đặc + S →t0 3SO2 + 2H2O
Đặt cơng thức tổng quát của( B) là : R2Ox ta cĩ : 16x 2,67
2R = ⇔ R = 3x Chỉ cĩ x = 4 , R = 12 là thỏa mãn. Vậy (B) là khí CO2
Theo đề: 1(A) + O2 →t0 1CO2 + 2SO2
Suy ra 1 mol A cĩ 1molC và 2mol S. Vậy CTHH của khí (A) là CS2 Phản ứng của CO2 và SO2 khi lội qua dung dịch Na2CO3
CO2 + H2O + Na2CO3→ 2NaHCO3 SO2 + Na2CO3 → Na2SO3 + CO2 ↑
4) Muối X màu trắng tan trong nước. Dung dịch X khơng tác dụng với H2SO4 lỗng nhưng tác dụngđược với HCl tạo ra kết tủa trắng và một dung dịch. Khi cho Cu vào dung dịch thu được thì cĩ khí được với HCl tạo ra kết tủa trắng và một dung dịch. Khi cho Cu vào dung dịch thu được thì cĩ khí khơng màu bay ra, hĩa nâu trong khơng khí. Hãy lập luận xác định CTHH của chất X.
Hướng dẫn:
Dung dịch X khơng pư với H2SO4⇒ khơng chứa Ba, Pb. Dung dịch X tạo kết tủa với HCl ⇒ X cĩ chứa Ag hoặc Pb. Dung dịch + Cu → NO ⇒ dung dịch cĩ chứa gốc - NO3 Vậy CTHH của chất X là AgNO3.
5) Cĩ 4 kim loại A,B,C,D . Tin chất của 4 kim loại được mơ tả qua bảng sau đây:
Kim
loại Tác dụng với dd HCl Tác dụng với dd AgNO3 Tác dụng với dd NaOH
A Khơng phản ứng Khơng phản ứng Khơng phản ứng B Cĩ khí bay ra Tạo ra chất mới Khơng phản ứng C Khơng phản ứng Tạo ra chất mới Khơng phản ứng D Cĩ khí bay ra Tạo ra chất mới Cĩ khí bay ra a) Sắp xếp các kim loại A,B,C,D theo chiều tăng dần độ hoạt động.
b) Dự đốn các kim loại A,B,C,D là những kim loại nào.
c) Thay A,B,C,D bằng những kim loại cụ thể và viết các PTPƯ xảy ra.
Hướng dẫn:
a) Dễ thấy A ≤ Ag < C < H < B và D.
Như vậy cĩ 2 khả năng : A < C < H < B < D hoặc : A < C < H < D < B. b) D là Zn ( hoặc Al), B là Fe hoặc Mg , A là Ag , C là Cu.
6) Khí A khơng màu cĩ mùi đặc trưng, nhẹ hơn khơng khí, phản ứng với axit mạnh B tạo ra muối C.
Dung dịch muối C khơng tạo kết tủa với BaCl2 và AgNO3. Xác định A,B,C và viết PTHH xảy ra.
Hướng dẫn:
Khí A tác dụng với axit mạnh → muối, suy ra dd A cĩ tính bazơ ( NH3). Muối C khơng tạo kết tủa với BaCl2 và AgNO3⇒ C khơng chứa: = SO4, – Cl. Vậy C là NH4NO3 và B là HNO3
7) Hợp chất MX2 là quặng khá phổ biến trong tự nhiên. Nếu hịa tan MX2 trong dung dịch HNO3 đặcnĩng thu được dung dịch A và khí màu nâu. Cho dung dịch A tác dụng với BaCl2 xuất hiện kết tủa nĩng thu được dung dịch A và khí màu nâu. Cho dung dịch A tác dụng với BaCl2 xuất hiện kết tủa trắng. Nếu cho A tác dụng với dung dịch NH3 dư thấy tạo kết tủa nâu đỏ. Xác định CTHH của hợp chất MX2. Viết các phương trình hĩa học xảy ra.
Hướng dẫn :
MX2 + HNO3→ dd A + khí nâu ( NO2)
A + BaCl2→ kết tủa trắng : muối = SO4; = SO3; = CO3; ≡PO4 (*) Dung dịch A + dung dịch NH3→ kết tủa nâu đỏ : Fe(OH)3
Vậy trong A cĩ Fe và mang gốc = SO4 ( vì các gốc cịn lại khơng tan ). Hợp chất MX2 là FeS2. FeS2 + 18HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2↑ + 7H2O
H2SO4 + BaCl2→ BaSO4↓ + 2HCl
Fe(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3NH4NO3
8) Chất A tác dụng với B tạo ra khí màu vàng lục mùi xốc, gây ho. Chất B khi tác dụng với PbO2hoặc KMnO4 cũng sinh ta khí màu vàng lục mùi xốc. Chất C và chất D tác dụng với nhau cũng sinh hoặc KMnO4 cũng sinh ta khí màu vàng lục mùi xốc. Chất C và chất D tác dụng với nhau cũng sinh ra khí màu vàng lục mùi xốc. Hãy chọn các chất A, B,C,D thích hợp và viết các PTHH xảy ra.
Hướng dẫn:
B tác dụng PbO2 hoặc KMnO4 tạo khí màu vàng lục ( Cl2) ⇒ B là HCl. A + HCl → Cl2 ⇒ A cĩ tính oxi hĩa ( ví dụ : MnO2, K2Cr2O7 ...)
Chất C + D → Cl2 vậy C là muối clorua ( như NaCl) ; D là F2 ( cĩ thể chọn cặp khác ) Các phương trình hĩa học khĩ:
F2 + 2NaCl(r) → 2NaF + Cl2↑ ( F2 chỉ đẩy các phi kim khác ra khỏi muối khơ )
9) A,B,C là các hợp chất vơ cơ của cùng một kim loại, khi đốt nĩng bằng lửa đèn khí thì cho lửa màu
vàng. A tác dụng với B tạo ra C. Nung nĩng B ở nhiệt độ cao cũng thu được rắn C, hơi nước và khí D. Biết D là hợp chất của cacbon, khi D tác dụng với A tạo ra B hoặc C.
a) Xác định các chất A, B,C,D và giải thích thí nghiệm bằng phương trình hĩa học.
b) Viết PTHH xảy ra khi cho A,B,C lần lượt tác dụng với CaCl2. Cho C tác dụng với AlCl3.
Hướng dẫn:
a) A,B,C đều là các hợp chất của Na. Chất B →to C + H2O + D ↑
Khí D là hợp chất của cacbon ⇒ D là : CO2 , B là NaHCO3, và C là Na2CO3. Mặt khác : A + NaHCO3→ Na2CO3 nên suy ra A là NaOH.
b) Các phương trình pư:
2NaOH + CaCl2→ Ca(OH)2↓ + 2NaCl ( dung dịch đặc )
Na2CO3 + CaCl2→ CaCO3↓ + 2NaCl
3Na2CO3 + 2AlCl3 + H2O → 6NaCl + 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
10) Cĩ một lọ hĩa chất đang sử dụng dở và để lâu ngày trong PTN mà quên đậy nút, nên trên nhãn lọ
bị mờ chỉ cịn lại đúng một ký hiệu căn bản là: “ Na...” . Biết rằng hợp chất trong lọ là một trong các loại chất sau đây : hiđro cacbonat, hiđroxit , hiđrosunfat hoặc photphat (Na3PO4). Một học sinh đã lấy mẫu hĩa chất đĩ cho tác dụng với axit HCl và quan sát thấy cĩ khí CO2 thốt ra. Dựa vào cơ sở đĩ bạn học sinh đã kết luận chất trong lọ là NaHCO3.
a) Hãy cho biết kết luận của học sinh trên cĩ đơn trị khơng ? hãy giải thích và viết PTHH. b) Hãy chỉ ra chất nào trong số các chất đề bài cho là chắc chắn khơng cĩ trong lọ. Giải thích.
Hướng dẫn:
a) Kết luận trên là đơn trị ( chưa chính xác) vì chất trong lọ cĩ thể là NaOH bị biến đổi trong khơng khí thành NaHCO3 hoặc Na2CO3.
CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O Hoặc : CO2 + NaOH → NaHCO3
Vì thế: NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑
b) Chất chắc chắn khơng cĩ trong lọ là NaHSO4 vì nĩ cĩ mơi trường axit khơng bị biến đổi bởi CO2, cịn NaHCO3, NaOH, Na3PO4 là những dung dịch cĩ tính bazơ nên đều cĩ thể tạo muối cacbonat nhờ tác dụng của CO2.
Chủ đề 8: CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO VỀ CÂN BẰNG PHẢN ỨNG I- KIẾN THỨC:
* Các phương pháp cân bằng quen thuộc như : phương pháp chẵn-lẻ, phương pháp BCNN, phương pháp suy luận cho nhận, cân bằng thập phân ... chỉ cĩ hiệu quả tốt khi cân bằng một số phản ứng hĩa học đơn giản.
Ví dụ :
- Phương pháp suy luận cho - nhận:
RxOy + CO →to R + CO2 Ta thấy : 1CO nhận 1O ( do oxit nhường )→ 1CO2 Vì vậy, hệ số CO luơn bằng chỉ số Oxi trong oxit. Phương trình : RxOy + yCO →to xR + yCO2
- Phương pháp chẵn -lẻ:
FeS2 + O2
o
t
→ Fe2O3 + SO2
Ta phát hiện : nguyên tử Oxi cĩ số nguyên tử một bên chẵn, một bên lẻ: ⇒ 2Fe2O3 Kéo theo ảnh hưởng đến các nguyên tố khác : 4FeS2⇒ 8SO2⇒ 11O2
Phương trình: 4FeS2 + 11O2
o
t
→ 2Fe2O3 + 8SO2
* Để cân bằng các phản ứng khĩ nhiều khi phải dùng tới các phương pháp đặc biệt. Ví dụ như: phương pháp thăng bằng hĩa trị, phương pháp đại số.
1) Phương pháp cân bằng đại số ( thường áp dụng đối với các pư với chỉ số dạng chữ )
B1: Đặt các hệ a,b,c.d và thiết lập các đẳng thức tốn để bảo tồn số nguyên tử mỗi nguyên tố.
( cĩ thể cân bằng nhẩm trước đến khi thấy khĩ mới đặt ẩn cho các hệ số cịn lại )
B2: Chọn nghiệm tự do cho 1 hệ số bất kỳ ⇒ các hệ số khác.
B3: Khử mẫu, nếu các hệ số dạng phân số.
Ví dụ 1: aFeS2 + bO2 o t → cFe2O3 + dSO2 Ta cĩ : a = 2c , 2a = d , 2b = 3c + 2d Chọn : c = 1 ⇒ a =2 ; d = 4 ; b = 11 2 ⇔ c = 2 ; a = 4 ; d = 8 ; b = 11 Ví dụ 2: CxHyOz + O2 →to CO2 + H2O Cân bằng nhẩm đối với C,H và đặt hệ số O2 là t
CxHyOz + t O2 →to xCO2 + y 2H2O Ta cĩ : 2t + z = 2x + y2 ⇒ t = ( y
4x+ ) x+ )
2) Phương pháp thăng bằng hĩa trị:
Phương pháp này cĩ hiệu quả khi gặp các pư của kim loại, một số phi kim tác dụng với axit HNO3 và H2SO4 đặc ( khơng giải phĩng H2).
B1: Xác định nguyên tố tăng và nguyên tố giảm hĩa trị ( quy ước: hĩa trị trong đơn chất là 0 ) B2: Thăng bằng tăng giảm: Lấy số hĩa trị giảm làm hệ số nguyên tố tăng, lấy số hĩa trị tăng làm hệ số nguyên tố giảm.
B3: Cộng thêm số nhĩm thừa ở vừa phải cho vế trái ( thường gặp nhĩm NO3 và SO4 ).
Ví dụ: ( ) 0 5 2 2 3 3 2 2 Cu H N O + →Cu NO H O N O + + ↑ Vì Cu : tăng 2
( )
3 3 2 2
3Cu 2H N O + →3Cu NO H O 2N O + + ↑
Bù thêm 6(NO3) cho vế trái, và cân bằng H2O ta được:
( )
3 3 2 2
3Cu 8H N O + →3Cu NO 4H O 2N O + + ↑
II- BÀI TẬP ÁP DỤNG VÀ NÂNG CAO:
1) Cân bằng các phản ứng sau ( khơng được thay đổi các chỉ số x, y, z, t , n, m)
a) CxHyOzNt + O2 → CO2 + H2O + N2 b) FexOy + CO → FenOm + CO2
c) Zn + H2SO4 đặc nĩng → ZnSO4 + H2O + SO2↑
d) Zn + HNO3lỗng → Zn(NO3)2 + H2O + NO ↑
e) Zn + HNO3đặc → Zn(NO3)2 + H2O + NO2↑
g) FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2O + NO ↑
2) Cân bằng các phản ứng hĩa học sau đây ( khơng được thay đổi các chỉ số x,y )
a) P + HNO3 + H2O → H3PO4 + NO↑
b) Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O + N2↑
c) FeS + HNO3 lỗng→ Fe(NO3)3 + H2SO4 + H2O + NO ↑ ( FeS cĩ hĩa trị S là - 2 ) d) Fe3O4 + HNO3đặc→ Fe(NO3)3 + H2O + NO2↑
e) Fe3O4 + H2SO4đặc nĩng → Fe2(SO4)3 + H2O + SO2↑
g) FexOy + HNO3lỗng→ Fe(NO3)3 + H2O + NO ↑
3) Cho sơ đồ phản ứng sau đây :
CuSO4 + Na2CO3 + H2O → Cux(CO3)y (OH)z ↓ + Na2SO4 + CO2↑
a) Cân bằng phản ứng trên.
b) Cho biết thành phần các hợp phần tạo nên kết tủa là : 57,66% Cu ; 27,03% CO3 ; 15,31% OH ( theo khối lượng ). Hãy xác định CTPT đơn giản của kết tủa.
c) Tính thể tích dung dịch Na2CO3 0,5M đủ để tác dụng với 300ml dung dịch CuSO4 0,4M theo phản ứng trên. Hướng dẫn: C1: Đặt các hệ số lần lượt là a,b,c,d,e,g. Ta cĩ : a e b dx dy g 2c dz 3b c 3dy dz 2g = = = = + = + = + + chọn a = 2x ⇒ e b 2x d 2 c z ; g = 2x - 2y = = = = PTHH là:
2xCuSO4 + 2xNa2CO3 + z H2O → Cux(CO3)y (OH)z ↓ + xNa2SO4 + 2(x-y) CO2↑