TS. PH M NG C S N
Phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm
ho¸ häc
LUYỆN THI ĐẠI HỌC
Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc
Lời nói đầu
Cuốn Phương pháp giải bài tập trắc nghiệm hoá học - Luyện thi
đại học cung cấp cho các em hệ thống các phương pháp mới để gi i các
bài tập trắc nghiệm hoá học trong chương trình THPT một cách ngắn
gọn, khoa học và chính xác.
Nội dung cuốn sách gồm 10 phương pháp gi i nhanh với hệ thống
các ví vụ minh họa cùng hướng dẫn gi i chi tiết. Nội dung các bài tập hoá học
phong phú, đa d ng, cập nhật. Tác gi hi vọng rằng cuốn sách này sẽ giúp cho
b n đọc hiểu được b n chất các phương pháp gi i toán, để có thể xử lí linh
ho t và chính xác các bài toán hoá học, nhằm đ t kết qu cao trong các kì thi.
Quá trình biên so n không tránh khỏi thiếu sót, tác gi rất mong nhận
được những góp ý xây dựng c a b n đọc để cuốn sách được hoàn thiện hơn
trong lần xuất b n sau.
Xin trân trọng c m ơn !
TÁC GI
1.
PH
NG PHÁP B O TOÀN KH I L
NG
1. Nguyên t c
Xét ph n ng A + B C + D
ta có ; mA + mB = mC + mD
Một s d ng th ng g p :
- Hỗn hợp oxit tác dụng với axit t o muối: MO + HCl, H2SO4 loãng
moxit + maxit = mmuối + mnước
Trong đó số mol nước được tính theo axit.
- Hỗn hợp oxit tác dụng CO, C hoặc H2 :
moxit mCO,C,H2 mran mCO2 ,H2O
Trong đó số mol CO2, H2O được tính theo CO, C và H2
- Hỗn hợp kim lo i tác dụng với axit gi i phóng H2.
mkim lo i + maxit = mmuối + mH2
số mol H2 = 2HCl = H2SO4
- Hỗn hợp muối cacbonat tác dụng với axit
mmuối (1) + maxit = mmuối + mH2O + mCO2
2. Các ví d minh ho
Ví d 1: (2007 - Khối A) Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO,
ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đ ). Sau ph n ng, hỗn hợp muối sunfat
khan thu được khi cô c n dung dịch có khối lượng là
A. 6,81 gam.
B. 4,81 gam.
C. 3,81 gam.
D. 5,81 gam.
H ng dẫn
Fe2(SO4)3 + 3H2O (1)
Fe2O3 + 3H2SO4
MgSO4 + H2O (2)
MgO + H2SO4
ZnSO4 + H2O (3)
ZnO + H2SO4
Theo các pt hoá học (1, 2, 3): n H2O = n H2SO4 = 0,5 0,1 = 0,05 (mol)
Áp dụng định luật b o toàn khối lượng:
m hh muối khan = 2,81 + 98 0,05 – 18 0,05 = 6,81 (g).
Ví d 2: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng khí CO đi qua ống s
đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất
A trong ống s và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Giá trị c a m là
A. 105,6.
B. 35,2.
C. 52,8.
D. 70,4.
H ng dẫn
Các phương trình hoá học c a ph n ng khử oxit sắt có thể có:
t
2Fe3O4 + CO2 (1)
3Fe2O3 + CO
0
t
Fe3O4 + CO
3FeO + CO2
0
(2)
t
FeO + CO
Fe + CO2 (3)
Nhận xét: Chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe3O4 hoặc ít hơn, điều quan trọng
là số mol CO ph n ng bao giờ cũng bằng số mol CO2 t o thành
Gọi x là số mol CO2 t o thành
0
nB =
11, 2
= 0,5 (mol)
22, 4
44x + 28(0,5 – x) = 0,5 20,4 2 = 20,4 x = 0,4 (mol)
Do đó n CO ph n ng = 0,4 (mol)
Áp dụng định luật b o toàn khối lượng:
m = mA + mCO2 – mCO
= 64 + 44 0,4 – 28 0,4 = 70,4 (g).
Ví d 3: Hoà tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp 2 kim lo i bằng dung dịch HCl thu được
dung dịch A và khí B. Cô c n dung dịch A thì được 5,71 gam muối khan. Tính thể tích
khí B (đo ở đktc).
H ng dẫn
Gọi 2 kim lo i đã cho là X và Y
2X + 2m HCl
2XClm + m H2 (1)
2Y + 2n HCl
2YCln + n H2 (2)
Theo (1, 2): n HCl = 2 n H2
Áp dụng định luật b o toàn khối lượng:
5 + 36,5 2 n H2 = 5,71 + 2 n H2 n H2 = 0,01 (mol)
Vậy VH2 (đktc) = 0,01 22,4 = 0,224 (l).
Ví d 4: (2009 - Khối A)Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng
vừa đ dung dịch H2SO4 10%, thu được 2,24 lít khí H2 (ở đktc). Khối lượng dung dịch
thu được sau ph n ng là
A. 101,68 gam. B. 88,20 gam.
C. 101,48 gam. D. 97,80 gam.
H
ng dẫn
Al2(SO4)3 + 3H2 (1)
2Al + 3H2SO4
ZnSO4 + H2 (2)
Zn + H2SO4
Từ (1, 2): n H2SO4 = n H2 =
mdd H2SO4 =
2, 24
= 0,1 (mol)
22, 4
98 0,1 100
= 98 (g)
10
Áp dụng định luật b o toàn khối lượng:
mdd sau ph n ng = mhh + mdd H2SO4 – mH = 3,68 + 98 – 2 0,1 = 101,48 (g).
2
Ví d 5. Cho từ từ một luồng khí CO đi qua ống s đựng m gam hỗn hợp gồm Fe,
FeO, Fe3O4, Fe2O3 nung nóng, kết thúc ph n ng thu được 64g sắt, khí đi ra gồm CO
và CO2 cho sục qua dung dịch Ca(OH)2 dư được 40g kết t a. Vậy m có giá trị là
A. 70,4g
B. 74g
C. 47g
D. 104g
Lời giải : Khí đi ra sau ph n ng gồm CO2 và CO dư cho đi qua dung dịch Ca(OH)2
dư :
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
40
0,4 (mol)
100
0,4 (mol)
Sơ đồ ph n ng:
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+
CO
Fe
+
CO2
28.0,4 + m = 64 + 44.0,4 m = 70,4g
Ví d 6. Người ta cho từ từ luồng khí H2 đi qua một ống s đựng 5,44 gam hỗn hợp
gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, CuO nung nóng, kết thúc ph n ng thu được m gam hỗn hợp
chất rắn A và 1,62 gam H2O. Vậy m có giá trị là
A. 4g
B. 5g
C. 4,5g
D. 3,4g
Lời giải : nH2 nH2O 0, 09 (mol)
Sơ đồ ph n ng:
FeO
H2 +
Fe2O3 A + H2O
Fe3O4
CuO
0,09.2 + 5,44 = m + 1,62 m = 4g
Ví d 7. Cho 35g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đ với dung dịch BaCl2. Sau
ph n ng thu được 59,1g kết t a. Lọc tách kết t a, cô c n dd thu được m(g) muối
clorua. Vậy m có giá trị là
A. 38,3g
B. 22,6g
C. 26,6g
D. 6,26g
Lời giải : Sơ đồ ph n ng:
Na 2 CO3
K 2 CO3
+ BaCl2
BaCO3 +
nBaCl2 nBaCO3 0,3 (mol)
NaCl
KCl
Áp dụng định luật b o toàn khối lượng: mhh mBaCl2 m m dd
m = 35 + 0,3.208 – 59,1 = 38,3 (g)
Ví d 8. Cho 4,48g hỗn hợp Na2SO4, K2SO4, (NH4)2SO4 tác dụng vừa đ với 300 ml
dung dịch Ba(NO3)2 0,1M . Kết thúc ph n ng thu được kết t a A và dung dịch B. Lọc
tách kết t a, cô c n dung dịch thu được m(g) muối nitrat. Vậy m có giá trị là
A. 5,32g
B. 5,23g
C. 5,26g
D. 6,25g
Lời giải : Sơ đồ ph n ng:
Na2SO4
K2SO4 +
Ba(NO3)2
BaSO4 +
(NH4)2SO4
NaNO3
KNO3
NH4NO3
nBa(NO3 )2 nBaSO4 0, 03 (mol) ; 4, 48 7,83 6,99 mB mB 5,32 (g)
Ví d 9. Hoà tan 2,57g hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đ dung dịch H 2SO4
loãng thu được 1,456 lít khí X (đktc), 1,28g chất rắn Y và dung dịch Z. Cô c n Z thu
được m gam muối khan, m có giá trị là
A. 7,53g
B. 3,25g
C. 5,79g
D. 5,58g
Lời giải: Sơ đồ ph n ng :
Cu
MgSO4
+ Cu + H2
Mg + H2SO4
Al
(SO
)
2
4
3
Al
m m (Al Mg) m SO2 (2,57 1,28) 0, 065.96 7,53 (g)
4
Ví d 9. Hoà tan hoàn toàn 3,72g hỗn hợp 2 kim lo i A, B trong dung dịch HCl dư
thấy t o ra 1,344 lít khí H2 (đktc). Cô c n dung dịch sau ph n ng thu được muối khan
có khối lượng là
A. 7,12g
B. 7,98g
C. 3,42g
D. 6,12g
Lời giải : Theo phương trình điện li :
n
H
n
Cl
2.
1,344
0,12(mol)
22, 4
mmuối = mKL + mCl = 3,72 + 0,12.35,5 = 7,98 (g)
Ví d 10. Nung m gam hỗn hợp A gồm 2 muối MgCO3 và CaCO3 cho đến khi không
còn khí thoát ra thu được 3,52g chất rắn B và khí C. Cho toàn bộ khí C hấp thụ hết bởi
2 lít dung dịch Ba(OH)2 thu được 7,88g kết t a. Đun nóng dung dịch l i thấy t o thành
thêm 3,94g kết t a nữa. Nếu các ph n ng x y ra hoàn toàn thì m có giá trị là
A. 7,44g
B. 7,40g
C. 7,04g
D. 4,74g
L i gi i: m = mB + mCO2
BaCO3 + H2O
CO2 + Ba(OH)2
Ba(HCO3)2
2CO2 + Ba(OH)2
m = 3,52 + (
7,88
3,94
2.
).44 7, 04 (g)
197
197
2.
PH
NG PHÁP B O TOÀN MOL NGUYÊN T
1. Nguyên t c
Tổng số mol nguyên tử c a một nguyên tố trước và sau ph n ng luôn bằng nhau.
Tính số mol nguyên tử c a một nguyên tố :
nnguyên tử A = x.nX = (số nguyên tử A trong X).số mol X
ví dụ : nO = 4.nH2SO4
2. Các ví d minh ho
Ví d 1: (2007 - Khối A) Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol
Cu2S vào axit HNO3 (vừa đ ), thu được dung dịch X (chỉ ch a hai muối sunfat) và
khí duy nhất NO. Giá trị c a a là
A. 0,04.
B. 0,075.
C. 0,12.
D. 0,06.
Hướng dẫn
Fe2 (SO4 )3
FeS2
HNO3
NO H 2O
Cu 2S
CuSO4
Sơ đồ ph n ng:
2FeS2
Fe2(SO4)3
0,12
0,06
Cu2S
2CuSO4
2a
a
Áp dụng định luật b o toàn nguyên tố đối với S, ta có:
2 0,12 + a = 3 0,06 + 2a a = 0,06 (mol).
Ví d 2: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống s đựng lượng dư hỗn hợp
rắn gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao). Sau khi các ph n ng x y ra hoàn toàn, thu
được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì t o thành
4 gam kết t a. Giá trị c a V là
A. 1,120.
B. 0,896.
C. 0,448.
D. 0,224.
(Trích đề thi TSCĐ năm 2008 - Khối A, B)
Hướng dẫn
Sơ đồ ph n ng:
CuO
t0
CO2 (X) + hỗn hợp rắn
+ CO
Fe 2 O3
CaCO3 + H2O
CO2 + Ca(OH)2 dư
Áp dụng sự b o toàn số mol đối với nguyên tố C:
n C trong CO = n C trong CO2 = n C trong CaCO3
n C trong CO = n CaCO
=
3
4
= 0,04 (mol)
100
Vậy V = 0,04 22,4 = 0,896 (l).
Ví d 3: Hoà tan hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe2O3 vào dung dịch HCl dư
được dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được kết
t a. Lọc kết t a, rửa s ch đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu
được m gam chất rắn Z. Giá trị c a m là
A. 16,0.
B. 24,0.
C. 28,8.
D. 32,0.
Hướng dẫn
Sơ đồ các ph n ng:
FeCl2 NaOH
Fe
HCl
X
Y
Fe2O3
FeCl3
Fe(OH) 2
t0
Z (Fe2O3)
Fe(OH)3
Áp dụng sự b o toàn số mol đối với nguyên tố Fe:
n Fe trong Z = n Fe trong X = n Fe 2n Fe2O3 = 0,2 + 2.0,1 = 0,4 (mol)
n Fe2O3 trong Z =
1
n Fe trong Z = 0,2 (mol) Vậy m = 0,2 160 = 32,0 (g).
2
Ví d 4: Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim lo i Mg, Cu và Al ở d ng bột tác
dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam.
Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đ để ph n ng hết với Y là
A. 57 ml.
B. 50 ml.
C. 75 ml.
D. 90 ml.
(Trích đề thi TSĐH năm 2008 - Khối A)
Hướng dẫn
MgO
Mg
O2
X Cu Y CuO
Al O
Al
2 3
MgO + 2HCl
MgCl2 + H2O (1)
CuO + 2HCl
CuCl2 + H2O (2)
Al2O3 + 6HCl
2AlCl3 + 3H2O (3)
Ta có mO / hhY = 3,33 – 2,13 = 1,2 (g) hay n O / hhY =
1, 2
= 0,075 (mol)
16
Theo (1, 2, 3): n HCl = 2 n O / hhY = 2 0,075 = 0,15 (mol) Vậy Vdd HCl =
0,15
= 0,075
2
(l) = 75 (ml).
Ví d 5: Cho một mẩu Na để lâu trong không khí, bị chuyển hoá thành hỗn hợp rắn X
gồm Na, Na2O, NaOH, Na2CO3. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X bằng H2SO4 loãng, sau
ph n ng thu được dung dịch Y. Làm bay hơi nước từ từ thu được 8,05 gam tinh thể
Na2SO4.10H2O. Khối lượng mẩu Na là
A. 0,575 gam.
B. 1,15 gam.
C. 2,3 gam.
D. 1,725 gam.
Hướng dẫn
Na 2 O
NaOH
H2SO4
kk
Na X
Na2SO4.10H2O
dd Y (dd Na2SO4)
Na 2 CO3
Na
8,05
= 0,025 (mol) n Na c a mẩu Na = n Na trong
Ta có n Na 2SO4 .10H2O =
322
2 n Na 2SO4 .10H2O = 0,05 (mol). Vậy khối lượng mẩu Na là: 0,05 23 = 1,15 (g).
tinh thể
=
Ví d 6: Cho hỗn hợp A gồm ba kim lo i X, Y, Z có hoá trị lần lượt là 3, 2, 1 và tỉ lệ
số mol lần lượt là 1 : 2 : 3, trong đó số mol c a X bằng x mol. Hoà tan hoàn toàn A
bằng dung dịch có ch a y mol HNO3. Sau ph n ng thu được dung dịch B không ch a
NH4NO3 và V lít hỗn hợp khí E (ở đktc) gồm NO2 và NO. Biểu th c tính y theo x và
V là
A. 8x +
V
.
22, 4
B. 6x +
V
.
22, 4
C. 5x +
V
.
22, 4
D. 10x +
V
.
22, 4
Hướng dẫn
Ta có n hh E =
V
(mol)
22, 4
Theo đề bài n X : n Y : n Z = 1 : 2 : 3
Mà n X = x (mol) nên n Y = 2x (mol), n Z = 3x (mol)
Sơ đồ ph n ng:
X , Y , Z + HNO3
X(NO3)3, Y(NO3)2, ZNO3 + NO2 , NO + H2O
x 2x 3x
x
2x
3x
Số mol mỗi muối bằng số mol mỗi kim lo i tương ng
Dựa vào sự b o toàn số mol đối với nguyên tố N:
n HNO3 = n N = 3 n X(NO3 )3 + 2 n Y(NO3 )2 + n ZNO3 + n NO2 + n NO
= 3. x + 2. 2x + 3x +
V
V
= 10x +
(mol).
22, 4
22, 4
Ví d 7. Cho hỗn hợp A gồm 0,1 mol Cu, 0,2 mol Ag tan vừa hết trong V lít dung dịch
HNO3 1M thu được dung dịch X và hỗn hợp Y gồm 2 khí NO, NO2
( n NO n NO2 0,1 mol ). V có giá trị là
A. 1 lít
B. 0,6 lít
C. 1,5 lít
D. 2 lít
Lời giải Sơ đồ phản ứng:
Cu
Ag
+
HNO3
Cu(NO3 )2
AgNO3
+
NO
NO2
+ H2 O
Áp dụng sự b o toàn nguyên tố Cu, Ag ta có : nCu = nCu(NO3 )2 = 0,1 mol và nAg =
n AgNO3 = 0,2 mol
Áp dụng cho nguyên tố N :
n N (HNO3 ) = n N(Cu(NO3 )2 AgNO3 NO NO2 )
n(HNO3 ) = 2nCu(NO3 )2 n AgNO3 n NO n NO2
n(HNO3 ) = 2.0,1 + 0,2 + 0,1 + 0,1 = 0,6 mol
VHNO3
0,6
0,6(lit)
1
Ví d 8: Cho hỗn hợp gồm : FeO (0,01 mol), Fe2O3 (0,02 mol), Fe3O4 (0,03 mol) tan
vừa hết trong dung dịch HNO3 thu được một muối duy nhất và 0,448 lít khí N2O4
(đktc). Khối lượng muối và số mol HNO3 tham gia ph n ng là
A. 32,8 g ; 0,4 mol
C. 33,88 g ; 0,06 mol
B. 33,88 g ; 0,46
D. 33,28 g ; 0,46
mol
mol
Lời giải Sơ đồ phản ứng :
FeO
Fe2O3 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
Fe3O4
Áp dụng sự b o toàn nguyên tố Fe :
nFe [Fe(NO3 )3 ] nFe [FeO,Fe2O3 ,Fe3O4 ]
nFe [Fe(NO3 )3 ] = nFeO 2nFe2O3 3nFe3O4
= 0, 01 2.0, 02 3.0, 03 0,14 (mol)
mFe(NO 3 )3 0,14.242 33,88 (g)
Áp dụng sự b o toàn nguyên tố N :
n N [HNO3 ] n N [Fe(NO3 )3 N 2O4 ]
n HNO3 3n Fe(NO3 )3 n N2O4 3.0,14 2.0, 02 0, 46 (mol)
Ví d 9: Cho 1,1 gam hỗn hợp Fe, Al ph n ng với dung dịch HCl thu được dung
dịch X, chất rắn Y và khí Z, để hoà tan hết Y cần số mol H2SO4 (loãng) bằng 1/2 số
mol HCl ở trên thu được dung dịch T và khí Z. Tổng thể tích khí Z (đktc) là 0,896
lít. Tổng khối lượng muối sinh ra trong hai trường hợp trên là
A. 2,54 gam
B. 2,77 gam
C. 3,36 gam
D. 1,06 gam
Lời giải :
Sơ đồ ph n ng :
Fe
Al
+
HCl
H 2 SO 4
hỗn hợp muối ( X+T ) + H2
Đặt x= nHCl ; n H2SO4 = y (mol)
Áp dụng sự b o toàn nguyên tố H:
n H [HClH2SO4 ] n H [H2 ]
n HCl 2n H2SO4 2n H2 0, 04 (mol)
x + 2y = 0,04
x
x = 0,02 ; y = 0,01
2
mmuối = m(Al,Fe) + mCl mSO 2 = 1,1 + 0,02.35,5 + 0,01.96 = 2,77 (gam)
y=
4
Ví d 10. Cho 1,48 g hỗn hợp 3 kim lo i Fe, Al, Zn tan hoàn toàn trong dung dịch
H2SO4 loãng, ta thu được 0,784 lít khí H2 (đktc). Khi cô c n dung dịch khối lượng
muối khan thu được là
A. 4,84 g
B. 5,65 g
C. 5,56 g
D. 4,56 g
Lời giải : Sơ đồ ph n ng :
Fe
FeSO4
Al
+
H2SO4
Al2(SO4)3 + H2
Zn
ZnSO4
Áp dụng sự b o toàn nguyên tố H:
n H2SO4 = n H 2 =
0, 784
= 0,035 (mol)
22, 4
Áp dụng sự b o toàn nguyên tố S:
= 0,035 (mol)
n 2
n 2
SO [H SO ]
SO [muèi]
4
2
4
4
mmuối = m(Fe, Al, Zn) + mgốc axit = 1,48 + 0,055.96 = 4,84 (gam)
3.
PH
NG PHÁP TĂNG HO C GI M KH I L
NG
1. Nguyên t c
Khi chuyển từ chất X (thường tính cho 1 mol) thành chất Y (không nhất thiết trực
tiếp, có thể bỏ qua nhiều giai đo n trung gian), khối lượng tăng hay gi m bao nhiêu
gam. Dựa vào khối lượng thay đổi đó ta tính được số mol các chất cần thiết hoặc
ngược l i.
Ghi nh : Trường hợp kim lo i A đẩy kim lo i B trong dung dịch muối thành kim
lo i B tự do. Ta có:
Khối lượng A tăng = mB bám vào – mA tan ra
Khối lượng A gi m = mA tan ra – mB bám vào.
Một s d ng th ng g p :
HCl
+ 1 mol kim lo i
muối Cl thì khối lượng tăng 35,5n gam (n là số oxi hóa
c a kl)
+ 1 mol muối CO32-
2 mol Cl khối lượng tăng 35,5.2 - 60 = 11 gam
2+ 1 mol O (trong oxit)
1 mol SO4 (trong muối) thì khối lượng tăng 96 - 16 =
80 gam.
+ 1 mol O (trong oxit)
2 mol Cl (trong muối) thì khối lượng tăng 35,5.2 - 16
= 55 gam.
2. Các ví d minh ho
Ví d 1: Hoà tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp 2 kim lo i bằng dung dịch HCl ta thu được
dung dịch A và khí B. Cô c n dung dịch A thì được 5,71 gam muối khan. Thể tích khí
B (đo ở đktc) là
A. 0,224 lít
B. 0,448 lít
C. 0,112 lít
D. 0,336 lít
H ng dẫn
Gọi công th c chung c a 2 kim lo i là M và có hoá trị là n
M
MCln +
+ n HCl
n
H2
2
M g
(M + 35,5n) g
Theo pt hoá học, c 1 mol kim lo i t o thành 1 mol muối thì khối lượng tăng 35,5n
gam và có
n
mol H2 bay ra.
2
Theo đề bài, khối lượng tăng 5,71 – 5 = 0,71 gam thì số mol H2 bay ra là:
0,71
n
2 = 0,01 (mol); Vậy V = 22,4 0,01 = 0,224 (l).
H2
35,5n
Ví d 2: Tìm công th c muối amoni photphat. Biết rằng muốn điều chế 100 gam muối
trên ph i cần 200 gam dung dịch axit photphoric 37,11%.
H ng dẫn
Khối lượng axit H3PO4 =
37,11 200
= 74,22 (g)
100
H3PO4 + nNH3
(n = 1, 2, 3)
(NH4)nH3 - nPO4
98 g
(17n + 98) g
74,22 g
100 g
Theo pt hoá học, c 1 mol H3PO4 biến thành muối amoni photphat thì khối lượng
tăng: (17n + 98) – 98 = 17n (g)
Theo đề bài, khối lượng muối tăng: 100 – 74 ,22 = 25,78 (g)
Do đó
98
17n
=
74, 22 25,78
n=
98 25,78
=2
17 74, 22
Vậy muối cần tìm có công th c là: (NH4)2HPO4.
Ví d 3: Ngâm một lá kẽm trong dung dịch có hoà tan 8,32 gam CdSO4. Ph n ng
xong, lấy lá kẽm ra khỏi dung dịch rửa nhẹ, làm khô, nhận thấy khối lượng lá kẽm
tăng lên 2,35% so với lá kẽm trước ph n ng. Khối lượng lá kẽm trước khi tham gia
ph n ng là
D. 80 gam.
A. 1,88 gam.
B. 18,8 gam.
C. 0,8 gam.
H ng dẫn
Zn + CdSO4
ZnSO4 + Cd
0,04
0,04 0,04
Ta có n CdSO4 =
8,32
= 0,04 (mol)
208
Khối lượng lá kẽm tăng = 112 0,04 – 65 0,04 = 1,88 (g) .
Vậy khối lượng lá kẽm trước ph n ng là:
1,88 100
= 80 (g).
2,35
Ví d 4: Hoà tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp Z gồm NaCl và NaI vào nước được
dung dịch E. Sục khí Cl2 dư vào dung dịch E. Kết thúc thí nghiệm, cô c n dung dịch
thu được 58,5 gam muối khan. Khối lượng NaCl có trong hỗn hợp Z là
C. 26,325 gam.
D. 23,40 gam.
A. 32,175 gam. B. 29,25 gam.
H ng dẫn
Khí Cl2 dư chỉ oxi hoá được muối NaI:
2NaI + Cl2
2NaCl + I2
150 g
58,5 g
C 1 mol NaI t o thành 1 mol NaCl khối lượng gi m: 91,5 (g)
Vậy x mol NaI thì khối lượng gi m: 104,25 – 58,5 = 45,75 (g)
x=
1 45,75
= 0,5 (mol)
91,5
Vậy m NaCl trong Z = 104,25 – 150 0,5= 29,25 (g).
Ví d 5: Có 500 ml dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,2M và (NH4)2CO3 0,5M. Cho 43
gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch đó. Sau các ph n ng kết thúc ta thu được
39,7 gam kết t a A và dung dịch B. Khối lượng các chất trong A là
A. 19,7 gam BaCO3 và 20 gam CaCO3.
B. 9,7 gam BaCO3 và 30 gam CaCO3.
C. 29,7 gam BaCO3 và 10 gam CaCO3.
D. 9,85 gam BaCO3 và 29,85 gam CaCO3.
H ng dẫn
Trong dung dịch:
2
BaCl2
Na2CO3
Ba 2 + 2 Cl
2 Na + CO3
0,1
0,1
2
(NH4)2CO3
CaCl2
+ 2 Cl
2 NH 4 + CO32
Ca
0,25
0,25
Các phương trình hoá học c a các ph n ng d ng ion:
Ba 2 + CO32
BaCO3 (1)
x
x
2
2
+ CO3
Ca
CaCO3 (2)
y
y
Ta có n Na 2CO3 = 0,5 0,2 = 0,1 (mol) ; n (NH4 )2 CO3 = 0,5 0,5 = 0,25 (mol)
Theo (1, 2), c 1 mol BaCl2 hoặc 1 mol CaCl2 biến thành BaCO3 hoặc CaCO3 thì khối
lượng muối gi m: 71 – 60 = 11 (g)
Như vậy, theo đề bài khối lượng hai muối gi m: 43 – 39,7 = 3,3 (g)
Do đó tổng số mol hai muối BaCO3 và CaCO3 là:
Tổng số mol CO32 = 0,1 + 0,25 = 0,35 mol
3,3 1
= 0,3 (mol)
11
Điều đó ch ng tỏ ph n ng còn dư CO32 = 0,35 – 0,3 = 0,05 (mol)
Gọi x, y là số mol BaCO3 và CaCO3 có trong A
x y 0,3
x 0,1
197x 100y 39,7
y 0, 2
Ta có
Vậy mBaCO3 19,7gam
mCaCO3 20gam
Ví d 6 : Cho 84,6 gam hỗn hợp A gồm BaCl2 và CaCl2 vào 1 lít hỗn hợp Na2CO3
0,3M và (NH4)2CO3 0,8 M. Sau khi các ph n ng kết thúc ta thu được 79,1 gam kết
t a A và dung dịch B. Phần trăm khối lượng BaCl2 và CaCl2 trong A lần lượt là
A. 70,15 ; 29,25
B. 60,25 ; 39,75
C. 73,75 ; 26,25
D. 75,50 ; 24,50
Lời giải : Đặt nBaCl2 x(mol); nCaCl2 y (mol)
BaCl2
+
CaCl
2
Na 2 CO3
(NH
)
CO
4 2
3
BaCO3
CaCO3
NaCl
NH 4 Cl
+
C 2 mol Cl– mất đi (71 gam) có 1 mol muối CO32 thêm vào (60 gam)
Độ chênh lệch (gi m) khối lượng c a 1 mol muối là :
M = 71 – 60 =11 (g)
Độ gi m khối lượng muối :
Vậy số mol muối ph n ng :
m = 84,6 – 79,1 = 5,5 (g)
5,5
0,5 (mol)
11
Số mol CO32– = 0,3 + 0,8 = 1,1 (mol) > 0,5 mol.
Vậy muối cacbonat dư.
x 0,3
x + y = 0,5 (1)
y 0, 2
208x + 111y = 84,6 (2)
0,3.208
.100% 73,75%
%m BaCl2
84.6
%mCaCl 100 73,75 26,25(%)
2
Ví d 7: Hỗn hợp A gồm 10 gam MgCO3,CaCO3 và BaCO3 được hoà tan bằng HCl
dư thu được dung dịch B và khí C. Cô c n dung dịch B được 14,4 gam muối khan. Sục
khí C vào dung dịch có ch a 0,3 mol Ca(OH)2 thu được số gam kết t a là
A. 10g
B. 20g
C. 30g
D. 40g
L i gi i
CO32– + 2H+
CO2 + H2O
14, 4 10
0, 4 (mol)
3
11
CaCO3 + H2O
CO2 + Ca(OH)2
Số mol A = nCO 2 nCO2
0,4
0,3
0,3
CO2 + H2O + CaCO3
Ca(HCO3)2
0,1
0,1
mCaCO3 0,2.100 20 (g)
(mol)
(mol)
Ví d 8: Cho 68g hỗn hợp 2 muối CuSO4 và MgSO4 tác dụng với 500 ml dung dịch
ch a NaOH 2M và KOH 0,8M. Sau ph n ng thu được 37g kết t a và dung dịch B.
Vậy % khối lượng CuSO4 và MgSO4 trong hỗn hợp ban đầu là
A. 47,05% ; 52,95%.
B. 47,05 % ; 52,95%. C. 46,41% ; 53,59%.
D. 46,50% ; 53,50%.
Lời giải : Đặt nCuSO4 x mol ; n MgSO4 y mol
CuSO 4
MgSO4
+
NaOH
KOH
Cu(OH)2
+
Mg(OH)
2
Na 2 SO4
K 2 SO4
Từ độ chênh lệch khối lượng ta tính được tổng số mol hai muối sunfat:
68-37
= 0,5 (1)
x 0, 2
x + y =
96-34
y 0,3
160x + 120y = 68(2)
0, 2.160
.100% 47, 05%
%mCuSO4
68
%m MgSO 100 47, 05 52, 95%
4
Ví d 9: Nhúng một thanh kim lo i X (hoá trị II) vào dung dịch CuSO4 dư. Sau ph n
ng khối lượng thanh kim lo i gi m 0,12g. Mặt khác cũng thanh kim lo i X đó được
nhúng vào dung dịch AgNO3 dư thì kết thúc ph n ng khối lượng thanh tăng 0,26g.
Nguyên tố X là
A. Zn
B. Mg
C. Cd
D.
Fe
Lời giải : Phương trình ph n ng :
X + CuSO4 dư
XSO4 + Cu↓
a
a
X + 2AgNO3 dư
X(NO3)2 + 2Ag↓
a
2a
Khối lượng thanh kim lo i tăng = mA – mCu = 0,12g
a.MX – 64a = 0,12 MX.a = 64a + 0,12
Mặt khác khối lượng thanh kim lo i gi m = mAg + mX = 0,26 g
(2)
2a.108 – MX.a = 0,26 MX.a = 2a.108 – 0,26
x = 2,5.10–3 mol MX =
Chất X là Cd.
64.2,5.103 0,12
2,5.103
(1)
112 (g/mol)
Ví d 10. Cho 2 dung dịch FeCl2 và CuSO4 có cùng nồng độ mol.
– Nhúng thanh kim lo i vào M hoá trị II vào 1 lít dd FeCl2 sau ph n ng khối lượng
thanh kim lo i tăng 16g.
– Nhúng cùng thanh kim lo i ấy vào 1 lít dung dịch CuSO4 sau ph n ng khối lượng
thanh kim tăng 20g. Gi thiết các ph n ng x y ra hoàn toàn và thanh kim lo i M chưa
bị tan hết.
Kim lo i M là
A. Zn
B. Mg
C. Cd
D. Fe
L i gi i :
Các phương trình ph n ng x y ra :
MCl2 + Fe
M + FeCl2
x
x
x
MSO4 + Cu↓
M + CuSO4
Theo gi thiết thì : nCu = nFe = x mol
Khối lượng thanh kim lo i tăng ở (1) là : m = mFe – mM = 16g
56x – MM.x = 16 M.x = 56x – 16
Khối lượng thanh kim lo i tăng ở (2) là : m = mCu – mM = 20 g
64x – M.x = 20 M.x = 64x – 20
M = 24. Vậy kim lo i M là Mg.
4.
PH
NG PHÁP S
1. Nguyên t c
Đối với nồng độ % về khối lượng
m1
C1
C2 C
C
m2
C1 C
Đối với nồng độ mol/l
V1 C1
D NG S
C
Đ
m1 C2 C
m 2 C1 C
V1 C2 C
V2 C1 C
C2
C2 C
Đ
NG CHÉO
(1)
(2)
V2 C2
C1 C
Đối với khối lượng riêng
V 1 D1
D2 D
D D
V
(3)
1 2
D
V2 D1 D
V 2 D2
D1 D
Chú ý:
- Chất rắn coi như dung dịch có C = 100%
- Dung môi coi như dung dịch có C = 0%
- Khối lượng riêng c a H2O là D = 1 g/ml.
2. Các ví d minh ho
Ví d 1: Để thu được dung dịch HCl 25% cần lấy m1 gam dung dịch HCl 45% pha với
m2 gam dung dịch HCl 15%. Tỉ lệ m1/m2 là
A. 2 : 1.
B. 3 : 1.
C. 1 : 2.
D. 1 : 3.
Hướng dẫn
Ta có sơ đồ đường chéo:
15 25
m1
(HCl) 45
m1 15 25 10 1
25
m2 45 25 20 2
45 25
m2 (HCl) 15
Ví d 2: Để pha được 500 ml dung dịch nước muối sinh lí nồng độ 0,9% cần lấy V ml
dung dịch NaCl 3%. Giá trị c a V là
A. 150.
B. 214,3.
C. 350.
D. 285,7.
Hướng dẫn
Sơ đồ đường chéo:
0 0,9
V1 (NaCl) 3
0 0,9 0,9
V
1
0,9
V2 3 0,9 2,1
3 0,9
V2 (H2O) 0
V = V1
0,9
500 = 150 (ml).
0,9 2,1
Ví d 3: Cần lấy m1 gam tinh thể CuSO4.5H2O và m2 gam dung dịch CuSO4 8% để
pha thành 280 gam dung dịch CuSO4 16%. Giá trị c a m1, m2 lần lượt là
A. 40 và 240.
B. 180 và 100.
C. 60 và 220.
D. 220 và 60.
Hướng dẫn
Ta xem tinh thể CuSO4.5H2O như là dung dịch CuSO4 có
C% =
160
100% = 64%
250
Gọi m1 là khối lượng c a CuSO4.5H2O và m2 là khối lượng c a dung dịch CuSO4
8%
Sơ đồ đường chéo:
m1
64
8 16
8 16
m
8 1
1
16
m2 64 16 48 6
m2
8
64 16
Hay 6m1 – m2 = 0 (1)
Mặt khác m1 + m2 = 280 (2)
Gi i hệ hai pt (1, 2), ta được m1 = 40, m2 = 240.
63
65
Ví d 4: Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị là 29
Cu và 29
Cu . Nguyên tử
khối trung bình c a đồng là 63,54. Thành phần phần trăm tổng số nguyên tử c a đồng
63
vị 29
Cu là
A. 27%.
B. 50%.
C. 54%.
D. 73%.
(Trích đề thi TSCĐ năm 2007 - Khối A, B)
Hướng dẫn
Sơ đồ đường chéo:
65
% 29
63 63,54
Cu A1 = 65
A = 63,54
63
% 29 Cu A2 = 63
65 63,54
%
%
65
29 Cu
63
29 Cu
63
Vậy % 29
Cu =
63 63,54
65 63,54
0,54
1, 46
1, 46
100% = 73%.
0,54 1, 46
Ví d 5: Một hỗn hợp gồm O2, O3 (ở đktc) có tỉ khối so với hiđro là 18. Thành phần %
về thể tích c a O2 trong hỗn hợp là
A. 25%.
B. 75%.
C. 45%.
D. 55%.
Hướng dẫn
Ta có M hh = 18 2 = 36
Sơ đồ đường chéo:
32 36
48
VO3
36
VO2
Vậy %VO2 =
32
3
100% = 75%.
1 3
48 36
VO3
VO2
32 36
48 36
4 1
12 3
Ví d 6: Hoà tan Cu trong dung dịch HNO3, thu được hỗn hợp khí gồm NO và NO2 có
tỉ khối hơi so với hiđro là 16,6. Hệ số tỉ lượng (số nguyên, đơn gi n nhất) c a kim lo i
Cu trong phương trình hoá học chung là
A. 4.
B. 10.
C. 13.
D. 7.
Hướng dẫn
2
5
2
4
Cu (NO3)2 + N O + N O2 + H2O
Cu + H N O3
Đặt n NO = a (mol) và n NO2 = b (mol)
0
Ta có M hh = 16,6 2 = 33,2
a (NO)
30
33,2
b (NO2)
46 33,2
46
30 33,2
13
0
Cu
5
a 46 33, 2 12,8 4
b 30 33, 2 3, 2 1
2
Cu + 2e
2
4
2 5 N + 13e
4N + N
13Cu + 36HNO3
13Cu(NO3)2 + 8NO + 2NO2 + 18H2O
Ví d 7: Hoà tan 4,59 gam Al bằng dung dịch HNO3, thu được V lít hỗn hợp khí
(đktc) gồm NO và N2O có tỉ khối hơi đối với hiđro là 16,75. Giá trị c a V là
A. 1,792.
B. 2,688.
C. 2,016.
D. 3,584.
Hướng dẫn
Ta có M hh = 16,75 2 = 33,5
n Al =
4,59
= 0,17 (mol)
27
Sơ đồ đường chéo:
a (NO)
30
10,5
33,5
b (N2O)
44
Hay a – 3b = 0 (1)
Các quá trình oxi hoá - khử x y ra:
3
Al + 3e
0,17
0,51
0
Al
3,5
5
N + 3e
5
a 10,5 3
b 3,5 1
2
N
3a
a
1
2 N + 8e
N2
8b
b
Do đó 3a + 8b = 0,51 (2)
Gi i hệ hai pt (1, 2), ta được: a = 0,09, b = 0,03
Vậy V = (0,09 + 0,03) 22,4 = 2,688 (l).
Ví d 8: Số gam H2O cho vào 100 gam dung dịch H2SO4 80% để được dung dịch
H2SO4 50% là
A. 40 g
B. 50 g
C. 60 g
D.
70 g
Lời giải
m
0
30
50
100
80
50
m 30
m 60 (g)
100 50
Ví d 9. Làm bay hơi 500 ml dung dịch chất A 20% (D = 1,2 g/ml) để chỉ còn
300 gam dung dịch. Nồng độ % c a dung dịch này là
A. 30%
B. 40%
C. 50%
D. 60%
Lời giải
mdd = 500.1,2 = 600 (g)
Đây là bài toán cô c n nên có sơ đồ :
dd A :
20 – x
600
x
x – 20
H O:
300
600 2 x
x 40%
300 x 20
Ví d 10. Từ 100g dung dịch KOH 30% để có dung dịch 50% cần thêm vào số gam
KOH nguyên chất là
A. 40 gam
B. 50 gam
C. 60 gam
D. 70 gam
Lời giải
m
100
20
50
100
30
50
m 20
m 40 g
100 50
Ví d 11. Một dung dịch HNO3 nồng độ 60% và một dung dịch HNO3 khác có nồng
độ 20%. Để có 100gam dung dịch mới có nồng độ 45% thì cần ph i pha chế về
khối lượng giữa 2 dung dịch HNO3 60%, 20% lần lượt là
A. 37,5g ; 62,5g.
B. 62,5g ; 37,5g.
C. 40g ; 60g.
D. 53g ; 47g.
Lời giải
m1
20
15
45
m2
m1 15 3
m2 25 5
m1 m2 100
60
25
m1 37,5g
m2 62,5g
Ví d 12. Một hỗn hợp 52 lít (đktc) gồm H2 và CO có tỉ khối hơi đối với metan bằng
1,5 thì VH2 và VCO trong hỗn hợp là
A. 8 lít và 44 lít.
C. 4 lít và 48 lít.
B. 44 lít và 8 lít.
D. 10 lít và 42 lít.
Lời giải
V1
H2
2
4
24
V2
CO
28
22
V 8 lÝt
V1 2
1
V2 11
V2 44 lÝt
Ví d 13. Cho 6,12g Mg tác dụng với dung dịch HNO3 thu được dung dịch X chỉ có
một muối và hỗn hợp khí Y gồm NO và N2O có tỉ khối hơi đối với hiđro bằng
16,75. Thể tích NO và N2O (ở đktc) thu được lần lượt là
A. 2,24 lít và 6,72 lít.
B. 2,016 lít và 0,672 lít.
C. 0,672 lít và 2,016 lít.
D. 1,972 lít và 0,448 lít.
Lời giải
Quá trình cho electron :
Quá trình nhận electron :
V1 NO 30
10,5
2+
Mg
Mg + 2e
+2
N+5 + 3e
N (NO)
3x
x
+5
+1
N + 4e
N (N2O)
8y
2y
y
33,5
V2 N2O
44
3,5
VN 2O
VNO
1 x
3 y
3x 8y 0,51 x 0, 09
3x y 0
y 0, 03
Ví d 14. Từ 1 tấn quặng hematit (A) điều chế được 420kg sắt. Từ 1 tấn quặng
manhetit (B) điều chế được 504kg sắt. Để được 1 tấn quặng hỗn hợp mà từ
1 tấn quặng hỗn hợp này điều chế được 480kg sắt thì ph i trộn 2 quặng A, B với
tỉ lệ về khối lượng là
A. 2 : 5
B. 3 : 5
C. 3 : 4
D. 1 : 3
Lời giải
mA
420
24
480
mB
504
60
mA 24 2
mB 60 5
5.
PH
NG PHÁP B O TOÀN MOL ELECTRON
1. Nguyên t c
Tổng số mol electron chất khử nhường bằng tổng số mol electron chất oxi hoá nhận
n e x.n X
D ng 1 : Kim lo i tác d ng v i dung d ch axit : HNO3; H2SO4 đ c
- Tính khối lượng muối t o thành:
- Tính số mol HNO3 và H2SO4 ph n ng (kết hợp pp b o toàn mol nguyên tử).
- So sánh số mol e nhận và nhường để biết có muối t o thành do sự khử hay
không.
Ví d 1: Hoà tan hoàn toàn 9,62 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Al trong lượng dư dung
dịch HNO3 loãng, thu được 0,12 mol NO và 0,04 mol N2O. Tổng khối lượng muối
khan t o thành là
A. 41,86 gam.
B. 51,78 gam.
C. 14,86 gam.
D. 64,18 gam.
Hướng dẫn
ne = 3NO + 8N2O = 0,36 + 0,32 = 0,68.
n NO / muối = n electron nhường = 0,68 (mol)
Vậy m muối khan = m hhX + m NO / muối = 9,62 + 62 0,68 = 51,78 (g).
3
3
Ví d 2: Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được
dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối
c a hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô c n dung dịch X, thu được m gam chất rắn
khan. Giá trị c a m là
A. 38,34.
B. 34,08.
C. 106,38.
D. 97,98.
(Trích đề thi TSĐH năm 2009 - Khối A)
Hướng dẫn
12, 42
= 0,46 (mol); ne = 0,46.3 = 1,38
27
1,344
= 0,06 (mol) ; M Y = 18 2 = 36
n hh Y =
22, 4
n N2O : 44
8
Ta có n Al =
n N 2O : n N 2 = 8 : 8 = 1 : 1
36
28
8 n N2O = n N2 = 0,06 : 2 = 0,03 (mol)
Từ (1,2): số mol e nhận = 0,24 + 0,3 = 0,54 < số mol e nhường = 1,38
n N2 :
3
Do đó s n phẩm khử còn có N (NH4NO3), khi đó x y ra thêm (3)
số mol e nhận ở (3) = 1,38 – 0,27 = 0,84 (mol)
Al(NO3 )3 : 0, 46 (mol)
NH 4 NO3 : 0,105 (mol)
Chất rắn khan thu được gồm
Vậy m = 213 0,46 + 80 0,105 = 106,38 (g).
Ví d 3: Hỗn hợp X gồm hai kim lo i Al và Cu. Hoà tan hoàn toàn 18,2 gam X vào
100 ml dung dịch B ch a đồng thời H2SO4 12M và HNO3 2M, đun nóng. Sau
ph n ng thu được dung dịch Y và 8,96 lít hỗn hợp khí (đktc) T gồm NO và SO 2.
Tỉ khối c a T so với H2 là 23,5. Khối lượng c a muối trong dung dịch Y là
A. 34,2 gam.
B. 32,0 gam.
C. 66,2 gam gam.
D.
33,1
gam.
Lời giải
Dễ dàng tìm được: nNO = 0,2 mol ; nSO2 0,2(mol)
Dung dịch B gồm: H+ = 2,6 mol ; SO 24 = 1,2 mol ; NO 3 = 0,2 mol.
Các quá trình nhường và nhận electron:
Al Al3+
+ 3e
SO 24 + 2e + 4H+ SO2 + 2H2O
x
3x
0,2
0,4
0,8
0,2
2+
+
Cu Cu + 2e
NO 3 + 3e + 4H NO + 2H2O
y
2y
0,2
0,6
0,8
0,2
Áp dụng sự b o toàn electron, ta có:
3x + 2y = 1
(1)
Phương trình khối lượng :
27x + 64y =18,2
(2)
Gi i hệ (1) và (2), ta được : nAl = 0,2 mol ; nCu = 0,2 mol.
Dung dịch Y gồm: Al3+ = 0,2 mol ; Cu2+ = 0,2 mol; H+ =1 mol ; SO42– = 1 mol
( NO3 bị oxi hoá hết).
Y gồm các muối sunfat :
Al2(SO4)3 = 0,1.342 = 34,2 (g)
CuSO4 = 0,2. 160 = 32 (g)
m = 66,2 gam.
Ví d 4: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1 : 1) bằng axit HNO3,
thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ ch a hai
muối và axit dư). Tỉ khối c a X đối với H2 bằng 19. Giá trị c a V là
A. 2,24.
B. 4,48.
C. 5,60.
D. 3,36.
(Trích đề thi TSĐH năm 2007 - Khối A)
Hướng dẫn
Đặt n NO = a (mol) và n NO 2 = b (mol)
Ta có MX
30a 46b
19 2 38 a = b
ab
Gọi số mol c a Fe hoặc Cu trong hỗn hợp là x mol
56x + 64x = 12 (g) x = 0,1 (mol)
Các quá trình oxi hoá - khử x y ra:
3
Fe + 3e
0,1
0,3
0
Fe
2
Cu + 2e
Cu
0,1
0,2
0
5
N + 3e
5
N + e
2
N
a
3a
4
N
a
a
Do đó 0,3 + 0,2 = 3a + a a = 0,125 (mol)
Vậy V = 22,4 (a + b) = 22,4 2 0,125 = 5,60 (l).
Ví d 5: Cho 1,35 g hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu
được hỗn hợp khí gồm 0,01 mol NO vào 0,04 mol NO2. Khối lượng muối nitrat
t o ra trong dung dịch là
A. 5,69g
B. 6,59g
C. 4,59g
D. 4,69g
Lời giải
Đặt x, y, z lần lượt là số mol Cu, Mg, Al.
Cu
Mg + HNO3
Al
mmuối = m3KL + m NO
Cu(NO3)2
Mg(NO3)2
+
Al(NO3)3
NO
+ H2 O
NO2
3
Ta có: 2x + 2y + 3z = 0,03 + 0,04 = 0,07
(1)
Nhưng 0,07 cũng chính là số mol NO3 t o muối với ion kim lo i.
Khối lượng muối nitrat là : 1,35 + 62.0,07 = 5,69 (g)
D ng 2: Tìm công th c c a s n phẩm kh N+5 và S+6.
Ví d 1: Hoà tan 9,28 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn với số mol bằng nhau trong
một lượng vừa đ dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch Y và 0,07 mol một
s n phẩm Z duy nhất ch a lưu huỳnh. S n phẩm Z là
A. S.
B. H2S.
C. SO2.
D. SO3.
Hướng dẫn
Gọi x là số oxi hoá c a S trong s n phẩm Z ;
a là số mol c a mỗi kim lo i trong hỗn hợp X
Ta có 24a + 27a + 65a = 9,28 (g) a =
Các quá trình oxi hoá - khử x y ra:
Quá trình nhường electron
2
Mg + 2e
Mg
0
a
a
0
Al
Al + 3e
0
2
Zn + 2e
a
Zn
Quá trình nhận electron
6
S + (6 – x)e
S
(6 – x)0,07
2a
3
9, 28
= 0,08 (mol)
116
x
0,07
3a
2a
ne = 0,08.7 = 0,56. Số e nhận = 0,56/0,07 = 8 : H2S.
Ví d 2: Thổi luồng không khí đi qua 25,2 gam bột sắt sau một thời gian biến thành
hỗn hợp X có khối lượng 30 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho X ph n ng
hoàn toàn với dung dịch HNO3 thấy gi i phóng ra 5,6 lít khí Y duy nhất (đktc).
Khí Y là
A. NO
B. NO2
C. NH3
D. N2
Lời giải
- Số mol e nhường :
n e 3.n Fe 3.
- Số mol e mà O2 nhận :
25, 2
1,35 mol
56
30 25, 2
0,6 mol
n e 4.n O2 4.
32
Số mol e mà N+5 nhận để t o Y : ne = 1,35 - 0,6 = 0,75
Số e mà N+5 nhận t o Y là 0,75/0,25 = 3 : NO
Ví d 3: Hoà tan hoàn toàn 13,92 gam Fe3O4 bằng dung dịch HNO3 thu được 448 ml
khí X (đktc). Khí X là
A. NO
B. N2O
C. NO2
D. N2
HD.
ne = 0,06 mol. Số e nhận = 0,06/0,02 = 3 : NO
Ví d 4: Cho 4,05 gam Al tan hoàn toàn vào dung dịch ch a 0,54 mol HNO3 thu được
dung dịch ch a một muối duy nhất và một chất khí X. Chất khí X đó là
A. NO
B. N2
C. N2O
D. NO2
ne = 3.nAl = 0,45 mol.
B o toàn nguyên tố : nN(trong X) = 0,54 - 0,45 = 0,09 mol
Số e mà N+5 nhận = 0,45/0,09 = 5. Một nguyên tử N nhận 5e: N2
D ng 3 : Tìm công th c c a oxit s t
- Khi tác dụng với chất oxi hóa, các oxit c a sắt (FeO và Fe3O4) đều chỉ nhường 1e.
- Khi tác dụng với các chất khử, 1 mol Fe2O3 nhận 6 mol e; 1 mol Fe3O4 nhận 8 mol e
và 1 mol FeO nhận 2 mol e.
Ví d 1: Hoà tan hoàn toàn 46,4 gam một sắt oxit bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng
(vừa đ ), thu được 2,24 lít khí SO2 (đktc). Công th c c a sắt oxit là
A. FeO.
B. Fe3O4.
C. Fe2O3.
D. FeO hoặc Fe3O4.
Hướng dẫn
Ta có nSO2 =
2, 24
= 0,1 (mol)
22, 4
ne = 2.0,1 = 0,2 mol.
Moxit 46,4/0,2 = 232 : Fe3O4
Ví d 2 : Hoà tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng
thu được dung dịch X và 3,248 lít khí SO2 (s n phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô c n
dung dịch X, thu được m gam muối sunfat khan. Giá trị c a m và công th c c a oxit
sắt là
A. 58,0 và FeO. B. 36,0 và Fe3O4. C. 36,0 và FeO. D. 58,0 và Fe3O4.
HD. ne = 2.0,145 = 0,29.
Moxit = 20,88/0,29 = 72 : FeO
số mol Fe2(SO4)3 = 0,145. m = 0,145.400 = 58.
D ng 4 : H n h p kim lo i tác d ng v i dung d ch mu i
Ví d 1 : Cho 13g bột Zn ph n ng hoàn toàn với 400 ml dung dịch ch a AgNO3
0,5M và CuSO4 0,5M. Kết thúc ph n ng khối lượng kim lo i thu được là
A. 25g
B. 26g
C. 27g
D. 28g
Hướng dẫn
n Zn
13
0,2(mol) ; n Ag 0, 4.0,5 0,2(mol) ; n Cu2 0, 4.0,5 0,2(mol)
65
Th tự ưu tiên ph n ng x y ra :
Zn 2Ag
Zn 2 2Ag
0,1
0, 2
0, 2
Zn Cu 2
0,1
Zn 2 Cu
0,1
(1)
(2)
Kết thúc ph n ng Zn hết. Kim lo i được gi i phóng là Ag, Cu.
mKL = 0,2.108 + 0,1.64 = 28 (g)
Ví d 2: Cho 0,03 mol Al và 0,05 mol Fe tác dụng với 200 ml dung dịch X ch a
Cu(NO3)2 và AgNO3, sau ph n ng thu được dung dịch Y và 8,12 gam chất rắn Z gồm
ba kim lo i. Cho Z tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 672 ml khí H2 (ở đktc).
Các ph n ng x y ra hoàn toàn. Nồng độ mol c a Cu(NO3)2 và AgNO3 trong dung
dịch X lần lượt là
A. 0,25M và 0,15M
B. 0,125M và 0,075M
C. 0,5M và 0,3M
D. 0,15M và 0,25M
Hướng dẫn
Gọi a, b là số mol c a AgNO3 và Cu(NO3)2 có trong dung dịch A
Theo (5): n Fe dư n H2
0,672
0,03 (mol)
22, 4
n Fe pư = 0,05 – 0,03 = 0,02 (mol)
Khối lượng chất rắn B: 108a + 64b + 56.0,03 = 8,12 (g)
Hay 108a + 64b = 6,44 (I)
Các quá trình oxi hoá - khử x y ra:
Al
Al3 + 3e
Ag 1e
Ag
0,03
0,09
a
a
2
2
Fe
Fe + 2e
Cu 2e
Cu
0,04
b
2b
0,02
Do đó 0,09 + 0,04 = a + 2b hay a + 2b = 0,13 (II)
Gi i hệ hai pt (I, II) ta được: a = 0,03, b = 0,05
Vậy [Cu(NO3)2] =
0,05
0,03
0, 25 M ; [AgNO3] =
0,15 M.
0, 2
0, 2
D ng 5 : Một s bƠi toán về s t vƠ oxit s t
Ví d 1: Đốt m gam Fe trong oxi thu được 48,8 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe 3O4,
Fe2O3 và Fe. Hoà tan hoàn toàn A trong H2SO4 đặc, nóng thu được 10,08 lít SO2 duy
nhất (đktc). Giá trị c a m là
A. 39,2.
B. 32,9.
C. 39,8.
D. 35,5.
Hướng dẫn
Ta có nSO2 =
10,08
= 0,45 (mol)
22, 4
mO2 48,8 m (g)
n O2
Sơ đồ ph n ng:
48,8 m
(mol)
32
FeO
Fe O
0
3
3 4
O2
H 2SO4 đ, t 0
Fe
A
Fe2 (SO4 )3 SO2 H 2O
dư
Fe2O3
Fe
Các quá trình oxi hoá - khử x y ra:
3
Fe
Fe + 3e
m
3m
56
56
0
0
6
S
Do đó
3m
48,8 m
0,9
56
8
2
O2
2O
+
4e
48,8 m
48,8 m
32
8
+ 2e
0,9
4
S
0,45
Gi i ra ta được m = 39,2 (g).
Ví d 2: Thổi luồng không khí đi qua m(g) bột sắt sau một thời gian biến thành hỗn
hợp A có khối lượng 30g gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho A ph n ng hoàn toàn
với dung dịch HNO3 thấy gi i phóng ra 5,6 lít khí NO duy nhất (đktc). Khối
lượng c a m là
A. 27,5g
B. 22,5g
C. 26,2g
D. 25,2g
Lời giải
Sơ đồ :
Fe, FeO
Fe2 O3 HNO3
Fe(NO3 )3 NO H2 O
Fe + O2
Fe O
3 4
m
– Chất cho electron : Fe, số mol là
.
56
3+
Fe
Fe + 3e
m
m
m
3
n e cho 3.
56
56
56
30 m
– Chất nhận electron : O2, số mol là
và HNO3.
32
2–
O
+
2e
O
30 m
30 m
2
16
16
+5
+2
N + 3e
(NO)
N
n e nhËn
30 m
2.
0, 75
16
0,25
0,25
Áp dụng sự b o toàn electron :
0,25
2.
30 m
m
0, 75 3. m 25, 2 (g)
16
56
Ví d 3: Nung nóng 5,6 gam bột sắt trong bình đựng O2 thu được 7,36 gam hỗn hợp X
gồm Fe, Fe2O3 và Fe3O4. Cho X tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thu được V
lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO và N2O4, tỉ khối hơi c a Y so với H2 là 25,33. V
có giá trị là
A. 22,4 lít
B. 0,672 lít
C. 0,372 lít
D. 1,12 lít
Lời giải
Gọi n NO x(mol); n N2O4 y (mol)
dY/H2
Fe + O2
30x 92y
25,33
(x y).2
(1)
Fe
NO
Fe2 O3 HNO3
Fe(NO3 )3
H2O
N
O
2
4
Fe O
3 4
Chất cho electron : Fe (0,1 mol)
Fe
Fe3 3e
n e cho 0,3 mol e
0,1
0,3
7,36 5, 6
0,11 (mol) ; HNO3.
Chất nhận electron : O
16
O
0,11
N 5
N 5
O2
2e
0, 22
N 2 (NO)
3e
3x
x
N 4
e
x
ne nhËn 3x 2y 0,22 (mol e)
(N 2 O 4 )
2y
2y
y
(2)
0,3 3x 2y 0,22
Từ (1), (2) x = 0,02 mol ; y = 0,01 mol. Vậy V = 0,672 lít.
Ví d 4: Cho 6,64 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 vào dung dịch HNO3
loãng, dư thu được V lít hỗn hợp khí B (ở 27oC, 1 atm) gồm NO, NO2 (với
nNO : nNO2 2 ). Mặt khác khi cho luồng khí H2 dư đi qua hỗn hợp A nung nóng,
sau khi ph n ng hoàn toàn thu được 5,04 gam Fe. Thể tích hỗn hợp khí B là
A. 0,464 lít
B. 0,672 lít
C. 0,242 lít
D. 0,738
lít
Lời giải
Fe
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+
H2
Fe + H2O
mO(A) 6,64 5, 04 1,6(gam) nO 0,1(mol)
Fe + O2
Fe
FeO
Fe2O3 +
HNO3
NO
Fe(NO3)3 +
+
H2 O
Fe3O4
NO2
Chất cho electron là Fe:
Fe Fe3+ + 3e
0,09
0,27
Chất nhận electron là :
O + 2e O2–
0,1
0,2
N+5 + 3e N+2 (NO)
6x
2x
+5
N + e N+4 (NO2)
x
x
0,2 + 6x + x = 0,27 x 0, 01 tổng số mol 2 khí = 3x = 0,03 mol.
Gi i hệ tìm được V
0, 03.0, 082.300
0, 738 lít.
1
Ví d 5: Cho luồng khí CO đi qua ống s đựng m gam oxit Fe 2O3 ở nhiệt độ cao
một thời gian, người ta thu được 6,72 gam hỗn hợp A gồm 4 chất rắn khác
nhau. Đem hoà tan hoàn toàn hỗn hợp này vào dung dịch HNO 3 dư thấy t o
thành 0,448 lít khí B ở đktc (duy nhất) có tỉ khối so với hiđro là 15 thì m có
giá trị là
A. 7,5 g
B. 7,2 g
C. 8,0 g
D. 8,4 g
Lời giải
HNO3
CO
Sơ đồ :
Fe2O3
A
Fe(NO3)3 + NO + H2O
+3
+3
Xét c quá trình này thì : Fe Fe (coi như không cho, không nhận).
Chất cho electron : CO
C+2
m 6, 72
16
m 6, 72
(mol)
16
m 6, 72
= n e cho
16
C+4 +
2
2e
Chất nhận electron : HNO3, khí B là NO.
N+2
N+5 + 3e
0,06
0,02
0,02
m 6, 72
0, 06 m 7, 2 g
8
ne nhËn 0, 06
(NO )
Ví d 6: Trộn 60g bột Fe với 30g bột lưu huỳnh rồi đun nóng (trong điều kiện không
có không khí) thu được chất rắn X. Hoà tan X bằng dung dịch axit H2SO4 loãng,
dư được dung dịch B và khí C. Đốt cháy C cần V lít O2 (đktc). Các ph n ng x y
ra hoàn toàn thì V có giá trị là
A. 39,2 lít
B. 32,928 lít
C. 32,29 lít
D. 38,292
lít
Lời giải
Sơ đồ :
H
H O
Fe t o Fe
H2SO4
+ O2
FeSO4 + 2
2
S
FeS
H 2 S
SO2
Xét c quá trình ph n ng thì Fe và S cho electron, còn O2 nhận electron.
Chất cho electron Fe :
Fe
60
56
S
60
30
(mol) ; S :
(mol)
56
32
Fe2+ + 2e
S+4 (SO2) + 4e
30
32
2
4
60
56
30
32
Chất nhận electron : gọi số mol O2 là x mol.
2O–2
O2
+ 4e
x
4x
Áp dụng sự b o toàn electron : 4 x
VO2 22,4.1,47 32,928 (lít)
60
30
.2 .4
56
32
Gi i ra x = 1,47 mol ;
6.
PH
NG PHÁP S
D NG CÁC GIÁ TR TRUNG BÌNH
1. Nguyên t c
Đây là phương pháp khá hay, cho phép gi i nhanh chóng và đơn gi n nhiều lo i bài
toán hoá học, đặc biệt là hỗn hợp các chất bằng cách có thể coi hỗn hợp nhiều chất là
một chất (giá trị trung bình).
Ghi nhớ: Cần nắm các công th c cơ b n c a phương pháp.
Phân tử khối trung bình hoặc nguyên tử khối trung bình (kí hiệu M ) là khối lượng
c a 1 mol hỗn hợp. Nói cách khác, M chính là khối lượng mol trung bình c a hỗn
hợp, được tính theo công th c:
m hh
n hh
M .n M 2 .n 2 M3 .n 3 ...
M = 1 1
n1 n 2 n 3 ...
M =
Hay
(1)
Trong đó M1, M2, M3,… là khối lượng phân tử (hay khối lượng nguyên tử) c a các
chất trong hỗn hợp ; n1 , n 2 , n 3 ,… là số mol tương ng c a các chất.
Công th c (1) có thể viết thành:
M = M1.x1 + M2.x2 + M3.x3 + … (2)
Trong đó x1, x2, x3,… là % số mol tương ng (riêng đối với chất khí thì x1, x2, x3,…
là % thể tích)
Đối với chất khí thì tỉ lệ số mol bằng tỉ lệ thể tích, nên công th c (1) có thể viết
thành:
M =
M1.V1 M 2 .V2 M3 .V3 ...
V1 V2 V3 ...
(3)
Đối với trường hợp thường gặp, hỗn hợp chỉ có 2 chất:
M =
M1.n1 M 2 .(n n1 )
n
Trong đó n là tổng số mol c a các chất trong hỗn hợp
Hoặc M = M1.x1 + M2.(1 – x1) (1 ng với 100% và 0 < x1 < 1)
Dưới đây là một số phương pháp trung bình quan trọng nhất.
2. Các ví d minh ho
* Phương pháp khối lượng phân tử (hoặc nguyên tử) trung bình
Ví d 1: Hoà tan 2,84 gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim lo i kiềm thổ thuộc hai chu
kì liên tiếp trong b ng tuần hoàn bằng dung dịch HCl dư, thu được 672 ml khí CO2
(đktc). Hai kim lo i đó là
C. Sr và Ba.
D. Ca và Sr.
B. Mg và Ca.
A. Be và Mg.
Hướng dẫn
Đặt công th c chung c a hai muối cacbonat là: MCO3
CaCl2 + CO2 + H2O
MCO3 + 2HCl
0,03
0,03
Ta có n CO2 =
0,672
= 0,03 (mol)
22, 4
Do đó M hh = M + 60 =
2,84
0,03
94,67
M = 94,67 – 60 = 34,67. Vì thuộc hai chu kì liên tiếp nên hai kim lo i đó
là: Mg (24) và Ca (40).
Ví d 2: Cho 4,6 gam hỗn hợp Rb với một kim lo i kiềm khác tác dụng với H2O thu
được 2,24 lít H2 (đktc). Hãy tìm kim lo i kiềm chưa biết.
Hướng dẫn
Gọi kim lo i kiềm cần tìm là M
Rb + H2O
RbOH +
1
H2 (1)
2
1
M + H2O
MOH + H2 (2)
2
2, 24
Theo (1, 2): n hỗn hợp = 2 n H2 = 2
= 0,2 (mol)
22, 4
4,6
= 23
M =
0, 2
Vì M < MRb = 85,5 nên M < M = 23 Chỉ có Li (MLi = 7) thích hợp
Vậy kim lo i kiềm cần tìm là Li.
Ví d 3: Hỗn hợp với SO2 và O2 có tỉ khối hơi đối với metan bằng 3. Cần thêm V lít
O2 vào 20 lít hỗn hợp đó để cho tỉ khối gi m đi
1
(t c bằng 2,5). Các hỗn hợp khí đo
6
ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Giá trị c a V là
A. 20
B. 25
C. 30
Hướng dẫn
Cách 1: Phương pháp trung bình
Gọi x là thể tích SO2 trong hỗn hợp đầu
M đầu = 64x + 32(1 – x) = 3 16 = 48
x = 0,5, t c chiếm 50%
Do đó trong hỗn hợp đầu có 10 lít SO2 và 10 lít O2
Gọi V là số lít O2 cần thêm vào
Như vậy hỗn hợp sau có 10 lít SO2 và (10 + V) lít O2
Ta có M sau =
64 10 32 (10 V)
= 2,5 16 = 40
20 V
D. 15
V = 20
Vậy cần thêm 20 lít O2 vào hỗn hợp.
Cách 2: Kết hợp với phương pháp quy đổi
Ta có thể xem hỗn hợp đầu như một chất khí có thể tích bằng 20 lít và có M1 = 48
và xem V lít O2 thêm vào là khí th hai
Ta có M =
48 20 32 V
= 40
20 V
V = 20
Vậy cần thêm 20 lít O2 vào hỗn hợp.
Ví d 4: Cho 12,4 gam hỗn hợp X gồm hai kim lo i kiềm A, B (ở 2 chu kì kế tiếp
nhau) vào nước thu được 2,24 lít hiđro ( ở đktc). A, B là hai kim lo i nào sau đây
?
A. Li, Na
B. Na, K
C. K, Rb
D. Rb, Cs
Lời giải
Đặt công th c chung c a A và B là R .
R + HOH R OH +
M
0,4 mol
1
H2
2
M 23 (Na)
12, 4
31(g / mol) A
0, 4
M B 39 (K)
0,2 mol
Ví d 5 :Hoà tan hoàn toàn 4,52g hỗn hợp (bột mịn) A gồm hai muối cacbonat c a hai
kim lo i kiềm thổ (thuộc hai chu kì liên tiếp) trong dung dịch HCl thu được khí B, Cho
toàn bộ khí B hấp thụ hết bởi 3 lít dung dịch Ca(OH)2 0,015M, thu được 4g kết t a và
dung dịch muối. Công th c c a hai muối cacbonat đó là
A. Be, Mg.
B. Mg, Ca.
C. Ca, Sr.
C. Sr, Ba.
Lời giải
Đặt ph n ng chung là :
ACO3 + 2HCl
ACl2 + H2O + CO2
CO2 tham gia hai quá trình:
CO2 + Ca(OH)2
CaCO3 + H2O
0,04
0,04
0,04
2CO2 + Ca(OH)2
Ca(HCO3)2
0,01
0,005
M
M 24 (Mg)
4,52
90, 4 M A 60 90, 4 A 30, 4 X
0, 05
M Y 40 (Ca)
Ví d 6. Hoà tan 5,94g hỗn hợp hai muối clorua c a hai kim lo i A và B, A và B là hai
kim lo i thuộc nhóm IIA vào nước được 100ml dung dịch X. Để làm kết t a hết
ion Cl– trong dung dịch X người ta cho dung dịch X tác dụng với dung dịch
AgNO3 thu được 17,22g kết t a. Công th c c a hai muối clorua là
A. BeCl2, MgCl2
B. MgCl2, CaCl2
C. CaCl2, SrCl2
D. S rCl2, BaCl2
Lời giải
Đặt công th c chung c a hai muối là RCl 2 .
AgCl
Ag+ + Cl–
0,12
0,12
n RCl 0,06 M
2
5,94
99 M R 28
0,06
Vậy hai kim lo i đó là Mg và Ca, hai muối có công th c là MgCl2 và CaCl2.
Ví d 7. Hoà tan 46g một hỗn hợp gồm Ba và 2 kim lo i kiềm A, B thuộc 2 chu kì liên
tiếp vào nước thì được dung dịch D và 11,2 lít khí đo ở đktc. Nếu thêm 0,18 mol
Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau ph n ng vẫn chưa kết t a hết Ba.
Nếu thêm 0,21 mol Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau ph n ng còn dư
Na2SO4. Hai kim lo i kiềm đã dùng là
A. Li, Na.
B. Na, K.
C. K, Rb.
D. Rb, Cs.
Hướng dẫn
Gọi công th c trung bình c a hai kim lo i kiềm là A ; nBa x mol ; n A y mol .
Sơ đồ ph n ng :
Ba
A
Ba
H2 O
2
Theo gi thiết :
SO24
Ba(OH)2
H2
AOH
BaSO4
0,18 < x < 0,21
(1)
m hh 137x yM 46 (2)
46 M
x
(4) thay vào (1) ta có:
y
137
2M
n
x
0,5
(3)
H2
2
29,7 < M < 33,3 Vậy hai kim lo i kiềm kế tiếp là Na, K.
7.
PH
NG PHÁP QUY ĐỔI
1. Nguyên t c
Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất về hỗn hợp ít chất hơn hoặc chỉ còn một chất hoặc
về các nguyên tử tương ng, ph i b o toàn số mol nguyên tố, b o toàn số oxi hoá và
b o toàn khối lượng hỗn hợp.
Một số trường hợp quy đổi :
- Hỗn hợp gồm các oxit c a sắt :
+ Quy về FeO và Fe2O3
+ Qui về Fe3O4 (nếu số
mol FeO = Fe2O3)
+ Qui về Fe và O2.
- Hỗn hợp gồm sắt và các oxit c a sắt : qui về Fe và O2.
- Hỗn hợp gồm : Fe, FeS, FeS2 : qui về Fe và S.
Sau khi qui đổi, thường sử dụng các phương pháp b o toàn mol electron, b o toàn
nguyên tố để tìm kết qu .
2. Các ví d minh ho
Ví d 1: (2008 - Khối A) Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4
và Fe2O3 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3), cần dùng vừa đ V lít dung dịch
HCl 1M. Giá trị c a V là
A. 0,23.
B. 0,18.
C. 0,08.
D. 0,16.
Hướng dẫn
Quy đổi hỗn hợp 3 oxit về 1 oxit Fe3O4 (vì Fe3O4 FeO.Fe2O3)
FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Fe3O4 + 8HCl
0,01 0,08
n Fe3O4 =
2,32
0,08
= 0,01 (mol); Vậy V =
= 0,08 (l).
232
1
Ví d 2: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch
HCl (dư). Sau khi các ph n ng x y ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô c n Y
được 7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3. Giá trị c a m là
A. 9,75.
B. 8,75.
C. 7,80.
D. 6,50.
Hướng dẫn
Quy hỗn hợp về hai oxit FeO và Fe2O3
FeCl2 + H2O (1)
FeO + 2HCl
0,06
0,06
2FeCl3 + 3H2O (2)
Fe2O3 + 6HCl
0,03
0,06
Ta có n FeCl2 =
7,62
9,12 72 0,06
= 0,06 (mol); n Fe2O3 =
= 0,03 (mol). Vậy m =
127
160
162,5 0,06 = 9,75
Ví d 3: Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng HNO3 đặc nóng
thu được 4,48 lít khí NO2 (ở đktc). Cô c n dung dịch sau ph n ng thu được 145,2
gam muối khan. Giá trị c a m là
A. 92,8.
B. 78,4.
C. 46,4.
D. 47,2.
Hướng dẫn
Quy hỗn hợp X về hai chất FeO và Fe2O3
FeO + 4HNO3
Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O (1)
0,2
0,2
0,2
Fe2O3 + 6HNO3
2Fe(NO3)3 + 3H2O (2)
0,2
0,4
4, 48
145, 2
= 0,2 (mol) ; n Fe(NO3 )3 =
= 0,6 (mol)
22, 4
242
Ta có n NO2 =
n Fe(NO3 )3 ở (2) = 0,6 – 0,2 = 0,4 (mol)
Vậy
m = (72 +160) 0,2
= 46,4 (g).
Ví d 4: Hoà tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng
H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2 (s n phẩm khử duy nhất ở
đktc). Phần trăm khối lượng oxi trong hỗn hợp X là
A. 20,97.
B. 71,77.
C. 79,03.
D. 28,23.
Quy hỗn hợp X về hai chất FeO, Fe2O3
2FeO + 4H2SO4
Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O (1)
0,8
0,4
Fe2(SO4)3 + 3H2O (2)
Fe2O3 + 3H2SO4
0,05
Ta có nSO2 =
8,96
49,6 72 0,8
= 0,4 (mol); n Fe2O3 =
= 0,05 (mol)
22, 4
160
n O trong hh X = 0,8 + 3 ( 0,05 ) = 0,65 (mol). Vậy % mO =
20,97%.
* Quy hỗn hợp X về hai chất Fe3O4, Fe2O3
3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (1)
2Fe3O4 + 10H2SO4
0,4
0,8
Fe2(SO4)3 + 3H2O (2)
Fe2O3 + 3H2SO4
0,85
n Fe2O3 =
49,6 232 0,8
= 0,85 (mol);
160
n O trong hh X = 4 0,8 + 3 ( 0,85 ) = 0,65 (mol)
Vậy % mO =
16 0,65
100%
49,6
20,97%.
16 0,65
100%
49,6
Ví d 5: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 ph n ng hết với
dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (s n phẩm khử duy nhất, ở
đktc) và dung dịch X. Cô c n dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị c a m
là
A. 38,72.
B. 35,50.
C. 49,09.
D. 34,36.
* Quy hỗn hợp X về hai chất FeO, Fe2O3
3FeO + 10HNO3
3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (1)
0,18
0,18 0,06
Fe2O3 + 6HNO3
2Fe(NO3)3 + 3H2O (2)
0,01
n NO =
0,02
1,344
= 0,06 (mol);
22, 4
n Fe2O3 =
11,36 72 0,18
= 0,01 (mol)
160
n Fe(NO3 )3 = 0,18 + ( 0,02 ) = 0,16 (mol); Vậy m = 242 0,16 = 38,72 (g).
* Quy hỗn hợp X về hai chất Fe3O4, Fe2O3
3Fe3O4 + 28HNO3
9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
0,18
0,54 0,06
Fe2O3 + 6HNO3
2Fe(NO3)3 + 3H2O (2)
0,19
n Fe2O3 =
(1)
0,38
11,36 232 0,18
= 0,19 (mol) n Fe(NO3 )3 = 0,54 + ( 0,38 ) = 0,16 (mol)
160
Vậy m = 242 0,16 = 38,72 (g).
Ví d 6: (CĐ năm 2008 - Khối A, B) Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu
huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn
M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, gi i phóng hỗn hợp khí X và còn
l i một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đ V lít khí O2 (ở
đktc). Giá trị c a V là
A. 2,80.
B. 3,36.
C. 3,08.
D. 4,48.
Ta có n Fe =
5,6
2,4
= 0,1 (mol) ; n S = = 0,075 (mol)
56
32
Ta nhận thấy hỗn hợp khí X gồm H2 và H2S ; phần không tan G là S.
Quy đổi hỗn hợp X thành H2 và S, như vậy đốt cháy X và G coi như đốt cháy H2 và
S:
2H2O (1)
2H2 + O2
0,1
0,05
SO2 (2)
S +
O2
0,075 0,075
Vậy V = 22,4 (0,05 + 0,075) = 2,8 (l).
Ví d 7: Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp A
có khối lượng 12g gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. Cho A tác dụng hết với dung dịch
HNO3 loãng dư thấy sinh ra 2,24 lít khí NO duy nhất ở đktc. m có giá trị là
A. 12,08 gam
B. 10,08 gam
C. 11,58 gam
D. 9,05 gam
Lời giải
Ta có thể quy đổi như sau:
4FeO Fe.Fe3O4 ;
3FeO Fe.Fe2O3
3Fe3O4 Fe.4Fe2O3 ;
Fe3O4 FeO.Fe2O3
Vì vậy hỗn hợp A có thể quy đổi về hỗn hợp gồm :
– 3 chất: Fe, FeO, Fe2O3 ; Fe, Fe3O4, Fe2O3 ; FeO, Fe3O4, Fe2O3.
– 2 chất: Fe, FeO;
Fe, Fe3O4;
Fe, Fe2O3;
FeO, Fe3O4;
FeO, Fe2O3; Fe3O4, Fe2O3
– 1 chất: FexOy hoặc FeOa.
ng với mỗi cách quy đổi là có một cách gi i bài toán, sau đó áp dụng sự b o
toàn nguyên tố Fe và định luật b o toàn khối lượng.
mFe + moxi ph n ng = moxit
Ví d 8: Cho 1,35 gam hỗn hợp 3 kim lo i tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng, dư
thu được 1,12 lít (đktc) hỗn hợp 2 khí NO và NO2 có tỉ khối so với H2 là 21,4.
Khối lượng muối nitrat t o ra là
A. 5,69 g
B. 6,59 g
C. 5,00 g
D. 6,5 g
Lời giải Gọi n NO x (mol) ; n NO2 y (mol) . Ta có hệ phương trình:
x + y = 0,05
x 0, 01
30x + 46y = 2,14 y 0, 04
Coi hỗn hợp 3 kim lo i chỉ là một kim lo i M, hoá trị n, số mol là a (mol)
B o toàn electron ta có các quá trình cho và nhận electron :
n+
M
M + ne
a
na
+5
+2
+4
N +3e
N+5 +1e
N
N
na = 3x+ y = 0,07
mmuối = mKL + m NO = 1,35 + n.a.62 = 1,35 + 0,07.
3
62 = 5,69 (g)
Ví d 9: Cho 4,64 gam hỗn hợp A gồm (FeO, Fe2O3, Fe3O4) trong đó số mol c a FeO
bằng số mol c a Fe2O3 tan vừa đ trong V lít dung dịch hỗn hợp gồm: H2SO4
0,2M và HCl 0,6 M. V có giá trị là
A. 0,16
B. 0,32
C. 0,11
D. 0,1
Lời giải
Do n FeO n Fe2O3 nên coi hỗn hợp chỉ là Fe3O4 .
n Fe3O4
4, 64
0, 02 (mol)
232
n 0,4V + 0,6V = V (mol)
2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
Fe3O4 + 8H+
8. 0,02 = 0,16 V = 0,16 (lít)
H
n
H
Ví d 10: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp (FeO, Fe2O3, Fe3O4) vừa hết với dung
dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch A. Chia A làm 2 phần bằng nhau:
– Phần 1 cho tác dụng dd NaOH dư thu kết t a rồi nung trong không khí đến
khối lượng không đổi được 8,8 gam chất rắn.
– Phần 2 làm mất màu vừa đ 100 ml dung dịch KMnO4 0,1M trong môi trường
H2SO4 loãng dư.
Vậy m có giá trị là
A. 8,4 g
B. 16,8 g
C. 20,2 g
D. 22 g
Lời giải
Cách 1. Quy Fe3O4 về FeO và Fe2O3
Nên hỗn hợp đầu quy về hỗn hợp FeO và Fe2O3.
Gọi
nFeO x(mol) ; nFe2O3 y(mol) trong 1/2 hỗn hợp.
n Fe2O3
8,8
0, 055 (mol)
160
Sơ đồ đơn gi n:
FeO
Fe2O3
Fe2O3
Fe2O3
B o toàn nguyên tố Fe: x + 2y = 0,11 (mol)
n KMnO4 0, 01 (mol) . Với KMnO4 thì:
3+
Fe2+
Fe + e
x
x
+2
Mn+7 + 5e
Mn
0,01 0,05
x 0, 05 (mol)
m 2(0, 05.72 0, 03.160) 16,8 (g)
y 0, 03 (mol)
Cách 2. Quy hỗn hợp về một chất có công th c quy đổi là FeOa.
FeOa
Fe2O3
0,11
0,055
+2a
+3
+2
Fe
Mn+7 + 5e
Fe + (3 – 2a)e
Mn
0,11
(3 – 2a).0,11
0,01 0,05
0,11(3 – 2a) = 0,05 a
m = 2.[0,11(56 + 16.
0, 28 14
0, 22 11
14
)] = 16,8 (g)
11
8.
PH
NG PHÁP GI I B NG PH
NG TRỊNH ION
1. Nguyên t c
Có nhiều bài toán hoá học (nhất là toán hoá vô cơ) cho hỗn hợp nhiều chất tác dụng
với dung dịch hỗn hợp nhiều chất khác. Nếu chỉ dựa vào phương trình hoá học d ng
phân tử để tính toán số mol các chất ph n ng và chất t o thành, thì rất ph c t p và
nhiều khi không rõ b n chất. Để hiểu b n chất, tính toán đơn gi n và nhanh chóng,
thay vì ph i viết nhiều phương trình hoá học d ng phân tử ta chỉ cần viết một hoặc vài
phương trình hoá học d ng ion rút gọn.
2. Các ví d minh ho
Ví d 1: Hoà tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn hợp
HCl 1M và H2SO4 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít khí H2 (ở đktc). Cô c n
dung dịch X thu được lượng muối khan là
A. 38,93 gam.
B. 103,85 gam.
C. 25,95 gam.
D. 77,86 gam.
(Trích đề thi TSCĐ năm 2008 - Khối A, B)
Hướng dẫn
Ta có n H2 =
8,736
= 0,39 (mol)
22, 4
n HCl = 0,5 1= 0,5 (mol) ; n H2SO4 = 0,5 0,28 = 0,14 (mol)
Các phương trình điện li:
H + Cl
HCl
0,5
0,5
0,5
H2SO4
2 H + SO24
0,14
0,28
0,14
n H ban đầu = 0,5 + 0,28 = 0,78 (mol)
Các phương trình hoá học d ng ion:
Mg + 2 H
Mg 2 + H2 (1)
Al3 + 3H2 (2)
2Al + 6 H
Theo (1, 2): n H ph n ng = 2 n H2 = 0,78 (mol) H ph n ng vừa đ
Vậy mX = m hh kim lo i + m gốc axit
= 7,74 + 35,5 0,5 + 96 0,14 = 38,93 (g).
Ví d 2: Thêm m gam kali vào 300 ml dung dịch ch a Ba(OH)2 0,1M và NaOH
0,1M thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch X vào 200 ml dung dịch Al2(SO4)3
0,1M thu được kết t a Y. Để thu được lượng kết t a Y lớn nhất thì giá trị c a m là
A. 1,59.
B. 1,17.
C. 1,71.
D. 1,95.
Hướng dẫn
Ta có n Ba(OH)2 = 0,3 0,1= 0,03 (mol) ; n NaOH = 0,3 0,1= 0,03 (mol)
n Al2 (SO4 )3 = 0,2 0,1= 0,02 (mol)
Ba(OH)2
Al2(SO4)3
Ba 2 + 2 OH
2 Al3 + 3 SO24
0,03
0,03
0,06
0,02
0,04
0,06
NaOH
Na + OH
0,03
0,03
Các phương trình hoá học d ng ion:
2K + 2H2O
2 K + 2 OH + H2 (1)
0,03
0,03
BaSO4 (2)
Ba 2 + SO24
0,03 0,03
Al(OH)3 (3)
Al3 + 3 OH
0,04 0,12
Để thu được lượng kết t a Y lớn nhất thì OH ph n ng vừa đ với Al3
Vậy m = 39 0,03 = 1,17
n OH t o ra ở (1) = 0,12 – (0,06 + 0,03) = 0,03 (mol)
(g).
Ví d 3: Trộn 100 ml dung dịch (gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M) với 400 ml
dung dịch (gồm H2SO4 0,0375M và HCl 0,0125M), thu được dung dịch X. Giá trị pH
c a dung dịch X là
A. 7.
B. 2.
C. 1.
D. 6.
(Trích đề thi TSĐH năm 2007 - Khối B)
Hướng dẫn
n Ba(OH)2 = 0,1 0,1= 0,01 (mol) ; n H2SO4 = 0,4 0,0375 = 0,015 (mol)
n NaOH = 0,1 0,1= 0,01 (mol) ; n HCl = 0,4 0,0125 = 0,005 (mol)
H2SO4
Ba(OH)2
Ba 2 + 2 OH
2 H + SO24
0,01
0,01
0,02
0,015
0,03
0,015
+ OH
HCl
NaOH
Na
H + Cl
0,01
0,01
0,005
0,005
n OH = 0,03 (mol) < n H = 0,035 (mol)
Các phương trình hoá học d ng ion:
H2O (1)
H + OH
0,03 0,03
BaSO4 (2)
Ba 2 + SO24
n H dư = 0,035 – 0,03 = 0,005 (mol)
[H+] trong dd X =
0,005
= 0,01M = 102 M
0,1 0, 4
Vậy dung dịch X có pH = 2.
Ví d 4: Rót 1 lít dung dịch A ch a NaCl 0,3M và (NH4)2CO3 0,25M vào 2 lít dung
dịch B ch a NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,1M. Sau khi kết thúc ph n ng, khối lượng c
hai dung dịch gi m là
A. 47,5 gam.
B. 47,2 gam.
C. 47,9 gam.
D. 47,0 gam.
Hướng dẫn
Ta có n NaCl = 1 0,3 = 0,3 (mol) ; n NaOH = 2 0,1 = 0,2 (mol)
n (NH4 )2 CO3 = 1 0,25 = 0,25 (mol) ; n Ba(OH)2 = 2 0,1= 0,2 (mol)
NaCl
Na + Cl
0,3
0,3
0,3
(NH4)2CO3
2 NH 4 + CO32
0,25
0,5
0,25
NaOH
Na + OH
0,2
0,2
Ba(OH)2
Ba 2 + 2 OH
0,2
0,2
n OH = 0,6 (mol)
0,4
Các phương trình hoá học d ng ion:
BaCO3 (1)
Ba 2 + CO32
0,2 0,2
0,2
NH3 + H2O (2)
NH 4 + OH
0,5
0,5 0,5
Vậy khối lượng c hai dung dịch gi m bằng:
mBaCO + m NH =197 0,2 + 17 0,5= 47,9 (g).
3
3
Ví d 5: Thực hiện hai thí nghiệm:
- Cho 3,84 gam Cu ph n ng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO.
- Cho 3,84 gam Cu ph n ng với 80 ml dung dịch ch a HNO3 1M và H2SO4 0,5M
thoát ra V 2 lít NO.
Biết NO là s n phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện. Quan hệ
giữa V1 và V2 là
D. V2 = 1,5V1.
C. V2 = 2V1.
B. V2 = 2,5V1.
A. V2 = V1.
Hướng dẫn
Ta có n Cu =
3,84
= 0,06 (mol)
64
n HNO3 = 0,08 1= 0,08 (mol) ; n H2SO4 = 0,08 0,5= 0,04 (mol)
Thí nghiệm 1: n H = n HNO3 = 0,08 (mol)
3Cu + 8 H + 2 NO3
3 Cu 2 + 2NO + 4H2O (1)
bđ: 0,06
0,08
0,08
p : 0,03 0,08 0,02
0,02
sp : 0,03
0
0,06
Thí nghiệm 2: n H = n HNO3 + 2 n H2SO4 = 0,16 (mol)
3Cu + 8 H + 2 NO3
3 Cu 2 + 2NO + 4H2O (2)
bđ: 0,06
0,16
0,08
p : 0,06 0,16 0,04
0,04
sp : 0
0
0,04
Do đó n NO (2) = 2 n NO (1) V2 = 2V1.
Ví d 6: Dung dịch X ch a hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5M và KHCO3 1M. Nhỏ từ từ
từng giọt cho đến hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh ra V lít
khí (ở đktc). Giá trị c a V là
A. 4,48.
B. 3,36.
C. 2,24.
D. 1,12.
(Trích đề thi TSĐH năm 2009 - Khối A)
Hướng dẫn
Ta có n CO2 = n Na 2CO3 = 0,1 1,5 = 0,15 (mol)
n HCO = n KHCO3 = 0,1 1 = 0,1 (mol) ; n HCl = 0,2 1= 0,2 (mol)
3
3
Các phương trình hoá học d ng ion:
HCO3 (1)
CO32 + H
bđ: 0,15
0,2
0,15
p : 0,15 0,15
sp :
0
0,05
+ H
CO2 + H2O (2)
bđ: 0,25
0,05
p : 0,05 0,05
0,05
sp : 0,2
0
Vậy V = 0,05 22,4 = 1,12 (l).
HCO3
Ví d 7: Cho 0,448 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch ch a hỗn
hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)2 0,12M, thu được m gam kết t a. Giá trị c a m là
A. 1,182.
B. 3,940.
C. 1,970.
D. 2,364.
(Trích đề thi TSĐH năm 2009 - Khối A)
Hướng dẫn
Ta có n CO2 =
0, 448
= 0,02 (mol)
22, 4
n NaOH = 0,1 0,06 = 0,006 (mol) ; n Ba(OH)2 = 0,1 0,12 = 0,012 (mol)
n OH = 0,006 + 2 0,012 = 0,03 (mol)
Các phương trình hoá học d ng ion:
HCO3 + H2O (1)
CO2 + OH
bđ: 0,02
0,03
p : 0,02 0,02
0,02
sp :
0
0,01
CO32 + H2O (2)
HCO3 + OH
bđ: 0,02
0,01
0,01
p : 0,01
0,01
sp : 0,01
0
Ba 2 +
BaCO3
CO32
bđ: 0,012
0,01
p : 0,01 0,01
0,01
sp : 0,002
0
Vậy m = mBaCO3 = 197 0,01 = 1,97 (g).
(3)
9.
PH
NG PHÁP B O TOÀN ĐI N TệCH
1. Nguyên t c
Trong một dung dịch luôn luôn có sự trung hoà về điện tích, nghĩa là tổng số điện
tích dương bằng tống số điện tích âm.
2. Các ví d minh ho
Ví d 1: Một dung dịch ch a 0,02 mol Cu 2 , 0,03 mol K , x mol Cl và y mol SO24 . Tổng
khối lượng các muối tan có trong dung dịch là 5,435 gam. Giá trị c a x và y lần lượt là
A. 0,03 và 0,02. B. 0,05 và 0,01. C. 0,01 và 0,03. D. 0,02 và 0,05.
Hướng dẫn
Vì trong một dung dịch luôn trung hoà về điện tích nên:
2 n Cu 2 + 1 n K = 1 n Cl + 2 nSO 2
2 0,02 + 1 0,03 = 1 x + 2 y
4
x + 2y = 0,07 (1)
Tổng khối lượng muối bằng tổng khối lượng các ion:
64 0,02 + 39 0,03 + 35,5 x + 96 y = 5,435 (g)
35,5x + 96y = 2,985 (2)
Gi i hệ hai pt (1, 2) ta được: x = 0,03, y = 0,02.
Ví d 2: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit
HNO3 (vừa đ ), thu được dung dịch X (chỉ ch a hai muối sunfat) và khí duy nhất NO.
Giá trị c a a là
A. 0,04.
B. 0,075.
C. 0,12.
D. 0,06.
(Trích đề thi TSĐH năm 2007 - Khối A)
Hướng dẫn
Sơ đồ ph n ng:
FeS2
HNO3
dd X
Cu 2S
Fe2 (SO4 )3
NO H 2O
CuSO4
Fe3 + 2 SO24
FeS2
0,12
0,12
0,24
2 Cu 2 + SO24
Cu2S
a
2a
a
Áp dụng sự b o toàn điện tích trong dung dịch X, ta có:
3 0,12 + 2 2a = 2 (0,24 + a) a = 0,06 (mol).
Ví d 3: Cho 24,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đ với dung dịch
BaCl2, thu được 39,4 gam kết t a. Lọc tách kết t a, cô c n dung dịch thu được m gam
muối clorua khan. Giá trị m là
A. 2,66.
B. 26,6.
C. 6,26.
D. 22,6.
Ba
Hướng dẫn
+ CO32
BaCO3
0,2
0,2
2
Ta có n BaCO3 =
39,4
= 0,2 (mol)
197
m Na + m K = 24,4 – 60 0,2 =12,4 (g)
n Na + n K = 2 n CO2 = 2 0,2 = 0,4 (mol)
3
Áp dụng sự b o toàn điện tích cho dung dịch sau ph n ng:
n Cl = n Na + n K = 0,4 (mol)
Vậy m = m Na + mK + mCl = 12,4 + 35,5 0,4 = 26,6 (g).
Ví d 4: Có hai dung dịch là dung dịch A và dung dịch B. Mỗi dung dịch chỉ ch a 2
cation và 2 anion trong số các ion sau: K (0,15 mol), Mg 2 (0,1 mol), NH 4 (0,25
mol), H (0,2 mol), Cl (0,1 mol), SO24 (0,075 mol), NO3 (0,25 mol), CO32 (0,15
mol). Xác định dung dịch A và dung dịch B.
Hướng dẫn
2
Vì anion CO3 không tồn t i đồng thời với các cation Mg 2 , H nên:
- Dung dịch A: K , NH 4 , CO32 , X y
- Dung dịch B: Mg 2 , H , * , * .
Áp dụng sự b o toàn điện tích đối với dung dịch A, ta có
1 0,15 + 1 0,25 = 2 0,15 + y n Xn
y n Xn = 0,1
y
n Xn
1
2
0,1 0,5
Chỉ có cặp nghiệm y = 1, n Xn = 0,1 là thích hợp
Vậy dung dịch A ch a: K , NH 4 , CO32 , Cl
và dung dịch B ch a: Mg 2 , H , NO3 , SO24 .
Ví d 5: Dung dịch A ch a a mol Na , b mol NH 4 , c mol HCO3 , d mol CO32 , e mol
SO24 (không kể các ion H và OH c a nước).
a) Lập biểu th c liên hệ giữa a, b, c, d, e.
b) Thêm (c + d + e) mol Ba(OH)2 vào dung dịch A, đun nóng thu được kết t a B,
dung dịch X và khí Y duy nhất. Tính số mol c a mỗi chất trong kết t a B, khí Y và c a
mỗi ion trong dung dịch X theo a, b, c, d, e.
Hướng dẫn
a) Áp dụng sự b o toàn điện tích trong một dung dịch, ta có
1 n Na + 1 n NH = 1 n HCO + 2 n CO 2 + 2 nSO 2
a + b = c + 2d + 2e
4
3
3
4
Ba(OH)2
+ 2 OH
Ba 2
c+d+e
c+d+e
2(c + d + e)
Các phương trình hoá học d ng ion:
BaSO4 (1)
Ba 2 + SO24
b)
e
e
Ba 2
c
e
BaCO3 (2)
Ba 2 + CO32
d
d
d
+ HCO3 + OH
BaCO3 + H2O
c
c
NH3 + H2O
NH 4 + OH
b
b
b
Vì dung dịch X ph i ch a Na nên OH dư.
(3)
c
(4)
BaSO4 e mol
; khí Y là NH3 b mol
BaCO3 (c d) mol
Do đó kết t a thu được gồm
Dung dịch X ch a Na (a mol) và OH dư = 2(c + d + e) – c – b = a (mol)
Hoặc dựa vào sự trung hoà về điện c a dung dịch X để tính số mol OH
n Na = n OH = a (mol).
Ví d 6: Dung dịch Z có ch a 5 ion: Mg 2 , Ba 2 , Ca 2 và 0,1 mol Cl , 0,2 mol
NO3 . Thêm dần V ml dung dịch K2CO3 0,5M vào Z đến khi được lượng kết t a lớn
nhất thì giá trị V tối thiểu cần dùng là
A. 150.
B. 200.
C. 220.
D. 300.
Hướng dẫn
Có thể quy đổi các cation Mg 2 , Ba 2 , Ca 2 thành M 2
MCO3
M 2 + CO32
Khi ph n ng kết thúc, phần dung dịch ch a K , Cl và NO3 .
Áp dụng sự b o toàn điện tích, ta có:
n K = n Cl + n NO = 0,1 + 0,2 = 0,3 (mol)
n K 2CO3 =
3
1
n K = 0,15 (mol)
2
0,15
= 0,3 (l) = 300 (ml).
Vậy Vdd K2CO3 =
0,5
Ví d 7: Dung dịch X ch a các ion: Fe3 , NH 4 , SO24 , Cl . Chia dung dịch X thành
hai phần bằng nhau. Phần một tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, đun nóng
thu được 0,672 lít khí (ở đktc) và 1,07 gam kết t a ; Phần hai tác dụng với lượng dư
dung dịch BaCl2, thu được 4,66 gam kết t a. Tổng khối lượng các muối khan thu được
khi cô c n dung dịch X là (quá trình cô c n chỉ có nước bay hơi)
A. 3,73 gam.
B. 7,04 gam.
C. 7,46 gam.
D. 3,52 gam.
Hướng dẫn
Các phương trình hoá học d ng ion:
Phần 1: Fe3 + 3 OH
Fe(OH)3 (1)
0,01
0,01
NH3 + H2O (2)
NH 4 + OH
0,03
0,03
Phần 2: Ba 2 + SO24
BaSO4
0,02
0,02
Ta có
3
n Fe(OH)
(3)
= 1,07 = 0,01 (mol)
107
0,672
= 0,03 (mol)
n NH =
3
22, 4
n BaSO
4
= 4,66 = 0,02 (mol)
233
Vì trong dung dịch X luôn trung hoà về điện tích nên:
3 0,01 + 1 0,03 = 2 0,02 + 1 n Cl
n Cl = 0,02 (mol)
Vậy tổng khối lượng c a các chất tan trong dung dịch Z là
2 (56.0,01 + 18.0,03 + 96.0,02 + 35,5.0,02) = 7,46 (g).
Bài 8. Cho dung dịch A ch a đồng thời 2 axit H2SO4 1,5M và HCl 2M vào 200ml
dung dịch B ch a NaOH 1,8M và KOH 1,2M. Khi môi trường dung dịch trung
tính thì thể tích dung dịch A cần là
A. 100 ml
B. 120 ml
C. 200 ml
D. 250 ml
nH V.(2.1,5 2) 5V (mol)
nOH 0, 2.(1,8 1, 2) 0, 6 (mol)
Lời giải
Khi môi trường trung tính : 5V = 0,6 V= 120 ml
Bài 9. Cho 200ml dung dịch A ch a đồng thời 2 axit HCl 1M và HNO3 2M vào 300ml
dung dịch B ch a NaOH 0,8M và KOH x(M) thu được dung dịch C. Biết rằng để
trung hoà 100ml dung dịch C cần 60ml dung dịch HCl 1M. x có giá trị là
A. 2,2M
B. 3,2M
C. 2,3M
D. 2M
Lời giải
n H 0, 2(1 2) 100.1000 .1 0, 9(mol)
nOH 0,3(0,8 x)(mol)
60.500
Môi trường trung tính:
0,9 = 0,3(0,8+x) x = 2,2M.
Bài 10. Hoà tan hoàn toàn 23,8g hỗn hợp gồm một muối cacbonat c a kim lo i hoá trị
I và một muối cacbonat c a kim lo i hoá trị II vào dung dịch HCl thu được 0,2
mol khí CO2. Khối lượng muối mới t o ra trong dung dịch là
A. 16g
B. 26g
C. 36g
D. 46g
Lời giải
Đặt công th c c a các muối là M2CO3 và RCO3
M2 CO3
+ HCl
RCO3
MCl
+ CO2
+ H2 O
RCl2
Phương trình ion thu gọn : 2H+ + CO32– CO2 + H2O
0,4
0,2 mol
Theo phương pháp tăng gi m khối lượng, ta có:
mmuối = 23,8 + 0,2.11 = 26 (g)
Bài 11. Cho 100ml dung dịch A ch a NaCl 1,5M và HCl 3M vào 100ml dung dịch B
ch a AgNO3 1M và Pb(NO3)2 1M thu được dung dịch C và kết t a D. Khối
lượng kết t a D là
A. 56,72 g
B. 49,13 g
C. 34,48 g
D. 50,10 g
Lời giải
n
Cl
n
Ag
AgCl
Ag+ + Cl–
Pb2+ + 2Cl–
PbCl2
0,1.(1,5 3) 0, 45 (mol) n ( )
0,1 mol ; n
Pb2
0,1 mol n( ) 0,1 0,1.2 0,3 (mol)
Ion Cl– dư: mmuối = 108.0,1 + 0,1.207 + 0,3.62 = 50,10 (gam).
Bài 12. Dung dịch A ch a axit HCl a M và HNO3 b M. Để trung hoà 100 ml dung dịch
A cần dùng 200 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,05M và Ba(OH) 2 0,15M. Mặt
khác để kết t a hoàn toàn ion Cl– có trong 50ml dung dịch A cần 100ml dung
dịch AgNO3 0,1M. Các giá trị a, b lần lượt là
A. 0,2M; 0,1M.
B. 0,2M; 0,2M.
C. 0,2M; 0,3M.
D. 0,1M; 0,2M.
Lời giải
n H 0,1.(a b) mol
a b 0, 04
nOH 0, 2.(0, 05 0,15) mol
Ag Cl
AgCl
a 0, 2M
0, 05a 0, 01
b 0,1M
Bài 13. Cho 46,4g hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 ( n FeO n Fe2O3 ) hoà tan hoàn
toàn trong V lít dung dịch H2SO4 0,2M và HCl 0,6M (đã lấy dư 20% so với
lượng cần thiết). V có giá trị là
A. 1,80
B. 1,92
C. 1,94
D. 1,56
Lời giải
n FeO : n Fe2O3 1:1 , mà FeO.Fe2O3 = Fe3O4, vậy A xem như 1 chất Fe3O4
n A n Fe3O4
4, 64
0, 02 (mol)
232
2+
3+
Fe3O4 + 8H+
Fe + 2Fe + 4H2O
0,02
0,16
Do lấy dư 20% 0,16 + 0,16.0,2 = 0,1V V =
0,192
1, 92 (lít)
0,1
Bài 14. Cho 2 kim lo i Fe, Mg tác dụng với 200ml dung dịch A gồm HCl 0,1M,
H2SO4 0,2M thu được 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 đ với các chất trong B thì thể tích
dung dịch D là
A. 0,15 lít.
B. 0,25 lít.
C. 0,35 lít.
D. 0,45 lít.
Fe
H
H2
Fe2
H
Mg2
Mg
Định luật b o toàn điện tích :
n() trong B = nH trong A =
nH
nOH
H2O
OH
Mg(OH)2
trong D.
nOH 0,2(0,1 0,2.2) V(0,3 0,1) V 0,25 (lít)
Dung dịch trung tính khi :
Fe(OH)2
Bài 15. Để tác dụng vừa đ với 0,96g hiđroxit c a 2 kim lo i kiềm ở hai chu kì liên
tiếp trong b ng tuần hoàn, ph i dùng 20ml dung dịch HCl 0,4M và H2SO4 0,3M.
Tên kim lo i đó là
A. Na, K
B. Li, Na
C. K, Rb
D. Na, Rb
ROH
n
H
H
R
0, 02(0, 4 0,3.2) 0, 02(mol)
M ROH
H2 O
0, 96
48 (g / mol) M R 17 48 M R 31 Na, K
0, 02
Bài 16. Hỗn hợp chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4 và FeO (có số mol bằng nhau là 0,1
mol). Hòa tan hết X vào dung dịch Y gồm HCl và H2SO4 loãng (dư), thu được
dung dịch Z và 1,12 lít khí H2 (đktc). Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào
dung dịch Z cho tới khi ngừng khí NO thoát ra thì dừng l i. Thể tích dung dịch
Cu(NO3)2 đã dùng là
A. 58,3 ml.
B. 40,5 ml.
C. 50,2 ml.
D. 60,5 ml.
Ta có: FeO + Fe2O3 Fe3O4
0,1
0,1
0,1
Hỗn hợp X coi như gồm: 0,2 mol Fe3O4; 0,1 mol Fe + dung dịch Y:
Fe3O4 + 8H+
Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O
0,2
0,2
0,4
+
2+
(2)
Fe
+ 2H
Fe
+ H2
0,05
0,05
0,05
2+
3+
Dung dịch Z ch a Fe (0,35 mol), Fe (0,35 mol), H+ dư, Cl–, SO 24 .
Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 vào dung dịch Z :
Fe + Fe3+
2Fe2+
0,05
0,05
0,1
+ 4H+
3Fe3+ + NO + 2H2O
3Fe2+ + NO 3
0,35
(1)
(3)
0,35
3
1
0,35
1
(3) n NO n Fe3
(mol) n Cu(NO3 )2 n NO 0, 05 mol
3
3
3
3
2
VCu(NO3 )2 50 ml
Bài 17. Cho 12,15 gam bột Al vào 112,5 ml dung dịch hỗn hợp NaNO3 1M và NaOH
3M, khuấy đều cho đến khi ngừng khí thoát ra thì dừng l i. Thể tích khí thoát ra
ở đktc là
A. 2,24 lít
B. 7,56 lít
C. 15,92 lít
D. 10,08 lít
nAl = 0,45 (mol) ; n NO n NaNO3 0,11205 mol ;
3
n OH = nNaOH = 0,3375 mol
8Al 3NO3 5OH 18H 2O 8[Al(OH) 4 ] 3NH 3
Ban ®Çu : 0, 45 0,1125
Ph°n øng : 0,3 0,1125
0,15
0
D :
0,3375
0,1875
0,15
0,3
0,1125
(1)
2Al 2OH 6H 2O
2[Al(OH) 4 ] 3H 2
Ban ®Çu : 0,15
Ph°n øng : 0,15
D :
0
0,15
0,15
0
(2)
0, 225
(1) và (2) nKhí = 0,1125 + 0,225 = 0,3375 (mol) Vkhí = 0,3375.22,4 =
7,56 (lít)
Bài 18. Cho 6,4 gam Cu tác dụng với 120 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO31M và
H2SO4 0,5 M loãng, thu được V lít khí NO duy nhất (đktc), ph n ng x y ra hoàn
toàn. Giá trị c a V là
A. 0,672 lít
B. 0,896 lít
C. 1,344 lít
D. 2,24 lít
nCu = 0,1 mol; n H n NO n HNO3 0,12 mol ;
n H 2n H2SO4 0,12.0,5 0, 06 (mol)
3
n H 0,12 2.0, 06 0, 24 (mol)
3Cu
2+
+ 2NO + 4H2O
+ 2NO 3 + 8H+
3Cu
Ban đầu :
0,1
0,12
Ph n ng :
0,09
0,06
Dư :
0,01
0,06
VNO = 0,06.22,4 = 1,344 (lít)
0,24
0,24
0
0,06
Bài 19. Hòa tan hoàn toàn 9,65 gam hỗn hợp 2 kim lo i Fe, Al trong dung dịch hỗn
hợp HCl và H2SO4 loãng, kết thúc ph n ng thu được 7,28 lít H2 (đktc). Phần
trăm khối lượng c a nhôm trong hỗn hợp ban đầu là
A. 40,32%.
B. 35,53%.
C. 41,19 %.
D. 56,48%.
Lời giải
n H 2 = 0,325 mol ; đặt x, y lần lượt là số mol c a Al, Fe ch a trong hỗn hợp. Ta
có:
27x + 56y = 9,65
(1)
Phương trình ion rút gọn c a các ph n ng
2Al + 6H+
2Al3+ + 3H2
(2)
x
1,5x
+
2+
(3)
Fe + 2H
Fe + H2
y
y
Từ (2) và (3) VH2 = 1,5 x + y = 0,325 y = 0,325 – 1,5x (4)
Từ (4) và (1) ta tính được : x = 0,15 mol
%mAl =
0,15.27
.100% 41,19%
9, 65
10.
PH
NG PHÁP T
CH N L
NG CH T
Cách 1: Chọn một mol nguyên tử, phân tử hoặc một mol hỗn hợp các chất ph n ng.
Cách 2: Chọn đúng tỉ lệ lượng chất trong đầu bài đã cho.
Cách 3: Chọn cho thông số một giá trị phù hợp để chuyển phân số ph c t p về số đơn
gi n để tính toán.
Sau đây là một số ví dụ điển hình:
Cách 1: CH N 1 MOL CH T HO C H N H P CH T PH N NG
Ví d 1: Hoà tan một muối cacbonat kim lo i M hóa trị n bằng một lượng vừa đ dung
dịch H2SO4 9,8% ta thu được dung dịch muối sunfat 14,18%. M là kim lo i gì?
A. Cu.
B. Fe.
C. Al.
D. Zn.
Hướng dẫn giải
Chọn 1 mol muối M2(CO3)n.
M2(CO3)n
+
nH2SO4 M2(SO4)n + nCO2 + nH2O
C (2M + 60n) gam 98n gam (2M + 96n) gam
mdd H2SO4
98n 100
1000n gam
9,8
mdd muèi mM2 (CO3 )n mdd H2SO4 mCO2
= 2M + 60n + 1000.n 44.n = (2M + 1016.n) gam.
C%dd muèi
2M 96 100 14,18
2M 1016 n
M = 28.n
n = 2 ; M = 56 là phù hợp vậy M là Fe.
(Đáp án B)
Ví d 2: (Câu 1 - Mã đề 231 - Khối A - TSCĐ 2007)
Khi hòa tan hiđroxit kim lo i M(OH)2 bằng một lượng vừa đ dung dịch H2SO4 20%
thu được dung dịch muối trung hoà có nồng độ 27,21%. Kim lo i M là
A. Cu.
B. Zn.
C. Fe.
D. Mg.
Xét 1 mol M(OH)2 tham gia ph n ng
M(OH)2 + H2SO4 MSO4 + 2H2O
C (M + 34) gam 98 gam (M + 96) gam
98 100
490 gam
20
M 96 100
M 34 490
27, 21
mdd H2SO4
mdd MSO4
M = 64
M là Cu. (Đáp án A)
Cách 2: Ch n theo t l l ng ch t đƣ cho
Ví d 1: Hỗn hợp X gồm N2 và có H2 có tỉ khối hơi so với H2 bằng 3,6. Sau khi tiến
hành ph n ng tổng hợp được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H2 bằng 4. Hiệu suất
ph n ng tổng hợp là
A. 10%.
B. 15%.
C. 20%.
D. 25%.
Hướng dẫn
Theo pp đường chéo, N2 : H2 bằng 1 : 4. Chọn số mol N2 và H2 là 1 mol và 4 mol
xt, t
2NH3
3H2
o
N2
+
p
Ban đầu:
1
4
Ph n ng:
x
3x
2x
Sau ph n ng: (1 x)
(4 3x)
2x
nY = (5 2x) mol
Áp dụng định luật b o toàn khối lượng ta có mX = mY
n1 M2
5
8
0,25
n 0,25 H
.100 25%
n2 M1
5 2n 7,2
1
Ví d 2: Phóng điện qua O2 được hỗn hợp khí O2, O3 có M 33 gam. Hiệu suất ph n
ng là
A. 7,09%.
B. 9,09%.
C. 11,09%.
D.13,09%.
Hướng dẫn
TL§
3O2
2O3
Theo đường chéo, tỉ lệ mol O2 : O3 = 15 : 1. Chọn số mol O2 và O3 lần lượt là 15 và 1
mol
Tính theo ph n ng được số mol O2 ph n ng là 1,5; ban đầu là 16,5.
H = 9,09%.
Cách 3: CH N GIÁ TR CHO H N H P
Ví d 1: X là hợp kim gồm (Fe, C, Fe3C), trong đó hàm lượng tổng cộng c a Fe là
96%, hàm lượng C đơn chất là 3,1%, hàm lượng Fe3C là a%. Giá trị a là
A. 10,5.
B. 13,5.
C. 14,5.
D. 16.
Hướng dẫn giải
Xét 100 gam hỗn hợp X ta có mC = 3,1 gam, mFe3C = a gam và số gam Fe tổng cộng là
96 gam.
mC trong Fe3C 100 96 3,1
12a
180
a = 13,5. (Đáp án B)
Ví d 2: Nung m gam đá X ch a 80% khối lượng gam CaCO3 (phần còn l i là t p chất
trơ) một thời gian thu được chất rắn Y ch a 45,65 % CaO. Tính hiệu suất phân h y
CaCO3.
A. 50%.
B. 75%.
C. 80%.
D. 70%.
Hướng dẫn giải
Chọn mX = 100 gam mCaCO 3 80 gam và khối lượng t p chất bằng 20 gam.
t
CaCO3
+
CO2
CaO
Phương trình:
100 gam 56 gam
o
Ph n ng:
80 gam
56.80
.h
100
(hiệu suất = h)
44 gam
44.80
.h
100
Khối lượng chất rắn còn l i sau khi nung là
mX mCO2 100
44.80.h
.
100
56 80
45, 65
44 80 h
h
100
100
100
100
h = 0,75 hiệu suất ph n ng bằng 75%. (Đáp án B)
Ví d 3. Một hỗn hợp gồm CaCO3, Al2O3 và Fe2O3 trong đó Al2O3 chiếm 10,2%,
Fe2O3 chiếm 9,8%. Nung m gam hỗn hợp này ở nhiệt độ cao thu được chất rắn có khối
lượng bằng
67m
khối lượng hỗn hợp ban đầu. Thành phần % về khối lượng chất rắn
100
CaO, Al2O3, Fe2O3, CaCO3 (dư) th tự là
A. 62,6%; 1,22%; 12,62%; 17,4%.
B. 62,6%; 1,22%; 14,62%; 7,4%.
C. 66,6%; 1,82%; 14,62%; 7,4%.
D. 52,6%; 1,22%; 14,62%; 7,4%.
Lời giải
Với mọi m ta đều tìm được thành phần % hỗn hợp, để đơn gi n ta chọn
m = 100g gam thì Al2O3 = 10,2 g; Fe2O3 = 9,8 g và CaCO3 = 80 g.
Khi nung hỗn hợp chỉ có :
CaCO3 CaO + CO2
Độ gi m lượng = 100 67 = 33 g chính là lượng CO2 = 0,75 mol bay đi
nCaCO3 0,75 (mol) mCaCO3 75 (g) , CaCO3 dư là 5 gam.
Hỗn hợp sau khi nung có : 10,2 g Al2O3 = 15,22%
9,8 g Fe2O3 = 14,62%
5 g CaCO3 dư = 7,4% và 62,6% CaO.
Ví dụ 4. Cho m gam hỗn hợp Na và Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thu được dung
dịch X. Cho X tác dụng với dung dịch KOH dư, lọc lấy kết t a đem nung trong không
khí đến lượng không đổi thu được chất rắn nặng m gam. % về khối lượng Na, Fe ban
đầu là
A. 30% ; 70%
B. 40% ; 60%
C. 35% ; 65%
D. 50% ; 50%
Lời giải
Sơ đồ ph n ng :
Na
H2 +
+ HCl
Fe
NaCl
O2
Fe2O3 + H2O
Fe(OH)2
+ KOH
to
FeCl2
Với mọi m ta đều tìm được thành phần % hỗn hợp, để đơn gi n chọn
m = 160g.
n Fe 2n Fe2O3 2.
%m Fe
%m Na
160
2 (mol)
160
2.56
70%
160
30%
Ví dụ 4. Cho m gam hỗn hợp hai kim lo i Mg, Al tác dụng với một lượng dư dung
dịch HCl thu được dung dịch A và khí B. Lượng khí B này khử vừa hết
4m
gam
1, 02
CuO thành Cu kim lo i. Thành phần % về khối lượng các kim lo i Mg, Al là
A. 47,06%; 52,94%
B. 50,00%; 50,00%
C. 40,00%; 60,00%
D. 47,25%; 52,75%
Lời giải
Sơ đồ ph n ng :
Mg
MgCl2
+ H2 + CuO
+ HCl
Cu + H2O
Al
AlCl3
Với mọi m đều tìm được thành phần hỗn hợp, để đơn gi n chọn m = 1,02g.
Gọi n Mg a (mol); nAl b (mol)
Ta có:
24a + 27b = 1,02
(1)
Tổng số mol e mà Mg, Al cho là : 2a + 3b.
Số mol e này được Cu2+ (CuO :
Cu2+ +
2e Cu
0,05
4
= 0,05mol) nhận theo nửa ph n ng sau :
80
0,1
24a + 27b = 1,02
a 0, 02
%m Mg 47, 06%
2a+3b=0,1
b 0, 02
%mAl 52, 94%
Thu được hệ
Ví dụ 5. Hỗn hợp A gồm các kim lo i Mg, Al, Cu. Oxi hoá hoàn toàn m gam A bằng
oxi không khí thì thu được 1,72m gam hỗn hợp 3 oxit. Mặt khác khi hoà tan m gam A
bằng dung dịch HCl dư thu được 0,952m lít khí H2 (đktc). % Khối lượng Mg, Al, Cu
trong A là
A. 30%; 50%; 20%. B. 25%; 55%; 20%. C. 30%; 54%; 16%. D. 25%; 50%;
25%.
Lời giải
n Mg x(mol) ; n Al y(mol) ; nCu z(mol)
Sơ đồ ph n ng :
Với mọi m ta đều tìm được thành phần hỗn hợp, để đơn gi n chọn m=100 g.
Áp dụng sự b o toàn electron, b o toàn khối lượng ta có :
Trong (1) :
Chất nhận O:
Trong (2) :
ne cho 2x 3y 2z
172 100
4,5 (mol) n e nhËn 9
16
ne cho 2x 3y
Chất nhận H2 :
0, 952.100
4, 25 (mol) n e nhËn 8,5
22, 4
24x 2y 64z 100 x 1, 25 %m Mg 30%
y 2 %m Al 54%
2x 3y 2z 9
2x 3y 8,5
z 0, 25 %m 16%
Cu
Ví dụ 6. Cho m gam oxit kim lo i tan trong V lít dung dịch HCl 7,3% vừa đ thu được
dung dịch muối có nồng độ 12,5%. CTPT c a oxit kim lo i là
A. Fe2O3
B. Al2O3
C. CuO
D. MgO
Hướng dẫn
Với mọi m, V ta luôn tìm được CT oxit. Chọn m, V để khối lượng dung dịch HCl là
100g CuO
M2On + 2nHCl
2MCln + n H2O
0, 02
2n
0,02
0, 02
n
0, 02
.(M M 71n)
12,5
n
M M 64 CuO
0, 02
100
.(2M M 16n) 100
2n
Ví d 4: Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có MX 12, 4 . Dẫn X đi qua bình đựng bột Fe rồi
nung nóng biết rằng hiệu suất tổng hợp NH3 đ t 40% thì thu được hỗn hợp Y. M Y có
giá trị là
A. 15,12.
B. 18,23.
C. 14,76.
D. 13,48.
Hướng dẫn giải
Xét 1 mol hỗn hợp X mX = 12,4 gam gồm a mol N2 và (1 a) mol H2.
28a + 2(1 a) = 12,4 a = 0,4 mol n H2 0,6 mol
xt, t
2NH3 (với hiệu suất 40%)
3H2
o
N2
+
p
Ban đầu:
0,4
0,6
Ph n ng: 0,08 0,60,4 0,16 mol
Sau ph n ng:
0,32
0,36
Tổng:
nY = 0,32 + 0,36 + 0,16 = 0,84 mol;
Theo định luật b o toàn khối lượng ta có: mX = mY.
MY
12, 4
14, 76 gam . (Đáp án C)
0,84
0,16 mol
Ví d 6: Hoà tan hoàn toàn một lượng kim lo i R hóa trị n bằng dung dịch H2SO4
loãng rồi cô c n dung dịch sau ph n ng thu được một lượng muối khan có khối lượng
gấp 5 lần khối lượng kim lo i R ban đầu đem hoà tan. Kim lo i R đó là
A. Al.
B. Ba.
C. Zn.
D. Mg.
Hướng dẫn giải
Xét 1 mol kim lo i ng với R (gam) tham gia ph n ng.
2R + nH2SO4 R2(SO4)n + nH2
C
R (gam)
2R 96n
gam muèi
2
2R 96n 5R
2
R=
12n thỏa mãn với n = 2. Vậy: R = 24 (Mg). (Đáp án D)
Các ví d phần h u c :
Ví d 1: Cho dung dịch axit axetic có nồng độ x% tác dụng vừa đ với dung dịch
NaOH 10% thì thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%. Vậy x có giá trị nào sau
đây?
A. 20%.
B. 16%.
C. 15%.
D.13%.
Hướng dẫn giải
Xét 1 mol CH3COOH:
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
60 gam 40 gam
82 gam
60 100
gam
x
40 100
mddNaOH
400 gam
10
60 100
82 100
gam.
mdd muèi
400
x
10, 25
mdd CH3COOH
x = 15%. (Đáp án C).
Ví d 2: Hỗn hợp A gồm một Anken và hiđro có tỉ khối so với H2 bằng 6,4. Cho A đi
qua niken nung nóng được hỗn hợp B có tỉ khối so với H2 bằng 8 (gi thiết hiệu suất
ph n ng x y ra là 100%). Công th c phân tử c a anken là
A. C2H4.
B. C3H6.
C. C4H8.
D. C5H10.
Xét 1 mol hỗn hợp A gồm (a mol CnH2n và (1a) mol H2)
Ta có:
14.n.a + 2(1 a) = 12,8
(1)
Hỗn hợp B có M 16 14n (với n 2) trong hỗn hợp B có H2 dư
Ni, t
CnH2n+2
CnH2n + H2
Ban đầu:
a mol (1a) mol
Ph n ng:
a a a mol
Sau ph n ng hỗn hợp B gồm (1 2a) mol H2 dư và a mol CnH2n+2. tổng nB = 1
2a.
Áp dụng định luật b o toàn khối lượng ta có mA = mB
o
nB
mB
MB
1 2a
12,8
16
a = 0,2 mol.
Thay a = 0,2 vào (1) ta có 140,2n + 2(1 0,2) = 12,8
n = 4 anken là C4H8. (Đáp án C)
Ví d 3: Oxi hóa C2H5OH bằng CuO nung nóng, thu được hỗn hợp chất lỏng gồm
CH3CHO, C2H5OH dư và H2O có M = 40 đvC. Hiệu suất ph n ng oxi hóa là
A. 25%.
B. 35%.
C. 45%.
D. 55%.
Xét 1 mol C2H5OH. Đặt a mol C2H5OH bị oxi hóa. Vậy a là hiệu suất c a ph n ng
oxi hóa rượu.
t
C2H5OH + CuO
CH3CHO + H2O + Cu
Ban đầu:
1 mol
Oxi hóa:
a mol a mol a mol
Sau ph n ng: (1 a) mol C2H5OH dư
a mol a mol
o
M
46(1 a) 44a 18a
40
1 a
a = 0,25 hay hiệu suất là 25%. (Đáp án A)
Ví d 4: (Câu 48 - Mã đề 182 - khối A - TSĐH 2007)
Hỗn hợp gồm hiđrocacbon X và oxi có tỉ lệ số mol tương ng là 1:10. Đốt cháy hoàn
toàn hỗn hợp trên thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y qua dung dịch H 2SO4 đặc, thu được
hỗn hợp khí Z có tỉ khối đối với hiđro bằng 19. Công th c phân tử c a X là
A. C3H8.
B. C3H6.
C. C4H8.
D. C3H4.
Hướng dẫn giải
Đốt hỗn hợp gồm hiđrocacbon X gồm CxHy (1 mol) và O2 (10 mol ).
y
y
CxHy + x O2 xCO2 + H2O
2
4
y
1 mol x mol x mol
4
y
y
mol
2
Hỗn hợp khí Z gồm x mol CO2 và 10 x mol O2 dư.
4
MZ 19 2 38
(n CO2 ) 44
6
38
Vậy:
(n O2 ) 32
x 10 x
y
4
8x = 40 y.
6
n co2
n o2
1
1
x = 4, y = 8 tho mãn đáp án C.
Ví d 5: A là hỗn hợp gồm một số hiđrocacbon ở thể khí, B là không khí. Trộn A với
B ở cùng nhiệt độ áp suất theo tỉ lệ thể tích (1:15) được hỗn hợp khí D. Cho D vào
bình kín dung tích không đổi V. Nhiệt độ và áp suất trong bình là toC và p atm. Sau khi
đốt cháy A trong bình chỉ có N2, CO2 và hơi nước với VCO2 : VH2O 7 : 4 đưa bình về
toC.
Áp suất trong bình sau khi đốt là p1 có giá trị là
A. p1
47
p.
48
Đốt A:
y
CxHy + x O2
4
C. p1
16
p.
17
y
xCO2 + H 2O
2
B. p1 = p.
D. p1 p.
3
5
Vì ph n ng chỉ có N2, H2O, CO2 các hiđrocacbon bị cháy hết và O2 vừa đ .
Chọn n Cx H y 1 nB = 15 mol n O2 p.ø x
n N2 4n O2 12 mol
y
x 3
4
x : y 2 7 : 4
x=
y 15
3 mol.
4 5
7
8
; y=
3
3
Vì nhiệt độ và thể tích không đổi nên áp suất tỉ lệ với số mol khí, ta có:
p1 7 3 4 3 12 47
47
p1 p. (Đáp án A)
48
p
1 15
48
Ví d 6: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp X hai hiđrocacbon A, B thu được
132.a
41
45a
gam H 2O . Nếu thêm vào hỗn hợp X một nửa lượng A có trong hỗn
41
165a
60, 75a
hợp X rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được
gam CO2 và
gam H 2O . Biết A,
41
41
gam CO2 và
B không làm mất mầu nước Br2.
a) Công th c phân tử c a A là
A. C2H2.
B. C2H6.
C. C6H12.
D. C6H14.
b) Công th c phân tử c a B là
A. C2H2.
B. C6H6.
C. C4H4.
D. C8H8.
c) Phần trăm số mol c a A, B trong hỗn hợp X là.
A. 60%; 40%.
B. 25%; 75%.
C. 50%; 50%.
D. 30%; 70%.
Hướng dẫn giải
a) Chọn a = 41 gam.
Đốt X
n CO2
132
45
3 mol và n H2O
2,5 mol .
44
18
165
60, 75
3, 75 mol và n H2O
3,375 mol .
44
18
1
n CO2
1
Đốt A thu được (3,75 3) = 0,75 mol CO2 và (3,375 2,5) = 0,875 mol H2O.
2
Đốt cháy A thu được n CO2 1,5 mol và n H2O 1,75 mol .
Đốt X A
2
vì n H2O n CO2 A thuộc lo i ankan, do đó:
Cn H2n 2
3n 1
O2
nCO2 n 1 H2O
2
n CO2
n H 2O
n
1,5
n 1 1, 75
n = 6 A là C6H14. (Đáp án D)
b) Đốt B thu được (3 1,5) = 1,5 mol CO2 và (2,5 1,75) = 0,75 mol H2O
Như vậy
nC
1,5
1
n H 0, 75 2 1
công th c tổng quát c a B là (CH)n vì X không làm
mất mầu nước Brom nên B thuộc aren B là C6H6. (Đáp án B)
c) Vì A, B có cùng số nguyên tử C (6C) mà lượng CO2 do A, B t o ra bằng nhau (1,5
mol) nA = nB.
%nA = %nB = 50%. (Đáp án C)
Ví d 7: Trộn a gam hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon C6H14 và C6H6 theo tỉ lệ số mol
(1:1) với m gam một hiđrocacbon D rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được
94,5a
275a
gam H2O.
gam CO2 và
82
82
a) D thuộc lo i hiđrocacbon nào
A. CnH2n+2. B. CmH2m2. C. CnH2n.
D. CnHn.
b) Giá trị m là
A. 2,75 gam. B. 3,75 gam. C. 5 gam.
D. 3,5 gam.
Hướng dẫn giải
a) Chọn a = 82 gam
Đốt X và m gam D (CxHy) ta có:
Đốt D:
275
n CO2 44 6, 25 mol
94,5
n
5, 25 mol
H 2O
18
19
C6H14 +
O2 6CO2 + 7H2O
2
15
O2 6CO2 + 3H2O
C6H6 +
2
y
y
xCO2 H2O
Cx H y x O2
4
2
Đặt n C6H14 n C6H6 b mol ta có:
86b + 78b = 82
b = 0,5 mol.
Đốt 82 gam hỗn hợp X thu được:
n CO2 0,5 6 6 6 mol
n H2O 0,5 7 3 5 mol
Đốt cháy m gam D thu được:
n CO2 6, 25 6 0, 25 mol
n H2O 5, 25 5 0, 25 mol
Do n CO2 n H2O D thuộc CnH2n. (Đáp án C)
b)
mD = mC + mH = 0,25(12 + 2) = 3,5 gam. (Đáp án D)
Ví dụ 8. Đốt cháy hoàn toàn m gam chất hữu cơ A ch a C, H, O thu được
và
22m
g CO2
15
3m
g H2O. Biết rằng 3,6g hơi A có thể tích bằng thể tích c a 1,76g CO2 (ở cùng
5
điều kiện). CTPT c a A là
A. C2H6O2
B. C3H6O3
C. C3H4O3
D. C2H4O2
Lời giải
Với mọi m ta đều xác định được CTPT c a A, chọn m = 15 gam.
n C(A) n CO2 0,5 mol
9
15 0,5.12 1
1 (mol) ; n O
0,5 (mol)
18
16
3, 6
90 n 3
n C : n H : n O 1 : 2 :1 (CH 2O) n
0, 04
CTPT cña A l¯ C 3H 6 O3 .
n H(A) 2n H2O 2.
