Các Chuyên đề Hóa học (2)

138 trang mainguyen 7800

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Các Chuyên đề Hóa học (2)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

cac_chuyen_de_hoa_hoc_2.doc

Nội dung text: Các Chuyên đề Hóa học (2)

79 kết tủa. Tìm công thức của 2 muối trên và tính thành phần % theo khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. %MgCO3 = 58,33% và %CaCO3 = 41,67%. Bài 7: Hoà tan hỗn hợp Na2CO3 và KHCO3 vào nước thành 400 ml dung dịch A. Cho từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch A đồng thời khuấy đều, khi phản ứng kết thúc ta được dung dịch B và 1,008 lít khí (ở đktc). Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư được 29,55g kết tủa. Tính khối lượng các chất có trong hỗn hợp ban đầu. Nếu cho từ từ dung dịch A vào bình đựng 100 ml dung dịch HCl 1,5M thì thu được thể tích khí thoát ra (ở đktc) là bao nhiêu? HDG: a, Đặt x, y lần lượt là số mol của 2 muối Na2CO3 và KHCO3 (x, y > 0) Ta có PTPƯ: ( 1 ) Giai đoạn 1: NaCO3 + HCl  NaCl + NaHCO3 Mol: x x x x n n n Như vậy:  HCO3 x y(mol) ; Theo PT (1) thì NaHCO3 = Na2CO3 = x (mol) Gọi a, b là số mol của HCO3 tham gia phản ứng với dung dịch HCl và dung dịch Ba(OH)2 ( 2 ) Giai đoạn 2: HCO3 + HCl  Cl + H2O + CO2 Mol: a a a a Theo bài ra: n HCl = 0,1.1,5 = 0,15 ( mol ) n n 1,008 HCl ( PƯ ở 2 ) = CO2 = a = = 0,045 ( mol ) 22,4 n n Na2CO3 ( bđ ) = HCl ( P Ư ở 1 ) = 0,15 – 0,045 = 0,105 (mol) Sau phản ứng (1) thì toàn bộ Na2CO3 đã chuyển thành NaHCO3. Khi cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư xảy ra phản ứng sau: ( 3 ) HCO3 + Ba(OH)2  BaCO3 + OH + H2O Mol : b b b b n 29,55 BaCO3 = b = = 0,15 ( mol ) 197 n Vậy HCO3 ( P Ư ) = a + b = x + y = 0,045 + 0,15 = 0,195 (mol) n KHCO3 ( bđ ) = 0,195 – 0,105 = 0,09 (mol) Khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu: m Na2CO3 = 0,105 . 106 = 11,13g m KHCO3 = 0,09 . 100 = 9g b/ Khi cho dung dịch A vào bình chứa dung dịch HCl 1,5M thì xảy ra phản ứng *Nếu cả 2 phản ứng xảy ra đồng thời thì ta thấy ở phương trình (4) nếu giải phóng 1 mol khí CO2 cần 2 mol HCl ,gấp đôi số mol HCl dùng cho phản ứng (5). Đặt z là số mol HCl tham gia phản ứng (5); thì số mol HCl tham gia phản ứng (4) là 2z (mol) ( 4 ) Na2CO3 + 2HCl  NaCl + H2O + CO2 ( 5 ) KHCO3 + HCl  KCl + H2O + CO2 Theo PTPƯ ta có: 2z + z = 0,1.1,5 = 0,15 (mol) z = 0,05 ( mol ). Số mol CO2 thoát ra là: 0,1 ( mol ) *Nếu phản ứng ( 4 ) xảy ra trước: ta có 2z = 0,15 ( mol ) z = 0,075 (mol); mà số mol của Na2CO3 = 0,105( mol ) > 0,075.Vậy nên axít phải phản ứng hết,nên số mol khí CO2 thoát ra là 0,075 (mol)
80 *Nếu phản ứng (5) xảy ra trước: ta có z = 0,09 ( mol ) z = 0,09 (mol); mà số mol của HCl = 0,15 (mol).Vậy số mol HCl còn dư = 0,15 – 0,09 = 0,06 (mol) sẽ tiếp tục tham gia phản ứng (4) .Khi đó 2z = 0,06 (mol) z = 0,03 (mol). Vậy tổng số mol CO2 thoát ra là: n CO2 = 0,09 + 0,03 = 0,12 (mol) n kết hợp các dữ kiện ta được: 0,075 ( mol ) < CO2 < 0,12(mol) Hay 1,68 ( lít ) < V < 2,688 (lít) CO 2 Bài 8: Cho 28,1g quặng đôlômít gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl dư thu được V (lít) CO2 (ở đktc). a/ Xác định V (lít). b/ Sục V (lít) CO2 vừa thu được vào dung dịch nước vôi trong. Tính khối lượng kết tủa tối đa thu được biết số mol Ca(OH)2 = 0,2 (mol) và khối lượng của mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu. Hướng dẫn: a/ Theo bài ra ta có PTHH: MgCO3 + 2HCl  MgCl2 + H2O + CO2 (1) x(mol) x(mol) BaCO3 + 2HCl  BaCl2 + H2O + CO2 (2) y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (3) 0,2(mol) 0,2(mol) 0,2(mol) CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2 (4) m Giả sử hỗn hợp chỉ có MgCO3.Vậy BaCO3 = 0 n 28,1 Số mol: MgCO3 = = 0,3345 (mol) 84 m Nếu hỗn hợp chỉ toàn là BaCO3 thì MgCO3 = 0 n 28,1 Số mol: BaCO3 = = 0,143 (mol) 197 Theo PT (1) và (2) ta có số mol CO2 giải phóng là: n 0,143 (mol) CO2 0,3345 (mol) Vậy thể tích khí CO thu được ở đktc là: 3,2 (lít) V 7,49 (lít) 2 CO 2 b/ Khối lượng kết tủa thu được là: *Nếu số mol của CO2 là: 0,143 ( mol ), thì chỉ có PTPƯ (3) xảy ra và dư Ca(OH)2, n n theo PTPƯ thì CaCO3 = CO2 = 0,143 (mol). m Vậy khối lượng kết tủa thu được là: CaCO3 = 0,143 . 100 = 1,43g *Nếu số mol của CO2 là: 0,3345 (mol), thì có cả PƯ (3) và (4), theo PTPƯ ta có: Số n n mol CO2 tham gia PƯ ở (3) là: CO2 = Ca(OH)2 = 0,2 (mol). Vậy số mol CO2 dư là: 0,3345 – 0,2 = 0,1345 (mol). Tiếp tục tham gia PƯ (4) khi đó: n n Số mol của CaCO3 tạo ra ở (3) là: CaCO3 = Ca(OH)2 = 0,2 (mol). n n Số mol của CaCO3 đã PƯ ở (4) là: CaCO3 = CO2 ( dư ) = 0,1345 (mol) Vậy sau PƯ (4) số mol của CaCO3 còn lại là: 0,2 – 0,1345 = 0,0655 (mol) m Khối lượng kết tủa thu được là: CaCO3 = 0,0655 . 100 = 6,55g n n *Để thu được kết tủa tối đa thì CO2 = Ca(OH)2 = 0,2 (mol). n n Vậy CaCO3 = Ca(OH)2 = 0,2(mol) m Khối lượng của CaCO3 là: CaCO3 = 0,2 . 100 = 20g Đặt x,y lần lượt là số mol của MgCO3 và BaCO3 Theo bài ra và PT (3) ta có:
81 x + y = 0,2 (*) x = 0,1(mol) Giải hệ PT (*) và ( ) ta được: 84x + 197y = 28,1 ( ) y = 0,1(mol) Vậy khối lượng của mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu là: m MgCO3 = 0,1 . 84 = 8,4g m BaCO3 = 0,1 .197 = 19,7g Bài 9: Khi thêm từ từ và khuấy đều 0,8 lit dd HCl 0,5 M vào dd chứa 35g hỗn hợp A gồm 2 muối Na2CO3 và K2CO3 thì có 2,24 lit khí CO2 thoát ra (ở đktc) và dd D. Thêm dd Ca(OH)2 có dư vào dd D thu được kết tủa B. a/ Tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A và khối lượng kết tủa B. / b/ Thêm m (g) NaHCO3 vào hỗn hợp A được hỗn hợp A . Tiến hành thí nghiệm tương tự như trên, thể tích dd HCl 0,5M thêm vào vẫn là 0,8 lit, dd thu được là dd D/. Khi / / thêm Ca(OH)2 dư vào dd D được kết tủa B nặng 30 g. Tính V (lit) khí CO2 thoát ra (ở đktc) và m (g). Hướng dẫn giải: Gọi x, y lần lượt là số mol của Na2CO3 và K2CO3. Theo bài ra: Số mol HCl = 0,4 mol Giai đoạn 1: HCl + Na2CO3  NaHCO3 + NaCl (1) HCl + K2CO3  KHCO3 + KCl (2) Sau phản ứng (1 và 2) Số mol HCl còn lại là: 0,4 – (x + y) tiếp tục tham gia phản ứng Giai đoạn 2: HCl + NaHCO3  NaCl + H2O + CO2 (3) HCl + KHCO3  KCl + H2O + CO2 (4) Theo bài ra ta có: Số mol CO2 = 0,1 mol. Theo PTPƯ ( 3 và 4 ) thì: Số mol HCl ( pư ) = Số mol CO2 = 0,1 mol. Khi thêm dd Ca(OH)2 dư vào dd D thu được kết tủa B , chứng tỏ HCl đã tham gia phản ứng hết. Trong D chỉ chứa Muối clo rua và muối hiđrô cacbonat (còn lại sau phản ứng 3 và 4) Theo PTPƯ: NaHCO3 + Ca(OH)2  CaCO3 + NaOH + H2O (5) KHCO3 + Ca(OH)2  CaCO3 + KOH + H2O (6) Từ các PT (1, 2, 3, 4) ta có: x + y = 0,3 (I) Theo bài ra ta có: 106 x + 138 y = 35 (II) Giải hệ PT (I) và (II): ta được x = 0,2 ; y = 0,1. Khối lượng của các chất trong hỗn hợp ban đầu là: m = 21,2 g ; m = Na2 CO 3 K2 CO 3 13,8 g Theo PT (5,6) Số mol CaCO3 = Số mol (NaKHO3 + KHCO3) còn lại sau phản ứng (3,4) Theo PT (3,4) Số mol NaHCO3 + KHCO3 phản ứng = Số mol CO2 giải phóng = 0,1 mol Vậy số mol NaHCO3 + KHCO3 còn lại là: 0,3 – 0,1 = 0,2 mol Khối lượng CaCO3 tạo thành là: 0,2 x 100 = 20 g b/ khi thêm m(g) NaHCO3 vào hỗn hợp A giai đoạn 1: chỉ có Na2CO3 và K2CO3 phản ứng nên số mol của HCl vẫn là: x + y = 0,3 mol số mol HCl phản ứng ở giai đoạn 2 vẫn là: 0,1 mol
82 Do đó số mol CO vẫn là 0,1 mol. Vậy V = 0,1 x 22,4 = 2,24 lit 2 CO 2 Nếu gọi số mol của NaHCO3 thêm vào là b (mol) Thì tổng số mol NaHCO3 + KHCO3 còn lại sau giai đoạn 2 là: (0,2 + b) mol Theo bài ra ta có: 0,2 + b = 30 : 100 = 0,3. Vậy b = 0,1 (mol) Khối lượng NaHCO3 thêm vào là: 0,1 x 84 = 8,4 g Bài 10: Cho 38,2g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat trung hoà của 2 kim loại hoá trị I tác dụng vừa đủ với dung dịch axit HCl thì thu được 6,72 lit CO2 (đktc). a/ Tìm tổng khối lượng 2 muối thu được sau phản ứng. b/ Tìm 2 kim loại trên, biết 2 kim loại này liên tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm I. Đáp số: a/ mhh muối = 41,5g. b/ 2 kim loại trên là Na và K. Bài 11: Một hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 có khối lượng là 10,5g. Khi cho hỗn hợp X tác dụng với HCl dư thì thu được 2,016 lit khí CO2 (đktc). a/ Xác định thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp X. b/ Lấy 21g hỗn hợp X với thành phần như trên cho tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ(không có khí thoát ra). Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng. Đáp số: a/ %Na2CO3 = 60,57% và %K2CO3 = 39,43%. Bài 12: Cho 7,2g hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm II. Cho A hoà tan hết trong dung dịch H2SO4 loãng thu được khí B, cho toàn bộ khí B hấp thụ hết bởi 450ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu được 15,76g kết tủa. Xác định 2 muối cacbonat và tính thành phần % theo khối lượng của chúng tronh hỗn hợp. Đáp số: TH1: Ba(OH)2 dư > 2 muối đó là: MgCO3 và CaCO3 %MgCO3 = 58,33% và %CaCO3 = 41,67% TH2: Ba(OH)2 thiếu > 2 muối đó là: MgCO3 và BeCO3 %MgCO3 = 23,33% và %BeCO3 = 76,67% Bài 13: Cho 9,2g hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm II. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp a trong dung dịch HCl thu được khí B, cho toàn bộ khí B hấp thụ hết bởi 550ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu được 19,7g kết tủa. Xác định 2 muối cacbonat và tính thành phần % theo khối lượng của chúng trong hỗn hợp đầu. Đáp số: TH1: Ba(OH)2 dư > 2 muối đó là: MgCO3 và CaCO3 %MgCO3 = 45,65% và %CaCO3 = 54,35% TH2: Ba(OH)2 thiếu > 2 muối đó là: MgCO3 và BeCO3 %MgCO3 = 44% và %BeCO3 = 56% Bài 14: Một hỗn hợp X gồm 2 kim loại A, B thuộc 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn, có khối lượng là 8,5g. Cho X phản ứng hết với nước cho ra 3,36 lit khí H2(đktc) a/ Xác định 2 kim loại và tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
83 b/ Thêm vào 8,5g hỗn hợp X trên, 1 kim loại kiềm thổ D được hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với nước thu được dung dịch E và 4,48 lit khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch E ta được chất rắn Z có khối lượng là 22,15g. Xác định D và khối lượng của D. c/ Để trung hoà dung dịch E ở trên cần bao nhiêu lít dung dịch F chứa HCl 0,2M và H2SO4 0,1M. Tính khối lượng kết tủa thu được. Đáp số: a/ mNa = 4,6g và mK = 3,9g. b/ kim loại D là Ba. > mBa = 6,85g. c/ Số mol BaSO4 = số mol Ba(OH)2 = số mol Ba = 0,05mol. > khối lượng của BaSO4 = 0,05 . 233 = 11,65g. Bài 15: Hoà tan 23g một hỗn hợp gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn vào nước thu được dung dịch D và 5,6 lit H2 (đktc). a/ Nếu trung hoà 1/2 dung dịch D cần bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 0,5M? Cô cạn dung dịch thu được sau khi trung hoà thì được bao nhiêu gam muối khan? b/ Nếu thêm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì chưa kết tủa hết được Ba(OH)2. Nếu thêm 210ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na2SO4. Xác định 2 kim loại kiềm ở trên. Đáp số: a/ mhh muối = 23,75g b/ 2 kim loại kiềm là Na và K. B- Toán hỗn hợp muối halogen. Cần nhớ: - halogen đứng trên đẩy được halogen đứng dưới ra khỏi muối. - Tất cả halogen đều tan trừ: AgCl, AgBr, AgI. - Hiển nhiên: AgF tan. Bài 1: Một hỗn hợp 3 muối NaF, NaCl, NaBr nặng 4,82g. Hoà tan hoàn toàn trong nước được dung dịch A. Sục khí Cl2 vào dung dịch A rồi cô cạn, thu được 3,93g muối khan. Lấy một nửa lượng muối khan này hoà tan trong nước rồi cho phản ứng với dung dịch AgNO3 dư, thu được 4,305g kết tủa. Viết các phản ứng xảy ra và tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. Hướng dẫn: PTHH xảy ra: Cl2 + 2NaBr > 2NaCl + Br2 (1) z z mol Từ PT (1) > Trong 3,93g hỗn hơp có chứa x(mol) NaF và (y + z) mol NaCl. Phản ứng tạo kết tủa: AgNO3 + NaCl > NaNO3 + AgCl (2) y z y z mol 2 2 Ta có hệ PT. mmuối ban đầu = 42x + 58,5y + 103z = 4,82 (I) mmuối khan = 42x + 58,5(y + z) = 3,93 (II) y z Số mol AgCl = = 4,305 : 143,5 = 0,03 (III) 2
84 Giải hệ 3 phương trình: x = 0,01, y = 0,04, z = 0,02 > %NaCl = 48,5%; %NaBr = 42,7% và %NaF = 8,8%. Bài 2: Dung dịch A có chứa 2 muối là AgNO3 và Cu(NO3)2, trong đó nồng độ của AgNO3 là 1M. Cho 500ml dung dịch A tác dụng với 24,05g muối gồm KI và KCl, tạo ra được 37,85g kết tủa và dung dịch B. Ngâm một thanh kẽm vào trong dung dịch B. Sau khi phản ứng kết thúc nhận thấy khối lượng thanh kim loại kẽm tăng thêm 22,15g. a/ Xác định thành phần % theo số mol của muối KI và KCl. b/ Tính khối lượng Cu(NO3)2 trong 500ml dung dịch A. Đáp số: a/ nKI = nKCl > %nKI = %nKCl = 50%. b/ Số mol Cu(NO3)2 = 0,5 mol > khối lượng Cu(NO3)2 = 94g. Bài 3: Hoà tan 5,94g hỗn hợp 2 muối clorua của 2 kim loại A và B( A, B là 2 kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II) vào nước, được 100ml dung dịch X. Người ta cho dung dịch X tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO3 thì thu được 17,22g kết tủa. Lọc kết tủa thu được dung dịch Y có thể tích là 200ml. Cô cạn dung dịch Y thu được m(g) hỗn hợp muối khan. a/ Tính m? b/ Xác định CTHH của 2 muối clorua. Biết tỉ lệ KLNT A so với B là 5 : 3 và trong muối ban đầu có tỉ lệ số phân tử A đối với số phân tử muối B là 1 : 3. c/ Tính nồng độ mol/l của các muối trong dung dịch X. Hướng dẫn: Viết các PTHH xảy ra. Đặt x, y là số mol của muối ACl2 và BCl2 Ta có: (MA + 71).x + (MB + 71)y = 5,94 Số mol AgCl tạo ra = 2(x + y) = 17,22 : 143,5 = 0,12 mol > x + y = 0,06. > xMA + yMB = 1,68 dd Y thu được gồm x mol A(NO3)2 và y mol B(NO3)2 > muối khan. (MA + 124)x + (MB + 124)y = m Thay các giá trị ta được: m = 9,12g b/ theo bài ra ta có: MA : MB = 5 : 3 x : y = nA : nB = 1 : 3 x + y = 0,06 xMA + yMB = 1,68 Giải hệ phương trình ta được: MA = 40 và MB = 24. Nồng độ mol/l của các dung dịch là: CM(CaCl2) = 0,15M và CM(BaCl2) = 0,45M. Bài 4: Chia 8,84 gam hỗn hợp MCl và BaCl2 thành 2 phần bằng nhau. Hoà tan phần 1 vào nước rồi cho phản ứng với AgNO3 dư thu được 8,61g kết tủa. Đem điện phân nóng chảy phần 2 đến hoàn toàn thu được V lit khí X ở đktc. Biết số mol MCl chiếm 80% số mol trong hỗn hợp ban đầu. a/ Xác định kim loại M và tính thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu. b/ Tính V?
85 Hướng dẫn: Gọi số mol MCl và BaCl2 trong 8,84g hỗn hợp là 2x và 2y (mol) Các PTHH xảy ra: MCl + AgNO3 > AgCl + MNO3 BaCl2 + 2AgNO3 > Ba(NO3)2 + 2AgCl Phần 2: 2MCl > 2M + Cl2 BaCl2 > Ba + Cl2 Ta có: nAgCl = x + 2y = 8,61 : 143,5 = 0,06 mol > n = (x + 2y) : 2 = 0,03 mol Cl 2 Vậy thể tích khí Cl2 thu được ở đktc là: V = 0,03 . 22,4 = 0,672 lit - Vì MCl chiếm 80% tổng số mol nên ta có: x = 4y > x = 0,04 và y = 0,01. mhh X = (M + 35,5).2x + (137 + 71).2y = 8,84 > M = 23 và M có hoá trị I, M là Na. %NaCl = 52,94% và %BaCl2 = 47,06%. Bài 5: Một hợp chất hoá học được tạo thành từ kim loại hoá trị II và phi kim hoá trị I. Hoà tan 9,2g hợp chất này vào nước để có 100ml dung dịch. Chia dung dịch này thành 2 phần bằng nhau. Thêm một lượng dư dung dịch AgNO3 vào phần 1, thấy tạo ra 9,4g kết tủa. Thêm một lượng dư dung dịch Na2CO3 vào phần 2, thu được 2,1g kết tủa. a/ Tìm công thức hoá học của hợp chất ban đầu. b/ Tính nồng độ mol/l của dung dịch đã pha chế. Hướng dẫn. - Đặt R là KHHH của kim loại hoá trị II và X là KHHH của phi kim có hoá trị I - Ta có CTHH của hợp chất là: RX2 - Đặt 2a là số mol của hợp chất RX2 ban đầu. Ta có: 2a(MR + 2MX) = 9,2 (g) > a.MR + 2.a.MX = 4,6 (I) - Viết các PTHH xảy ra: - Phần 1: 2a(MAg + MX) = 216.a + 2.a.MX = 9,4 (II) Hay 2.a.MAg - a.MR = 216.a - a.MR = 9,4 – 4,6 = 4,8 (*) - Phần 2: a(M + M ) = a.M + 60.a = 2,1 (III) R CO 3 R Hay 2.a.M - a.M = 2.a.M – 60.a = 4,6 – 2,1 = 2,5 ( ) X CO 3 X Từ (*) và (III) > 216.a + 60.a = 4,8 + 2,1 = 6,9 > a = 0,025. Thay a = 0,025 vào (III) > MR = 24. Vậy R là Mg Thay vào (I) > MX = 80. Vậy X là Br. CTHH của hợp chất: MgBr2 Đáp số: a/ Công thức hoá học của hợp chất là MgBr2 b/ Nồng độ dung dịch MgBr2 là 0,5M. Bài 6: Hỗn hợp A gồm 3 muối MgCl2, NaBr, KI. Cho 93,4g hỗn hợp A tác dụng với 700ml dung dịch AgNO3 2M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch D và kết tủa B, cho 22,4g bột Fe vào dung dịch D. Sau khi phản ứng xong thu được chất rắn F và dung dịch E. Cho F vào dung dịch HCl dư tạo ra 4,48 lit H2 (đktc). Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch E thu được kết tủa, nung kết tủa trong không khí cho đến khối lượng không đổi thu được 24g chất rắn. Tính khối lượng kết tủa B. Hướng dẫn:
86 Gọi a, b, c lần lượt là số mol MgCl2, NaBr, KI. Viết các PTHH xảy ra. Dung dịch D gồm: Mg(NO3)2, NaNO3, KNO3, và AgNO3 còn dư. Kết tủa B gồm: AgCl, AgBr, AgI. Rắn F gồm: Ag và Fe còn dư. Dung dịch E: Fe(NO3)2, Mg(NO3)2, NaNO3, KNO3 chỉ có Fe(NO3)2, Mg(NO3)2 tham gia phản ứng với dung dịch NaOH dư. > 24g rắn sau khi nung là: Fe2O3 và MgO. Đáp số: mB = 179,6g. Bài 7: Hoà tan 104,25g hỗn hợp các muối NaCl và NaI vào nước. Cho đủ khí clo đi qua rồi đun cạn. Nung chất rắn thu được cho đến khi hết hơi màu tím bay ra. Bả chất rắn thu được sau khi nung nặng 58,5g. Tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp. Hướng dẫn: Gọi a, b lần lượt là số mol của NaCl và NaI Khi sục khí clo vào thì toàn bộ muối NaI chuyển thành muối NaCl. Tổng số mol muối NaCl sau phản ứng là: (a + b) = 58,5 : 58,5 = 1 mol và ta có: 58,5a + 150b = 104,25 Giải phương trình ta được: a = 0,5 và b = 0,5 > %mNaCl = (58,5 . 0,5 : 104,25 ) . 100% = 28,06% và %mNaI = 100 – 28,06 = 71,94% Bài 8: Cho 31,84g hỗn hợp NaX và NaY (X, Y là hai halogen thuộc 2 chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 có dư thu được 57,34g kết tủa. Tìm công thức của NaX và NaY và thành phần % theo khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. Hướng dẫn: Gọi R là halogen tương đương của X và Y. Công thức tương đương của 2 muối NaX, NaY là Na R NaR + AgNO3 > AgR + NaNO3 Cứ 1 mol kết tủa AgR nhiều hơn 1 mol NaR là: 108 – 23 = 85g Vậy số mol NaR phản ứng là: (57,34 – 31,84) : 85 = 0,3 mol Ta có: Khối lượng mol của NaR là: 31,84 : 0,3 = 106,13 > Khối lượng mol của R = 106,13 – 23 = 83,13. Vậy X là Br và Y là I. > %mNaI = 9,43% và %mNaBr = 90,57% Bài 9: Có hỗn hợp gồm NaI và NaBr. Hoà tan hỗn hợp vào nước rồi cho brôm dư vào dung dịch. Sau khi phản ứng thực hiện xong, làm bay hơi dung dịc làm khô sản phẩm, thì thấy khối lượng của sản phẩm nhỏ hơn khối lượng hỗn hợp 2 muối ban đầu là m(g). Lại hoà tan sản phẩm vào nước và cho clo lội qua cho đến dư, làm bay hơi dung dịch và làm khô, chất còn lại người ta thấy khối lượng chất thu được lại nhỏ hơn khối lượng muối phản ứng là m(g). Tính thành phần % theo khối lượng của NaBr trong hỗn hợp ban đầu. Hướng dẫn; Gọi a, b lần lượt là số mol của NaBr và NaI. Khi sục Br2 vào trong dung dịch thì chỉ có NaI phản ứng và toàn bộ NaI chuyển thành NaBr. Vậy tổng số mol NaBr sau phản ứng (1) là: (a + b) mol. Sau phản ứng (1) khối lượng giảm: m = mI - mBr = (127 - 80)b = 47b (*)
87 Tiếp tục sục Cl2 vào trong dung dịch thì chỉ có NaBr phản ứng và toàn bộ NaBr chuyển thành NaCl. Vậy tổng số mol NaCl sau phản ứng (2) là: (a + b) mol. Sau phản ứng (2) khối lượng giảm: m = mBr – mCl = (80 – 35,5)(a + b) = 44,5(a + b) ( ) Từ (*) và ( ) ta có: b = 17,8a Vậy %mNaBr = (103a : (103a + 150b)) . 100% = 3,7% Chuyên đề 13: bài tập tổng hợp về tính theo PTHH Bài 1: Chia hỗn hợp gồm 2 kim loại A, B có hoá trị n, m làm 3 phần bằng nhau. Phần 1: Hoà tan hết trong axit HCl thu được 1,792 lit H2 (đktc). Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,344 lit khí (đktc) và còn lại chất rắn không tan có khối lượng bằng 4/13 khối lượng mỗi phần. Phần 3: Nung trong oxi dư thu được 2,84g hỗn hợp gồm 2 oxit là A2On và B2Om . Tính tổng khối lượng mỗi phần và xác định 2 kim loại A và B. Hướng dẫn: Gọi a, b là số mol của A, B trong mỗi phần. Phần 1: Viết PTHH: na mb Số mol H2 = + = 1,792 : 22,4 = 0,08 mol > na + mb = 0,16 (I) 2 2 Phần 2: Tác dụng với NaOH dư chỉ có 1 kim loại tan, giả sử A tan. A + (4 – n)NaOH + (n – 2)H2O > Na4 – nAO2 + n/2 H2 a (mol) na/2 (mol) Số mol H2 = na/2 = 1,344 : 22,4 > na = 0,12 (II) Thay vào (I) > mb = 0,04. Mặt khác khối lượng B trong mỗi phần: mB = 4/13.m1/3 hh Phần 3: Viết PTHH: mhh oxit = (2MA + 16n).a/2 + (2MB + 16m).b/2 = 2,84 = MA + MB + 8(na + mb) = 2,84 > MA + MB = 1,56 (g) (*) mB = 4/13. 1,56 = 0,48 (g) > mA = 1,08 (g) > MA = 1,08n : 0,12 = 9n > n = 3 và MA = 27 là phù hợp. Vậy A là Al > MB = 0,48m : 0,04 = 12m > m = 2 và MB = 24 là phù hợp. Vậy B là Mg. Bài 2: Nung a(g) hỗn hợp A gồm MgCO3, Fe2O3 và CaCO3 ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn B có khối lượng bằng 60% khối lượng hỗn hợp A. Mặt khác hoà tan hoàn toàn a(g) hỗn hợp A trong dung dịch HCl thu được khí C và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lượng không đổi, thu được 12,92g hỗn hợp 2 oxit. Cho khí C hấp thụ hoàn toàn vào 2 lit dung dịch Ba(OH)2 0,075M, sau khi phản ứng xong, lọc lấy dung dịch, thêm nước vôi trong dư vào trong dung dịch thu được thêm 14,85g kết tủa. a/ Tính thể tích khí C ở đktc. b/ Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp A. Hướng dẫn:
88 Đặt số mol MgCO3, Fe2O3, CaCO3 lần lượt là x, y, z (mol) trong hỗn hợp A. Ta có: 84x + 160y + 100z = a(g) (I) Sau khi nung chất rắn B gồm: x mol MgO, y mol Fe2O3 và z mol CaO. 40x + 160y + 56z = 0,6a (II) Từ (I, II) ta có: 44(x + y) = 0,4a > a = 110(x + y) (III) Cho A + HCl. Khí C gồm có: Số mol CO2 = x + y (mol) Hỗn hợp D gồm có: x mol MgCl2, y mol FeCl3, z mol CaCl2. Cho D + NaOH dư thu được 2 kết tủa: x mol Mg(OH)2 và y mol Fe(OH)3 > 2 oxit tương ứng là: x mol MgO, y mol Fe2O3 . moxit = 40x + 160y = 12,92 (IV) Cho C + dd Ba(OH)2 > a mol BaCO3 và b mol Ba(HCO3)2 Ta có: Số mol CO2 phản ứng là: a + 2b = x + z Số mol Ba(OH)2 phản ứng là: a + b = 2 . 0,075 > b = (x + y) – 0,15 (V) PTHH: Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2 > CaCO3 + BaCO3 + 2H2O b mol b mol b mol Ta có: 100b + 197b = 14,85 > b = 0,05. Từ (V) > x + y = 0,2 Từ (III) > a = 110 . 0,2 = 22g a/ Thể tích khí CO2 thu được ở đktc là: 4,48 lit b/ Giải hệ PT (I, III, V) > x = 0,195, y = 0,032, z = 0,005. Khối lượng và thành phần % của các chất là: m MgCO3 = 16,38g ( 74,45%) m Fe2O3 = 5,12g (23,27%) m CaCO3 = 0,5g ( 2,27%) Bài 3: Hỗn hợp bột A gồm Fe và Mg có khối lượng 2,72g được chia thành 2 phần bằng nhau. Phần 1: Cho vào 400ml dung dịch CuSO4 a(M) chờ cho phản ứng xong thu được 1,84g chất rắn B và dung dịch C. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch C thu được kết tủa. Sấy nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi cân được 1,2g chất rắn D. Tính thành phần % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A và trị số a? Phần 2: Cho tác dụng với V(ml) dung dịch AgNO3 0,1M. Sau khi phản ứng xong thu được chất rắn E có khối lượng 3,36g. Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong chất rắn E? Tính V? Hướng dẫn: Xét phần 1: m(Mg + Fe) = 2,72 : 2 = 1,36g. TH1: 1/2 hh A phản ứng hết với CuSO4. > dd C gồm có: FeSO4, MgSO4, CuSO4. Chất rắn B là Cu (có khối lượng 1,84g) Cho dd C + dd NaOH > kết tủa Fe(OH)2, Mg(OH)2, Cu(OH)2 > Oxit tương ứng sau khi nung trong kk là Fe2O3, MgO, CuO có khối lượng là 1,2g Vậy A chưa tham gia phản ứng hết. TH2: 1/2 hh A phản ứng chưa hết với CuSO4.
89 Giả thiết Mg Mg phản ứng chưa hết (mà Mg lại hoạt động hoá học mạnh hơn Fe) thì dd CuSO4 phải hết và Fe chưa tham gia phản ứng > dd C là MgSO4 và chất rắn D chỉ có MgO. > Số mol Mg phản ứng = nCu = nMgO = 1,2 : 40 = 0,03 mol Chất rắn B gồm Cu, Fe và Mg còn dư. Nhưng ta thấy mCu tạo ra = 0,03 . 64 = 1,92g > 1,84g > Trái với điều kiện bài toán. Vậy Mg phải hết và Fe tham gia 1 phần. Như vậy: chất rắn B gồm có: Cu và Fe còn dư dd C gồm có MgSO4 và FeSO4 chất rắn D gồm có MgO và Fe2O3 có khối lượng là 1,2g. - Đặt x, y là số mol Fe, Mg trong 1/2 hh A và số mol Fe còn dư là z (mol) - 56x + 24y = 1,36 - (x – z).64 + y.64 + 56z = 1,84 - 160(x – z) : 2 + 40y = 1,2 Giải hệ phương trình trên ta được: x = 0,02, y = 0,01, z = 0,01. > %Fe = 82,35% và %Mg = 17,65% Số mol của CuSO4 = 0,02 mol > a = 0,02 : 0,4 = 0,05M Xét phần 2: 1/2 hh A có khối lượng là 1,36g Độ tăng khối lượng chất rắn = 3,36 – 1,36 = 2,0g Giả thiết Fe chưa phản ứng. Ta có: số mol Mg phản ứng = 2 : (2 . 108 – 24) = 0,0104 mol > nMg trong phần 1. > Như vậy Fe đã tham gia phản ứng và Mg đã phản ứng hết. mrắn do Mg sinh ra = 0,01 . (2. 108 – 24) = 1,92g mrắn do Fe sinh ra = 2 – 1,92 = 0,08 g nFe phản ứng = 0,08 : (2. 108 – 56) = 0,0005 mol. nFe dư = 0,02 – 0,0005 = 0,0195mol Vậy chất rắn E gồm có Fe còn dư và Ag được sinh ra sau phản ứng. Tổng số mol AgNO3 đã phản ứng = (0,01 + 0,0005).2 = 0,021 mol Thể tích của dd AgNO3 0,1M đã dùng = 0,021 : 0,1 = 0,21 lit. Bài 4: Cho 9,86g hỗn hợp gồm Mg và Zn vào 1 cốc chứa 430ml dung dịch H2SO4 1M loãng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thêm tiếp vào cốc 1,2 lit dung dịch hỗn hợp gồm Ba(OH)2 0,05M và NaOH 0,7M, khuấy đều cho phản ứng hoàn toàn, rồi lọc lấy kết tủa và nung nóng đến khối lượng không đổi thì thu được 26,08g chất rắn. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. Hướng dẫn; Đặt số mol Mg và Zn là x và y. Ta có: 24x + 65y = 9,86 (I) Số mol H2SO4 = 043.1= 0,43 mol Đặt HX là công thức tương đương của H SO > n = 2n = 0,43.2 = 0,86 mol 2 4 HX H2 SO 4 Số mol Ba(OH)2 = 1,2 . 0,05 = 0,06 mol Số mol NaOH = 0,7 . 1,2 = 0,84 mol Đặt ROH là công thức tưng đương cho 2 bazơ đã cho. Ta có: n = 2n + n = 0,06.2 + 0,84 = 0,96 mol ROH Ba(OH) 2 NaOH PTHH xảy ra Giả sử hỗn hợp chỉ chứa mình Zn > x = 0.
90 Vậy y = 9,86 : 65 = 0,1517 mol Giả sử hỗn hợp chỉ Mg > y = 0 Vậy x = 9,86 : 24 = 0,4108 mol 0,1517 0 và y > 0 nên số mol axit tham gia phản ứng với kim loại là: 0,3034 Do đó Zn và Mg đã phản ứng hết. Sau khi hoà tan hết trong dung dịch có. x mol MgX2 ; y mol ZnX2 ; 0,86 – 2(x + y) mol HX và 0,43 mol SO4. Cho dung dịch tác dụng với dung dịch bazơ. HX + ROH > RX + H2O. 0,86 – 2(x + y) 0,86 – 2(x + y) mol MgX2 + 2ROH > Mg(OH)2 + 2RX x 2x x mol ZnX2 + 2ROH > Zn(OH)2 + 2RX y 2y y mol Ta có nROH đã phản ứng = 0,86 – 2(x + y) + 2x + 2y = 0,86 mol Vậy nROH dư = 0,96 – 0,86 = 0,1mol Tiếp tục có phản ứng xảy ra: Zn(OH)2 + 2ROH > R2ZnO2 + 2H2O bđ: y 0,1 mol Pứ: y1 2y1 mol còn: y – y1 0,1 – 2y1 mol ( Điều kiện: y y1) Phản ứng tạo kết tủa. Ba(OH)2 + H2SO4 > BaSO4 + 2H2O bđ: 0,06 0,43 0 mol pứ: 0,06 0,06 0,06 mol còn: 0 0,43 – 0,06 0,06 mol Nung kết tủa. Mg(OH)2 > MgO + H2O x x mol Zn(OH)2 > ZnO + H2O y – y1 y – y1 mol BaSO4 > không bị nhiệt phân huỷ. 0,06 mol Ta có: 40x + 81(y – y1) + 233.0,06 = 26,08 > 40x + 81(y – y1) = 12,1 (II) Khi y – y1 = 0 > y = y1 ta thấy 0,1 – 2y1 0 > y1 0,05 Vậy 40x = 12,1 > x = 12,1 : 40 = 0,3025 mol Thay vào (I) ta được y = 0,04 ( y = y1 0,05) phù hợp Vậy mMg = 24 . 0,3025 = 7,26g và mZn = 65 . 0,04 = 2,6g Khi y – y1 > 0 > y > y1 ta có 0,1 – 2y1 = 0 (vì nROH phản ứng hết) > y1 = 0,05 mol, thay vào (II) ta được: 40x + 81y = 16,15. Giải hệ phương trình (I, II) > x = 0,38275 và y = 0,01036 Kết quả y loại.
91 Bài 5: Cho X là hỗn hợp của 3 chất gồm kim loại R, oxit và muối sunfat của kim loại R. biết R có hoá trị II không đổi trong các hợp chất. Chia 29,6 gam X thành 2 phần bằng nhau. Phần 1: Đem hoà tan trong dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch A, khí B. lượng khí B này vừa đủ để khử hết 16g CuO. Sau đó cho dung dịch A tác dụng với dung dịch KOH dư cho đến khi kết thúc phản ứng thu được kết tủa C. Nung C đến khối lượng không đổi thì thu được 14g chất rắn. Phần 2: Cho tác dụng với 200ml dung dịch CuSO4 1,5M. Sau khi phản ứng kết thúc tách bỏ chất rắn, cô cạn phần dung dịch thì thu được 46g muối khan. a/ Viết các PTHH xảy ra. b/ Xác định kim loại R. c/ Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong X. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hướng dẫn: Đặt x, y, z là số mol R, RO, RSO4 trong 1/2 hh X ta có: x.MR + (MR + 16).y + (MR + 96).z = 14,8g phần 1; Viết các PTHH xảy ra; dd A có RSO4 = (x + y + z) mol và H2SO4 dư Khí B là H2 = x mol H2 + CuO > Cu + H2O x x x mol nCuO = x = 16 : 80 = 0,2 mol dd A + KOH dư H2SO4 + 2KOH > K2SO4 + H2O RSO4 + 2KOH > K2SO4 + R(OH)2 R(OH)2 > RO + H2O (x + y + z) (x + y + z) mol Ta có: (MR + 16). (x + y + z) = 14 (II). Thay x = 0,2 vào (I, II) > z = 0,05 Phần 2: R + CuSO4 > RSO4 + Cu bđ: 0,2 0,3 mol pứ: 0,2 0,2 0,2 mol Số mol CuSO4 dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol Tổng số mol RSO4 = (0,2 + z) mol m = m + m = 0,1.160 + (M + 96)(0,2 + z) = 46. Muối khan RSO 4 CuSO 4 R Thay z = 0,05 > MR = 24, R có hoá trị II > R là Mg Thay các giá trị vào tính được y = 0,1. mMg = 4,8g > %Mg = 32,43% mMgO = 4,0g > %MgO = 27,03% m = 6,0g > %MgSO = 40,54% MgSO 4 4 Bài 6: Hoà tan hết 7,74g hỗn hợp bột 2 kim loại Mg và Al bằng 500ml dung dịch hỗn hợp chứa axit HCl 1M và axit H2SO4 loãng 0,28M, thu được dung dịch A và 8,736 lit khí H2 (đktc). Cho rằng các axit phản ứng đồng thời với 2 kim loại. a/ Tính tổng khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.
92 b/ Cho dung dịch A phản ứng với V lit dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 1M và Ba(OH)2 0,5M. Tính thể tích V cần dùng để sau phản ứng thu được lượng kết tủa lớn nhất, tính khối lượng kết tủa đó. Hướng dẫn: Đặt x, y là số mol Mg và Al 24x + 27y = 7,74 (I) Đặt HA là công thức tương đương của hỗn hợp gồm 2 axit HCl và H2SO4. n = n + 2n = 0,5 + 2.0,14 = 0,78 mol. HA HCl H2 SO 4 Viết các PTHH xảy ra. n = x + 1,5y = 8,736 : 22,4 = 0,39 (II) H 2 Từ (I, II) > x = 0,12 và y = 0,18. m = m + m - m = 38,93g muối hh kim loai hh axit H 2 Đặt ROH là công thức tương đương của hỗn hợp gồm 2 bazơ là NaOH và Ba(OH)2 n = n + 2n = 1V + 2.0,5V = 2V (mol) ROH NaOH Ba(OH) 2 Viết các PTHH xảy ra. > Tổng số mol ROH = 0,78 mol. Vậy thể tích V cần dùng là: V = 0,39 lit Ngoài 2 kết tủa Mg(OH)2 và Al(OH)3 thì trong dung dịch còn xảy ra phản ứng tạo kết tủa BaSO .Ta có n = n = 0,14 mol 4 BaSO 4 H2 SO 4 (Vì n = 0,5.0,39 = 0,195 mol > n = 0,14 mol) > n phản ứng hết. Ba(OH) 2 H2 SO 4 H2 SO 4 Vậy khối lượng kết tủa tối đa có thể thu được là. m = m + m + m = 53,62g kết tủa Mg(OH) 2 Al(OH) 3 BaSO 4 Bài 7: 1. Hoà tan vừa đủ axit của kim loại M có công thức MO vào dung dịch H2SO4 loãng nồng độ 4,9% được dung dịch chỉ chứa một muối tan có nồng độ 7,6 %. a) Cho biết tên kim loại M. b) Tính khối lượng dung dịch H2SO4 đã dùng 2. Hấp thụ toàn bộ hỗn hợp gồm khí CO2 và hơi H2O vào 900 ml dung dịch Ca(OH)2 1M, thu được 40 gam kết tủa. Tách bỏ phần kết tủa, thấy khối lượng dung dịch tăng 7,8 gam so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu. Hãy tìm khối lượng CO2 và khối lượng H2O đem dùng. Hướng dẫn: Gọi x là số mol MO MO + H2SO4 MSO4 + H2O Khối lượng chất tan MSO4 là: (M+96)x. Khối lượng MO là: (M+16)x. Khối lượng H2SO4 ban đầu: 98x.100 m = 2000x 4,9 Khối lượng dung dịch MSO4: 2000x + (M + 16)x (M 96)x m = .100 7,69 2000x (M 16)x m = 2000 (g) (x=1) Do x có nhiều giá trị nên có rất nhiều giá trị khối lượng dung dịch H2SO4 tương ứng. 2, a . Khi số mol CO2 số mol Ca(OH)2
93 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3  + H2O 40 Số mol CaCO3 = = 0,4 mol 100 Khối lượng CO2 là 0,4 . 44 = 17,6 (g) 17,6 + mdd+mH2O= m' + 40 (m' = mdd+7,8) mH2O=7,8+40-17,6 = 30,2 (g) b) Khi nCa(OH)2 Ta loại trường hợp này. Bài 8: Hoà tan hoàn toàn 25,2 g một muối cacbonat của kim loại hóa trị II bằng dung dịch HCl 7,3% (D = 1,038 g/ml). Cho toàn bộ khí CO2 thu được vào 500 ml dung dịch NaOH 1M thì thu được 29,6g muối. a. Xác định CTHH của muối cacbonat. b. Tính thể tích của dung dịch HCl đã dùng. Hướng dẫn: a/ Đặt công thức của muối cacbonat là MCO3. Các PTHH: MCO3 + 2 HCl MCl2 + CO2 + H2O (2) NaOH + CO2 NaHCO3. (3) a a a 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O. (4) 2b b b Số mol NaOH: nNaOH = 0,5. 1 = 0,5 mol Gọi a, b lần lượt là số mol CO2 tham gia ở phản ứng (3) và (4). Theo phương trình và bài ta có: nNaOH = a + 2b = 0,5 mol (5). mmuối = 84 a + 106 b = 29,6 g (6) Giải (5) và (6) ta được: a = 0,1mol ; b = 0,2mol. Số mol CO2 tạo thành ở (2):
94 nCO2 = a + b = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol. Theo pt (2): nMCO3= nCO2 = 0,3 mol. Khối lượng phân tử của muối ban đầu: 25,2 M = 84. MCO3 0,3 M + 60 = 84 M = 24 đvC. Vậy M là Mg suy ra CTHH của muối cần tìm: MgCO3 Lưu ý: HS có thể biện luận để chứng minh xảy ra cả (3) và (4). Ta thấy: 29,6 29,6 < nmuối < 106 84 0,28 mol < nmuối < 0,35 mol. Mà nCO2 = nmuối. : 0,28 < nCO2 < 0,35. 0,5 n 0,5 NaOH 2 0,35 n 0,28 CO2 1< nNaOH/ nCO2 < 2 ra tạo 2 muối có cả (3 ) và (4) xảy ra. a. Theo phương trình (2) nHCl =2nCO2 =2 . 0,3 = 0,6 mol Khối lượng HCl đã dùng: MHCl =0,6 .36,5 =21,9 (g) Khối lượng dung dịch HCl đã dùng: 21.9x100 mddHCl = = 300g. 7,3 Thể tích dung dịch HCl đã dùng: 300 Vdd HCl = = 289ml = 0,289 (lit) 1,038 Bài 9: Cho 4g Fe và một kim loại hoá trị II vào dung dịch H2SO4 loãng lấy dư thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Nếu cho 1,2g kim loại hoá trị II nói trên phản ứng với 0,7 lít khí O2(đktc) thì lượng Oxi còn dư sau phản ứng. a, Xác định kim loại hóa trị II. b, Tính % khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp. Hướng dẫn: a/ Các PTPƯ: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 xmol xmol xmol A + H2SO4 ASO4 + H2 ymol ymol ymol 2,24 n = = 0,1mol H2 22,4 Theo bài ra ta có hệ phương trình: 56x + Ay = 4 { (a) x + y = 0,1
95 Ay - 56y = - 1,6 1,6 y 56 - A 1,6 0 2A > 38,4 Vậy A > 19,2 (2) (1) và (2) Ta có 19,2 CaCO3(r) + H2O(l) (4) (B) 2CO2(k) + Ca(OH)2(dd) > Ca(HCO3)2(dd) (5) (B) (C) t0 Ca(HCO3)2  CaCO3(r) + CO2(k) + H2O(l) (6) (C) Theo phương trình phản ứng (4) và (6) ta có: nCaCO3 = 0,1 + 0,06 = 0,16 (mol) > n cO2 = 0,1 + 0,06 x 2 = 0,22 (mol) theo phương trình phản ứng (1) , (2) , (3), (4 ), (5) ta có: Tổng số mol muối: n muối = n CO2 = 0,22 (mol) Gọi x, y, z lần lượt là số mol của muối: MgCO3, CaCO3, BaCO3 có trong 100 gam hỗn hợp và tổng số mol của các muối sẽ là: x + y + z = 1,1 mol Vì ban đầu là 20 gam hỗn hợp ta quy về 100 gam hỗn hợp nên nmuối = 1,1 (mol)
96 Ta có: 84x + 100y + 197z = 100 > 100y + 197z = 100 – 84x Và x + y + z = 1,1 > y + z = 1,1 – x 100y 197z 100 84x 100 52,5 < 84x < 86,75 Vậy % lượng MgCO3 nằm trong khoảng từ 52,6% đến 86,75 % Bài 11: Hoà tan 11,2g CaO vào nước ta được dd A. 1/ Nếu khí CO2 sục qua A và sau khi kết thúc thí nghiệm có 2,5 g kết tủa thì có bao nhiêu lít khí CO2 đã tham gia phản ứng? 2/ Nếu hoà tan 28,1g hỗn hợp MgCO3 và BaCO3 có thành phần thay đổi trong đó chứa a% MgCO3 bằng dd HCl và cho tất cả khí thoát ra hấp thụ hết vào dd A thì thu được kết tủa D. Hỏi: a có giá trị bao nhiêu thì lượng kết tủa D nhiều nhất và ít nhất? 11,2 1. nCaO = = 0,2 mol 56 Phương trình hoá học: CaO + H2O  Ca(OH)2 (1) 0,2 0,2 mol Khi sục CO2 vào có phản ứng: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (2) Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư và CO2 phản ứng hết thì: 2,5 Theo (2) nCO2 = nCaCO3 = = 0,025 mol 100 VCO2 = 0,025 . 22,4 = 0,56 Lít. Trường hợp 2: CO2 dư, Ca(OH)2 phản ứng hết có thêm phản ứng: CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 (3) Theo (1) nCO2 = nCa(OH)2 = nCaCO3 = 0,2 mol. nCaCO3 phản ứng ở (3): = 0,2 - 0,025 = 0, 175 mol. Theo (3) nCO2 = nCaCO3 = 0,175 Mol. Tổng nCO2 ở (2) và (3) là: 0,2 + 0,175 = 0,375 mol. VCO2 = 0,375 . 22,4 = 8,4 Lít. 2. Các phản ửng xảy ra: MgCO3 + 2 HCl  MgCl2 + CO2  + H2O (1) BaCO3 + 2 HCl  BaCl2 + CO2  + H2O (2) Khi sục CO2 vào dd A có thể xảy ra các phản ứng : CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (3) 2 CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (4)
97 Để lượng kết tủa CaCO3 thu được là lớn nhất thì chỉ xảy ra phản ứng (3). Khi đó: nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2mol. Theo đề bài khối lượng MgCO3 có trong 28,1 g hỗn hợp là: 2,81.a 0,281a mMgCO3 = = 0,281a nMgCO3 = 100 84 28,1 0,281a nBaCO3 = 197 Theo (1) và (2) nCO2 = nMgCO3 + nBaCO3 Ta có phương trình: 0,281a 28,1 0,281a = 0,2. 84 197 Giải ra ta được: a = 29,89 % . Vậy khi a = 29,89 % thì lượng kết tủa lớn nhất. Khi a = 0 % thì nghĩa là hỗn hợp chỉ toàn muối BaCO3 28,1 Khi đó nCO2 = = 0,143 mol. 197 Ta có: nCO2 nCa(OH)2 = 0,2 mol. 84 Theo (3): nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2 mol. Vì CO2 dư nên CaCO3 tiếp tục phản ứng: CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 (5) Theo (5): nCaCO3 = nCO2 dư = 0,334 - 0,2 = 0,134. nCaCO3 còn lại : 0,2 - 0,134 = 0,066 mCaCO3 = 0,066 . 100 = 6,6 < 14,3g. Vậy khi a = 100% thì lượng kết tủa thu được bé nhất. Bài 12: Hoà tan 7,74g hỗn hợp 2 kim loại Mg, Al trong 500ml dung dịch hỗn hợp chứa HCl 1M và H2SO4 0,38M (loãng). Thu được dung dịch A và 8,736 lít khí H2(đktc). a. Kim loại đã tan hết chưa? giải thích? b. Tính khối lượng muối có trong dung dịch A? Hướng dẫn: n = 0,5 mol ; n = 0,19 mol ; n = 0,39 mol HCl H2SO4 H 2 a/ Các P.T.H.H: Mỗi PTHH đúng cho. Mg + 2 HCl MgCl2 + H2 (1) 2 Al + 6 HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 (3) 2 Al + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (4) Từ 1,2 : 1 1 n H = n HCl = .0,5 = 0,25 (mol). 2 2 2 Từ 3, 4 n = n = 0,19 (mol) H 2 H2SO4 Suy ra: Tổng n = 0,25 + 0,19 = 0,44 (mol) H 2
98 Ta thấy: 0,44 > 0,39 Vậy: Axít dư, kim loại tan hết. b/ Theo câu a: Axít dư. * TH1: Giả sử HCl phản ứng hết, H2SO4 dư: n = 0,5 mol n =0,25 mol HCl H 2 (1,2) nH2 = 0,39 - 0,25 = 0,14 (mol) suy ra nH2SO4 = 0,14 mol (3,4) (pư) Theo định luật BTKL: m muối = 7,74 + 0,5 .35,5 + 0,14 .96 = 38,93g (A) * TH2: Giả sử H2SO4 phản ứng hết, HCl dư Suy ra nH2SO4 = 0,19 mol suy ra nH2 = 0,19 mol 3,4 nH2 = 0,39 – 0,19 = 0,2 (mol) suy ra n HCl = 0,2.2 =0,4 (mol) (1,2) (p ứ) Theo định luật bảo toàn khối lượng: m muối = 7,74 + 0,19.96 + 0,4.35,5 = 40,18 (g) Vì thực tế phản ứng xảy ra đồng thời. Nên cả 2 axít đều dư. Suy ra tổng khối lượng muối trong A thu được là: 38,93 (g) R + H2O (1) MgO + 2HCl > MgCl2 + H2O (2) Al2O3 + 6HCl > 2AlCl3 + 3H2O (3) MgCl2 + 2NaOH > Mg(OH)2 + 2NaCl (4) AlCl3 + 3NaOH > Al(OH)3 + 3NaCl (5) Có thể có: Al(OH)3 + NaOH > NaAlO2 + H2O (6) x x x Gọi x là số mol của NaOH còn dư tham gia phản ứng với Al(OH)3 Mg(OH)2 > MgO + H2O (7) 2Al(OH)3 > Al2O3 + 3H2O (8) 2b x 2b – x mol 2
99 Ta có: Khối lượng của axit H2SO4 trong dd 90% là: m = 15,3 . 0,9 = 13,77 (g) Khối lượng của axit H2SO4 trong dd 85% vẫn là 13,77(g). Vì khi pha loãng bằng H2O thì khối lượng chất tan được bảo toàn. Khối lượng dd H2SO4 85% là: (15,3 + 18c) 13,77 Ta có: C% = .100% = 85% (15,3 18c) Giải phương trình: c = 0,05 (mol) Chất rắn không tan trong axit HCl là R, có khối lượng 3,2g. 3,2 M R = = 64. Vậy R là Cu. 0,05 Thay vào (I) > 40a + 102b = 12,2 (II) Số mol NaOH = 0,82.1 = 0,82 (mol) TH1: Phản ứng 6 xảy ra nhưng Al(OH)3 tan chưa hết. nNaOH = 2a + 6b + x = 0,82 (III) 2b x 40a + 102( ) = 6,08 (IV) 2 Giải hệ phương trình (II) và (IV) được: x = 0,12 (mol) Thay vào (III) > 2a + 6b = 0,7 (III)/ Giải hệ phương trình: (II) và (III)/ được: a = 0,05 và b = 0,1 %CuO = 24,69% ; %MgO = 12,35% và %Al2O3 = 62,96% TH2: Phản ứng 6 xảy ra và Al(OH)3 tan hết mrắn = mMgO = 6,08g nMgO = 6,08 : 40 = 0,152 mol m = 12,2 – 6,08 = 6,12 g Al2 O 3 n = 6,12 : 102 = 0,06 mol Al2 O 3 n = 2n + 6n = 2.0,152 + 6.0,06 = 0,664 mol NaOH MgO Al2 O 3 n = 2n = 0,12 mol Al(OH) 3 Al2 O 3 n NaOH dư = 0,82 – 0,664 = 0,156 mol  Nhận thấy: n = 0,156 > n = 0,12 mol => Al(OH) tan hết. NaOH dư Al(OH) 3 3  Tính được: mCuO = 4g => %mCuO = 24,69% m MgO = 6,08g => %mMgO = 37,53% m = 6,12 => % m = 37,78% Al2 O 3 Al2 O 3 Chuyên đề 14: nhận biết – phân biệt các chất. I/ Nguyên tắc và yêu cầu khi giải bài tập nhận biết. - Muốn nhận biết hay phân biệt các chất ta phải dựa vào phản ứng đặc trưng và có các hiện tượng: như có chất kết tủa tạo thành sau phản ứng, đổi màu dung dịch, giải phóng chất có mùi hoặc có hiện tượng sủi bọt khí. Hoặc có thể sử dụng một số tính chất vật lí (nếu như bài cho phép) như nung ở nhiệt độ khác nhau, hoà tan các chất vào nước,
100 - Phản ứng hoá học được chọn để nhận biết là phản ứng đặc trưng đơn giản và có dấu hiệu rõ rệt. Trừ trường hợp đặc biệt, thông thường muốn nhận biết n hoá chất cần phải tiến hành (n – 1) thí nghiệm. - Tất cả các chất được lựa chọn dùng để nhận biết các hoá chất theo yêu cầu của đề bài, đều được coi là thuốc thử. - Lưu ý: Khái niệm phân biệt bao hàm ý so sánh (ít nhất phải có hai hoá chất trở lên) nhưng mục đích cuối cùng của phân biệt cũng là để nhận biết tên của một số hoá chất nào đó. II/ Phương pháp làm bài. 1/ Chiết(Trích mẫu thử) các chất vào nhận biết vào các ống nghiệm.(đánh số) 2/ Chọn thuốc thử thích hợp(tuỳ theo yêu cầu đề bài: thuốc thử tuỳ chọn, han chế hay không dùng thuốc thử nào khác). 3/ Cho vào các ống nghiệm ghi nhận các hiện tượng và rút ra kết luận đã nhận biết, phân biệt được hoá chất nào. 4/ Viết PTHH minh hoạ. III/ Các dạng bài tập thường gặp. - Nhận biết các hoá chất (rắn, lỏng, khí) riêng biệt. - Nhận biết các chất trong cùng một hỗn hợp. - Xác định sự có mặt của các chất (hoặc các ion) trong cùng một dung dịch. - Tuỳ theo yêu cầu của bài tập mà trong mỗi dạng có thể gặp 1 trong các trường hợp sau: + Nhận biết với thuốc thử tự do (tuỳ chọn) + Nhận biết với thuốc thử hạn chế (có giới hạn) + Nhận biết không được dùng thuốc thử bên ngoài. 1. Đối với chất khí: - Khí CO2: Dùng dung dịch nước vôi trong có dư, hiện tượng xảy ra là làm đục nước vôi trong. - Khí SO2: Có mùi hắc khó ngửi, làm phai màu hoa hồng hoặc Làm mất màu dung dịch nước Brôm hoặc Làm mất màu dung dịch thuốc tím. 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 - Khí NH3: Có mùi khai, làm cho quỳ tím tẩm ướt hoá xanh. - Khí clo: Dùng dung dịch KI + Hồ tinh bột để thử clo làm dung dịch từ màu trắng chuyển thành màu xanh. Cl2 + KI  2KCl + I2 - Khí H2S: Có mùi trứng thối, dùng dung dịch Pb(NO3)2 để tạo thành PbS kết tủa màu đen. - Khí HCl: Làm giấy quỳ tẩm ướt hoá đỏ hoặc sục vào dung dịch AgNO3 tạo thành kết tủa màu trắng của AgCl. - Khí N2: Đưa que diêm đỏ vào làm que diêm tắt. - Khí NO ( không màu ): Để ngoài không khí hoá màu nâu đỏ. - Khí NO2 ( màu nâu đỏ ): Mùi hắc, làm quỳ tím tẩm ướt hoá đỏ. 4NO2 + 2H2O + O2  4HNO3 2. Nhận biết dung dịch bazơ (kiềm): Làm quỳ tím hoá xanh. - Nhận biết Ca(OH)2: Dùng CO2 sục vào đến khi xuất hiện kết tủa thì dừng lại. Dùng Na2CO3 để tạo thành kết tủa màu trắng của CaCO3
101 - Nhận biết Ba(OH)2: Dùng dung dịch H2SO4 để tạo thành kết tủa màu trắng của BaSO4. 3. Nhận biết dung dịch axít: Làm quỳ tím hoá đỏ - Dung dịch HCl: Dùng dung dịch AgNO3 làm xuất hiện kết tủa màu trắng của AgCl. - Dung dịch H2SO4: Dùng dung dịch BaCl2 hoặc Ba(OH)2 tạo ra kết tủa BaSO4. - Dung dịch HNO3: Dùng bột đồng đỏ và đun ở nhiệt độ cao làm xuất hiện dung dịch màu xanh và có khí màu nâu thoát ra của NO2. - Dung dịch H2S: Dùng dung dịch Pb(NO3)2 xuất hiện kết tủa màu đen của PbS. - Dung dịch H3PO4: Dùng dung dịch AgNO3 làm xuất hiện kết tủa màu vàng của Ag3PO4. 4. Nhận biết các dung dịch muối: - Muối clorua: Dùng dung dịch AgNO3. - Muối sunfat: Dùng dung dịch BaCl2 hoặc Ba(OH)2. - Muối cacbonat: Dùng dung dịch HCl hoặc H2SO4. - Muối sunfua: Dùng dung dịch Pb(NO3)2. - Muối phôtphat: Dùng dung dịch AgNO3 hoặc dùng dung dịch CaCl2, Ca(OH)2 làm xuất hiện kết tủa mùa trắng của Ca3(PO4)2. 5. Nhận biết các oxit của kim loại. * Hỗn hợp oxit: hoà tan từng oxit vào nước (2 nhóm: tan trong nước và không tan) - Nhóm tan trong nước cho tác dụng với CO2. + Nếu không có kết tủa: kim loại trong oxit là kim loại kiềm. + Nếu xuát hiện kết tủa: kim loại trong oxit là kim loại kiềm thổ. - Nhóm không tan trong nước cho tác dụng với dung dịch bazơ. + Nếu oxit tan trong dung dịch kiềm thì kim loại trong oxit là Be, Al, Zn, Cr + Nếu oxit không tan trong dung dịch kiềm thì kim loại trong oxit là kim loại kiềm thổ. Nhận biết một số oxit: - (Na2O; K2O; BaO) cho tác dụng với nước > dd trong suốt, làm xanh quỳ tím. - (ZnO; Al2O3) vừa tác dụng với dung dịch axit, vừa tác dụng với dung dịch bazơ. - CuO tan trong dung dịch axit tạo thành đung dịch có màu xanh đặc trưng. - P2O5 cho tác dụng với nước > dd làm quỳ tím hoá đỏ. - MnO2 cho tác dụng với dd HCl đặc có khí màu vàng xuất hiện. - SiO2 không tan trong nước, nhưng tan trong dd NaOH hoặc dd HF. Bài tập áp dụng: Bài 1: Chỉ dùng thêm một hoá chất, nêu cách phân biệt các oxit: K2O, Al2O3, CaO, MgO. Bài 2: Có 5 mẫu kim loại Ba, Mg, Fe, Al, Ag nếu chỉ dùng dung dịch H2SO4 loãng có thể nhận biết được những kim loại nào. Viết các PTHH minh hoạ. Bài 3: Chỉ có nước và khí CO2 hãy phân biệt 5 chất bột trắng sau đây: NaCl, Na2CO3, Na2SO4, BaCO3, BaSO4.
102 Bài 4: Không được dùng thêm một hoá chất nào khác, hãy nhận biết 5 lọ bị mất nhãn sau đây. KHCO3, NaHSO4, Mg(HCO3)2 , Na2CO3, Ba(HCO3)2. Bài 5: Chỉ dùng thêm Cu và một muối tuỳ ý hãy nhận biết các hoá chất bị mất nhãn trong các lọ đựng từng chất sau: HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4. Chuyên đề 15: Tách – Tinh chế các chất Để tách và tinh chế các chất ta có thể: 1/ Sử dụng các phương pháp vật lí. - Phương pháp lọc: Dùng để tách chất không tan ra khỏi hỗn hợp lỏng - Phương pháp cô cạn: Dùng để tách chất tan rắn (Không hoá hơi khi gặp nhiệt độ cao) ra khỏi dung dịch hỗn hợp lỏng. - Phương pháp chưng cất phân đoạn: Dùng để tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng nếu nhiệt độ đông đặc của chúng cách biệt nhau quá lớn. - Phương pháp chiết: Dùng để tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng không đồng nhất. 2/ Sử dụng phương pháp hoá học. XY - Sơ đồ tách: + Y Tách bằng AX phương pháp Tách (Pứ tái tạo) vật lí hh A,B + X bằng pứ tách PP vật lí (A) (B) Lưu ý: Phản ứng được chọn để tách phải thoả mãn 3 yêu cầu: - Chỉ tác dụng lên một chất trong hỗn hợp cần tách. - Sản phẩm tạo thành có thể tách dễ dàng khỏi hỗn hợp - Từ sản phẩm phản ứng tạo thành có khả năng tái tạo được chất ban đầu. Bài tập áp dụng: Bài 1: Tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp rắn gồm: Al2O3 ; CuO ; Fe2O3 Bài 2: Tách các kim loại sau đây ra khỏi hỗn hợp bột gồm: Cu, Fe, Al, Ag. Bài 3: Bằng phương pháp hoá học hãy tách 3 muối KCl, AlCl3 và FeCl3 ra khỏi nhau trong một dung dịch. Bài 4: Tách riêng từng chất nguyên chất từ hỗn hợp các oxit gồm: MgO, CuO, BaO. Bài 5: Trình bày cách tinh chế: Cl2 có lẫn CO2 và SO2. Bài 6: Tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp khí: H2S, CO2, N2 và hơi nước.
103 Bài 7: Tách riêng N2, CO2 ở dạng tinh khiết ra khỏi hỗn hợp: N2, CO, CO2, O2 và hơi H2O. Một số lưu ý: Phương pháp thu Thu khí có tính chất Kết quả thu được khí úp ngược ống thu Nhẹ hơn không khí H2, He, NH3, CH4, N2 Ngửa ống thu Nặng hơn không khí O2, Cl2, HCl, SO2, H2S Đẩy nước Không tan và không tác dụng với H2O H2, O2, N2, CH4, He Chuyên đề 16: Viết phương trình hoá học để Điều chế chất vô cơ và thực hiện sơ đồ chuyển hoá (Vận dụng tính chất hoá học của các chất và các phản ứng hoá học điều chế các chất để viết) Bài 1: Viết PTHH để thực hiện sơ đồ sau. CaCO3 +A +B CO2 +E +C ( Biết A,B,C,D,E là những chất +D khác nhau ) Na2CO3 Bài tập áp dụng: hoàn thành các PTHH theo sơ đồ phản ứng. 1/ Xác định các chất A,B,C,D,E và hoàn thành sơ đồ biến hoá sau NaHCO3 +A + B CO2 + D + E CaCO3 +A + C Na2CO3 2/ Xác định các chất A, B, C, D, E, F, M và hoàn thành các phương trình hoá học theo sơ đồ sau: A NaOH(dd ) C 0 +HCl (d d ) + F,kk,t 0 0 0 H 2 ,t 0 0 t CO,t D M + Fe,t + Cl2 ,t E  D  M.
104 0 + Cl2 ,t + NaOH( dd ) B 3/ Xác định B, C, D, E, M, X, Z. Giải thích và hoàn thành các phương trình hoá học thể hiện theo sơ đồ biến hoá sau: B + HCl + X + Z M D t0 E đpnc M. + Z + NaOH + Y + Z C 4/ Viết các phương trình hoá học thể hiện theo sơ đồ biến hoá sau ( ghi rõ điều kiện nếu có ). ( 2 ) ( 3 ) FeCl2 Fe(NO3)2 Fe(OH)2 (1 ) ( 4 ) ( 9 ) ( 11 ) Fe ( 10 ) Fe2O3 ( 5 ) ( 8 ) FeCl3 ( 6 ) Fe(NO3)3 ( 7 ) Fe(OH)3 5/ Xác định các chất A, B, C, D, E, F, G, H và hoàn thành sơ đồ biến hoá sau: C ( 2 ) ( 3 ) + E +H2SO4 + H2O + G A ( 1 ) B ( 6 ) H + H2SO4 ( 4 ) ( 5 ) + F D Biết H là muối không tan trong axít mạnh, A là kim loại hoạt động hoá học mạnh, khi cháy ngọn lửa có màu vàng. 6/ Hoàn thành dãy biến hoá sau ( ghi rõ điều kiện nếu có ) FeSO4 (2) Fe(OH)2 (3) Fe2O3 (4) Fe (1) Fe (7) (8) (9) (10) (5) Fe2(SO4)3 (6) Fe(OH)3 Fe3O4
105 7/ Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ biến hoá sau( ghi rõ điều kiện nếu có ) BaCO3 ( 2 ) ( 3 ) ( 1 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 6 ) ( 7 ) Ba Ba(OH)2 BaCl2 BaCO3 BaO ( 4 ) ( 5 ) Ba(HCO3)2 8/ Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ biến hoá sau( ghi rõ điều kiện nếu có ) CaCO3 ( 2 ) ( 3 ) ( 1 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 6 ) ( 7 ) Ca Ca(OH)2 CaCl2 CaCO3 CaO ( 4 ) ( 5 ) Ca(HCO3)2 Hoặc cho sơ đồ sau: Biết rằng C là thành phần chính của đá phấn. C ( 2 ) ( 3 ) + G + H ( 9 ) ( 1 ) ( 8 ) ( 6 ) ( 7 ) A B E C F + H O 2 + G + H ( 4 ) ( 5 ) D 9/ Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ biến hoá sau( ghi rõ điều kiện nếu có ) K2CO3 ( 2 ) ( 3 ) ( 1 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 6 ) ( 7 ) K KOH KCl KNO3 KNO2 ( 4 ) ( 5 ) KHCO3
106 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) 10/ Al Al2O3 AlCl3 Al(NO3)3 Al(OH)3 Al2O3 11/ Xác định các chất X1, X2 và hoàn thành sơ đồ biến hoá sau X1 t 0 ( 1 ) ( 2 ) 4Fe(OH)2 + O2  2Fe2O3 + 4H2O FeCl2 ( 5 ) Fe2O3 ( 3 ) ( 4 ) X2 4FeCl2 + 8KOH + 2H2O + O2  4Fe(OH)3 + 8KCl 12/ Hoàn thành dãy biến hoá sau (ghi rõ điều kiện nếu có) +B 0 +H2,t A X + D 0 X +O2,t B + Br2 + D Y + Z +Fe,t0 C +Y hoặc Z A + G Biết A là chất khí có mùi xốc đặc trưng và khi sục A vào dung dịch CuCl2 có chất kết tủa tạo thành. 13/ Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: 0 KClO3 t A + B A + MnO2 + H2SO4 C + D + E + F A đpnc G + C G + H2O L + M 0 C + L t KClO3 + A + F 14/ Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: 0 KClO3 t A + B A + KMnO4 + H2SO4 C + A đpnc C + D D + H2O E + C + E t0 15/ Hoàn thành các phương trình hoá học theo sơ đồ phản ứng sau. M + A F M +B E G H E F M + C Fe I K L H + BaSO4 J M + D M G H
107 16/ Hoàn thành các phương trình hoá học theo sơ đồ phản ứng sau. Fe(OH)3 + A FeCl2 + B + C FeCl3 FeCl2 + D + E FeCl2 + F Fe2(CO3)3 Fe(OH)3 + G ( k ) 17/ Chọn 2 chất vô cơ để thoả mãn chất R trong sơ đồ sau: A B C R R R R X Y Z 2 chất vô cơ thoả mãn là NaCl và CaCO3 CaO Ca(OH)2 CaCl2 CaCO3 CaCO3 CaCO3 CaCO3 CO2 NaHCO3 Na2CO3 Na NaOH Na2SO4 NaCl NaCl NaCl NaCl Cl2 HCl BaCl2 Bài tập tổng hợp: Viết PTHH theo sơ đồ – chuỗi phản ứng, giải thích thí nghiệm, nhận biết – phân biệt – tách chất vô cơ 1/ Cho sơ đồ sau: B D F A A C E G Biết A là kim loại B, C, D, E, F, G là hợp chất của A. Xác định công thức của A, B, C, D, E, F, G viết phương trình phản ứng xảy ra. A là Fe; B là FeCl2; C là FeCl3; D là Fe(OH)2; E là Fe(OH)3; F là FeO; G là Fe2O3. Các phương trình Fe + 2HCl FeCl2 + H2 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 FeCl2 + NaOH Fe(OH) 2 + NaCl Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 Fe2O3 + CO FeO + CO2 Fe2O3 + 3CO 2FeO + 3CO2
108 FeO + CO Fe + CO2 2/ Đốt cacbon trong không khí ở nhiệt độ cao được hỗn hợp A1. Cho A1 tác dụng với CuO nung nóng được khí A2 và hỗn hợp A3. Cho A2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 thì thu được kết tủa A4 và dung dịch A5. Cho A5 tác dụng với Ca(OH)2 lại thu được A4. Cho A3 tác dụng với H2SO4 đặc nóng thu được khí B1 và dung dịch B2. Cho B2 tác dụng với dung dịch NaOH dư được kết tủa B 3. Nung B3 đến khối lượng không đổi được chất rắn B4. Viết các PTHH xảy ra và chỉ rõ : A1 , A2 , A3 , A4 , A5 , B1 , B2 , B3 , B4 là chất gì? - Đốt cacbon trong không khí thu được hỗn hợp khí A1 0 PTHH : 2C + O2 t 2CO (1) t0 2CO + O2 2CO2 (2) Hỗn hợp khí A1 gồm CO và CO2 - Cho A1 tác dụng với CuO 0 PTHH : CO + CuO t Cu + CO2 (3) Khí A2 là CO2 Hỗn hợp A3 là Cu và có thể có CuO dư. - Cho A2 tác dụng với dd Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 Ca CO3 + H2O (4) CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (5) Kết tủa A4 là CaCO3 dung dịch A5 là Ca(HCO3)2 - Cho A5 tác dụng với Ca(OH)2 thu được A4 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O (6) - Cho A3 tác dụng với H2SO4 (đ, nóng) được khí B1 và dung dịch B2. 0 Cu + 2H2SO4 .t CuSO4 + 2H2O + SO2 (7) 0 CuO + H2SO4 .t CuSO4 + H2O (8) Khí B1 là SO2, dung dịch B2 là CuSO4 - Cho B2 tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa B3 CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 (9)
109 - Kết tủa B3 là Cu(OH)2 - Nung B3 đến khối lượng không đổi được B4. 0 Cu(OH)2 t CuO + H2O (10) B4 là CuO Theo phản ứng 1 10 ta có : A1 : CO; CO2 B1 : SO2 A2 : CO2 B2 : CuSO4 A3 : Cu; CuO (dư)B 3 : Cu(OH)2 A4 : CaCO3 B4 : CuO A5 : Ca(HCO3)2 3/ Hỗn hợp A gồm Fe3O4, Al, Al2O3, Fe. Cho A tan trong dung dịch NaOH dư, thu được chất rắn B, dung dịch C và khí D. Cho khí D dư tác dụng với A nung nóng được chất rắn A1. Dung dịch C cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư được dung dịch C1. Chất rắn A1 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng (vừa đủ) thu được dung dịch E và khí F. Cho E tác dụng với bột Fe dư được dung dịch H. Viết các PTHH xảy ra. 4/ Đốt cháy cacbon trong oxi ở nhiệt độ cao được hỗn hợp khí A. Cho A tác dụng với FeO nung nóng được khí B và hỗn hợp chất rắn C. Cho B tác dụng với dung dịch nước vôi trong thu được kết tủa K và dung dịch D, đun sôi D lại thu được kết tủa K. Cho C tan trong dung dịch HCl, thu được khí và dung dịch E. Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư được kết tủa hiđroxit F. Nung F trong không khí tới khối lượng không đổi thu được chất rắn G. Xác định các chất A, B, C, D, K, E, F. Viết các PTHH xảy ra. 5/ Xác định các chất từ A1 đến A11 và viết các phương trình phản ứng sau: A1 + A2  A3 + A4 A3 + A5  A6 + A7 A6 + A8 + A9  A10 t 0 A10  A11 + A8 t 0 A11 + A4  A1 + A8 Biết A3 là muối sắt Clorua, nếu lấy 1,27 gam A3 tác dụng với dd AgNO3 dư thu được 2,87 gam kết tủa. 6/ Hỗn hợp A gồm BaO, FeO, Al2O3. Hoà tan A trong lượng nước dư được dd D và phần không tan B. Sục khí CO2 dư vào D, phản ứng tạo kết tủa. Cho khí CO dư đi qua B nung nóng được chất rắn E. Cho E tác dụng với dd NaOH dư, thấy tan một phần và còn lại chất rắn G. Hoà tan hết G trong lượng dư H2SO4 loãng rồi cho dd thu được tác
110 dụng với dd NaOH dư, lọc kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Z. Giải thích thí nghiệm trên bằng các phương trình hoá học. 7/ Có các phản ứng sau: MnO2 + HClđ  Khí A Na2SO3 + H2SO4 ( l )  Khí B FeS + HCl  Khí C NH4HCO3 + NaOHdư  Khí D Na2CO3 + H2SO4 ( l )  Khí E c. Xác định các khí A, B, C, D, E. d. Cho A tác dụng C , B tác dụng với dung dịch A, B tác dung với C, A tác dung dịch NaOH ở điều kiện thường, E tác dụng dung dịch NaOH. Viết các PTHH xảy ra. e. Có 3 bình khí A, B, E mất nhãn. Bằng phương pháp hoá học hãy phân biệt các khí. 8/ Một hỗn hợp X gồm các chất: Na2O, NaHCO3, NH4Cl, BaCl2 có số mol mỗi chất bằng nhau. Hoà tan hỗn hợp X vào nước, rồi đun nhẹ thu được khí Y, dung dịch Z và kết tủa M. Xác định các chất trong Y, Z, M và viết phương trình phản ứng minh hoạ. 9/ Nhiệt phân một lượng MgCO3 trong một thời gian thu được một chất rắn A và khí B. Cho khí B hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH thu được dung dịch C. Dung dịch C có khả năng tác dụng được với BaCl2 và KOH. Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư lại thu được khí B và một dung dịch D. Cô cạn dung dịch D được muối khan E. Điện phân nóng chảy E được kim loại M. Xác định A, B, C, D, E, M và Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong thí nghiệm trên. 10/ Cho BaO vào dung dịch H2SO4 loãng ,sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được kết tủa A và dung dịch B. Cho nhôm dư vào dung dịch B thu được khí E và dung dịch D. Lấy dung dịch D cho tác dụng với dung dịch Na2CO3 thu được kết tủa F. Xác định các chất A,B,C,D,F . Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 11/ Tìm các chất A,B,C,D,E (hợp chất của Cu) trong sơ đồ sau và viết phương trình hoá học: A B C D Cu B C A E Sơ đồ và các PTHH xảy ra: A - Cu(OH)2 B- CuCl2 C - Cu(NO3)2 D- CuO E - CuSO4 (1) (2) (3) (4) Cu(OH)2 CuCl2 Cu(NO3)2 CuO (5) (6) (7) (8) Cu
111 CuCl2 Cu(NO3)2 Cu(OH)2 CuSO4 (1) Cu(OH)2 + 2 HCl CuCl2 + 2 H2O (2) CuCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Cu(NO3)2 t0 (3) 2Cu(NO3)2 2CuO + 4 NO2 + O2 t0 (4) CuO + H2 Cu + H2O (5) CuCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Cu(NO3)2 (6) Cu(NO3)2 + 2 NaOH Cu(OH)2 + 2 NaNO3 (7) Cu(OH)2 + H2SO4 CuSO4 + 2H2O (8) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu. 12/ Nung nóng Cu trong không khí, sau một thời gian được chất rắn A. Hoà tan A trong H2SO4 đặc, nóng được dung dịch B và khí C. Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch D, Dung dịch D vừa tác dụng được với BaCl2 vừa tác dụng được với NaOH. Cho B tác dụng với KOH. Viết các PTHH Xảy ra. 13/ Có một miếng Na do không cẩn thận nên đã tiếp xúc với không khí ẩm trong một thời gian biến thành sản phẩm A. Cho A phản ứng với nước được dung dịch B. Cho biết thành phần có thể có của A, B? Viết các PTHH và giải thích thí nghịêm trên. 14/ Hỗn hợp A gồm BaO, FeO, Al2O3. Hoà tan A trong lượng nước dư được dung dịch D và phần không tan B. Sục khí CO2 dư vào D, phản ứng tạo kết tủa. Cho khí CO dư đi qua B nung nóng được chất rắn E. Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy tan một phần và còn lại chất rắn G. Hoà tan hết G trong lượng dư dung dịch H2SO4 loãng. Viết các PTHH xảy ra. 15/ Chất rắn A màu xanh lam tan được trong nước tạo thành dung dịch. Khi cho thêm NaOH vào dung dịch đó tạo ra kết tủa B màu xanh lam . Khi nung nóng chất B bị hoá đen. Nếu sau đó tiếp tục nung nóng sản phẩm trong dòng khí H2 thì tạo ra chất rắn C màu đỏ. Chất rắn C tác dụng với một axít vô cơ đậm đặc tạo ra dung dịch của chất A ban đầu. Hãy cho biết A là chất nào. Viết tất cả các PTHH xảy ra. Phần B. Hoá hữu cơ Các phương pháp giải toán hoá học cơ bản. 1/ Phương pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố.
112 Trong mọi quá trình biến đổi vật chất thì các nguyên tố (ngoại trừ các phản ứng biến đổi hạt nhân nguyên tử), tổng số khối lượng và điện tích của các thành phần tham gia biến đổi luôn luôn được bảo toàn. 2/ Phương pháp áp dụng định luật về thành phần không đổi Với mỗi hợp chất cho trước thì: - Tỉ lệ khối lượng của mỗi nguyên tố đối với khối lượng hợp chất là một số không đổi. - Tỉ lệ khối lượng giữa các nguyên tố là một số không đổi. 3/ Phương pháp áp dụng các định luật vật lí về chất khí. - Định luật Avôgađrô: ở cùng một điều kiện về nhiệt độ và áp suất, bất kỳ chất khí nào nếu có cùng số phân tử bằng nhau thì chiếm thể tích như nhau. - Hệ quả: 1 mol phân tử chất khí nào cũng có một số phân tử là N = 6,02.1023 phân tử. Do đó 1 mol phân tử khí nào cũng chiếm một thể tích như nhau khi xét cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất. - Phương trình Mendeleev – Clapeyron: PV = nRT Trong đó: + n: số mol + p: áp suất (atm) = p/760 (mmHg) V: thể tích (lit) T = t0c + 273 (nhiệt độ tuyệt đối: K) R = 22,4/273 atm.lit/mol.K (hằng số Rydberg) 4/ Phương pháp chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất tương đương (phương pháp trung bình) Khi hỗn hợp gồm nhiều chất cùng tác dụng với một chất khác mà phản ứng xảy ra cùng một loại (oxi hoá - khử, trung hoà, axit – bazơ, ) và hiệu suất các phản ứng bằng nhau thì ta có thể thay thế cả hỗn hợp bằng một chất gọi là chất tương đương có số mol, khối lượng, hay thể tích bằng số mol, khối lượng hay thể tích của cả hỗn hợp mà các kết quả phản ứng của chất tương đương y hệt như kết quả các phản ứng của toàn hỗn hợp. Công thức của chất tương đương gọi là công thức tương đương hay công thức trung bình. Khối lượng mol phân tử, khối lượng mol nguyên tử, số nguyên tử của các nguyên tố của chất tương đương là các giá trị trung bình M , A , x , y , z , Gọi a1, a2, a3, < 1 lần lượt là thành phần % theo số mol của các chất 1, 2, 3, trong hỗn hợp. Ta có: Khoiluonghonhop mhh M = = = a1M1 + a2M2 + a3M3 + Tongsomol nhh Với mhh = n1M1 + n2M2 + n3M3 + Trong đó: n1, n2, n3, lần lượt là số mol phân tử của chất 1, 2, 3, A = a1A1 + a2A2 + a3A3 + x = a1x1 + a2x2 + a3x3 + y = a1y1 + a2y2 + a3y3 + z = a1z1 + a2z2 + a3z3 +
113 Giá trị nhỏ nhất a1 = a2 Trung bình của hai số nguyên liên tiếp là một số không nguyên và ở trong khoảng hai số nguyên đó. Thí dụ: cho n và n + 1 có n = 3,2 > n = 3 và n + 1 = 4. 5/ Bản chất phản ứng sục khí CO2 hay SO2 vào dung dịch kiềm. Dung dịch kiềm có thể là dung dịch NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2. Khi cho CO2 hay SO2 là những oxit axit vào trong dung dịch thì CO2 hay SO2 sẽ kết hợp với nước của dung dịch kiềm sẽ tạo ra axit. Bản chất của phản ứng giữa CO2 hay SO2 và dung dịch kiềm là phản ứng trung hoà axit và bazơ. + - H + OH > H2O - Nếu số mol OH- số mol H+ > môi trường trung hoà hay có tính kiềm. Do đó bài toán cho kiềm dư (nước vôi trong dư, xút dư, ) thì phản ứng chỉ tạo ra muối trung tính khi kiềm dùng vừa đủ hoặc dư. - Nếu số mol H+ > số mol OH- > môi trường có tính axit. số mol H+(dư) = số mol H+(bđ) – số mol OH- . + 2- - Nếu số mol H (dư) số mol CO3 > Phản ứng chỉ tạo muối axit. + 2- - Nếu số mol H (dư) Phản ứng chỉ biến đổi một phần muối trung tính ra muối axit, nghĩa là tạo ra hai muối. 6/ Phương pháp biện luận: Khi ta sử dụng hết giả thiết mà vẫn chưa tìm được kết quả hoặc cho nhiều kết quả không hợp lý thì bài toán phải được giải hoặc chọn nghiệm hợp lý bằng phương pháp biện luận. Nói chung, trong toán Hoá, ta hay dựa vào quy luật của số tự nhiên, quy luật kết hợp của các nguyên tố, thuyết cấu tạo hoá học, dãy điện hoá, bảng phân loại tuần hoàn để biện luận. chuyên đề 17: Viết ctct, viết PTHH theo chuỗi phản ứng - điều chế, nhận biết – phân biệt – tách các chất hữu cơ. Bài 1: Viết các công thức cấu tạo có thể có ứng với công thức phân tử C5H10: CH2 = CH - CH2 - CH2 - CH3 CH2 = C - CH2 - CH3 | CH3 CH3 - CH = CH- CH2 - CH3 CH3 - C= CH - CH3 | CH3 CH2 CH2 CH2 | CH2 CH2 CH3
114 CH2 = CH - CH - CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH - CH2 - CH3 CH2 CH CH3 CH2 CH3 CH CH2 CH2 C CH3 CH CH2 CH3 Bài 2: 1. A, B, D, F, G, H, I là các chất hữu cơ thoả mãn các sơ đồ phản ứng sau: 0 0 0 A t B + C ; B + C t,xt D ; D + E t,xt F ; t 0 ,xt t 0 ,xt t 0 F + O2  G + E ; F + G  H + E ; H + NaOH  I + F G + L  I + C Xác định A, B, D, F, G, H, I, L. Viết phương trình hoá học biểu diễn sơ đồ phản ứng trên. 2. Viết công thức cấu tạo các đồng phân của A ứng với công thức phân tử C5H12. Xác định công thức cấu tạo đúng của A biết rằng khi A tác dụng với clo( askt ) theo tỷ lệ 1 : 1 về số mol tạo ra một sản phẩm duy nhất. 3. Từ nguyên liệu chính là đá vôi, than đá, các chất vô cơ và điều kiện cần thiết. Viết sơ đồ phản ứng điều chế các rượu CH3OH; C2H5OH; CH3 – CH2 – CH2OH và các axit tương ứng. Bài 3: 1/ Viết công thức cấu tạo có thể có ứng với công thức phân tử : C5H12 , C3H6O2 , C3H7O 2/ Có các chất đựng riêng biệt trong các lọ mất nhãn gồm: Rượu etylic, axit axêtic, benzen, dung dịch NaOH, dung dịch H2SO4, dung dịch Ba(OH)2. Bằng phương pháp hoá học hãy phân biệt các chất đựng trong mỗi lọ trên. Bài 4: Hoàn thành sơ đồ biến hoá sau (ghi rõ điều kiện nếu có) B (3) C (4) Cao su buna ( 2 ) ( 1 ) CaC2 A ( 5 ) D (6) Rượu etylic (7) E (8) F (9) G 10  CH3Cl Biết F là: CH3COONa Bài 5: 1/ a - Viết công thức cấu tại có thể có của C4H8, C2H4O2, C3H8O.
115 b - Có các chất khí sau C2H6, C2H2, C2H4, CO2, N2, O2. Bằng phương pháp hoá học hãy phân biệt các chất trên. 2/ Viết PTPƯ theo sơ đồ biến hoá sau (Ghi rõ điều kiện nếu có): CH3COOH 2 1 5 C2H2  CH3CHO 4 CH3COOC2H5  3 C2H5OH C2H5OH 3/ Từ than đá, đá vôi, các chất vô cơ và các điều kiện cần thiết. Viết các PTPƯ (Ghi rõ điều kiện) điều chế Vinyl clorua, Poly etilen, Cao su buna. Bài 6: a. Xác định các chất A , B , C , D , E , F và viết các PTHH minh hoạ. 0 Cl2 ,AS NaOH O2 ,xt Ca(OH )2 Na2CO3 NaOH ,xtCaO,t C2H6  A  B  C  D  E F b. Viết tất cả các đồng phân có thể có ứng với công thức phân tử : C3H6O2 Bài 7: 1. Có các chất: H2O, rượu etylic, axit axêtic và axit cacbonic. Sắp xếp theo thứ tự giảm dần về tính axit, từ đó dẫn ra các phương trình phản ứng để minh hoạ cho trật tự sắp xếp đó. 2. Từ khí thiên nhiên, các chất vô cơ và điều kiện cần thiết viết các phương trình phản ứng điều chế axêtilen, rượu etylic, axit axêtic, poli vinyl clorua (PVC), cao su buna. Bài 8: Hãy nhận biết các lọ mất nhãn đựng các chất lỏng: CH3COOH, HCl, C2H5OH, NaOH và C6H6 bằng phương pháp hoá học. Bài 9: Xác định công thức cấu tạo của A, B, C, D, E, F, G và hoàn thành các phương trình hoá học thể hiện theo sơ đồ biến hoá sau(ghi rõ các điều kiện nếu có). 0 C + Y C ( TH:t ,p,xt) G + X, (t0,xt) (xt) (t0,xt) 0 A1500C,LLN B E +Y, (t0,xt) + X (t0,xt) 0 0 ( T ; H SO đặc ) D ( t ,xt ) F 2 4 CH3 – COOC2H5 Biết A là thành phần chính của khí bùn ao, D chỉ có 1 nhóm chức là: – CHO, G là PE Bài 10: Viết các phương trình hoá học thể hiện theo sơ đồ chuyển hoá sau. (1) (2) (3) (4) (5) CaCO3  CaO  CaC2  C2H2  C2H4  C2H5OH (6) (7) (8) (9) (10)  CH3COOH  CH3COONa CH4  CO2  Ba(HCO3)2. Bài 11: 1/ Hoàn thành các phương trình hoá học theo dãy biến hoá sau . a/ CaC2  CH = CH  CH2 = CH2  CH3 – CH2– OH  CH3 – COOH  CH3 – COONa  CH4  CH3Cl b/ CH3 – COOH  CH3 – COOC2H5  CH3 – CH2 – OH  CH3 – CH2 – ONa
116 2/ Viết phương trình hoá học của axêtilen với H2, HCl, dung dịch Brôm và với Ag2O trong môi trường NH3 (hoặc AgNO3 trong môi trường NH3). Bài 12: 1/ Viết các công thức cấu tạo thu gọn của các đồng phân có cùng công thức phân tử của các hợp chất hữu cơ sau : C4H8 , C4H10O , C3H6O2 . 2/ Hỗn hợp X gồm một ankan và một ankin có tỷ lệ phân tử khối tương ứng là 22 : 13. Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X, thu được 22g CO2 và 9g H2O. Xác định công thức phân tử của ankan và ankin trên. 3/ Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ biến hoá sau(ghi rõ điều kiện nếu có) D NaOH E 0 men giấm Xt : CaO, T +O2 ASKT ,Clorofin Lenmen CO2  A B CH4 + H O XT 2 0 0 XT, T Crăcking,T 0 H 2 ,Ni,t C4H6  C4H10 15000 c CH4  F Xác định các chất A,B,D,E,F trong mỗi phương trình. Bài 13: 1/ Có 3 hợp chất hữu cơ có công thức phân tử như sau: CH2O2, C2H4O2, C3H6O2. Hãy viết công thức cấu tạo có thể có ứng với 3 công thức phân tử ở trên. 2/ Hoàn thành sơ đồ biến hoá sau (ghi rõ điều kiện nếu có) B (3) C (4) Cao su buna ( 2 ) ( 1 ) CaC2 A ( 5 ) D (6) Rượu etylic (7) E (8) F (9) G Biết G (thành phần chính của khí bùn ao) 3/ Bằng phương pháp hoá học hãy phân biệt các dung dịch đựng trong các lọ mất nhãn chứa riêng biệt các dung dịch: CH3COOH, HCOOH, C2H5OH, C6H6. 4/ Hãy xác định công thức cấu tạo có thể có của các hợp chất hữu cơ ứng với công thức tổng quát: CXHYOZ khi x 2. Biết rằng các hợp chất đó đều tác dụng được với kali và không phải là hợp chất đa chức. 5/ Cho một hiđrô cacbon A, để đốt cháy hoàn toàn 1 mol A cần 6 mol oxi. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên A. Biết A ở thể khí. Bài 14: 1/Xác định các chất A, B, C, D, E, F, G, H và hoàn thành sơ đồ biến hoá sau (ghi rõ điều kiện nếu có) C (3) D (2) (4) Lên men giấm
117 Lên men + Cl2 , askt A (1) B G (8) H (5) (7) 0 + H2 , xt Ni, t E (6) F Biết: E là nguyên liệu chính để sản xuất cao su buna. G là thành phần chính của khí bùn ao. 2/ Cho một rượu no X, để đốt cháy hoàn toàn một mol X cần 3 mol oxi. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên X. 3/ Bằng phương pháp hoá học hãy tách riêng CO2 và C2H6 ra khỏi hỗn hợp khí CO2, C2H2, C2H4 và C2H6. 4/ Có 4 lọ mất nhãn chứa riêng biệt các khí CO2 ,CH4 ,C2H4 và C2H2.Bằng phương pháp hoá học hãy nhận biết các nằm trong mỗi lọ. Viết phương trình hoá học minh hoạ (nếu có). Bài 15: 1/ Viết công thức cấu tạo các đồng phân ứng với công thức phân tử: C3H6O2, C3H8O, C3H6, C5H10 2/ Chất A có công thức phân tử C2H6 .Xác định công thức cấu tạo của các chất B, C, D, E, F và hoàn thành các phương trình hoá học theo sơ đồ phản ứng sau: Cl2 ,ASKT NaOH O2 ,XT Ca(OH )2 Na2CO3 C2H6  B C  D  E  F NaOH ,Xt:CaO,t 0  CH4 3/ Đốt cháy 1 lít hỗn hợp gồm 2 Hiđrô cacbon ở thể khí thu được 1,6 lít khí CO2 và 1,4 lít hơi nước. Các thể tích đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Xác định 2 chất và thành phần % về số mol của mỗi chất trong hỗn hợp. 4/ Bằng phương pháp hoá học hãy nêu cách phân biệt 4 chất khí sau: CH4, C2H2, SO2và CO2. Bài 16: Cho sơ đồ biểu diễn biến hoá hoá học sau: R1 R2 R3 R4 R6 R5 R3 - Xác định công thức các chất R1, R2, R3, R4, R5, R6 (thuộc hợp chất hữu cơ) và viết các phương trình hoá học biểu diễn các biến hoá trên (mỗi mũi tên chỉ viết một PTHH). - Trong các biên hoá trên có khi nào phản ứng xảy ra theo chiều ngược lại không? (Viết các PTHH, nêu điều kiện xảy ra các phản ứng) Vì R1 tác dụng với I2 tạo ra mau xanh nên R1 là tinh bột(C6H10O5)n ta có: R1->R2: (C6H10O5 )n + nH2O nC6H12O6 (1) R2->R3 : C6H12O6 men zima 2C2H5OH + 2CO2 (2) R3->R4 : C2H5OH + O2 XT CH3COOH + H2O (3) R3->R5 : C2H5OH H2SO4 C2H4 + H2O (4) R5->R3 : C2H4 + H2O AX C2H5OH (5)
118 R3->R6 : C2H5OH + CH3COOH H2SO4 CH3COOC2H5 + H2O (6) R4->R6 : CH3COOH +C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O (7) Những phản ứng xảy ra theo chiều ngược lại được là :(4), (5) C2H4 + H2O XT,P C2H5OH C2H5OH H2SO4 C2H4 + H2O Chuyên đề 18: Toán hiđrocacbon Công thức phân tử tổng quát và công thức phân tử của chất tương đương với hỗn hợp. Công thức một chất Công thức chất tương đương CxHy điều kiện: y 2x + 2 Cx Hy , x > 1; y > 2 0 Hay CnH2n + 2 – 2k điều kiện: x, y, n N Hay Cn H2 n + 2 - 2 k Với k là tổng số liên kết và vòng. n > 1; k 0 Nếu mạch hở > k = tổng số nối , k N. k = 0: Ankan Cn H2 n + 2 ; n > 1 CnH2n + 2 ; n 1 k = 1: Xiclôankan hay anken. Xiclôankan: CnH2n ; n 3 Cn H2 n ; n > 2 Anken: CnH2n ; n 2 k = 2 (mạch hở): Ankađien hay ankyn Ankađien: CnH2n – 2 ; n 3 Cn H2 n - 2 ; n > 2 Ankyn: CnH2n – 2 ; n 2 k = 4: Aren (3 + 1 vòng) Cn H2 n - 6 ; n > 6 CnH2n – 6 ; n 6 1/ Phản ứng cộng: Hiđrocacbon có nối , Xiclopropan, xiclobutan mới có phản ứng cộng. - Cộng H2: với chất xúc tác là Ni hoặc Pt nung nóng. CnH2n + 2 – 2k + kH2 > CnH2n + 2 Cn H2 n + 2 - 2 k + k H2 > Cn H2 n + 2 1mol k mol 1mol Hệ quả: - Độ giảm số mol của hỗn hợp luôn luôn bằng số mol H2 tham gia phản ứng. - Tổng số mol hiđrocacbon sản phẩm và số mol hiđrocacbon nguyên liệu (dư) luôn luôn bằng số mol hiđrocacbon nguyên liệu ban đầu. 2/ Phản ứng cộng Br2: Cn H2 n + 2 - 2k + k Br2 > Cn H2 n + 2 - 2 k Br2 k Hệ quả: 1 - Số mol hiđrocacbon tham gia phản ứng bằng số mol Br2. k 3/ Phản ứng cháy:
119 y y Cx Hy + (x + )O2 > x CO2 + H2O 4 2 Cn H2 n + 2 - 2 k + (3n + 1 - k )/2 O2 > n CO2 + (n + 1 - k ) H2O. Hệ quả: *) k = 0, ta có: Cn H2 n + 2 + (3n + 1)/2 O2 > n CO2 + (n + 1) H2O x mol n x mol (n + 1)x mol > x = (n + 1)x - n x = số mol H2O – số mol CO2 Vậy ta có: Cn H2 n + 2 cháy số mol H2O > số mol CO2 và số mol Cn H2 n + 2 = số mol H2O - số mol CO2 *) k = 1, ta có: Cn H2n + 3n /2 O2 > n CO2 + n H2O Cn H2n cháy số mol H2O = số mol CO2 *) k = 2, ta có: Cn H2 n - 2 + (3n - 1)/2 O2 > n CO2 + (n - 1) H2O x mol n x mol (n - 1)x mol > x = n x - (n + 1)x = số mol CO2 - số mol H2O Vậy ta có: Cn H2 n - 2 cháy số mol H2O < số mol CO2 và số mol Cn H2 n - 2 = số mol CO2 - số mol H2O *) Chú ý: - Hỗn hợp hiđrocacbon ở thể khí thì: n 4 và n 4 - Chỉ có những Ankyn – 1 (có nối 3 ở đầu mạch) mới có phản ứng thế AgNO3/NH4OH. - Ngoại trừ CH  CH, các ankyn còn lại khi bị hyđrat hoá cho sản phẩm chính là xêtôn. - Nếu hiđrôcacbon bị hyđrat hoá mà tạo ra rượu đơn chức no thì hiđrocacbon này chính là anken (hay olefin) Bài tập áp dụng: Bài 1: 1. Hỗn hợp A gồm mêtan, axêtylen theo tỷ lệ thể tích là 1:1 a/ Tinh chế CH4 từ hỗn hợp b/ Tinh chế C2H2 từ hỗn hợp 2. Hỗn hợp A gồm axêtylen và hidro có tỷ khối so với hidro bằng 4. a/ Tính % về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A, b/ Đốt nóng hỗn hợp trong bình kín có ít bột Ni làm xúc tác thu được hỗn hợp khí B. - Cho 1/2 khối lượng B đi qua dung dịch AgNO3 trong NH3 thấy tạo thành 0,12g kết tủa màu vàng. Tính khối lượng của C2H2 trong hỗn hợp B.
120 - Cho 1/2 lượng khí B qua dung dịch nước Brôm thấy bình nặng thêm 0,041(g). Tính khối lượng của êtylen có trong hỗn hợp B. Hướng dẫn: 1. a/ Cho hỗn hợp đi qua nước Br2 dư: C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 Tinh chế được CH4 b/ Cho hỗn hợp đi qua dung dịch Ag2O (NH2) C2H2 + Ag2O C2Ag2  + H2O - Lọc lấy kết tủa hoàn tan bằng HNO3 C2Ag2 + HNO3 AgNO3 + C2H2  2. a. Gọi một số mol của C2H2 là x -> nH2 = 1 - x 26x 2(1 x) Ta có: = 4 2 -> x = 0, 25 Ta có: C2H2 chiếm 25%; và H2Chiếm 75% b. Đốt nóng hỗn hợp Ni C2H2 + H2 > C2H4 t o Ni C2H2 + 3H2 > C2H6 t 0 Hỗn hợp khí B; C2H2; C2H4; C2H6 Cho 1/2B đi qua dung dịch Ag2O (NH3) NH3 C2H2 + Ag2O  C2Ag2  + H2O 0,12 nC2H2 = nC2Ag2 = = 0,0005 (mol) 240 Khối lượng C2H2 có trong hỗn hợp B: 0,0005.2. 26 = 0,026(g) - Cho 1/2 B đi qua dung dịch Br2 Các phản ứng: C2H4 + Br2 C2H4 Br2 C2h2 + 2Br2 C2H2 Br4 - Khối lượng của C2H4 trong hỗn hợp B là: 0,026 (0,041 - ). 2 = 0,056 (g) 2 Bài 2: Các hiđrocacbon A, B, C đều ở trạng thái khí ở điều kiện thường, xác định công thức của chúng bằng kết quả của từng thí nghiệm sau: a, 1,4g chất A làm mất màu vừa đủ một dung dịch chứa 8g brôm. b, Một thể tích V của B cháy cần 2,5V khí ôxi. c, Tổng thể tích C và thể tích ô xi vừa đủ bằng tổng thể tích của khí CO2 và hơi nước tạo thành, thể tích hơi nước đúng bằng thể tích CO2. 1,4.160 a, theo TN ta có : MA= = 28 (g) 8 Xét các trường hợp :- hiđrocacbon CnH2n+2 và CnH2n-2 không có trường hợp nào có M = 28g
121 - hiđrocacbon CnH2n : chỉ có C2H4 là thoả mãn M=28g vậy A là C2H4 (1đ) b, Gọi công thức B là CxHy và đặt VB = V0 y y Ta có :C2H4 + (x+ ) O2 xCO2 + H2O 4 2 y VO2 (x + )V0 4 y = x + 4 VCxHy V0 x, y phải thoả mãn điều kiện : x, y là những số nguyên dương 2x-2 y 2x+2 Chỉ có nghiệm x=y=2 thoả mãn . Vậy B là C2H2 n C, Ta có : CnH2n + (n+ )O2 nCO2 + nH2O 2 -Theo PTHH VCO2= VH2O(hơi ) n Nếu lấy VCnH2n =1 thì Vđầu = 1+ n + 2 n Vcuối =Vđầu -> 1= -> n=2 Vậy C là C2H4 2 Bài 3: Hỗn hợp A gồm các khí mêtan, êtylen và axêtylen. a. Dẫn 2,8 lít hỗn hợp A ở đktc qua bình đựng dung dịch nước Brôm thấy bình bị nhạt màu đi một phần và có 20g brôm phản ứng. b. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 5,6 lit A đktc rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng 175,2 gam dung dịch NaOH 20% sau thí nghiệm thu được dung dịch chứa 1,57% NaOH. Tính % theo thể tích của mỗi khí có trong hỗn hợp A. Hướng dẫn: Gọi x, y, z lần lượt là các số mol của CH4 , C2H4 và C2H2 có trong 2,8 lít hỗn hợp: 2,8 nhh = = 0, 125 mol 22,4 Khi cho 2,8 lít hỗn hợp đi qua bình đựng nướcBrôm chỉ có C2H4 và C2H2 phản ứng Phương trình phản ứng: C2H4 + Br2 -> C2H4Br2 C2H2 + 2 Br2 -> C2H2Br 20 Ta có: nBr2 = y + 2z = = 0, 125 100 Đốt cháy 5,6 lít hỗn hợp CH4 + 2O2 -> CO2 + 2h2O 2x 2x C2H4 + 3O2-> 2CO2 + 2H2O 2y 4y 2C2H2 + O2 -> 4 CO2 + 2 H2O 2z 4z Ta có: n CO2 = 2x + 4y + 4z = 0,375 + y n NaOH = 0,876 mol CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O
122 1mol 2mol n NaOH phản ứng = 2n CO2 = 0,75 + 2y n NaOH dư = 0, 876 - 0,75 - 2y = 0,126 - 2y x y z 0,125 Ta có hệ phương trình y 2z 0,125 40.(0,126 2y) .100 1,57 (0,375 y).44 175,2 Giải hệ ta được: y = 0,025 x = z = 0, 05 % CH4 = 40% % C2H4 = 20% % C2H2 = 40% Bài 4: Hỗn hợp A gồm CH4, C2H2 và một hiđrocacbon X có công thức CnH2n +2. Cho 0,896 lít hỗn hợp A đi qua dung dịch Brom dư để phản ứng xảy rảy ra hoàn toàn, thấy thoát ra 0,448 lít hỗn hợp hai khí . Biết rằng tỷ lệ số mol CH4 và CnH2n+ 2 trong hỗn hợp là 1:1, khi đốt cháy 0,896 lit A thu được 3,08gam CO2 (ở ĐKTC). a- Xác định công thức phân tử của Hiđrocacbon X b- Tính thành phần % theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A. Hướng dẫn: a- Khi cho hỗn hợp A qua dung dịch brom dư, có phản ứng: C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn và có hai khí thoát ra khỏi dung dịch brom, nên hai khí đó là CH4 và CnH2n+ 2 Theo đề bài, VC2H2 tham gia phản ứng là: 0,896 - 0,448 = 0,448 (lít) Vậy số mol C2H2 là: 0,448 = 0,02 (mol) 22,4 Gọi số mol của CH4 là x. Theo bài => số mol của CnH2n + 2 cũng là x. Vậy ta có: x + x = 0,448 = 0,02 => x = 0,01. 22,4 Phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy hỗn hợp: 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O 0,02 mol 0,04 mol CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 0,01 mol 0,01mol 2CnH2n + 2 + (3n + 1) O2 2nCO2 + 2 (n +1)H2O 0,01 mol 0,01,n mol Vậy ta có: nCO2 = 0,04 + 0,01 +0,01n = 3,08 => n = 2 44 Vậy công thức phân tử của hiđrocacbon X là C2H6 b- Tính % thể tích các khí: % VC2H2 = 0,448: 0,896 x 100% = 50% % VCH4 = % VC2H6 = (100% - 50%) : 2 = 25% Bài 5: Người ta đốt cháy một hidrôcacbon no bằng O2 dư rồi dẫn sản phẩm cháy đi lần lượt qua H2SO4 đặc rồi đến 350ml dung dịch NaOH 2M thu được dung dịch A.
123 Khi thêm BaCl2 dư vào dung dịch A thấy tác ra 39,4gam kết tủa BaCO3 còn lượng H2SO4 tăng thêm 10,8gam. Hỏi hiđrô các bon trên là chất nào ? Hướng dẫn: - Sản phẩm cháy khi đốt Hiđrô cac bon bằng khí O2 là CO2; H2O; O2 dư. Khi dẫn sản phẩm cháy đi qua H2SO4 đặc thì toàn bộ H2O bị giữ lại (do H2SO4 đặc hút nước mạnh), do vậy lượng H SO tăng 10,8gam, chính bằng lượng nước tạo thành (m = 2 4 H 2 O 10,8gam), khí còn lại là CO2, O2 dư tiếp tục qua dung dịch NaOH, xảy ra phản ứng giữa CO2 và NaOH CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1) CO2 + NaOH NaHCO3 (2) Tuỳ thuộc vào số mol của CO2 và NaOH mà có thể tạo ra muối trung hoà Na2CO3 lẫn muối axit NaHCO3) * Trường hợp 1: NaOH dư, sản phẩm của phản ứng giữa CO2 và NaOH chỉ là muối trung hoà. Dung dịch A gồm Na2CO3 + H2O Khi phản ứng với dung dịch BaCl2, toàn bộ muối gốc cacbonat bị chuyển thành kết tủa BaCO3. Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl (3) Ta có:n = n BaCO3 CO2 39,4 Vì:n = 0,2(mol) BaCO3 197 n = 0,2 (mol) CO2 10,8 Trong khi: n = 0,6(mol) H2O 18 n 0,2 1 Suy ra: Tỷ số CO2 không tồn tại hiđrô các bon no nào như vậy vì tỷ số nhỏ n 0,6 3 H2O 1 nhất là ở CH4 cháy 2 * Trường hợp 2: - Như vậy NaOH không dư. Nghĩa là NaOH phản ứng hết. Đồng thời tạo ra cả muối axít và muối trung hoà (cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra, lượng CO2 phản ứng hoàn toàn, lượng CO2 bị giữ lại hoàn toàn) - Theo phương trình (1) n NaOH ban đầu = 0,35 . 2 = 0.7 (mol) n = 2. n = 2 . n = 2 . 0,2 = 0,4 (mol) NaOH Na 2CO3 BaCO3 n ở (1) = 0,2 (mol) (*) CO2 Lượng NaOH còn lại: 0,7 - 0,4 = 0,3 (mol). Tham gia phản ứng (2) - Theo phương trình (2): n = n = 0,3 (mol) ( ) CO2 NaOH - Vậy từ (*), ( ) lượng khí CO2 tạo thành trong phản ứng cháy là n = 0,2 + 0,3 = 0,5 (mol) CO2 Gọi CTHH hiđrô các bon no là CnH2n+2 (n 1) Phản ứng cháy; 3n 1 CnH2n+2 + O n CO2 + (n + 1)H2O 2 2
124 n 0,5 Do đó; n 5 n 1 0,6 Vậy hiđrô các bon cần tìm có công thức hoá học C5H12 Bài 6: Cho biết X chứa 2 hoặc 3 nguyên tố trong số các nguyên tố C; H; O. 1/ Trộn 2,688lít CH4 (đktc) với 5,376lít khí X (đktc) thu được hỗn hợp khí Y có khối lượng 9,12g. Tính khối lượng phân tử X. 2/ Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợpY. Cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,48 mol Ba(OH)2 thấy tạo ra 70,92g kết tủa. Xác định CTPT và viết CTCT của X. Hướng dẫn: 2,688 1/ Số mol các chất = = 0,12 mol 22,4 5,376 n = = 0,24 mol x 22,4 mx = 9,12 . 0,12 . 16 = 7,2 7,2 => M = = 30 x 0,24 2/ Các PTHH có thể xảy ra gồm: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O (1) y z y C H O + (x + - )O -> xCO + H O (2) x y z 2 2 2 2 2 2 CO2 + Ba(OH)2 -> BaCO3 + H2O (3) CO2dư + H2O + BaCO3 -> Ba(HCO3)2 (4) Xảy ra 2 trường hợp: a, Trường hợp 1: CO2 thiếu -> không có PTHH(4) 70,92 n = n = = 0,36 mol CO2 BaCO3 197 lượng CO do CH tạo ra theo PT (1) = n = 0,12 mol. Do đó lượng CO do X tạo ra 2 4 CH4 2 0,24 = 0,36 - 0,12 = 0,24 mol. Như vậy số nguyên tử C trong X = = 1 0,24 12 . 1 + y + 16z = 30 hay y + 16z = 18. Cặp nghiệm duy nhất z = 1 và y = 2 O => CTPT là CH2O CTCT là H - C H b, Trường hợp 2: CO2 dư có PTHH (4) Lúc đó n CO2 = 0,48 + ( 0,48 - 0,36 ) = 0,6 mol đủ dư n do X tạo ra = 0,6 - 0,12 = 0,48 mol CO2 0,48 -> nguyên tử C trong X = = 2 0,24 ta có 12 . 2 + y + 16z = 30 24 + y + 16z = 30 y + 16z = 6 Cặp nghiệm duy nhất z = 0 ; y = 6 H H CTPT là C2H6 CTCT là H - C - C - H
125 H H Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 1 hỗn hợp khí gồm 2 hidrocacbon có công thức tổng quát CnH2n và C mH2m + 2. (4 m 1); (4 n 2) cần dùng 35,2g khí O2. 7 Sau phản ứng thu được 14,4g H 2O và lượng khí CO 2 có thể tích bằng thể tích 3 của hỗn hợp khí ban đầu. a. Tính % thể tích của hỗn hợp khí ban đầu. b. Xác định CTPT và CTCT cơ thể có của các hidrocacbonat nói trên. 35,2 nO = =1,1 mol 2 32 14,4 n H O = = 0,8 mol 2 18 Gọi a, b lần lượt là số mol của 2 hiđrocacbon CnH2n và CmH2m + 2 Ta có PTHH 3n CnH2n + O2 n CO2 + n H2O 2 3na a. na na 2 (3m +1)O 2 CmH2m + 2 + m CO2 + (m +1)H2O 2 3m 1) b ( ). b mb (m+1)b 2) 3na (3m 1) n O = + b = 1,1 (1) 2 2 2 n H 2O = na + (m+1)b = 0,8 (2) 7 n CO2 = na + mb = (a+b) (3) 3 Giải hệ PT ta được a = 0,2 b = 0,1 % CnH2n =0,2/0,3 x 100% 66,7% a. % CmH2m + 2 = 100% - 66,7% = 33,3 % 7 b. na + mb = ( a +b) 3 7 0,2n + 0,1m = x 0,3 3 2n + m = 7 n 2 3 m 3 1 Các hiđrocacbon có CT: C2H4 và C3H8 C3H6 và CH4 Bài 8: Cho hỗn hợp A gồm C2H4 và C2H2. Lấy 2,96g hỗn hợp A đem đốt cháy hoàn toàn thu được m1g CO2 và m2g H2O. Lấy 0,616 lít A(đktc) cho phản ứng với lượng dư nước Brôm thấy có 6,8g Br2 tham gia phản ứng (phản ứng xảy ra hoàn toàn).
126 a, Viết PTPƯ. b, Tính % theo khối lượng và theo thể tích của mỗi hiđrocacbon trong A. c, Tính m1 và m2. a) (1 điểm) C2H4 + O2 2CO2 + 2H2O (1) 5 C2H2 + O2 2CO2 + H2O (2) 2 C2H4 + Br2 C2H4Br2 (3) C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (4) 0,616 6,8 b) n = = 0,0275mol và n = = 0,0425mol hỗn hợp A 22,4 Br2 160 Gọi số mol C2H4 là a mol C2H2 là b mol a + b = 0,0275 a = 0,0125mol Theo PT (3) và (4) ta có hệ PT: { ⇒{ m a + 2b = 0,0425 b = 0,015mol C 2 H 4 trong 0,0275 mol hỗn hợp : 0,0125.28 = 0,35 g. mC 2H2 trong 0,0275 mol hỗn hợp : 0,015.26 = 0,39g. Tổng khối lượng = 0,35 + 0,39 = 0,74 g Tỷ lệ 2,96g : 0,616 lít = 2,96 : 0,74 = 4:1 Số mol C2H4 và C2H2 trong 2,96 g hỗn hợp là: n C 2 H 4 = 0,0125.4 = 0,05mol n C 2 H 2 = 0,015.4 = 0,06mol 0,05 % C2H4 theo V bằng: .100% = 45,45% 0,11 % C2H2 theo V bằng 100%- 45,45% = 54,55% 0,05.28 % C2H4 theo m bằng .100% = 47,3% 2,96 % C2H2 theo m bằng 100%- 47,3%= 52,7% c, Tính m1, m2 Theo PT (1) và (2): nCO 2 = 2nC 2 H 4 + 2nC 2 H 2 = 0,1 + 0,12 = 0,22 (mol) m1 = 0,22.44= 9,68(g) nH 2O = 2nC 2 H 4 + 2nC 2 H 2 = 2.0,05 + 0,06 = 0,16 (mol) m2 = 0,16.18 = 2,88(g) Bài 9: Cho 3,36 lít hỗn hợp khí A (ĐKTC) gồm hiđro cacbon X có công thức CnH2n + 2 và hiđro cacbon Y (công thức CmH2m) đi qua bình nước Brom dư thấy có 8 gam brom tham gia phản ứng. Biết 6,72 lít hổn hợp A nặng 13 gam, n và m thoả mản điều kiện: 2 n; m 4. Tìm công thức phân tử 2 hiđro cacbon X; Y. Hướng dẫn:
127 Cho hổn hợp khí qua dd nước brom X: CnH2n + 2 + Br2 Không phản ứng Y: CmH2m + Br2 CmH2mBr2 Gọi số mol X, Y trong hỗn hợp lần lượt là a và b ta có: a + b = 3,36 = 0,15 (mol) 22,4 8 nY = nBrom = b = = 0,05 (mol a = 0,1 mol 160 Theo khối lượng hỗn hợp: (14n + 2)0,1 + 14m . 0,05 = 13 . 3,36 = 6,5 6,72 Rút gọn: 2n + m = 9 Vì cần thoả mản điều kiện 2 n; m 4. ( m, n nguyên dương) Chỉ hợp lí khi n = m = 3 Vậy công thức phân thức phân tử X là C3H8; Y là C3H6. Bài 10: Một hỗn hợp gồm khí Metan, Etilen có thể tích 5 lít được trộn lẫn với 5 lít khí Hiđro rồi nung đến 2500C có bột kền xúc tác cho đến khi phản ứng kết thúc. Sau khi trở lại những điều kiện lúc đầu. Về nhiệt độ và áp suất thể tích tổng cộng chỉ còn lại 8 lít được dẫn qua dung dịch nước Brom. Hỏi 1) Dung dịch Brom có bị mất màu không ? 2) Tính thành phần % theo thể tích của CH4 và C2H4 trong hỗn hợp lúc đầu 3) Nếu thay C2H4 bằng cùng thể tích của C2H2 thì sau phản ứng thể tích tổng cộng bằng bao nhiêu ? Hướng dẫn: a) Khi trộn hỗn hợp khí CH4; C2H4 với khí H2 đến khi phản ứng kết thúc có nghĩa phản ứng đã xảy ra hoàn toàn và chỉ có C2H4 phản ứng với H2. PTHH : C2H4+ H2 Ni C2H6 t0 Theo phản ứng ta có n C2H4 = nH2 Mà theo bài ra : nC2H4 VC2H4 = 5 + 5 - 8 = 2 (lít) 2 % C2H4 .100% 40% 5 % CH4 = 100% - 40% = 60% c) Nếu thay C2H4 + 2H2 Ni C2H6 0 Theo PTHH : t
128 VH2 = 2VC2H2 = 2.2 = 4 (l) => VH2 (dư) = 5 - 4 = 1 (lít) Vhh = 3 +2 + 1 = 6 (lít). Bài 11: Hợp chất hữu cơ A chỉ chứa hai nguyên tố X và Y. Đốt cháy hoàn toàn m gam A thu được đúng m gam H2O. A có phân tử khối trong khoảng 150 .a(mol) H2O 2 m m Mà MA = và MHO = = 18 => a.MA = 9.a.y => MA = 9y. a 2 y a 2 Vì 150 < M < 170 nên 16 < y < 19. Ta có: y 16 17 18 19 M 145 156 16 171 A 2 Vì nếu M = 156, y = 17 thì x = 11,5 (loại). Vậy chỉ có y = 18, x = 12 và M = 162 là phù hợp. Công thức phân tử của A là: C12H18 Công thức đơn giản nhất là: (C2H3)n
129 Bài 12: Hỗn hợp khí B chứa mêtan và axetilen. 1. Cho biết 44,8 lít hỗn hợp B nặng 47g. Tính % thể tích mỗi khí trong B. 2. Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít hồn hợp B và cho tất cả sản phẩm hấp thụ vào 200ml dung dịch NaOH 20% (D = 1,2 g/ml). Tính nồng độ % của mỗi chất tan trong dung dịch NaOH sau khi hấp thụ sản phẩm cháy. 3. Trộn V lít hỗn hợp B với V' Hiđrôcacbon X (chất khí) ta thu được hỗn hợp khí D nặng 271g, trộn V' lít hỗn hợp khí B với Vlít Hiđrocacbon X ta thu được hỗn hợp khí E nặng 206g. Biết V' - V = 44,8 lít. Hãy xác định công thức phân tử của Hiđrocacbon X. Các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Hướng dẫn: 1. Gọi n là số mol C2H2 trong 1 mol hỗn hợp B ta có phương trình về khối lượng mol: MB = 26n +16 (1 - n) = 47/2 = 23,5 => n = 0,75 tức axetilen= 75%, mêtan = 25% 2. Các phương trình: 2C2H2 + 5O2 4CO2+2H2O (1) CH4+ 2O2 CO2+2H2O (2) Tính nB = 0,4 mol , trong đó có 0,3mol C2H2 và 0,1mol CH4 Theo các phản ứng : 1;2: Tổng mol CO2 = 0,3 x 2 + 0,1 x 1 = 0,7 mol Tổng mol H2O = 0,3 x 1 + 0,1 x 2 = 0,5 mol Số mol NaOH = 200x 1 ,2 x 20 /100x40 = 1,2mol Vì: số mol CO2 a = 0,5mol Na2CO3 2a +b = 1,2 b = 0,2mol NaHCO3 Khối lượng dung dịch NaOH sau khi hấp thụ CO2 vàH2O là: 200x 1,2+ 0,7 x 44 + 0,5 x 18 = 279,8 g Vậy % N2CO3 =106 x 0,5 x 100/279,8 = 18,94% % NaHCO3 = 84 x 0,2 x 100/279,8 = 6% 3- Ta có các phương trình về hỗn hợp D và E: V . 23,5 + V' .M = 271 (a) 22,4 22,4 V' . 23,5 + V .M = 206 (b) 22,4 22,4 Mặt khác: V' - V = 44,8 lít (c) Trong đó: M là khối lượng phân tử của HiđrocacbonX. Từ (a), (b) và (c) giải ra ta được M = 56 Gọi công thức X là CXHY ta có: 12 x + y = 56 Suy ra công thức của X là C4H8 Bài 13: Hỗn hợp X ở (đktc) gồm một ankan và một anken. Cho 3,36 (l) hỗn hợp X qua bình nước Brom dư thấy có 8(g) Brôm tham gia phản ứng. Biết 6,72 (l) hỗn hợp X nặng 13(g).
130 1, Tìm công thức phân tử của ankan và anken, biết số nguyên tử cacbon trong mỗi phân tử không quá 4. 2, Đốt cháy hoàn toàn 3,36 (l) hỗn hợp X và cho tất cả sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch NaOH (dư), sau đó thêm BaCl2 dư thì thu được bao nhiêu (g) chất kết tủa? Hướng dẫn: Đặt CTPT của X, Y lần lượt là CnH2n + 2 và CmH2m Điều kiện: 1 n 4 và 2 m 4 ( m, n nguyên dương) Cho hổn hợp khí qua dd nước brom X: CnH2n + 2 + Br2 Không phản ứng Y: CmH2m + Br2 CmH2mBr2 Gọi số mol X, Y trong hỗn hợp lần lượt là a và b ta có: a + b = 3,36 = 0,15 (mol) 22,4 8 nY = nBrom = b = = 0,05 (mol a = 0,1 mol 160 Theo khối lượng hỗn hợp: (14n + 2)0,1 + 14m . 0,05 = 13 . 3,36 = 6,5 6,72 Rút gọn: 2n + m = 9 Vì cần thoả mãn điều kiện: 1 n 4 và 2 m 4 ( m, n nguyên dương) Chỉ hợp lí khi n = m = 3 Vậy công thức phân thức phân tử X là C3H8; Y là C3H6. 2/ Ta có các PTHH xảy ra: C3H8 + 5O2 > 3CO2 + 4H2O 0,1 0,3 mol 2C3H6 + 9O2 > 6CO2 + 6H2O 0,05 0,15 mol CO2 + 2NaOH > Na2CO3 + H2O 0,45 0,9 0,45 mol BaCl2 + Na2CO3 > BaCO3 + 2NaCl 0,45 0,45 > 0,45 mol mrắn = 0,45 . 197 = 88,65g Chuyên đề 19: Rượu Công thức phân tử tổng quát và công thức phân tử của chất tương đương với hỗn hợp rượu. Công thức một chất Công thức chất tương đương Rượu no: CnH2n + 2Ox Cn H2 n + 2O x * x n ; n, x N x < n
131 Rượu no đơn chức: CnH2n + 2O Cn H2 n + 2O n > 1 Rượu chưa no no, mạch hở, có k nối và Cn H2 n + 2- 2 k O đơn chức. n > 3 CnH2n + 2 – 2kO n 3, n, k N* Các phản ứng của rượu: - Phản ứng với kim loại kiềm: 2R(OH)n + 2nM > 2R(OM)n + nH2 2R-OH + 2M > 2R-OM + H2 R(OH)n : Rượu n chức, R-OH: Rượu đơn chức. - Phản ứng với axit: R-OH + H-Br > R-Br + H2O - Phản ứng tách nước: CnH2n + 1-OH > CnH2n + H2O. - Phản ứng ete hoá của rượu đơn chức, ta có: Số mol ete = 1/2 số mol của rượu tham gia phản ứng. Hỗn hợp 2 rượu bị ete háo sẽ tạo ra 3 ete. - Phản ứng cháy của rượu no hay ete no. Cn H2 n + 2Ox + (3n + 1 -x )/2 > n CO2 + (n + 1)H2O xmol n xmol (n + 1)x mol Hệ quả: Rượu no hay ete no cháy > số mol H2O > số mol CO2. Và số mol rượu no hay ete no tham gia phản ứng = số mol H2O – số mol CO2. Bài tập áp dụng: Bài 1: Đốt cháy 3,075 gam hỗn hợp 2 rượu no đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Sản phẩm thu được lần lượt cho qua bình 1 đựng H2SO4 đặc và bình 2 đựng KOH rắn. Tính khối lượng các bình này tăng lên, biết rằng nếu cho lượng rượu trên tác dụng với Na thấy thoát ra 0,672 lít H2 (đktc). Lập công thức phân tử của 2 rượu. Bài giải Gọi n là số nguyên tử cacbon trung bình của 2 rượu. Ta có CTPT tương đương của 2 rượu là Cn H2n + 1OH. Phản ứng đốt cháy: 3n t 0 (1) Cn H2n + 1OH + O2  n CO2 + (n + 1) H2O 2 Khi cho sản phẩm thu được qua bình 1 đựng H2SO4 thì H2O bị hấp thụ và qua bình 2 đựng KOH thì CO2 bị giữ lại theo phương trình. (2) CO2 + 2KOH  K2CO3 + H2O Phản ứng rượu tác dụng với Na (3) 2Cn H2n + 1OH + 2Na  2Cn H2n + 1ONa + H2 Theo (3) số mol hỗn hợp 2 rượu là. 0,672 nhh = 2.nH = 2 = 0,06 (mol) 2 22,4
132 3,075 M hh = = 51,25 = 14n + 18 0,06 n = 2,375. Vì 2 rượu kế tiếp nhau nên suy ra: C2H5OH và C3H7OH. Theo (1) ta có: Khối lượng bình 1 tăng = m = 0,06(2,375 + 1).18 = 3,645 g HO2 Khối lượng bình 2 tăng = m = 0,06 . 2,375 . 44 = 6,27 g CO 2 Bài 2: A là hỗn hợp gồm rượu Etylic và 2 axit hữu cơ kế tiếp nhau có dạng CnH2n+1COOH và Cn+1H2n+3COOH. Cho 1/2 hỗn hợp A tác dụng hết với Na thoát ra 3,92 lít H2 (đktc). Đốt 1/2 hỗn hợp A cháy hoàn toàn, sản phẩm cháy được hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì có 147,75g kết tủa và khối lượng bình Ba(OH) 2 tăng 50,1 g. a, Tìm công thức 2 axit trên. b, Tìm thành phần hỗn hợp A. 3,92 nH2 = = 0,175 (mol) 22,4 PT phản ứng: 2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 (1) 2CnH2n+1 COOH +2Na 2CnH 2n+1COONa + H2 (2) 2Cn+1H2n+3 COOH +2Na 2Cn+1H2n+3COONa + H2 (3) Biện luận theo trị số trung bình. Tổng số mol 3 chất trong 1/2 hỗn hợp = 0,175.2= 0,35 (mol) t0 C2H6O + 3O2 2CO2 + 3H2O (4) t0 3x 2 CxH2xO2 + O2 xCO2 + xH2O (5) 2 147,75 Chất kết tủa là BaCO3 nBaCO3 = = 0,75 (mol) 197 PT: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (6) Theo PT (6) ta có: nCO2 = nBaCO3 = 0,75 (mol) mCO2 = 0,75 x44 = 33(g) mH2O = m tăng - mCO2 mH2O = 50,1 - 33 = 17,1 (g) 17,1 nH2O = = 0,95 (mol) 18 Từ PT (4) ta thấy ngay: Số mol rượu C2H5OH = 0,95 - 0,75 = 0,2 ( mol) Theo PT (4) ta thấy số mol CO2 tạo ra là nCO2 = 2.nC2H5OH = 2.0,2 = 0,4 (mol) Suy ra: 2 a xít cháy tạo ra 0,75 - 0,4 = 0,35 (mol CO2) Từ PT (4) ta thấy nH2O = 3.nC2H5OH = 3.0,2 = 0,6 (mol) Suy ra 2 axit cháy tạo ra: 0,95 - 0,6 = 0,35 mol H2O Với số mol 2axit = 0,35 - 0,2 = 0,15 x = 0,35 : 0,15 = 2,33 (x là số mol trung bình giữa n+1 và n+2) 2 axit là CH3COOH và C2H5COOH.
133 Gọi số mol CH3COOH, C2H5COOH trong 1/2 A là a, b. Theo phương trình đốt cháy ta có: Số mol của 2 axit = 0,15mol = a + b. nCO2 sinh ra = 2a + 3 b = 0,35. Giải ra ta có: a = 0,1; b = 0,05. Vậy hỗn hợp có 0,2 mol CH3COOH là 12 g và 0,10 mol C2H5COOH là 7,4g Bài 3: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol Rượu Etylic và a mol Rượu X có công thức là: CnH2n(OH)2. Chia A thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng hết với Na thấy bay ra 2,8lít khí Hiđrô (ở ĐKTC). Phần thứ 2 đem đốt cháy hoàn toàn thu được 8,96 lít khí CO2 (ở ĐKTC) và b g nước. a/ Tìm các giá trị của a, b? b/ Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của X, biết rằng mỗi nguyên tử C chỉ liên kết được với 1 nhóm OH? Hướng dẫn: 1. Các phản ứng xảy ra. 2C2H5OH + 2Na  2C2H5ONa + H2  (1) CnH2n(OH)2 + 2 Na  CnH2n(ONa)2 + H2  (2) to C2H5OH + 3 O2  2 CO2 + 3 H2O (3) 3n 1 to CnH2n(OH)2 + O2  n CO2 + (n+1) H2O (4) 2 Theo phản ứng (1), (2) ta có: 0,1 a 2,8 n H2 = + = = 0,125 (mol) a = 0,2 mol. 2,2 2 22,4 Theo phản ứng (3), (4): 0,1 0,2 8,96 n CO2 = . 2 + . n = = 0,4 (mol). n = 3. 2 2 22,4 Theo phản ứng (3), (4): 0,1 0,2 n H2O = . 3 + . 4 = 0,55 (mol). 2 2 m H2O = b = 0,55 . 18 = 9,9g 2. Công thức phân tử của X là: C3H8O2 hay C3H6(OH)2. Công thức cấu tạo hợp chất là: CH2 - CH - CH3 CH2 - CH2 - CH2 OH OH OH OH Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn 23g một rượu no đơn chức A, thu được 44g CO2 và 27g H2O. a/ Xác định CTPT, CTCT của A
134 b/ Hỗn hợp X gồm A và B là đồng đẳng của nhau. Cho 18,8g hỗn hợp X tác dụng với Na dư, thu được 5,6 lit H2 (đktc). Xác định CTPT, CTCT của A, B và tính thành phần % theo khối lượng của A, B trong X. c/ Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X rồi cho toàn bộ sản phẩm đi qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 35g kết tủa. Tính khối lượng hỗn hợp X đem đốt cháy. Hướng dẫn : a/ Số mol CO2 = 1 mol và số mol của H2O = 1,5 mol. Nhận thấy số mol của H2O > số mol của CO2 > Rượu A là rượu no. n 1 nHO : nCO = = 1,5 > n = 2. CTPT của A là C2H6O và CTCT là CH3 – CH2 – OH. 2 2 n b/ Gọi CTPT TB của A và B là Cn H2 n + 1OH, a là số mol của rượu tương đương. m = (14n + 18)a = 18,8 (*) 2Cn H2 n + 1OH + 2Na > 2Cn H2 n + 1ONa + H2 a(mol) a/2(mol) Số mol H2 = a/2 = 5,6/22,4 = 0,25 > a = 0,5 mol Thay a = 0,5 vào (*) > n = 1,4 Vậy n m = 0,3 . 32 = 9,6g > % m = 51,06% và % m = 48,94%. CH3 OH CH3 OH CH3 - CH2 - OH c/ 2Cn H2 n + 1OH + 3n O2 > 2n CO2 + 2(n + 1) H2O a mol n a mol CO2 + Ca(OH)2 > CaCO3 + H2O n a mol n a mol Số mol của CaCO3 = n a = 35 : 100 = 0,35 mol > a = 0,35 : n = 0,35 : 1,4 = 0,25. Ta có: mX = (14n + 18)a = 14n a + 18a = 14.0,35 + 18.0,25 = 9,4g. Bài 5: 1 - Trong bình kín ở 150 0C chứa hỗn hợp khí gồm 1 thể tích axetilen và 2 thể tích oxi. Đốt cháy axetilen bằng chính khí oxi trong bình. Sau khi phản ứng kết thúc đưa bình về nhiệt độ ban đầu thì áp suất trong bình thay đổi như thế nào? 2 - Trộn 12,4 g hỗn hợp hai rượu CH3OH và C2H5OH với 3 g axit CxHyCOOH rồi đem đốt thì thu được 13,44 l khí CO2 (ĐKTC). Nếu đem 3 g oxit trên trung hoà bởi dung dịch KOH 0,5 M thì cần 100 ml DD KOH. a. Tìm CTHH của axit trên. b. Tính % khối lượng hỗn hợp rượu ban đầu. c. Viết PTHH các phản ứng Este hoá giữa các chất trên. Hướng dẫn: 1 - ở 1500C nước ở thể hơi. Gọi V là thể tích của C2H2 thì V = 2V O 2 Thể tích hỗn hợp C2H2 và O2 trong bình bằng 3V PTHH:
135 2C2H2(k) + 5O2(k) 4CO2(k) + 2H2O(h) 2 mol 5 mol 4 mol 2 mol V l 2,5 V l 2 V l V l x l 2 Vl y l z l 4 8 4 x = V y = V z = V 5 5 5 4 1 VCH còn dư = V - V = V 2 2 5 5 8 4 1 13 Vhh sau phản ứng = (V + V +V ) = V 5 5 5 5 Gọi áp suất trong bình lúc đầu là 100% P n V áp suất trong bình sau phản ứng là a %. áp dụng công thức d = d = d Ps ns Vs 13 100. Ta có: a = 5 = 86,7 (%) 3 Vậy áp suất khí trong bình giảm đi là: 100 % - 86,7 % = 13,3 % 2. a- Tìm CTHH của axit: nKOH = 0,5 . 0,1 = 0,05 (mol) PTHH: CxHyCOOH (dd) + KOH (dd) CxHyCOOK (dd) + H2O (l) 0,05 mol 0,05 mol 3 MC H COOH = = 60 x y 0,05 12 x + y + 45 = 60 12x + y = 15 x = 1 và y = 3 > CTHH của axit là: CH3COOH. b. Tính phần khối lượng của hỗn hợp rượu ban đầu: 13,44 Nco = = 0,6 (mol) 2 22,4 Gọi x, y lần lượt là số mol CH3OH và C2H5OH trong hỗn hợp (x, y > 0). PTHH: Đốt cháy hỗn hợp 2CH3OH (l) + 3O2 (k) 2CO2(k) + 4H2O (h) x mol x mol C2H5OH (l) + 3O2 (k) 2 CO2 (k) + 3H2O (h) y mol 2y mol CH3COOH (l) + 2O2 (k) 2 CO2 (k) + 2H2O (h) 0,05 mol 0,1 mol Tổng số mol CO2: 2y + x + 0,1 = 0,6 2y + x = 0,5 Khối lượng hỗn hợp hai rượu bằng 12,4 gam 46 y + 32 x = 12,4 suy ra x = 0,1 mol và y = 0,2 mol 0,1.32 % CH3OH = . 100% 25,8 % 12,4
136 % C2H5OH = 100% - 25,8 % = 74,2% c. Phản ứng ESTE hoá: 0 H2SO4(đặc), t CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l) 0 H2SO4(đặc), t CH3COOH (l) + CH3OH (l) CH3COOCH3 (l) + H2O (l) Chuyên đề 20: axit và este Công thức phân tử tổng quát của axit và este đa chức no, mạch hở. * CnH2n + 2 – 2kO2k với k: nhóm chức – COOH hay – C – O – H và n, k thuộc N = 1, 2, 3 O Hỗn hợp: C. n H2n + 2 - 2 k O2 k với n , k > 1. k = 1: > este và axit đều đơn chức no có công thức phân tử là: CnH2nO2 với axit thì n 1 và este thì n 2. Hỗn hợp: C. n H2 n O2 với axit thì n > 1 và este thì n > 2. - Nếu một trong hai gốc rượu hoặc axit là đơn chức thì este mạch hở. Nếu rượu và axit đều đa chức thì este mạch vòng. - Axit và este đều tác dụng với dung dịch kiềm gọi chung là phản ứng xà phòng hoá, đều tạo ra muối kiềm của axit hữu cơ. RCOOH RCOOM + H2O R – C – O – R/ + MOH > RCOOM + R/OH O - Este có phản ứng thuỷ phân trong môi trường axit H2SO4 tạo ra rượu và axit. - Phản ứng cháy của axit và este đơn chức no đều tạo ra CO2 và H2O có số mol bằng nhau. - Tổng quát, một chất có công thức phân tử là CnH2nOx và mạch hở thì CnH2nOx có một nối trong công thức cấu tạo và khi cháy tạo ra CO2 và H2O có số mol bằng nhau. Bài toán áp dụng: Bài 1: Đốt cháy 3(g) một hợp chất hữu A cơ trong không khí thu được 4,4g CO2 và 1,8g H2O. a. Xác định CTPT của hợp chất hữu cơ A. Biết rằng tỷ khối của A so với H2 là 30. Viết CTCT có thể có của A. b. Nếu đem toàn bộ lượng khí CO2 ở trên tác dụng với 100 ml dd NaOH 1,5M thì thu được muối gì? Tính khối lượng của mỗi muối. Hướng dẫn;
137 a.Vì đốt cháy hợp chất hữu cơ A thu được CO2 và H2O nên chắc chắn trong A phải chứa hai nguyên tố là C và H có thể có O. Số mol sản phẩm. 4,4 n 0,1mol => n n 0,1mol => m 0,1.12 1,2g CO2 44 C CO2 C 1,8 n 0,1mol n 2n 0,2mol m 0,2.1 0,2g H 2O 18 H H 2O H Ta có: mC mH 2,4 0,2 2,6(g) mA 6g Do đó trong A phải chứa nguyên tố O mO mA (mC mH ) 3 (1,2 0,2) 1,6(g) 1,6 n 0,1(mol) O 16 Tỉ lệ :nC : nH : nO 0,1: 0,2 : 0,1 1: 2 :1 Công thức đơn giản nhất của A là CH2O. Đặt công thức tổng quát của A là ( CH2O)n có mA =30n Theo công thức dA/ = 30.2 = 60 =>30n = 60 => n = 2. H 2 Vậy công thức phân tử của A là C2H4O2. b. nNaOH 0,1.1,5 0,15mol . Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH NaHCO3 Trước phản ứng: 0,1 0,15 Phản ứng: 0,1 0,1 Sau phản ứng : 0 0,05 0,1 Tiếp tục có phản ứng: NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O Trước phản ứng: 0,1 0,05 0,05 0,05 Sau phản ứng 0,05 0 0,05 Ta thu được 2 muối: NaHCO3 và Na2CO3 có khối lượng là: m 0,05.84 4,2g NaHCO3 m 0,05.106 5,3g Na2CO3 Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,4g hợp chất hữu cơ Y chứa C, H, O cần vừa đủ 5,6 lít khí Ôxi (ĐKTC), thu được khí CO2 và hơi nước với thể tích bằng nhau. a) Xác định công thức phân tử của Y, biết rằng khối lượng phân tử của Y là 88 đvc. b) Cho 4,4gam Y tác dụng hoàn toàn với một lượng vừa đủ dung dịch NaOH sau đó làm bay hơi hổn hợp thu được m1 gam hơi của một rượu đơn chức và m2 gam muối của một A xit hữu cơ đơn chức. Số nguyên tử các bon ở trong rượu và A xít thu được bằng nhau. Hãy xác định công thức cấu tạo và tên gọi của Y. Tính lượng m1 và m2 Hướng dẫn: a/ Gọi công thức phân tử của chất Y là CxHyOz. Phản ứng đốt cháy Y: y z t0 y CxHyOz + (x+ - )O2  xCO2+ H2O. (1) 4 2 2 y (0.05mol) 0.25mol 0.05x 0.05 2 4.4 5.6 Tính nY= 0.5mol ; nO2= 0.25(mol) 88 22.4 y nCO2=0.05x ; nH2O=0.05 2
138 Vì thể tích CO2bằng thể tích hơi nước, do đó ta có: y 0.05x = 0.05 y=2x (2) 2 y z nO2=(x+ - )0.05=0.25 (3) 4 2 Thay (2) vào (3) ta có: 3x -z=10 (4) Khối lượng phân tử của Y=12x+y+16z =88 (5) Từ các phương trình (2,3,4,5) ta có: x = 4 ; y = 8; z = 2 Vậy công thức phân tử của Y là: C4H8O2 b/ Phản ứng với NaOH Vì Y(C4H8O2) + NaOH Rượu (m1gam) + muối(m2gam) nên Y phải là một este vì 4 số nguyên tử cacbon trong rượu =số nguyên tử các bon trong axit = = 2 nguyên tử 2 C Do đó công thức của rượu là C2H5OH với m1= 0.05 46 = 23g Công thức axít là CH3COOH Với m2= 0.05 82 =4.1g CH3COONa Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam chất A, thu được 2,24 lít CO2 (ở đktc) và 1,8g nước. Tỷ khối hơi của A so với Mêtan là 3,75. Tìm công thức cấu tạo của A biết A tác dụng được với NaOH. Hướng dẫn: Ta có. 2,24 n 0,1mol mC = 1,2g CO2 22,4 1,8 n 0,1mol m 0,2g H2O 18 H mO = 3 - (1,2 + 0,2) = 1,6g Đặt công tác của A là: CxHyO2, theo bài ra ta có: MA = 3,75 . 16 = 60 (g) 12y y 162 60 Ta có: 1,2 0,2 1,6 3 Giải ra ta được: x = 2, y = 4, z = 2 CTTQ của A là: C2H4O2 A Có các CTCT: CH3COOH và HCOOC2H5 Vì A phản ứng được với NaOH nên A có thể là CH 3COOH và HCOOC2H5 (axit axetic) * CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O * HCOOCH3 + NaOH HCOONa + CH3OH