Phương pháp giải bài tập muối sunfua - GV: Hoàng Châu Thiện

Nội dung text: Phương pháp giải bài tập muối sunfua - GV: Hoàng Châu Thiện

1. Trường THPT Chuyên Phương pháp giải bài tập muối sunfua PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP MUỐI SUNFUA A. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây bài tập về hiđrosunfua và muối sunfua được sử dụng tương đối nhiều trong các đề thi ĐH – CĐ; đề thi HSG cấp tỉnh; đề thi HSGQG; đề thi HSG Casio . Sở dĩ như vậy vì:  Tính chất của muối sunfua khá phức tạp; các phản ứng của muối sunfua thường có qui luật nhưng cũng có rất nhiều trường hợp đặc biệt; các phản ứng oxi hóa – khử của muối sunfua rất phức tạp đòi hỏi người viết phản ứng đó phải có một kiến thức khá sâu mới hiểu hết được về phản ứng đó  Các muối sunfua có mặt ở hầu hết chương trình hóa vô cơ THPT  Các bài tập về muối sunfua đòi hỏi nhiều kĩ năng hóa học cũng như toán học. Để giúp các em học sinh có một kiến thức cơ bản và sâu rộng một cách có hệ thống về mảng kiến thức này tôi xin biên tập chuyên đề “Phương pháp giải bài tập muối sunfua” GV: Hoàng Châu Thiện trang 1
2. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 1: Lý thuyết B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Phần 1: Lý thuyết cơ bản và nâng cao về muối sunfua 1. Công thức tổng quát: MxSy. 2. Phân loại: Có 4 loại  Loại 1: Tan trong nước: Na2S, K2S, (NH4)2S, BaS,  Loại 2: Không tan trong nước nhưng tan trong HCl, H2SO4 loãng: FeS, ZnS, MnS,  Loại 3: Không tan trong nước và không tan trong HCl, H2SO4 loãng: CuS, PbS, Ag2S, SnS, CdS, HgS  Loại 4: Không tồn tại trong nước: MgS, Al2S3, 3. Tính chất hóa học: 3.1. Môi trường của muối sunfua: Các muối sunfua tan trong nước thường có môi trường kiềm VD: pH của dung dịch Na2S 0,1M ≈ 12,76. t0 3.2. Phản ứng đốt cháy: muối sunfua + oxi  oxit + SO2. VD: t0 CuS + 3/2 O2  CuO + SO2↑ t0 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2↑ t0 Cu2S + 2O2  2CuO + SO2↑ t0 Nhưng: 2CuFeS2 + O2thiếu  Cu2S + 2FeS + SO2↑ t0 Cu2S + 1,5O2 thiếu  Cu2O + SO2↑ + 3.3. Phản ứng với axit HCl và H2SO4 loãng: muối sunfua + H → muối + H2S↑ (muối sunfua loại 3 không phản ứng) VD: Na2S + H2SO4 loãng → Na2SO4 + H2S↑ FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ CuS + HCl → không phản ứng. FeS2 + 2HCl → FeCl2 + S↓ + H2S↑ GV: Hoàng Châu Thiện trang 2
3. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 1: Lý thuyết 3.4. Phản ứng của với H2SO4 đặc: Muối sunfua + H2SO4 đặc → Muối sunfat + SO2 + H2O VD: t0 CuS + 4H2SO4 đặc  CuSO4 + 4SO2↑ + 4H2O t0 2FeS2 + 14H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + 15SO2↑ + 14H2O 3.5. Phản ứng với HNO3: + Phản ứng của muối sunfua với HNO3 rất phức tạp, nói chung là HNO3 sẽ đưa các ngyên tố phản ứng với nó lên số oxi hóa cao nhất. Một số muối sunfua có nhiều cách viết phản ứng dạng phân tử nhưng đều có chung phương trình ion thu gọn + VD1: FeS2 + 18HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2↑ + 7H2O Hoặc: 3FeS2 + 48HNO3 → Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + 3H2SO4 + 45NO2↑ + 21H2O Hoặc: 2FeS2 + 30HNO3 → Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 30NO2↑ + 14H2O Cả 3 cách viết trên đều có phương trình ion thu gọn là: + - 3+ 2- FeS2 + 14H + 15NO3 → Fe + 2SO4 + 15NO2↑ + 7H2O + VD2: t0 As2S3 + 28HNO3đặc  2H3AsO4 + 3H2SO4 + 28NO2↑ + 8H2O 3.6. Phản ứng với muối khác: Phản ứng của muối sunfua loại 1 với muối khác khá phức tạp VD: FeCl2 + Na2S → FeS↓ + 2NaCl 2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS↓ + S↓ + 6NaCl 2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O →2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaCl AlCl3 + 3NaHS + 3H2O →Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 3NaCl MgCl2 + Na2S + 2H2O → Mg(OH)2↓ + 2NaCl + H2S↑ Ag2S + 4KCN → 2K[Ag(CN)2] + K2S Cu2S + 2Fe2(SO4)3 4FeSO4 + 2CuSO4 + S 3.7. Phản ứng với S: muối sunfua loại 1 phản ứng với lưu huỳnh tạo ra polisunfua. 2- 2 S + nS → Sn 1 (polisunfua) 3.8. Phản ứng với hiđro peoxit: VD: PbS + H2O2 → PbSO4 + H2O (*) Na2S + H2O2 → Na2SO4 + H2O t0 As2S3 + 14H2O2  2H3AsO4 + 3H2SO4 + 8H2O Phản ứng (*) được dùng để phục chế những bức tranh cổ. 3.9. Màu của muối sunfua kết tủa: FeS; CuS; PbS; CoS và NiS có màu đen, HgS = đỏ, CdS = vàng; MnS = hồng; ZnS = trắng GV: Hoàng Châu Thiện trang 3
4. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 1: Lý thuyết 3.10. Phản ứng của H2S: + H2S có pKa1 = 7,02 và pKa2 = 12,9. + Với oxi: H2S + ½ O2 thiếu → S + H2O t0 H2S + 3/2 O2  SO2 + H2O + Với SO2: 2H2S + SO2 → 3S + H2O + Với nước clo: H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl + Với muối: FeCl3 + H2S → FeCl2 + S + HCl CuCl2 + H2S → CuS↓ + 2HCl FeCl2 + H2S → không phản ứng. + Với Ag: 4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O Phản ứng này giải thích hiện tượng Ag bị hóa đen trong không khí bị ô nhiễm. + Với các chất oxi hóa khác: K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 → 3S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O 4. Một số khoáng vật sunfua: pirit = FeS2; cancopirit = FeCuS2; galen = PbS; blenđơ = ZnS 5. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử có muối sunfua. Các phản ứng oxi hóa – khử thông thường sẽ có một chất khử và một chất oxi hóa nhưng phản ứng oxi – hóa khử của muối sunfua phức tạp hơn vì thường có hai chất khử. VD1: t0 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2↑ 4 3 4 FeS2  Fe 2S 11e O 4e 2O 2 11 2  VD2: t0 As2S3 + 28HNO3đặc  2H3AsO4 + 3H2SO4 + 28NO2↑ + 8H2O 1 5 6 As2S3  2As 3S 28e 5 4 28 N 1e  N GV: Hoàng Châu Thiện trang 4
5. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 2: BT lý thyết Phần 2: Bài tập lý thuyết về muối sunfua Bài 1: Hoàn thành các phản ứng sau(nếu có): 1/ FeCl2 + H2S 2/ CuS + HCl 3/ FeCl3 + K2S 4/ FeS + HCl 5/ As2S3 + HNO3loãng 6/ FeS2 + HCl → 7/ FeS2 + HNO3 loãng → 8/ Cu2S + HNO3 đặc 9/ Cu2S + H2SO4 đặc 10/ KMnO4 + H2S + H2SO4 → Giải 1/ FeCl2 + H2S không phản ứng 2/ CuS + HCl không phản ứng 3/ 2FeCl3 + H2S 2FeCl2 + S + 2HCl 4/ FeS + 2HCl FeCl2 + H2S t0 5/ 3As2S3 + 28HNO3 loãng + 4H2O  6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO↑. 6/ FeS2 + 2HCl → FeCl2 + S↓ + H2S↑ 7/ FeS2 + 8HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO↑ + 2H2O 8/ Cu2S + 14HNO3 đặc 2Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2 + 6H2O 9/ Cu2S + 6H2SO4 đặc 2CuSO4 + 5SO2 + 6H2O 10/ 2KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 → 5S + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O Bài 2(ĐH khối B-2003): Cho hỗn hợp gồm FeS 2 và FeCO3 phản ứng hết với dung dịch HNO 3 đặc, nóng thu được dung dịch A và hỗn hợp khí B gồm NO 2, CO2. Thêm dung dịch BaCl2 vào dung dịch A. Hấp thụ hỗn hợp khí B bằng dung dịch NaOH dư. Viết phương trình phân tử và phương trình ion rút gọn của các phản ứng xảy ra. Giải + Khi FeS2 và FeCO3 phản ứng với HNO3 đặc: t0 FeS2 + 18HNO3  Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2↑ + 7H2O t0 FeCO3 + 4HNO3  Fe(NO3)3 + CO2↑ + NO2↑ + 2H2O  Dung dịch A có Fe(NO3)3, H2SO4 và có thể có HNO3 dư; hỗn hợp khí B gồm CO2 và NO2. + Khi A phản ứng với dung dịch BaCl2: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl + Khi B phản ứng với dung dịch NaOH dư CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O 2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O  Phản ứng dạng ion thu gọn: + - t0 3+ 2- FeS2 + 14H + 15NO3  Fe + SO4 + 15NO2↑ + 7H2O + - t0 3+ FeCO3 + 4H + NO3  Fe + CO2↑ + NO2↑ + 2H2O GV: Hoàng Châu Thiện trang 5
6. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 2: BT lý thyết 2+ 2- Ba + SO4 → BaSO4↓ - 2- CO2 + 2OH → CO3 + H2O - - - 2NO2 + 2OH → NO3 + NO2 + H2O Bài 3(Khối A-2004): 1. Hoàn thành phản ứng sau dạng phân tử và ion thu gọn(nếu có) FeS + HCl  Khí A + t0 KClO3  Khí B + Na2SO3 + HCl  Khí C + 2. Cho các khí A, B, C tác dụng với nhau từng đôi một, viết phản ứng và ghi rõ điều kiện? Giải 1/ Hoàn thành phản ứng dạng phân tử và ion thu gọn. FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S(A). + 2+ FeS + 2H  Fe + H2S. t0 2KClO3  2KCl + 3O2(B) Na2SO3 + 2HCl  2NaCl + SO2(C) + H2O 2- + SO3 + 2H  SO2 + H2O 2/  Cho A + B: H2S + ½ O2 thiếu  S + H2O t0 H2S + 3/2 O2  SO2 + H2O  Cho A + C: 2H2S + SO2  3S + 2H2O 0 V2O5 ,t  Cho B + C: 2SO2 + O2  2SO3. Bài 4(Khối A- 2005): Viết cấu hình e, xác định vị trí của lưu huỳnh (Z=16) trong BTH. Viết phản ứng của H2S với O2, SO2, nước clo. Trong các phản ứng đó H2S có tính khử hay oxi hóa, tại sao? Giải + Cấu hình e: 1s22s22p63s23p4  vị trí: ô 16; chu kì 3; nhóm VIA. + Phản ứng xảy ra: H2S + ½ O2 thiếu  S + H2O t0 H2S + 3/2 O2  SO2 + H2O 2H2S + SO2  3S + 2H2O H2S + 4Cl2 + 4H2O  H2SO4 + 8HCl + Trong các phản ứng trên H2S chỉ có tính khử vì số oxi hóa của S trong H2S là –2 là số oxi hóa thấp nhất của S. Bài 5(Khối B- 2005): Chỉ dùng dung dịch H2SO4 loãng hãy nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ mất nhãn sau: NaCl; Na2S; Na2CO3; Na2SO3. Giải GV: Hoàng Châu Thiện trang 6
7. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 2: BT lý thyết + Lấy mỗi dung dịch một lượng cần thiết để nhận biết. Tiến hành nhận biết ta có kết quả trong bảng sau: NaCl Na2S Na2CO3 Na2SO3 H2SO4 Không ht  mùi trứng thối  không mùi  mùi sốc + Phản ứng xảy ra: Na2S + H2SO4 Na2SO4 + H2S Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + CO2 Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + SO2 Bài 6(Khối A- 2006): Khi nung hỗn hợp FeS2 và FeCO3 trong không khí, thu được một oxit sắt và khí B1, B2. Tỉ lệ khối lượng phân tử của B1 và B2 là 11:16. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và xác định hai khí B1, B2? Giải Khi nung hỗn hợp FeS2 và FeCO3. t0 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 t0 4FeCO3 + O2  2Fe2O3 + 4CO2  B1 là CO2 còn B2 là SO2. Bài 7: Những bức tranh cổ được vẽ bằng bột “trắng chì”[PbCO3.Pb(OH)2] lâu ngày bị hoá đen trong không khí. Người ta có thể dùng hiđropeoxit để phục hồi bức tranh đó. Hãy giải thích? Giải + Những bức tranh cổ bị hóa đen là do [PbCO3.Pb(OH)2] đã phản ứng với H2S có trong không khí theo phương trình: rÊt chËm PbCO3 + H2S  PbS + CO2 + H2O rÊt chËm Pb(OH)2 + H2S  PbS + 2H2O + Để phục chế ta dùng H2O2 vì: 4H2O2 + PbS  PbSO4 + 4H2O PbSO4 tạo ra có màu trắng tương tự như PbCO3.Pb(OH)2. Bài 8 (CĐ-2007): Các khí có thể cùng tồn tại trong một hỗn hợp là A. NH3 và HCl. B. H2S và Cl2. C. Cl2 và O2. D. HI và O3. Đáp án: C Bài 9 (Khối B-2007): Trong phản ứng đốt cháy CuFeS2 tạo ra sản phẩm CuO, Fe2O3 và SO2 thì một phân tử CuFeS2 sẽ: A. nhận 13 e. B. nhận 12 e. C. nhường 13 e. D. nhường 12 e. Đáp án: C Bài 10 (Khối A-2008): Cho sơ đồ chuyển hoá quặng đồng thành đồng: 0 0 0 O2 ,t O2 ,t X,t CuFeS2  X  Y  Cu . Hai chất X, Y lần lượt là: A. Cu2O, CuO. B. CuS, CuO. C. Cu 2S, CuO. D. Cu 2S, Cu2O. GV: Hoàng Châu Thiện trang 7
8. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 2: BT lý thyết Đáp án: D Bài 11 (Khối A-2009): Trường hợp nào sau đây không xảy ra pư hoá học? A. Sục khí Cl2 vào dung dịch FeCl2. B. Sục khí H2S vào dung dịch CuCl2. C. Sục khí H2S vào dung dịch FeCl2. D. Cho Fe vào dung dịch H2SO4 loãng, nguội. Đáp án: C Bài 12 (Khối B-2010): Phương pháp để loại bỏ tạp chất HCl có lẫn trong khí H2S là cho hỗn hợp khí lội từ từ qua một lượng dư dung dịch: A. Pb(NO3)2. B. NaHS. C. AgNO3. D. NaOH. Đáp án: B Bài 13 (Khối B-2010): Để đánh giá sự ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải của một nhà máy, người ta lấy một ít nước, cô đặc rồi thêm dung dịch Na2S vào thấy xuất hiện kết tủa màu vàng. Hiện tượng trên chứng tỏ nước thải bị ô nhiễm bởi ion: A. Fe2+. B. Cu2+. C. Pb2+. D. Cd2+. Đáp án: D Bài 14 (Khối A-2011): Trong các thí nghiệm sau: (1) Cho SiO2 tác dụng với axit HF. (2) Cho khí SO2 tác dụng với khí H2S (3) Cho khí NH3 tác dụng với CuO đun nóng. (4) Cho CaOCl2 tác dụng với dung dịch HCl (5) Cho Si đơn chất tác dụng với dung dịch NaOH. (6) Cho khí O3 tác dụng với Ag. (7) Cho dung dịch NH4Cl tác dụng với dung dịch NaNO2 đun nóng. Số thí nghiệm tạo ra đơn chất là: A. 7. B. 6. C. 5. D. 4. Đáp án: B Bài 15 (Khối B - 2011): Dãy gồm các chất (hoặc dung dịch) đều phản ứng được với dung dịch FeCl2 là: A. Bột Mg, dung dịch BaCl2 , dung dịch HNO3 . B. Khí Cl2, dung dịch Na2CO3, dung dịch HCl. C. Bột Mg, dung dịch NaNO3, dung dịch HCl. D. Khí Cl2, dung dịch Na2S, dung dịch HNO3. Đáp án: D Bài 16 (Khối B - 2011): Thực hiện các thí sau: (a) Nung NH4NO3 rắn (b) Đun nóng NaCl tinh thể với dung dịch H2SO4 đặc (c) Sục khí Cl2 vào dung dịch NaHCO3. (d) Sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 dư (e) Sục khí SO2 vào dung dịch KMnO4 (g) Cho dung dịch KHSO4 vào dung dịch NaHCO3. (h) Cho PbS vào dung dịch HCl loãng (i) Cho Na2SO3 vào dung dịch H2SO4 dư, đun nóng Số thí nghiệm sinh ra chất khí là: A. 4.B. 6. C. 5.D. 2. Đáp án: C Bài 17 (Cao đẳng 2011): Tiến hành các thí nghiệm sau: (1) Sục H2S vào dung dịch FeSO4; GV: Hoàng Châu Thiện trang 8
9. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 2: BT lý thyết (2) Sục H2S vào dung dịch CuSO4; (3) Sục CO2 dư vào dung dịch Na2SiO3; (4) Sục CO2 dư vào dung dịch Ca(OH)2; (5) Nhỏ từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3. (6) Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số thí nghiệm thu được kết tủa là A. 4.B. 6. C. 5.D. 3. Đáp án: A Bài 18 (Cao đẳng 2011): Dẫn mẫu khí thải của một nhà máy qua dung dịch Pb(NO3)2 dư thì thấy xuất hiện kết tủa màu đen. Hiện tượng đó chứng tỏ trong khí thải nhà máy có khí nào sau đây? A. NH3.B. CO 2.C. SO 2. D. H2S. Đáp án: D GV: Hoàng Châu Thiện trang 9
10. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 3: Phương pháp giải bài tập Phần 3: Một số phương pháp giải bài tập về muối sunfua Phương pháp 1: Giải bài tập muối sunfua bằng phương pháp qui đổi Ghi nhớ + Qui đổi là pp đưa hh nhiều chất về 1 chất hoặc hh ít chất hơn. Trong bài tập về muối sunfua người ta thường qui đổi về các nguyên tử tương ứng. + Vì số chất giảm đi nên số phản ứng phải viết và số ẩn sẽ giảm do đó việc giải toán sẽ nhanh dễ dàng hơn. + Khi áp dụng pp qui đổi ta thường dùng thêm 3 ĐL sau:  ĐLBTKL  ĐLBTNT  ĐLBT electron. + Nếu qui đổi ra số mol âm thì ta vẫn lấy bình thường Bài tập 1: Hòa tan hết 30,4 gam hỗn hợp X gồm Cu, CuS, Cu2S và S bằng dung dịch HNO3 dư thu được 20,16 lít khí NO duy nhất ở đktc và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y được m gam kết tủa. Tính m? Giải + Qui đổi hỗn hợp đã cho thành hỗn hợp Cu và S ta có sơ đồ: 2+ Cu : x mol HNO Cu : x mol Ba(OH) Cu(OH)2: x mol 30,4 gam 3 0,9 mol NO + 2 S: y mol 2- BaSO : y mol SO4 : y mol 4 64x 32y 30,4 + Theo ĐLBT e và giả thiết ta có hệ: x = 0,3 mol và y = 0,35 mol 2x 6y 0,9.3  m = 0,3.98 + 0,35.233 = 110,95 gam. + Ghi chú: Ta có thể qui đổi hỗn hợp X về hỗn hợp Cu + CuS hoặc hỗn hợp khác. Bài 2(Đề thi HSG Hóa 10 – Vĩnh Phúc – 2010): Cho 20,8 gam hỗn hợp Fe, FeS, FeS2, S pư với H2SO4 đặc nóng dư thu được V lít SO2 ở đktc và dung dịch A. Cho A + NaOH dư thu được 21,4 gam kết tủa. Tính thể tích dung dịch thuốc tím 1M cần dùng để pư vừa đủ với V lít trên? GV: Hoàng Châu Thiện trang 10
11. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 3: Phương pháp giải bài tập Giải + Qui đổi hỗn hợp ban đầu thành hỗn hợp Fevà S ta có: Fe : x mol Fe3+: x mol H4SO4 NaOH 20,8 gam  z mol SO2 +  Fe(OH)3: x mol S: y mol 2- SO4 : y mol 56x 32y 20,8 + Theo ĐLBT e và giả thiết ta có hệ: x = 0,2 mol và y = 0,3. 107x 21,4 + Áp dụng ĐLBT electron ta có: 2z = 3x + 6y z = 1,2 mol số mol KMnO4 = 1,2.2/5 = 0,48 mol Vdd KmnO4 = 0,48 lít. Bài 3(HSG11 – Vĩnh Phúc - 2010)Cho 20,8 gam hh X gồm Fe, FeS, FeS2, S pư với dd HNO3 đặc nóng dư thu được V lít NO2(là sp duy nhất ở đktc) và dung dịch A. Cho A pư với dd Ba(OH)2 dư thu được 91,3 gam kết tủa. 1/ Viết pư xảy ra dạng ion thu gọn? 2/ Tính V và số mol HNO3 cần dùng để oxi hóa hoàn toàn X? ĐS: Dùng pp qui đổi thu được V = 53,76 lít và số mol HNO3 = 3 mol. Bài 4: Hòa tan 25,6 gam chất rắn X gồm Fe, FeS, FeS2 và S bằng dd HNO3 loãng dư thu được V lít NO duy nhất ở đktc và dd Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu được 126,25 gam kết tủa. Giá trị của V là: A. 17,92B. 19,04 C. 24,64D. 27,58. Đáp án: C Bài 5: Hỗn hợp X gồm Mg, MgS và S. Hòa tan m gam X trong dd HNO3 đặc nóng thu được 2,912 lít nitơ duy nhất ở đktc và dd Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu được 46,55 gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 4,8B. 7,2 C. 9,6D. 12,0 Đáp án: C Bài 6: Cho 3,76 gam hỗn hợp X gồm FeS, S, FeS2 pư với dd HNO3 đặc nóng dư được 0,48 mol NO2 duy nhất và dung dịch D. Cho D + Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Giá trị của m là: A. 11,650 gamB. 12,815 gamC. 13,98 gamD.17,545 gam. Đáp án: D GV: Hoàng Châu Thiện trang 11
12. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 3: Phương pháp giải bài tập Phương pháp 2: Giải bài tập muối sunfua bằng định luật bảo toàn Ghi nhớ Các ĐLBT thường áp dụng trong bài tập về muối sunfua là:  ĐLBT electron: Tổng số mol e cho bằng tổng số mol e nhận  ĐLBT nguyên tố: Tổng số mol của một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng số mol của nguyên tố đó sau phản ứng  ĐLBT điện tích: Tổng điện tích trong một hệ được bảo toàn trong dung dịch tổng số mol điện tích âm bằng tổng số mol điện tích dương. Định luật bảo toàn khối lượng ít được áp dụng trong bài tập về muối sufua Bài 1(A-2007): Hoà tan hết hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là: A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06. Giải + Áp dụng ĐLBT nguyên tố cho Fe, Cu và S ta viết được: 3+ 2- FeS2 → Fe + 2SO4 . Mol: 0,12 0,12 0,24 2+ 2- Cu2S → 2Cu + SO4 . Mol: a 2a a + Áp dụng ĐLBTĐT ta có: 0,12.3 + 2a.2 = 2(0,24 + a)  a = 0,06 Bài 2: Hỗn hợp A gồm FeS và FeS 2 với số mol bằng nhau. Nung m gam A với oxi dư thu được 16 gam chất rắn. 1/ Tính m? 2/ Tính V dung dịch HNO3 68% (d=1,47 g/ml) cần dùng để hòa tan m gam trên biết rằng có một khí là sp khử duy nhất và lượng axit lấy dư 20%? Giải FeS: x mol O2 1/ + Ta có:  Fe2O3: 0,1 mol + SO2 FeS2 : x mol + Áp dụng ĐLBT nguyên tố suy ra: x + x = 0,1.2 x = 0,1 mol + Vậy: m = 88x + 120x = 20,8 gam. 2/ 181,5 ml. GV: Hoàng Châu Thiện trang 12
13. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 3: Phương pháp giải bài tập Bài 3: Hỗn hợp X gồm FeS2 và MS có số mol bằng nhau(M là kim loại có hóa trị không đổi). Cho 6,51 gam X phản ứng hết với HNO3 đun nóng được dung dịch A1 và 13,216 lít(đktc) hỗn hợp khí A2 có khối lượng là 26,34 gam gồm NO và NO2. Thêm BaCl2 dư vào A1 thấy tạo thành m1 gam kết tủa trắng. 1/ Tìm M và %KL mỗi chất trong X? 2/ Tính m1? Giải 1/ + Từ giả thiết suy ra số mol NO = 0,05 mol; NO2 = 0,54 mol. + Áp dụng ĐLBTNT ta có sơ đồ: FeS : x mol NO : 0,05 mol 2 HNO3 2 BaCl2 6,51 gam X:  SO4 : 3x mol  BaSO4: 3x mol. MS: x mol NO2 : 0,54 mol + Áp dụng ĐLBT electron cho sơ đồ trên ta có: 15x + 8x = 0,05.3 + 0,54 x = 0,03 mol. + Theo giả thiết ta có: 120x + x(M+32) = 6,51 M = 65 = Zn. + Phần trăm khối lượng: FeS2 = 55,3%; ZnS = 44,7%. 2/ Từ sơ đồ trên ta có: m1 = 233.3x = 20,97 gam. Bài 4: Hòa tan hết hỗn hợp X gồm 0,02 mol FeS 2 và 0,03 mol FeS vào lượng dư H 2SO4 đặc nóng thu được Fe 2(SO4)3, SO2 và H2O. Hấp thụ hết SO 2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch KMnO4 thu được dung dịch Y không màu, trong suốt, có pH = 2. Tính thể tích của dung dịch Y? Giải + Ta có sơ đồ: FeS : 0,02 mol 2 H2SO4  SO2 : x mol FeS: 0,03 mol + Áp dụng ĐLBT electron ta có: 0,02.15 + 0,03.9 = 2x x = 0,285 mol. + Phản ứng của SO2 với thuốc tím: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O 2H2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4. Mol: 0,285 0,114 0,114.2 [H+] = 10 2 V = 22,8 lít. V Bài 5: Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm FeS2 và Cu2S bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng được dung dịch A và SO2. Hấp thụ hết SO2 vào 1 lít dung dịch KOH 1M được dung dịch B. + Cho ½ A phản ứng với NH3 dư rồi nung kết tủa sinh ra đến KL không đổi được 3,2 gam chất rắn. + Cho NaOH dư vào ½ A. Lấy kết tủa nung đến KL không đổi sau đó cho chất rắn thu được 0 phản ứng với H2, t dư được 1,62 gam nước. 1/ Tìm m? 2/ Tính khối lượng các muối trong dung dịch B? ĐS: 1/ m = 14,4 gam 2/ B có KHSO3 = 60 gam; K2SO3 = 39,5 gam. Bài 6: Hòa tan hoàn toàn một lượng hỗn hợp A gồm Fe3O4 và FeS2 trong 63 gam dung dịch HNO3, thu được 1,568 lít NO2 thoát ra ở đktc. Dung dịch thu được cho phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa đem nung tới khối lượng không đổi thu được 9,76 gam chất rắn. Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong hỗn hợp A và C% của dung dịch HNO3. GV: Hoàng Châu Thiện trang 13
14. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 3: Phương pháp giải bài tập ĐS: Fe3O4 = 97,5%; C% = 46,2%. Bài 7: Cho 2,64 gam MS phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 đun nóng thu được dung 3+ dịch A1 chứa M + 3,36 lít (đktc) hỗn hợp khí B gồm NO2 và NO có tỉ khối so với hiđro bằng 19,8. Thêm vào A1 lượng dư dung dịch BaCl2 thấy tạo thành m1 gam kết tủa trắng thực tế không tan trong dung dịch axit dư. Tìm M và m1. ĐS: FeS và 6,99 gam. Bài 8: Hợp chất A có công thức MxSy (M là kim loại). Đốt cháy hết A thu được oxit M nOm và khí B. Cho Ba(NO3)2 dư phản ứng với dung dịch thu được sau khi oxi hoá khí B bằng nước brom dư được 23,3g kết tủa. Mặt khác khử hoàn toàn M nOm bằng CO dư thu được 2,8g kim loại. Hoà tan toàn bộ lượng kim loại trên bằng dung dịch HNO3 dư thì thu được muối M(NO3- )3 và 0,336 lít khí N2 ở đktc. Viết phản ứng xảy ra và tìm A. ĐS: A là FeS2. Bài 9: Hỗn hợp X có khối lượng m gam gồm Cu2S, Cu2O và CuS có số mol bằng nhau phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 đun nóng dư thu được dung dịch Y và 1,5 mol khí NO2 ( sản phẩm khử duy nhất). Tính m? ĐS: m = 30 gam. Bài 10: Hỗn hợp X gồm FeS2 và Cu2S tan hết trong dung dịch HNO3 vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ gồm hai muối sunfat và 5,6 lít hỗn hợp khí Z gồm NO2 và NO có KL riêng = 1,7678 g/l ở đktc. Hãy tính khối lượng hỗn hợp X? ĐS: 4,5 gam Bài 11: Hòa tan hết hỗn hợp gồm 0,2 mol FeS 2 và 0,25 mol CuS vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư thu được khí A. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M tối thiểu cần để hấp thụ hết A? ĐS: V = 5,0 lít Bài 12: Cho 5,84 gam hỗn hợp Fe, FeS2, FeCO3 vào V ml dung dịch H2SO4 98% (d = 1,84 g/ml) rồi đun nóng thu được dung dịch A và hỗn hợp khí B. Cho hỗn hợp khí B đi qua bình nước brom dư thì có 30,4 gam brom tham gia phản ứng, khí còn lại thoát ra khỏi bình nước brom cho đi qua dung dịch nước vôi trong dư thu được 2 gam kết tủa. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch A thu được m gam kết tủa, trong đó có 116,5 gam kết tủa không tan trong dung dịch HCl dư. 1- Tính khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp đầu. 2- Tính V, m. ĐS: 1/ Fe = 1,12 gam; FeS2 = 2,40 gam; FeCO3 = 2,32 gam. 2/ m = 122,92 gam GV: Hoàng Châu Thiện trang 14
15. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 4: BT muối sunfua trong đề HSG Phần 4: Bài tập muối sunfua trong đề HSG Bài 1: (Đề thi HSG Hóa 10 – Vĩnh Phúc – 2010): Hòa tan x gam hỗn hợp gồm CuCl2 và FeCl3 vào nước thu được dung dịch A. Chia A làm hai phần bằng nhau. Cho hiđrosufua dư vào phần 1 được 1,28 gam kết tủa. Cho natri sunfua dư vào phần 2 thì thu được 3,04 gam kết tủa. Tính x? Giải + Gọi a, b tương ứng là số mol của CuCl2 và FeCl3 trong mỗi phần ta có: x = 2(135a + 162,5b) (I) + Khi cho phần 1 phản ứng với H2S ta có: CuCl2 + H2S CuS + 2HCl Mol: a a 2FeCl3 + H2S S + 2HCl + 2FeCl2. Mol: b 0,5b 96a + 16b = 1,28 (II) + Khi cho phần 2 phản ứng với Na2S ta có: CuCl2 + Na2S CuS + 2NaCl Mol: a a 2FeCl3 + 3Na2S S + 6NaCl + 2FeS. Mol: b 0,5b b 96a + 104b = 3,04 (III) + Từ (I, II, III) suy ra: x = 9,2 gam Bài 2(Đề HSG Casio Vĩnh Phúc-2008): Hòa tan hết hỗn hợp MgCl2, FeCl3, CuCl2 vào nước được dung dịch A. Cho từ từ H2S vào A cho đến dư thì thu được kết tủa tạo ra nhỏ hơn 2,51 lần kết tủa tạo ra khi cho dung dịch Na2S dư vào A. Nếu thay FeCl3 trong A bằng FeCl2 với khối lượng như nhau thì tỉ lệ khối lượng kết tủa là 3,36. Viết phản ứng và tính % khối lượng mỗi muối trong A? Giải + Giả sử ban đầu ta có 1 mol hỗn hợp; gọi x, y, z tương ứng là số mol MgCl2; FeCl3 và CuCl2 ta có: x + y + z = 1 (I) + Khi cho H2S vào A ta có: 2FeCl3 + H2S S + 2HCl + 2FeCl2. Mol: y 0,5y CuCl2 + H2S CuS + 2HCl Mol: z z m = 16y + 96z (II) + Khi cho Na2S vào A ta có: MgCl2 + Na2S + 2H2O Mg(OH)2 + NaCl + H2S GV: Hoàng Châu Thiện trang 15
16. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 4: BT muối sunfua trong đề HSG Mol: x x 2FeCl3 + 3Na2S S + 6NaCl + 2FeS. Mol: y 0,5y y CuCl2 + Na2S CuS + 2NaCl Mol: z z m  = 58x + 104y + 96z (III) + Từ (II, III) và giả thiết ta có: 58x + 104y + 96z = 2,51(16y+96z) 58x + 63,84y = 144,96z (IV) + Khi thay FeCl2 bằng FeCl3 thì dung dịch có: MgCl2 = x mol; FeCl2 = 1,2795y mol; CuCl2 = z mol.  Pư với H2S: CuCl2 + H2S CuS + 2HCl Mol: z z m = 96z (V)  Pư với Na2S: MgCl2 + Na2S + 2H2O Mg(OH)2 + NaCl + H2S Mol: x x FeCl2 + Na2S 2NaCl + FeS. Mol: 1,2795y 1,2795y CuCl2 + Na2S CuS + 2NaCl Mol: z z m  = 58x + 112,596y + 96z (VI) + Từ (V; VI) và giả thiết ta có: 58x + 112,596y + 96z = 3,36.96z 58x + 112,596y = 226,56z (VII) + Giải (I, IV và VIII) được: x ≈ 0,2 mol; y ≈ 0,5 mol và z ≈ 0,3 mol. + Vậy %KL của: MgCl2 ≈ 13,5%; FeCl3 ≈ 57,7%; CuCl2 ≈ 28,8% Bài 3: (Đề thi HSG Hóa 10 – Vĩnh Phúc – 2011 ): Đốt cháy hoàn toàn muối sunfua của một kim loại có công thức MS trong khí O 2 dư thu được oxit kim loại. Hoà tan oxit này vào một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng 29,4% thu được dung dịch muối sunfat nồng độ 34,483%. Tìm công thức của MS? Giải - Chọn 100 gam dung dịch H2SO4 29,4% khối lượng H2SO4 = 29,4 gam hay 0,3 mol - Gọi công thức của oxit kim loại sản phẩm là M2On - Phản ứng: M2On + nH2SO4 M2 (SO4)n + nH2O 0,3 mol Số mol M2On = số mol M2 (SO4)n = 0,3/n (mol) 0,3 (2M 96n) n 100 34,483 M = 18,67n M= 56 hay MS là FeS 0,3 (2M 16n) n Bài 4 (Đề thi HSG 12- Vĩnh Phúc- 2004): Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam sunfua của kim loại M có dạng MS trong oxi dư, chất rắn thu được sau phản ứng đem hoà tan vừa đủ trong dung dịch HNO3 37,8% thấy nồng độ % của muối trong dung dịch thu được là 41,72%. Khi làm lạnh GV: Hoàng Châu Thiện trang 16
17. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 4: BT muối sunfua trong đề HSG dung dịch này thấy thoát ra 8,08 gam muối rắn. Lọc tách muối rắn thấy nồng độ % của muối trong dung dịch nước lọc là 34,7%. Tìm công thức của muối rắn biết M có 2 hoá trị là II và III. Giải + Đặt x là số mol MS x(M+32) = 4,4 (I) + Phản ứng xảy ra: 2MS + 3,5O2 M2O3 + 2SO2. Mol: x 0,5x M2O3 + 6HNO3 2M(NO3)3 + 3H2O Mol: 0,5x 3x x + Theo giả thiết ta có: 63.3x  Khối lượng dd HNO3 = = 500x 0,378  Khối lượng dd sau pư = 500x + 0,5x(2M+48) = Mx + 524x x(M 62.3) = 0,4172 (II) Mx 524x + Giải (I, II) ta được: M = 56 = Fe và x = 0,05 mol. + Khối lượng dd sau khi làm lạnh = Mx + 524x – 8,08 = 20,92 gam. 20,92.34,7 số mol Fe(NO3)3 còn lại trong dd là: = 0,03 mol. 100.242 Số mol Fe(NO3)3.nH2O tách ra = 0,05 – 0,03 = 0,02 mol. 8,08 Fe(NO3)3.nH2O = = 404 đvC n = 9. 0,02 + Vậy công thức của muối rắn là: Fe(NO3)3.9H2O Bài 5 (Đề HSGQG – 2003 – Bảng A): Dung dịch bão hòa H2S có nồng độ 0,100 M. Hằng số -7 -13 axit của H2S: K1 = 1,0 10 và K2 = 1,3 10 a) Tính nồng độ ion sunfua trong dung dịch H2S 0,100 M khi điều chỉnh pH = 2,0. b) Một dung dịch A chứa các cation Mn 2+, Co2+, và Ag+ với nồng độ ban đầu của mỗi ion đều bằng 0,010 M. Hoà tan H2S vào A đến bão hoà và điều chỉnh pH = 2,0 thì ion nào tạo kết tủa. -10 -21 -50 Cho: TMnS = 2,5 10 ; TCoS = 4,0 10 ; TAg2S = 6,3 10 . Giải + 2- -20 a/ Ta có: H2S  2H + S K = K1.K2 = 1,3.10 . 2 2 [H ] .[S ] 2- K.[H2S] + Vì: K = nên [S ] = 2 [H2S] [H ] 20 0 2- 1,3.10 .0,1 -17 + Do H2S bão hoà nên: C = [H2S] = 0,1M [S ] = = 1,3.10 M. H2S (10 2 )2 b/ Ta có: 2+ 2- -17 -19  [Mn ].[S ] = 0,01.1,3.10 = 1,3.10 TCoS có kết tủa + 2 2- 2 -17 -21  [Ag ] .[S ] = (0,01) .1,3.10 = 1,3.10 > TAg2S có kết tủa. GV: Hoàng Châu Thiện trang 17
18. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 4: BT muối sunfua trong đề HSG Bài 6(HSGQG 2001 – Bảng A): Có các dung dịch (bị mất nhãn) : a) BaCl 2; b) NH4Cl; c) K2S; d) Al2(SO4)3; e) MgSO4; g) KCl; h) ZnCl2. Được dùng thêm dung dịch phenolphtalein (khoảng pH chuyển màu từ 8 - 10) hoặc metyl da cam (khoảng pH chuyển màu từ 3,1 - 4,4). Hãy nhận biết mỗi dung dịch trên, viết các phương trình ion (nếu có) để giải thích. Giải + Dùng phenolphtalein thì nhận ra được K2S vì làm PP hóa hồng. + Cho K2S pư với các dd còn lại khi đun nóng thì:  NH4Cl cho khí mùi khai bay ra: NH4Cl + K2S NH3 + KHS + KCl  Al2(SO4)3 và MgSO4 cho kết tủa trắng và khí mùi trứng thối bay ra. Al2(SO4)3 + 3K2S + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2S + 3K2SO4. MgSO4 + K2S + 2H2O Mg(OH)2 + H2S + K2SO4.  ZnCl2 cho kết tủa trắng: ZnSO4 + K2S ZnS + K2SO4.  BaCl2 và KCl không có hiện tượng. + Cho hai kết tủa trắng ứng với Al2(SO4)3 và MgSO4 phản ứng với dung dịch NH4Cl đun nóng, kết tủa nào tan ra là Mg(OH)2 từ đó nhận ra MgSO4; kết tủa Al(OH)3 không tan trong NH4Cl. 2NH4Cl + Mg(OH)2 MgCl2 + 2NH3 + 2H2O + Lấy MgSO4 hoặc Al2(SO4)3 để nhận ra BaCl2 còn lại là KCl. + Nếu dùng metyl da cam thì nhận ra được Al2(SO4)3. Cho chất này pư với các chất còn lại nhận ra được BaCl2 vì có kết tủa trắng và K2S vì có kết tủa trắng và có khí bay ra. Tiếp tục dùng K2S tương tự như trên. Bài 7(HSG12-Nghệ An –Vòng 2-2009)Có 3 đơn chất của 3 nguyên tố là A, B, C. A tác dụng với B ở nhiệt độ cao sinh ra chất D. Chất D bị thuỷ phân mạnh trong nước tạo thành khí cháy được có mùi trứng thối. B và C tác dụng với nhau tạo ra khí E, khí này có khả năng làm quỳ tím ẩm hoá đỏ. Hợp chất của cả 3 nguyên tố A, B, C là muối không màu tan trong nước và bị thuỷ phân. Hợp chất của A với C có trong tự nhiên và rất cứng. Xác định A, B, C và các hợp chất tương ứng. Viết các phương trình phản ứng. ĐS: A là Al; B là S; D là H2S; C là O2; hợp chất của A, B, C là Al2(SO4)3. Bài 8(HSG11-Vĩnh Phúc - 2007)So sánh khả năng hòa tan của CuS trong dung dịch HCl và -7 -13 dung dịch HCl+H2O2. Biết pKs(CuS)= 35; K1(H2S)=10 ; K2(H2S)=10 ; 0 0 E (H2O2/H2O)=1,77V; E (S/H2S)=0,14V 55 ĐS: CuS tan trong HCl+H2O2 mạnh hơn trong HCl 1,8.10 lần Bài 9(HSG12-chuyên VP-2008): Dung dịch bão hoà H 2S có nồng độ 0,10 M. Hằng số axit -7 -13 của H 2S: K1 = 1,0 10 và K2 = 1,3 10 a. Tính nồng độ ion sunfua trong dung dịch H2S 0,10 M khi điều chỉnh pH = 3,0. b. Một dung dịch A chứa các cation Mn 2+ và Ag+ với nồng độ ban đầu của mỗi ion đều bằng 0,010 M. Hoà tan H2S vào A đến bão hoà và điều chỉnh pH = 3,0 thì ion nào tạo kết tủa. Cho: T = 2,5 10-10 ; T = 6,3 10-50. MnS Ag2S 2 15 ĐS: 1/ S  = 1,3 10 (M) 2/ Không có kết tủa MnS; có kết tủa Ag2S. GV: Hoàng Châu Thiện trang 18
19. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 4: BT muối sunfua trong đề HSG Bài 10: Tính pH để bắt đầu kết tủa và kết tủa hoàn toàn FeS bằng H2S biết nồng độ ban đầu 2+ -17,2 của Fe = 0,01M, nồng độ dd H2S bão hòa là 0,1M. Cho FeS có T = 10 ; H2S có pKa1 = 7,02 và pKa2 = 12,9. ĐS: 4,86 > pH > 2,86 2+ 2+ Bài 11(Olympic 30/4-Khối 10-2010): Sục từ từ H2S vào dung dịch chứa Cu 0,001M và Pb 0,001M cho đến khi bão hòa H2S 0,01M và pH của dung dịch được giữ cố định bằng 2. a. Kết tủa nào xuất hiện trước? b. Có tách hoàn toàn được hai ion trên ra khỏi nhau bằng H2S không? -36 -27 Cho H2S có pKa1 =7; pKa2 =13; TCuS = 6,3.10 ; TPbS = 2,5.10 . ĐS: a. CuS kết tủa trước b. tách được. Bài 12(Đề thi HSG Hóa 10 – Vĩnh Phúc – 2005): Hoà tan 1,5 gam nhôm sunfua bằng 11,82 ml dung dịch NaOH 20% ( D = 1,186 g/ml). Lọc kết tủa B, nước lọc và nước rửa gộp lại để pha loãng thành 50 ml dung dịch A. Lấy kết tủa B rửa sạch . 1/ Tính CM các chất trong A? 2/ Nung B đến khối lượng không đổi thì được bao nhiêu gam chất rắn? ĐS: 1/ Na2S = 0,6 M; NaAlO2 = 0,2 M 2/ 0,51 gam Bài 13(HSGQG 2002 – Bảng A): Dung dịch X gồm Na2S 0,010M, KI 0,060M, Na2SO4 0,050M. a) Tính pH của dung dịch X. b) Thêm dần Pb(NO3)2 vào dung dịch X cho đến nồng độ 0,090M thì thu được kết tủa A và dung dịch B. - Cho biết thành phần hoá học của kết tủa A và dung dịch B. - Nhận biết các chất có trong kết tủa A bằng phương pháp hoá học, viết các phương trình phản ứng (nếu có). - Cho: pK axit: H2S pK1 = 7,00 , pK2 = 12,90 ; HSO4 pK=2,00 -26 -7,8 -7,6 Tích số tan: PbS = 10 ; PbSO4 = 10 ; PbI2 = 10 . ĐS: a/ pH =11,95 b/ A gồm PbS, PbSO4, PbI2 Bài 14: Hòa tan hết hỗn hợp gồm FeS và FeCO3 bằng dung dịch HNO3 đặc nóng thu được hỗn hợp khí A gồm hai khí X, Y có tỉ khối so với hiđro là 22,805. 1/ Tính %KL mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu? 2/ Làm lạnh hỗn hợp khí A xuống nhiệt độ thấp hơn được hỗn hợp khí B gồm ba khí X, Y, Z có tỉ khối so với hiđro là 30,61. Tính %X đã bị đime hóa thành Z? ĐS: 1/ FeS = 20,87%; FeCO3 = 79,13%.2/ 63,35% Bài 15: Người ta dự định làm kết tủa CdS từ một dung dịch có chứa Cd2+ 0,02M và Zn2+ 0,02M bằng cách là bão hòa một cách liên tục dd với H2S. 1/ Người ta phải điều chỉnh pH của dd trong khoảng nào để có thể làm kết tủa một lượng tối đa CdS mà không làm kết tủa ZnS 2+ 2/ Tính [Cd ] còn lại khi ZnS bắt đầu kết tủa. Biết dung dịch [H2S] = 0,1 M -7 -13 -28 -22 Cho H2S có Ka1 = 10 ; Ka2 = 1.3.10 ; CdS có KS = 10 ; ZnS có KS = 10 . ĐS: 1/ -2,7 < pH < 0,293 2/ [Cd2+] = = 2.10-8M. GV: Hoàng Châu Thiện trang 19
20. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 5: BT luyện thi Đại học, cao đẳng Phần 5: Một số bài tập luyện thi Đại học, cao đẳng Bài 1 (Khối A - 2004): Hỗn hợp A gồm FeCO3 và FeS2. A phản ứng với dung dịch axit HNO3 63% (khối lượng riêng 1,44 g/ml) được hỗn hợp khí B và dung dịch C. Tỉ khối của B đối với oxi bằng 1,425. Để phản ứng vừa hết với các chất trong dung dịch C cần dùng 540 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M. Lọc lấy kết tủa rồi nung đến KL không đổi, được 7,568 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1/ Tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp A. 2/ Xác định thể tích dung dịch HNO3 đã dùng. ĐS: 1/ FeCO3 = 4,64 gam; FeS2 = 0,96 gam 2/ 23,89 ml. Bài 2 (Khối B-2008): Nung một hỗn hợp rắn gồm a mol FeCO3 và b mol FeS2 trong bình kín chứa không khí (dư). Sau phản ứng đưa bình về nhiệt độ ban đầu, thu được chất rắn duy nhất là Fe2O3 và hỗn hợp khí. Biết áp suất khí trong bình trước và sau phản ứng bằng nhau, mối liên hệ giữa a và b là: A. a = 0,5b. B. a = b.C. a = 4b. D. a = 2b. Bài 3 (Khối A-2011): Nung m gam hỗn hợp X gồm FeS và FeS2 trong một bình kín chứa không khí (gồm 20% thể tích O2 và 80% thể tích N2) đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một chất rắn duy nhất và hỗn hợp khí Y có thành phần thể tích: 84,8% N2, 14% SO2, còn lại là O2. Phần trăm khối lượng của FeS trong hỗn hợp X là A. 59,46%. B. 42,31%. C. 26,83%. D. 19,64%. Bài 4(Khối A-2009): Nung nóng m gam PbS ngoài không khí sau một thời gian, thu được hỗn hợp rắn (có chứa một oxit) nặng 0,95m gam. Phần trăm khối lượng PbS đã bị đốt cháy là A. 95,00%. B. 25,31%. C. 74,69%. D. 64,68%. Bài 5(Khối B-2010): Đốt cháy hết m gam FeS2 bằng O2 vừa đủ, thu được khí X. Hấp thụ hết X vào 1 lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,15M và KOH 0,1M, thu được dung dịch Y và 21,7 gam kết tủa. Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa. Giá trị của m là: A. 23,2. B. 12,6. C. 18,0. D. 24,0. Bài 6(ĐHGQHN-1999): Cho 5,22g một muối cacbonat kim loại (hợp chất X) phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3. Phản ứng làm giải phóng ra hỗn hợp khí gồm 0,336 lít khí NO và x lít khí CO2. Các thể tích khí đều đo ở đktc. a/ Hãy xác định muối cacbonat kim loại đó và tính x? b/ Cho a(g) hỗn hợp gồm FeS2 và hợp chất X trên với số mol bằng nhau vào một bình kín chứa lượng O2 dư. áp suất trong bình là P 1 (atm). Đun nóng bình để phản ứng xảy ra hoàn toàn rồi đưa bình về nhiệt độ ban đầu, áp suất trong bình lúc này là P 2 (atm), khối lượng chất rắn thu được là b(g). Biết rằng thể tích chất rắn trong bình trước và sau phản ứng là không đáng kể. Hãy xác định các tỷ số P1/P2 và a/b. ĐS: a/ FeCO3 và 1,008 lít b/ P1/P2 = 1 và a/b = 1,475. GV: Hoàng Châu Thiện trang 20
21. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần 4: BT muối sunfua trong đề HSG Bài 7: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và x mol Cu2S bằng HNO3 0,1M vừa đủ thu được A chứa muối sunfat và khí NO. Viết pư dạng ion thu gọn. Tính x, thể tích dung dịch HNO3 đã dùng? ĐS: x = 0,06; v = 8 lít Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 84g hỗn hợp X gồm FeS2 và CuO bằng mộtlượng O2 lấy dư được chất rắn B và 20,16 lít khí SO2 (đktc). Chuyển toàn bộ khí SO2 thành SO3 rồi hấp thụ vào nước được dd C. Cho toàn bộ B vào C khuấy kĩ cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc rửa phần không tan được chất rắn D. Tính khối lượng D? ĐS: 8 < m < 12. Bài 9: Nung m gam hỗn hợp A gồm FeS và FeS 2 trong 1 bình kín dung tích không đổi, chứa không khí ( 20% thể tích O2 và 80% thể tích N2) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn B và hỗn hợp khí C có thành phần % theo thể tích: N2 (84,77%), SO2 ( 10,6%), còn lại là O2. Hòa tan chất rắn B trong dung dịch H2SO4 vừa đủ, dung dich thu được cho tác dụng với Ba(OH)2 dư. Lọc lấy kết tủa, làm khô và nung ở nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi, thu được 12,885g chất rắn. a/ Tính % về khối lượng mỗi chất trong A b/ Tính m. ĐS: FeS = 0,02 mol và 0,01 mol FeS2. Bài 10: Hh X gồm S và kim loại M hóa trị II có khối lượng là 25,9 gam. Cho X vào bình kín không chứa không khí rồi đốt nóng đến pư hoàn toàn được chất rắn A. A tan hoàn toàn trong dd HCl dư được 6,72 lít khí B ở đktc có tỉ khối so với hiđro là 11,666. 1/ Tính số mol mỗi chất trong B, tìm M và khối lượng mỗi chất trong X? 2/ Hh Y cũng chứa M và S. Cho M và S pư hoàn toàn được chất rắn C. Cho C pư với dd HCl dư thì còn lại chất rắn D không tan nặng 6 gam và thu được 4,48 lít khí E. Tính khối lượng hh Y? ĐS: 1/ Trong B có 0,1 mol hiđro và 0,2 mol H2S, M là Zn = 19,5 gam. 2/ Y = 25,4 gam GV: Hoàng Châu Thiện trang 21
22. Phương pháp giải bài tập muối sunfua Phần kết luận C. KẾT LUẬN Do sự hạn chế về thời gian và trình độ nên các vấn đề tôi đưa ra còn sơ sài và còn có thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp. Hy vọng nội dung của chuyên đề sẽ là tài liệu tham khảo bổ ích cho các em học sinh và đồng nghiệp. GV: Hoàng Châu Thiện trang 22