Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hoá Học 9

110 trang mainguyen 4940

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hoá Học 9", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

tai_lieu_boi_duong_hoc_sinh_gioi_mon_hoa_hoc_9.doc

Nội dung text: Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hoá Học 9

Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Ngược lại: Cho từ từ dung dịch Al2(SO4)3 vào dung dịch NaOH (hoặc KOH) hay Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) thì có PTHH nào xảy ra? (3 )/ Al2(SO4)3 + 8NaOH  2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O (3 )// Al2(SO4)3 + 4Ba(OH)2  Ba(AlO2)2 + 3BaSO4 + 4H2O Một số phản ứng đặc biệt: NaHSO4 (dd) + NaAlO2 + H2O  Al(OH)3 + Na2SO4 NaAlO2 + HCl + H2O  Al(OH)3 + NaCl NaAlO2 + CO2 + H2O  Al(OH)3 + NaHCO3 Bài tập áp dụng: Bài 1: Cho 200 ml dd gồm MgCl2 0,3M; AlCl3 0,45; HCl 0,55M tác dụng hoàn toàn với V(lít) dd C chứa NaOH 0,02 M và Ba(OH)2 0,01 M. Hãy tính thể tich V(lít) cần dùng để thu được kết tủa lớn nhất và lượng kết tủa nhỏ nhất. Tính lượng kết tủa đó. (giả sử khi Mg(OH)2 kết tủa hết thì Al(OH)3 tan trong kiềm không đáng kể) Hướng dẫn giải : n = 0,11mol ; n = 0,06 mol ; n = 0,09 mol. HCl MgCl 2 AlCl 3 - Tổng số mol OH = 0,04 V (*) Các PTHH xảy ra: + - H + OH  H2O (1) 2+ - Mg + OH  Mg(OH)2 (2) 3+ - Al + 3OH  Al(OH)3 (3) - - Al(OH)3 + OH  AlO2 + 2H2O (4) Trường hợp 1: Để có kết tủa lớn nhất thì chỉ có các phản ứng (1,2,3 ). Vậy tổng số mol OH- đã dùng là: 0,11 + 0,06 x 2 + 0,09 x 3 = 0,5 mol ( ) Từ (*) và ( ) ta có Thể tích dd cần dùng là: V = 0,5 : 0,04 = 12,5 (lit) mKết tủa = 0,06 x 58 + 0,09 x 78 = 10,5 g Trường hợp 2: Để có kết tủa nhỏ nhất thì ngoài các pư (1, 2, 3) thì còn có pư (4) nữa. Khi đó lượng Al(OH)3 tan hết chỉ còn lại Mg(OH)2, chất rắn còn lại là: 0,06 x 58 = 3,48 g Và lượng OH- cần dùng thêm cho pư (4) là 0,09 mol. Vậy tổng số mol OH- đã tham gia pư là: 0,5 + 0,09 = 0,59 mol Thể tích dd C cần dùng là: 0,59/ 0,04 = 14,75 (lit) Bài 2: Cho 200ml dung dịch NaOH vào 200g dung dịch Al2(SO4)3 1,71%. Sau phản ứng thu được 0,78g kết tủa. Tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH tham gia phản ứng. Đáp số: TH1: NaOH thiếu Số mol NaOH = 3số mol Al(OH)3 = 3. 0,01 = 0,03 mol > CM NaOH = 0,15M TH2: NaOH dư > CM NaOH = 0,35M Bài 3: Cho 400ml dung dịch NaOH 1M vào 160ml dung dịch hỗn hợp chứa Fe2(SO4)3 0,125M và Al2(SO4)3 0,25M. Sau phản ứng tách kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi được chất rắn C. a/ Tính mrắn C. b/ Tính nồng độ mol/l của muối tạo thành trong dung dịch. Đáp số: a/ mrắn C = 0,02 . 160 + 0,02 . 102 = 5,24g b/ Nồng độ của Na2SO4 = 0,18 : 0,56 = 0,32M và nồng độ của NaAlO2 = 0,07M 60
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Bài 4: Cho 200g dung dịch Ba(OH)2 17,1% vào 500g dung dịch hỗn hợp (NH4)2SO4 1,32% và CuSO4 2%. Sau khi kết thúc tất cả các phản ứng ta thu được khí A, kết tủa B và dung dịch C. a/ Tính thể tích khí A (đktc) b/ Lấy kết tủa B rửa sạch và nung ở nhiệt cao đến khối lượng không đổi thì được bao nhiêu gam rắn? c/ Tính nồng độ % của các chất trong C. Đáp số: a/ Khí A là NH3 có thể tích là 2,24 lit b/ Khối lượng BaSO4 = 0,1125 . 233 = 26,2g và mCuO = 0,0625 . 80 = 5g c/ Khối lượng Ba(OH)2 dư = 0,0875 . 171 = 14,96g mdd = Tổng khối lượng các chất đem trộn - mkết tủa - mkhí mdd = 500 + 200 – 26,21 – 6,12 – 1,7 = 666g Nồng độ % của dung dịch Ba(OH)2 = 2,25% Bài 5: Cho một mẫu Na vào 200ml dung dịch AlCl3 thu được 2,8 lit khí (đktc) và một kết tủa A. Nung A đến khối lượng không đổi thu được 2,55 gam chất rắn. Tính nồng độ mol/l của dung dịch AlCl3 . Hương dẫn: mrắn: Al2O3 > số mol của Al2O3 = 0,025 mol > số mol Al(OH)3 = 0,05 mol số mol NaOH = 2số mol H2 = 0,25 mol. TH1: NaOH thiếu, chỉ có phản ứng. 3NaOH + AlCl3 > Al(OH)3 + 3NaCl Không xảy ra vì số mol Al(OH)3 tạo ra trong phản ứng > số mol Al(OH)3 đề cho. TH2: NaOH dư, có 2 phản ứng xảy ra. 3NaOH + AlCl3 > Al(OH)3 + 3NaCl 0,15 0,05 0,05 mol 4NaOH + AlCl3 > NaAlO2 + 3NaCl + H2O (0,25 – 0,15) 0,025 Tổng số mol AlCl3 phản ứng ở 2 phương trình là 0,075 mol > Nồng độ của AlCl3 = 0,375M Bài 6: Cho 200ml dung dịch NaOH x(M) tác dụng với 120 ml dung dịch AlCl3 1M, sau cùng thu được 7,8g kết tủa. Tính trị số x? Đáp số: - TH1: Nồng độ AlCl3 = 1,5M - TH2: Nồng độ AlCl3 = 1,9M Bài 7: Cho 9,2g Na vào 160ml dung dịch A có khối lượng riêng 1,25g/ml chứa Fe2(SO- 4)3 0,125M và Al2(SO4)3 0,25M. Sau khi phản ứng kết thúc người ta tách kết tủa và đem nung nóng đến khối lượng không đổi thu được chất rắn. a/ Tính khối lượng chất rắn thu được. b/ Tính nồng độ % của dung dịch muối thu được. Đáp số: m m a/ Fe2O3 = 3,2g và Al2O3 = 2,04g. b/ Nồng độ % của các dung dịch là: C%(Na2SO4) = 12,71% và C%(NaAlO2) = 1,63% Chuyên đề 10: Hai dung dịch muối tác dụng với nhau. Công thức 1: 61
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Muối + Muối > 2 Muối mới Điều kiện: - Muối phản ứng: tan hoặc tan ít trong nước. - Sản phẩm phải có chất: + Kết tủa. + Hoặc bay hơi + Hoặc chất điện li yếu. H2O Ví dụ: BaCl2 + Na2SO4 > BaSO4 + 2NaCl Công thức 2: Các muối của kim loại nhôm, kẽm, sắt(III) > Gọi chung là muối A Phản ứng với các muối có chứa các gốc axit: CO3, HCO3, SO3, HSO3, S, HS, AlO2 > Gọi chung là muối B. Phản ứng xảy ra theo quy luật: Muối A + H2O > Hiđroxit (r) + Axit Axit + Muối B > Muối mới + Axit mới. Ví dụ: FeCl3 phản ứng với dung dịch Na2CO3 2FeCl3 + 6H2O > 2Fe(OH)3 + 6HCl 6HCl + 3Na2CO3 > 6NaCl + 3CO2 + 3H2O PT tổng hợp: 2FeCl3 + 3H2O + 3Na2CO3 > 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl. Công thức 3: Xảy ra khi gặp sắt, phản ứng xảy ra theo quy tắc 2. Ví dụ: AgNO3 + Fe(NO3)2 > Fe(NO3)3 + Ag. Bài 1: Cho 0,1mol FeCl3 tác dụng hết với dung dịch Na2CO3 dư, thu được chất khí B và kết tủa C. Đem nung C đến khối lượng không đổi thu được chất rắn D. Tính thể tích khí B (đktc) và khối lượng chất rắn D. Đáp số: - Thể tích khí CO2 là 3,36 lit - Rắn D là Fe2O3 có khối lượng là 8g Bài 2: Trộn 100g dung dịch AgNO3 17% với 200g dung dịch Fe(NO3)2 18% thu được dung dịch A có khối lượng riêng (D = 1,446g/ml). Tính nồng độ mol/l của dung dịch A. Đáp số: - Dung dịch A gồm Fe(NO3)2 0,1 mol và Fe(NO3)3 0,1 mol. - Nồng độ mol/l của các chất là: CM(Fe(NO3)2) = CM(Fe(NO3)3) = 0,5M Bài 3: Cho 500ml dung dịch A gồm BaCl2 và MgCl2 phản ứng với 120ml dung dịch Na2SO4 0,5M dư, thu được 11,65g kết tủa. Đem phần dung dịch cô cạn thu được 16,77g hỗn hợp muối khan. Xác định nồng độ mol/l các chất trong dung dịch. Hướng dẫn: Phản ứng của dung dịch A với dung dịch Na2SO4. BaCl2 + Na2SO4 > BaSO4 + 2NaCl 0,05 0,05 0,05 0,1 mol Theo (1) số mol BaCl2 trông dd A là 0,05 mol và số mol NaCl = 0,1 mol. Số mol Na2SO4 còn dư là 0,06 – 0,05 = 0,01 mol 16,77 0,01.142 0,1.58,5 Số mol MgCl2 = = 0,1 mol. 95 Vậy trong 500ml dd A có 0,05 mol BaCl2 và 0,1 mol MgCl2. 62
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học > Nồng độ của BaCl2 = 0,1M và nồng độ của MgCl2 = 0,2M. Bài 4: Cho 31,84g hỗn hợp NaX, NaY (X, Y là 2 halogen ở 2 chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 57,34g kết tủa. Tìm công thức của NaX, NaY và tính thành phần % theo khối lượng của mỗi muối. Hướng dẫn; * TH1: X là Flo(F) > Y là Cl. Vậy kết tủa là AgCl. Hỗn hợp 2 muối cần tìm là NaF và NaCl PTHH: NaCl + AgNO3 > AgCl + NaNO3 Theo PT (1) thì nNaCl = nAgCl = 0,4 mol > %NaCl = 73,49% và %NaF = 26,51%. * TH2: X không phải là Flo(F). Gọi NaX là công thức đại diện cho 2 muối. PTHH: NaX + AgNO3 > AgX + NaNO3 (23 + X ) (108 + X ) 31,84g 57,34g 23 X 108 X Theo PT(2) ta có: = > X = 83,13 31,84 57,34 Vậy hỗn hợp 2 muối cần tìm là NaBr và NaI > %NaBr = 90,58% và %NaI = 9,42% Bài 5: Dung dịch A chứa 7,2g XSO4 và Y2(SO4)3. Cho dung dịch Pb(NO3)2 tác dụng với dung dịch A (vừa đủ), thu được 15,15g kết tủa và dung dịch B. a/ Xác định khối lượng muối có trong dung dịch B. b/ Tính X, Y biết tỉ lệ số mol XSO4 và Y2(SO4)3 trong dung dịch A là 2 : 1 và tỉ lệ khối lượng mol nguyên tử của X và Y là 8 : 7. Hướng dẫn: PTHH xảy ra: XSO4 + Pb(NO3)2 > PbSO4 + X(NO3)2 x x x mol Y2(SO4)3 + 3Pb(NO3)2 > 3PbSO4 + 2Y(NO3)3 y 3y 2y Theo PT (1, 2) và đề cho ta có: mhh muối = (X+96)x + (2Y+3.96)y = 7,2 (I) > X.x + 2Y.y = 2,4 Tổng khối lượng kết tủa là 15,15g > Số mol PbSO4 = x + 3y = 15,15/303 = 0,05 mol Giải hệ ta được: mmuối trong dd B = 8,6g (có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng) Theo đề ra và kết quả của câu a ta có: x : y = 2 : 1 X : Y = 8 : 7 x + 3y = 0,05 X.x + 2.Y.y = 2,4 > X là Cu và Y là Fe Vậy 2 muối cần tìm là CuSO4 và Fe2(SO4)3. Bài 6: Có 1 lit dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M. Cho 43g hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch trên. Sau khi các phản ứng kết thúc thu được 39,7g kết tủa A và dung dịch B. a/ Chứng minh muối cacbonat còn dư. b/ Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong A. 63
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học c/ Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch B. Sau phản ứng cô cạn dung dịch và nung chất rắn còn lại tới khối lượng không đổi thu được rắn X. Tính thành phần % theo khối lượng rắn X. Hướng dẫn: Để chứng minh muối cacbonat dư, ta chứng minh mmuối phản ứng BaCO3 + 2Cl CaCl2 + CO3 > CaCO3 + 2Cl Theo PTHH ta thấy: Tổng số mol CO3 phản ứng = (43 – 39,7) : 11 = 0,3 mol. Vậy số mol CO3 phản ứng số mol CO3 dư b/ Vì CO3 dư nên 2 muối CaCl2 và BaCl2 phản ứng hết. mmuối kết tủa = 197x + 100y = 39,7 Tổng số mol Cl phản ứng = x + y = 0,3 > x = 0,1 và y = 0,2 Kết tủa A có thành phần: %BaCO3 = 49,62% và %CaCO3 = 50,38% c/ Chất rắn X chỉ có NaCl. > %NaCl = 100%. Chuyên đề 11: hỗn hợp kim loại. Thường gặp dưới dạng kim loại phản ứng với axit, bazơ, muối và với nước. ý nghĩa của dãy hoạt động hoá học K Na Ba Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au - Dãy được sắp xếp theo chiều giảm dần tính hoạt động hoá học (từ trái sang phải) - Một số kim loại vừa tác dụng được với axit và với nước: K, Na, Ba, Ca Kim loại + H2O > Dung dịch bazơ + H2 - Kim loại vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ: (Be), Al, Zn, Cr 2A + 2(4 – n)NaOH + 2(n – 2)H2O > 2Na4 – nAO2 + nH2 Ví dụ: 2Al + 2NaOH + 2H2O > 2NaAlO2+ 3H2 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O > Ba(AlO2)2 + 3H2 Zn + 2NaOH > Na2ZnO2 + H2 Zn + Ba(OH)2 > BaZnO2 + H2 - Kim loại đứng trước H tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng tạo muối và giải phóng H2. Kim loại + Axit > Muối + H2 Lưu ý: Kim loại trong muối có hoá trị thấp (đối với kim loại đa hoá trị) - Kể từ Mg trở đi kim loại đứng trước đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi muối của chúng. theo quy tắc: Chất khử mạnh + chất oxi hóa mạnh  chất oxi hoá yếu + chất khử yếu. Lưu ý: những kim loại đầu dãy (kim loại tác dụng được với nước) thì không tuân theo quy tắc trên mà nó xảy ra theo các bước sau: Kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ) + H2O  Dung dịch bazơ + H2 Sau đó: Dung dịch bazơ + dung dịch muối  Muối mới + Bazơ mới (*) Điều kiện(*): Chất tạo thành phải có ít nhất 1 chất kết tủa (không tan). VD: cho Ba vào dung dịch CuSO4. 64
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Trước tiên: Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2 Ba(OH)2 + CuSO4  Cu(OH)2 + BaSO4 Đặc biệt: Cu + 2FeCl3 > CuCl2 + 2FeCl2 Cu + Fe2(SO4)3 > CuSO4 + 2FeSO4 Các bài toán vận dụng số mol trung bình và xác định khoảng số mol của chất. 1/ Đối với chất khí. (hỗn hợp gồm có 2 khí) Khối lượng trung bình của 1 lit hỗn hợp khí ở đktc: M1V M 21V2 MTB = 22,4V Khối lượng trung bình của 1 mol hỗn hợp khí ở đktc: M1V1 M 2V2 MTB = V M1n1 M 2 (n n1 ) Hoặc: MTB = n (n là tổng số mol khí trong hỗn hợp) M1x1 M 2 (1 x1 ) Hoặc: MTB = 1 (x1là % của khí thứ nhất) Hoặc: MTB = dhh/khí x . Mx 2/ Đối với chất rắn, lỏng. M = mhh TB của hh nhh Tính chất 1: MTB của hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần về lượng các chất thành phần trong hỗn hợp. Tính chất 2: MTB của hh luôn nằm trong khoảng khối lượng mol phân tử của các chất thành phần nhỏ nhất và lớn nhất. Mmin n = mhh A M A hh M hh Như vậy nếu X, Y tác dụng với A mà còn dư, thì X, Y sẽ có dư để tác dụng hết với hỗn hợp A, B - Với MA < MB, nếu hỗn hợp chỉ chứa B thì: n = mhh < n = mhh B M B hh M hh Như vậy nếu X, Y tác dụng chưa đủ với B thì cũng không đủ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B. Nghĩa là sau phản ứng X, Y hết, còn A, B dư. 65
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Ví dụ 1: Cho 22,2 gam hỗn hợp gồm Fe, Al tan hoàn toàn trong HCl, ta thu được 13,44 lít H2 (đktc). Tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp và khối lượng muối clorua khan thu được. Bài giải Vì phản ứng hoàn toàn nên ta có thể thay hỗn hợp Fe, Al bằng kim loại tương đương M có hoá trị n . Gọi x là số mol Fe trong 1 mol hỗn hợp. M = 56.x + 27(1 - x) n = 2.x + 3(1 - x) n PTHH: M + n HCl  M Cl + H2 n 2 n 22,2 22,2 22,2 . M M M 2 22,2 n 13,44 Theo bài ra: . = nH = = 0,6 (mol) M 2 2 22,4 22,22x 3(1 x) = 0,6 56x 27(1 x).2 x = 0,6 mol Fe và 0,4 mol Al M = 0,6.56 + 27.0,4 = 44,4 (g/mol) 0,6.56 % Fe = .100% = 75,67% 44,4 % Al = 100 - 75,67 = 24,33% Ta có n = 0,6.2 + 0,4.3 = 2,4 (mol) Khối lượng muối clorua khan: 22,2 35,5.2,4 m = (M + 35,5. n ) = 22,2 + .22,2 = 64,8 gam. M 44,4 Chú ý : Có thể áp dụng KLMTB của một hỗn hợp vào bài toán xác định tên kim loại. Thông thường đó là bài toán hỗn hợp hai kim loại thuộc 2 chu kỳ, hai phân nhóm kế tiếp, Ví dụ 2: Khi cho 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hai chu kỳ liên tiếp tác dụng hết với nước ta thu được 1,12 lít H2 (đktc). Xác định hai kim loại và tính thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp. Bài giải Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên ta có thể thay thế hỗn hợp hai kim loại kiềm bằng một kim loại tương đương A có hoá trị 1 (kim loại kiềm) (1) 2A + 2H2O  2A OH + H2 1,12 Theo (1) nA = 2nH = 2 = 0,1 (mol) 2 22,4 3,1 A = = 31 g/mol 0,1 Na = 23 < A = 31 < K = 39 23 39 Mặt khác: A = 31 = số mol hai chất bằng nhau nghĩa là trong 1 mol 2 hỗn hợp mỗi kim loại có 0,5 mol. Thành phần % khối lượng: 0,5.23 % Na = .100 = 37,1% và % K = (100 - 37,1)% = 62,9%. 31 66
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Nhận xét: Sử dụng các đại lượng trung bình sẽ cho phép chúng ta giải quyết nhanh các bài tập hoá học. A- hỗn hợp Kim loại tác dụng với axit Bài 1: Cho 10g hỗn hợp gồm Zn và Cu tác dụng với dung dịch axit H2SO4 loãng thì thu được 2,24 lit H2 (đktc). Tính thành phần % về khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Đáp số: Bài 2: Hoà tan 5,2g hỗn hợp gồm Mg và Fe bằng dung dịch axit HCl 1M, thì thu dược 3,36 lit H2 (đktc). a/ Tính thành phần % theo khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. b/ Tính thể tích dung dịch axit HCl đã dùng. Đáp số: a/ b/ Bài 3: Cho một lượng hỗn hợp gồm Ag và Zn tác dụng với lượng dư dung dịch axit H2SO4, thu được 5,6 lit khí H2 (đktc). Sau phản ứng thấy còn 6,25g một chất rắn không tan. Tính thành phần % về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. Đáp số: Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 15,3g hỗn hợp gồm Mg và Zn bằng dung dịch axit HCl 1M thì thu được 6,72 lit H2 (đktc). a/ Xác định khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. b/ Tính thể tích dung dịch axit HCl cần dùng. Đáp số: a/ mMg = 2,46g và mZn = 12,84g và b/ Vdd HCl 1M = 0,6 lit. Bài 5: A là hỗn hợp gồm: Ba, Al, Mg. - Lấy m gam A cho tác dụng với nước tới khi hết phản ứng thấy thoát ra 3,36 lit H2 (đktc). - Lấy m gam A cho vào dung dịch xút dư tới khi hết phản ứng thấy thoát ra 6,72 lít H2 (đktc). - Lấy m gam A hoà tan bằng một lượng vừa đủ dung dịch axit HCl thì thu được một dung dịch và 8,96 lit H2 (đktc). Hãy tính m gam và thành phần % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp. Đáp số: m = 24,65g trong đó mBa = 19,55g, mAl = 2,7g, mMg = 2,4g. Bài 3: Hoà tan hỗn hợp gồm Fe, Zn trong 500ml dung dịch HCl 0,4M được dung dịch A và 10,52g muối khan. a/ Tính thành phần % theo khối lượng mỗi kim loại. b/ Tính thể tích dung dịch B gồm NaOH 0,02M và Ba(OH)2 cần dùng để trung hoà dung dịch A. Đáp số: a/ %Fe = 46,28% và %Zn = 53,72% b/ Vdd B = 1(lit) 67
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Bài 7: Hoà tan hết 12g hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hoá trị II không đổi) vào 200ml dung dịch HCl 3,5M thu được 6,72 lit khí (đktc). Mặt khác lấy 3,6g kim loại M tan hết vào 400ml dung dịch H2SO4 nồng độ 1M thì H2SO4 còn dư. a/ Xác định kim loại M. b/ Tính thành phần % theo khối lượng của Fe, M trong hỗn hợp. Đáp số: a/ M là Mg. b/ %Mg = 30% và %Fe = 70%. Bài 8: Hoà tan hết 11,3g hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R (hoá trị II không đổi) vào 300ml dung dịch HCl 2,5M thu được 6,72 lit khí (đktc). Mặt khác lấy 4,8g kim loại M tan hết vào 200ml dung dịch H2SO4 nồng độ 2M thì H2SO4 còn dư. a/ Xác định kim loại R. b/ Tính thành phần % theo khối lượng của Fe, R trong hỗn hợp. Đáp số: a/ và b/ Bài 9: Hoà tan hết 12,1g hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hoá trị II không đổi) vào 150ml dung dịch HCl 3M thì thu được 4,48 lit khí (đktc). Mặt khác muốn hoà tan hết 4,875g kim loại M thì cần phải dùng 100ml dung dịch H2SO4 0,75M, dung dịch thu được không làm đổi màu giấy quỳ. Bài 10: Hỗn hợp A gồm Mg và kim loại M hoá trị III, đứng trước hiđrô trong dãy hoạt động hoá học. Hoà tan hoàn toàn 1,275 g A vào 125ml dd B chứa đồng thời HCl nồng độ C1(M) và H2SO4 nồng độ C2(M). Thấy thoát ra 1400 ml khí H2 (ở đktc) và dd D. Để trung hoà hoàn toàn lượng a xít dư trong D cần dùng 50ml dd Ba(OH)2 1M. Sau khi trung hoà dd D còn thu được 0,0375mol một chất rắn không hoà tan trong HCl. a/ Viết các PTPƯ xảy ra. b/ Tính C1 và C2 của dd B. c/ Tìm NTK của kim loại M (AM) và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A đem thí nghiệm. Biết rằng để hoà tan 1,35g M cần dùng không quá 200ml dd HCl 1M. Hướng dẫn giải: a/ các PTHH xảy ra. + 2+ Mg + 2H  Mg + H2 (1) + 3+ 2M + 6H  2M + 3H2 (2) + - 2- 2+ 3+ Trong dd D có các Ion: H dư , Cl , SO4 , Mg , M . Trung hoà dd D bằng Ba(OH)2. + - H + OH  H2O (3) 2+ 2- Ba + SO4  BaSO4 (4) Theo bài ra ta có: - Số mol OH = 2 số mol Ba(OH)2 = 0,05 . 1 . 2 = 0,1 mol 2+ Số mol Ba = số mol Ba(OH)2 = 0,05 mol. + b/ Số mol H trong dd B = 0,125C1 + 2 . 0,125C2 số mol H+ tham gia các phản ứng (1,2,3) là: 0,0625 . 2 + 0,1 = 0,225 mol ( Vì số mol của H2 thoát ra = 0,0625 mol ) Ta có: 0,125C1 + 2 . 0,125C2 = 0,225 (*) 2+ Mặt khác , số mol Ba = 0,05 mol > số mol của BaSO4 = 0,0375 mol. 2- 2+ Như vậy chứng tỏ SO4 đã phản ứng hết và Ba còn dư. 2- Do đó số mol của SO4 = số mol của BaSO4 = 0,0375 mol. Nên ta có nồng độ mol/ lit của dd H2SO4 là: C2 = 0,0375 : 0,125 = 0,3M 68
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 2- Vì số mol của H2SO4 = số mol của SO4 = 0,0375 (mol) Thay và ( * ) ta được: C1 = 1,2 M c/ PTPƯ hoà tan M trong HCl. 2M + 6HCl  2MCl3 + 3H2 (5) Số mol HCl = 0,2 x 1 = 0,2 mol Theo (5): Số mol của kim loại M 0,2 : 3 (Vì theo bài ra M bị hoà tan hết) Do đó NTK của M là: AM 1,35 : ( 0,2 : 3 ) = 20,25 Vì M là kim loại hoá trị III nên M phải là: Al (nhôm) Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg và Al trong 1,275 g hỗn hợp A Ta có: 24x + 27y = 1,275 (I) Theo PT (1, 2): x + 1,5 y = 0,0625 (II) Giải hệ pt (I) và (II) ta được: x = y = 0,025. Vậy khối lượng của các chất trong hỗn hơp là: mMg = 0,6 g và mAl = 0,675 g. Bài 11: 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. 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 69
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. B- hỗn hợp Kim loại tác dụng với nước và bazơ Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 17,2g hỗn hợp gồm kim loại kiềm A và oxit của nó vào 1600g nước được dung dịch B. Cô cạn dung dịch B được 22,4g hiđroxit kim loại khan. a/ Tìm kim loại và thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp. b/ Tính thể tích dung dịch H2SO4 0,5M cần dùng để trung hoà dung dịc B. Hướng dẫn: Gọi công thức của 2 chất đã cho là A và A2O. a, b lần lượt là số mol của A và A2O Viết PTHH: Theo phương trình phản ứng ta có: a.MA + b(2MA + 16) = 17,2 (I) (a + 2b)(MA + 17) = 22,4 (II) Lấy (II) – (I): 17a + 18b = 5,2 (*) Khối lượng trung bình của hỗn hợp: MTB = 17,2 : (a + b) 70
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Tương đương: MTB = 18.17,2 : 18(a + b). Nhận thấy: 18.17,2 : 18(a + b) MTB 21,75 Vdd axit = 0,56 lit - TH: A là K > Vdd axit = 0,4 lit. Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,1g hỗn hợp 2 kim loại kiềm trong nước thu được dung dịch A. Để trung hoà dung dịch A phải dùng 50ml dung dịch HCl 2M, sau phản ứng thu được dung dịch B. a/ Nếu cô cạn dung dịch B thì sẽ thu được bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan? b/ Xác định 2 kim loại kiềm trên, biết rằng tỉ lệ số mol của chúng trong hỗn hợp là 1 : 1. Đáp số: a/ mMuối = 6,65g b/ 2 kim loại đó là: Na và K. Bài 3: Cho 6,2g hỗn hợp 2 kim loại kiềm thuộc 2 chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn phản ứng với H2O dư, thu được 2,24 lit khí (đktc) và dung dịch A. a/ Tính thành phần % về khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu. b/ Sục CO2 vào dung dịch A thu được dung dịch B. Cho B phản ứng với BaCl2 dư thu được 19,7g kết tủa. Tính thể tích khí CO2 đã bị hấp thụ. Hướng dẫn: a/ Đặt R là KHHH chung cho 2 kim loại kiềm đã cho MR là khối lượng trung bình của 2 kim loại kiềm A và B, giả sử MA MA M = 6,2 : 0,2 = 31 R H 2 R Theo đề ra: 2 kim loại này thuộc 2 chu kì liên tiếp, nên 2 kim loại đó là: A là Na(23) và B là K(39) b/ Ta có: nROH = nR = 0,2 mol PTHH xảy ra: CO2 + 2ROH > R2CO3 + H2O CO2 + ROH > RHCO3 Theo bài ra khi cho BaCl2 vào dung dịch B thì có kết tủa. Như vậy trong B phải có R2CO3 vì trong 2 loại muối trên thì BaCl2 chỉ phản ứng với R2CO3 mà không phản ứng với RHCO3. BaCl2 + R2CO3 > BaCO3 + RCl > n = n = n = 19,7 : 197 = 0,1 mol > V = 2,24 lít. CO 2 R2 CO 3 BaCO 3 CO 2 Bài 4: Hai kim loại kiềm A và B có khối lượng bằng nhau. Cho 17,94g hỗn hợp A và B tan hoàn toàn trong 500g H2O thu được 500ml dung dịch C(d = 1,03464g/ml). Tìm A và B. 71
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Bài 5: 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. 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. Đáp số: a/ mNa = 4,6g và mK = 3,9g. b/ kim loại D là Ba. > mBa = 6,85g. Bài 6: 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). 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: 2 kim loại kiềm là Na và K. C- hỗn hợp Kim loại tác dụng với dung dịch muối. Thí dụ 1: Ngâm thanh sắt vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 Phản ứng xảy ra theo thứ tự như sau: * Muối của kim loại có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ ( Ag+ > Cu2+ ) tham gia phản ứng trước với kim loại ( hoặc nói cách khác là muối của kim loại hoạt động hoá học yếu hơn sẽ tham gia phản ứng trước ). Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu Bài tập áp dung: 1/ Có 200ml hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M. Thêm 2,24g bột Fe kim loại vào dung dịch đó khuấy đều tới phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A và dung dịch B. a/ Tính số gam chất rắn A. b/Tính nồng độ mol/lit của các muối trong dung dịch B, biết rằng thể tích dung dịch không đổi. Hướng dẫn giải Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag ( 1 ) Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu ( 2 ) n n n Số mol của các chất là: Fe = 0,04 mol ; AgNO3 = 0,02 mol ; Cu(NO3)2 = 0,1 mol Vì Ag hoạt động hoá học yếu hơn Cu nên muối của kim loại Ag sẽ tham gia phản ứng với Fe trước. Theo pứ ( 1 ): nFe ( pứ ) = 0,01 mol ; Vậy sau phản ứng ( 1 ) thì nFe còn lại = 0,03 mol. n n Theo (pứ ( 2 ): ta có Cu(NO3)2 pứ = Fe còn dư = 0,03 mol. n Vậy sau pứ ( 2 ): Cu(NO3)2 còn dư là = 0,1 – 0,03 = 0,07 mol Chất rắn A gồm Ag và Cu mA = 0,02 x 108 + 0,03 x 64 = 4,08g dung dịch B gồm: 0,04 mol Fe(NO3)2 và 0,07 mol Cu(NO3)2 còn dư. Thể tích dung dịch không thay đổi V = 0,2 lit Vậy nồng độ mol/lit của dung dịch sau cùng là: C = 0,35M ; C = 0,2M M [ Cu(NO3 )2 ] dư M [ Fe (NO3 )2 ] 72
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 2/ Cho 1,68 g Fe vào 200ml hỗn hợp dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,15M và AgNO3 0,1M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn A và dung dịch B. a/ Tính khối lượng chất rắn A. b/ Tính nồng độ mol/lit của dung dịch B. Giả sử thể tích dung dịch không thay đổi. Đ/S: a/ mA = 3,44g b/ C = 0,05M và C = 0,15M M [ Cu(NO3 )2 ] dư M [ Fe (NO3 )2 ] Thí dụ 2: Cho hỗn hợp gồm bột sắt và kẽm vào trong cùng 1 ống nghiệm ( 1 lọ ) chứa dung dịch AgNO3. Phản ứng xảy ra theo thứ tự như sau: Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ tham gia phản ứng trước với muối. Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag Fe + 2AgNO3 dư  Fe(NO3)2 + 2Ag Bài tập áp dụng: Nhúng 2 miếng kim loại Zn và Fe cùng vào một ống nghiệm đựng dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy 2 miếng kim loại ra thì trong dung dịch nhận được biết nồng độ của muối Zn gấp 2,5 lần muối Fe. Đồng thời khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm so với trước phản ứng 0,11g. Giả thiết Cu giải phóng đều bám hết vào các thanh kim loại. Hãy tính khối lượng Cu bám trên mỗi thanh. Hướng dẫn giải: - Nếu khối lượng thanh kim loại tăng = mkim lo ại giai phong - mkim lo ai tan - Nếu khối lượng thanh kim loại tăng = mkim lo ại tan - mkim lo ai giai phong Vì Zn hoạt động hoá học mạnh hơn Fe. Nên Zn tham gia phản ứng với muối trước. Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu (1) x x x x (mol) Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu (2) y y y y (mol) Vì khối lượng dung dịch giảm 0,11 g. Tức là khối lượng 2 thanh kim loại tăng 0,11 g Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: (160y – 152y) + (160x – 161x) = 0,11 Hay 8y – x = 0,11 (I) Mặt khác: nồng độ muối Zn = 2,5 lần nồng độ muối Fe * Nếu là nồng độ mol/lit thì ta có x : y = 2,5 (II) (Vì thể tích dung dịch không đổi) * Nếu là nồng độ % thì ta có 161x : 152y = 2,5 (II)/ (Khối lượng dd chung) Giải hệ (I) và (II) ta được: x = 0,02 mol và y = 0,05 mol . mCu = 3,2 g và mZn = 1,3 g Giải hệ (I) và (II)/ ta được: x = 0,046 mol và y = 0,0195 mol mCu = 2,944 g và mZn = 1,267 g Phương pháp dùng mốc so sánh Bài toán 1: Nhúng 2 kim loại vào cùng 1 dung dịch muối của kim loại hoạt động hoá học yếu hơn (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi). Trường hợp 1: Nếu cho 2 kim loại trên vào 2 ống nghiệm đựng cùng 1 dung dịch muối thì lúc này cả 2 kim loại đồng thời cùng xảy ra phản ứng. Ví dụ: Cho 2 kim loại là Mg và Fe vào 2 ống nghiệm chứa dung dịch CuSO4 Xảy ra đồng thời các phản ứng: Mg + CuSO4  MgSO4 + Cu 73
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu Trường hợp 2: - Nếu cho hỗn hợp gồm 2 kim loại là: Mg và Fe vào cùng một ống nghiệm thì lúc này xảy ra phản ứng theo thứ tự lần lượt như sau: ( 1 ) Mg + CuSO4  MgSO4 + Cu - Phản ứng (1) sẽ dừng lại khi CuSO4 tham gia phản ứng hết và Mg dùng với lượng vừa đủ hoặc còn dư. Lúc này dung dịch thu được là MgSO4; chất rắn thu được là Fe chưa tham gia phản ứng Cu vừa được sinh ra, có thể có Mg cò dư. - Có phản ứng (2) xảy ra khi CuSO4 sau khi tham gia phản ứng (1) còn dư (tức là Mg đã hết) ( 2 ) Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu - Sau phản ứng (2) có thể xảy ra các trường hợp đó là: + Cả Fe và CuSO4 đều hết: dung dịch thu được sau 2 phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu được là Cu. + Fe còn dư và CuSO4 hết: dung dịch thu được sau 2 phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu được là Cu và có thể có Fe dư. + CuSO4 còn dư và Fe hết: dung dịch thu được sau 2 phản ứng là : MgSO4 , FeSO4 và có thể có CuSO4 còn dư ; chất rắn thu được là Cu. Giải thích: Khi cho 2 kim loại trên vào cùng 1 ống nghiệm chứa muối của kim loại hoạt động hoá học yếu hơn thì kim loại nào hoạt động hoá học mạnh hơn sẽ tham gia phản ứng trước với muối theo quy ước sau: Kim loại mạnh + Muối của kim loại yếu hơn  Muối của kim loại mạnh hơn + Kim loại yếu Trường hợp ngoại lệ: Fe ( r ) + 2FeCl3 ( dd )  3FeCl2 ( dd ) Cu ( r ) + 2FeCl3 ( dd )  2FeCl2 ( dd ) + CuCl2 ( dd ) Bài toán 2: Cho hỗn hợp (hoặc hợp kim) gồm Mg và Fe vào hỗn hợp dung dịch muối của 2 kim loại yếu hơn. (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi) Bài 1: Cho hợp kim gồm Fe và Mg vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 thu được dung dịch A và chất rắn B. a/ Có thể xảy ra những phản ứng nào? b/ Dung dịch A có thể có những muối nào và chất rắn B có những kim loại nào? Hãy biện luận và viết các phản ứng xảy ra. Hướng dẫn câu a. Do Mg hoạt động hoá học mạnh hơn Fe nên Mg sẽ tham gia phản ứng trước. + 2+ Vì Ion Ag có tính oxi hoá mạnh hơn ion Cu nên muối AgNO3 sẽ tham gia phản ứng trước. Tuân theo quy luật: Chất khử mạnh + chất Oxi hoá mạnh  Chất Oxi hoá yếu + chất khử yếu. Nên có các phản ứng. Mg + 2AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag (1) Mg + Cu(NO3)2  Cu(NO3)2 + Cu (2) Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (3) Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu (4) Câu b 74
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Có các trường hợp có thể xảy ra như sau. Trường hợp 1: Kim loại dư, muối hết * Điều kiện chung - dung dịch A không có: AgNO3 và Cu(NO3)2 - chất rắn B có Ag và Cu. Nếu Mg dư thì Fe chưa tham gia phản ứng nên dung dịch A chỉ có Mg(NO3)2 và chất rắn B chứa Mg dư, Fe, Ag, Cu. Nếu Mg phản ứng vừa hết với hỗn hợp dung dịch trên và Fe chưa phản ứng thì dung dịch A chỉ có Mg(NO3)2 và chất rắn B chứa Fe, Ag, Cu. Mg hết, Fe phản ứng một phần vẫn còn dư (tức là hỗn hợp dung dịch hết) thì dung dịch A chứa Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chứa Fe dư, Ag, Cu. Trường hợp 2: Kim loại và muối phản ứng vừa hết. - Dung dịch A: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 - Chất rắn B: Ag, Cu. Trường hợp 3: Muối dư, 2 kim loại phản ứng hết. * Điều kiện chung - Dung dịch A chắc chắn có: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 - Kết tủa B không có: Mg, Fe. Nếu AgNO3 dư và Cu(NO3)2 chưa phản ứng: thì dung dịch A chứa AgNO3, Cu(NO3)2, Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag.(duy nhất) Nếu AgNO3 phản ứng vừa hết và Cu(NO3)2 chưa phản ứng: thì dung dịch A chứa Cu(NO3)2, Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag.(duy nhất) AgNO3 hết và Cu(NO3)2 phản ứng một phần vẫn còn dư: thì dung dịch A chứa Cu(NO3)2 dư Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và chất rắn B chỉ có Ag, Cu. Bài tập: Một thanh kim loại M hoá trị II được nhúng vào trong 1 lit dung dịch CuSO4 0,5M. Sau một thời gian lấy thanh M ra và cân lại, thấy khối lượng của thanh tăng 1,6g, nồng độ CuSO4 giảm còn bằng 0,3M. a/ Xác định kim loại M b/ Lấy thanh M có khối lượng ban đầu bằng 8,4g nhúng vào hh dung dịch chứa AgNO3 0,2M và CuSO4 0,1M. Thanh M có tan hết không? Tính khối lượng chất rắn A thu được sau phản ứng và nồng độ mol/lit các chất có trong dung dịch B (giả sử thể tích dung dịch không thay đổi) Hướng dẫn giải: a/ M là Fe. b/ số mol Fe = 0,15 mol; số mol AgNO3 = 0,2 mol; số mol CuSO4 = 0,1 mol. (chất khử Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mạnh) 0,15 0,1 0,2 ( mol ) + 2+ Ag Có Tính o xi hoá mạnh hơn Cu nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trước. PTHH : Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu (2) 75
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Theo bài ra ta thấy, sau phản ứng (1) thì Ag NO3 phản ứng hết và Fe còn dư: 0,05 mol Sau phản ứng (2) Fe tan hết và còn dư CuSO4 là: 0,05 mol Dung dịch thu được sau cùng là: có 0,1 mol Fe(NO3)2; 0,05 mol FeSO4 và 0,05 mol CuSO4 dư Chất rắn A là: có 0,2 mol Ag và 0,05 mol Cu mA = 24,8 g Vì thể tích dung dịch không thay đổi nên V = 1 lit Vậy nồng độ của các chất sau phản ứng là : C = 0,1M ; C = 0,05M ; C = 0,05M M [ Fe (NO3 )2 ] M [ CuSO4 ] dư M [ Fe SO4 ] Bài tập áp dụng: Bài 1: Nhúng một thanh kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M. Sau một thời gian phản ứng, khối lượng thanh M tăng lên 0,40 g trong khi nồng độ CuSO4 còn lại là 0,1M. a/ Xác định kim loại M. b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào 1 lit dd chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 , nồng độ mỗi muối là 0,1M. Sau phản ứng ta thu được chất rắn A khối lượng 15,28g và dd B. Tính m(g)? Hướng dẫn giải: a/ theo bài ra ta có PTHH . Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu (1) Số mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng (1) là: 0,5 (0,2 – 0,1) = 0,05 mol Độ tăng khối lượng của M là: mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40 giải ra: M = 56, vậy M là Fe b/ ta chỉ biết số mol của AgNO3 và số mol của Cu(NO3)2. Nhưng không biết số mol của Fe (chất khử Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mạnh) 0,1 0,1 ( mol ) + 2+ Ag Có Tính oxi hoá mạnh hơn Cu nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trước. PTHH: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu (2) Ta có 2 mốc để so sánh: - Nếu vừa xong phản ứng (1): Ag kết tủa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 chưa phản ứng. Chất rắn A là Ag thì ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g - Nếu vừa xong cả phản ứng (1) và (2) thì khi đó chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag và 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2 vậy AgNO3 phản ứng hết, Cu(NO3)2 phản ứng một phần và Fe tan hết. mCu tạo ra = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g. Vậy số mol của Cu = 0,07 mol. Tổng số mol Fe tham gia cả 2 phản ứng là: 0,05 ( ở pư 1 ) + 0,07 ( ở pư 2 ) = 0,12 mol Khối lượng Fe ban đầu là: 6,72g Bài 2: Cho 8,3 g hỗn hợp gồm Al và Fe có số mol bằng nhau vào 100ml hỗn hợp dung dịch chứa AgNO3 2M và Cu(NO3)2 1,5M. Xác định kim loại được giải phóng, khối lượng là bao nhiêu? Đ/S: mrăn = mAg + mCu = 0,2 . 108 + 0,15 . 64 = 31,2 g 76
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Bài 3: Một thanh kim loại M hoá trị II nhúng vào 1 lít dd FeSO4, thấy khối lượng M tăng lên 16g. Nếu nhúng cùng thanh kim loại ấy vào 1 lit dd CuSO4 thì thấy khối lượng thanh kim loại đó tăng lên 20g. Biết rằng các phản ứng nói trên đều xảy ra hoàn toàn và sau phản ứng còn dư kim loại M, 2 dd FeSO4 và CuSO4 có cùng nồng độ mol ban đầu. a/ Tính nồng độ mol/lit của mỗi dd và xác định kim loại M. b/ Nếu khối lượng ban đầu của thanh kim loại M là 24g, chứng tỏ rằng sau phản ứng với mỗi dd trên còn dư M. Tính khối lượng kim loại sau 2 phản ứng trên. HDG: a/ Vì thể tích dung dịch không thay đổi, mà 2 dd lại có nồng độ bằng nhau. Nên chúng có cùng số mol. Gọi x là số mol của FeSO4 (cũng chính là số mol của CuSO4) Lập PT toán học và giải: M là Mg, nồng độ mol/lit của 2 dd ban đầu là: 0,5 M b/ Với FeSO4 thì khối lượng thanh Mg sau phản ứng là: 40g Với CuSO4 thì khối lượng thanh Mg sau phản ứng là: 44g Chuyên đề 12: Bài toán hỗn hợp muối Các bài toán vận dụng số mol trung bình và xác định khoảng số mol của chất. 1/ Đối với chất khí. (hỗn hợp gồm có 2 khí) Khối lượng trung bình của 1 lit hỗn hợp khí ở đktc: M1V M 21V2 MTB = 22,4V Khối lượng trung bình của 1 mol hỗn hợp khí ở đktc: M1V1 M 2V2 MTB = V M1n1 M 2 (n n1 ) Hoặc: MTB = n (n là tổng số mol khí trong hỗn hợp) M1x1 M 2 (1 x1 ) Hoặc: MTB = 1 (x1là % của khí thứ nhất) Hoặc: MTB = dhh/khí x . Mx 2/ Đối với chất rắn, lỏng. M = mhh TB của hh nhh Tính chất 1: MTB của hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần về lượng các chất thành phần trong hỗn hợp. Tính chất 2: MTB của hh luôn nằm trong khoảng khối lượng mol phân tử của các chất thành phần nhỏ nhất và lớn nhất. Mmin n = mhh A M A hh M hh 77
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Như vậy nếu X, Y tác dụng với A mà còn dư, thì X, Y sẽ có dư để tác dụng hết với hỗn hợp A, B - Với MA 2 muối đó là Na2CO3 và NaHCO3 b/ %Na2CO3 = 38,6% và %NaHCO3 Bài 3: Hoà tan 8g hỗn hợp A gồm K2CO3 và MgCO3 vào dung dịch H2SO4 dư, khí sinh ra được sục vào 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M, thu được m(g) kết tủa. Tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A để m đạt giá trị cực tiểu(nhỏ nhất) và cực đại(lớn nhất). Đáp số: - Khối lượng kết tủa là cực tiểu(nhỏ nhất) khi CO2 là cực đại. Tức là %K2CO3 = 0% và %MgCO3 = 100%. n n - Khối lượng kết tủa là cực đại(lớn nhất) khi CO2 = Ba(OH)2 = 0,06 mol. Tức là %K2CO3 = 94,76% và %MgCO3 = 5,24%. Bài 4: Cho 4,2g muối cacbonat của kim loại hoá trị II. Hoà tan vào dung dịch HCl dư, thì có khí thoát ra. Toàn bộ lượng khí được hấp thụ vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,46M thu được 8,274g kết tủa. Tìm công thức của muối và kim loại hoá trị II. Đáp số: - TH1 khi Ba(OH)2 dư, thì công thức của muối là: CaCO3 và kim loại hoá trị II là Ca. - TH2 khi Ba(OH)2 thiếu, thì công thức của muối là MgCO3 và kim loại hoá trị II là Mg. Bài 5: Hoà tan hết 4,52g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại A, B kế tiếp nhâu trong phân nhóm chính nhóm II bằng 200ml dung dịch HCl 0,5M. Sau phản ứng thu được dung dịch C và 1,12 lit khí D (đktc). a/ Xác định 2 kim loại A, B. b/ Tính tổng khối lượng của muối tạo thành trong dung dịch C. 78
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học c/ Toàn bộ lượng khí D thu được ở trên được hấp thụ hoàn toàn bởi 200ml dung dịch Ba(OH)2. Tính nồng độ mol/l của dung dịch Ba(OH)2 để: - Thu được 1,97g kết tủa. - Thu được lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất. Đáp số: a/ 2 kim loại là Mg và Ca b/ mmuối = 5,07g c/ - TH1: 0,15M - TH2: khi kết tủa thu được lơn nhất là 0,25M. - TH3: khi kết tủa thu được nhỏ nhất là 0,125M. Bài 6: Cho 10,8g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm II tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được 23,64g 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 79
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học *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) *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, theo n n 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: 80
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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: 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 = 13,8 Na2 CO 3 K2 CO 3 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 81
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 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% 82
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. 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) 83
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học y z Số mol AgCl = = 4,305 : 143,5 = 0,03 (III) 2 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? Hướng dẫn: 84
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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: 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. 85
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 (*) 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% 86
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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: 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. 87
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. 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) 88
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học - 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. 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 89
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. 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; 90
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. 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 91
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 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 < nCO2 < 2nCa(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3  + H2O ? 0,9 0,9 CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 Số mol kết tủa: 40 0,9- t = 0,4 t 0,5 100 92
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Số mol CO2: 0,9 + 0,5 = 1,4 (mol) Khối lượng CO2: 1,4.44 = 61,6 (g) Khối lượng H2O: 40 +7,8 - 61,6 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): 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: 93
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 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 < MA < 40. Do A là kim loại có hoá trị II nên A là Mg. b. Thay A vào hệ PT (a) 56x 24y 4 x 0,05   x y 0,1  y 0,05 mFe = 0,05. 56= 2,8g mMg = 1,2g 2,8 % Fe = .100% = 70% 4 % Mg = 100% - 70% = 30% Bài 10: Nhiệt phân hoàn toàn 20 g hỗn hợp MgCO3, CaCO3 , BaCO3 thu được khí B. Cho khí B hấp thụ hết vào nước vôi trong thu được 10 gam kết tủa và dung dịch C. Đun nóng dung dịch C tới phản ứng hoàn toàn thấy tạo thành thêm 6 gam kết tủa. Hỏi % khối lượng của MgCO3 nằm trong khoảng nào? 94
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Hướng dẫn: Các PTHH: t0 MgCO3  MgO + CO2(k) (1) (B) t0 CaCO3  Ca0 + CO2(k) (2) (B) t0 BaCO3  BaO + CO2;k) (3) (B) CO2(k) + Ca (OH)2(dd) > 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) 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: 95
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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) 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. 96
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 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) < m muối A <40,18 (g) Bài 13: Cho hỗn hợp gồm MgO, Al2O3 và một oxit của kim loại hoá trị II kém hoạt động. Lấy 16,2 gam A cho vào ống sứ nung nóng rồi cho một luồng khí H2 đi qua cho đến phản ứng hoàn toàn. Lượng hơi nước thoát ra được hấp thụ bằng 15,3 gam dung dịch H2SO4 90%, thu được dung dịch H2SO4 85%. Chất rắn còn lại trong ống đem hoà tan trong HCl với lượng vừa đủ, thu được dung dịch B và 3,2 gam chất rắn không tan. Cho dung dịch B tác dụng với 0,82 lít dung dịch NaOH 1M, lọc lấy kết tủa, sấy khô và nung nóng đến khối lượng không đổi, được 6,08 gam chất rắn. Xác định tên kim loại hoá trị II và thành phần % khối lượng của A. Hướng dẫn: Gọi R là KHHH của kim loại hoá trị II, RO là CTHH của oxit. 97
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học Đặt a, b, c lần lượt là số mol của MgO, Al2O3, RO trong hỗn hợp A. Theo bài ra ta có: 40a + 102b + (MR + 16)c = 16,2 (I) Các PTHH xảy ra: RO + H2 > 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 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% 98
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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, - 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. 99
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học - 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 - 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. 100
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. 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. 101
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. 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 102
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. 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 103
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 ( 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 ) 104
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 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 105
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 FeO + CO Fe + CO2 2/ Đốt cacbon trong không khí ở nhiệt độ cao được hỗn hợp A 1. 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 106
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học - 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) - 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. 107
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 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 108
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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 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 109
Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn hoá học 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. 110