›
›
›

Tuyển tập 30 bài toán Hóa hay có lời giải

doc 25 trang mainguyen 4610
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tuyển tập 30 bài toán Hóa hay có lời giải", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • doctuyen_tap_30_bai_toan_hoa_hay_co_loi_giai.doc

Nội dung text: Tuyển tập 30 bài toán Hóa hay có lời giải

  1. TUYỂN TẬP 30 BÀI TOÁN HÓA HAY CÓ LỜI GIẢI Bài 1: Hòa tan 115,3 g hỗn hợp X gồm MgCO 3 và RCO3 bằng 500ml dd H 2SO4 thu được dd A, rắn B và 4,48 lít khí CO2 (đktc). Cô cạn dd A thu được 12g muối khan. Mặt khác, nung B đến khối lượng không đổi thu 11,2 lít CO2 (đktc) và rắn C. a. Tính nồng độ mol của dd H2SO4, khối lượng rắn B và C. b. Xác định R biết trong X số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3. Bài làm: a) MgCO3 + H2SO4  MgSO4 + CO2  + H2O (1) x x x x RCO3 + H2SO4  RSO4 + CO2  + H2O (2) y y y y Nung B tạo CO2  B còn, X dư. Vậy H2SO4 hết. 4,48 Từ (1) và (2) : nH2SO4 = nCO2 = = 0,2 mol. 22,4 0,2  CMH2SO4 = = 0,4(M) . 0,5 Theo Định luật BTKL: mx + mH2SO4 = mA + mB + mH2O + mCO2  mB = 115,3 + 0,2.98 – 12 – 0,2(18+44) = 110,5 (g) Nung B thu 11,2 lít CO2 và rắn C  mC=mB-mCO2 = 110,5 - 0,5.44=88,5 (g) b. Từ (1) và (2): x+y= 0,2 mol nCO2 = 0,2 mol  mSO4 = 0,2 . 96 = 19,2g > 12g có một muối tan MgSO4 và RSO4 không tan 12 nMgCO3 = nMgSO4 = 120 = 0,1 mol nRCO3 = nRSO4 = 0,2-0,1 =0,1 mol Nung B, RSO4 không phân hủy, chỉ có X dư bị nhiệt phân Đặt a = nMgCO3 RCO3 = 2,5a (trong X) to MgCO3  MgO + CO2 (3) a- 0,1 a-0,1 to RCO3  RO + CO2 (4) 2,5a – 0,1 2,5a – 0,1 Từ (3) và (4) : nCO2 = 3,5a – 0,2 = 0,5  a = 0,2 mX = 84.0,2 + 2,5.0,2(R + 60) = 115,3  R = 137 (Ba) Bài 2: Hòa tan hết 4,68 gam hỗn hợp hai muối ACO3 và BCO3 bằng dung dịch H2SO4 loãng. Sau phản ứng thu được dung dịch X và 1,12 lít khí ( đktc). 1. Tính tổng khối lượng các muối tạo thành trong dung dịch X. 2. Tìm các kim loại A, B và tính thành phần % khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. Biết tỉ lệ số mol n : n = 2:3, tỉ lệ khối lượng mol M : M = 3:5. ACO3 BCO3 A B 3. Cho toàn bộ lượng khí thu được ở trên hấp thụ vào 200ml dung dịch Ba(OH)2. Tính nồng độ mol của dung dịch Ba(OH)2 để thu được 1,97 gam kết tủa. 1
  2. Hướng dẫn: PTHH: ACO3 + H2SO4 ASO4 + CO2 + H2O (1) BCO3 + H2SO4 BSO4 + CO2 + H2O (2) Muối thu được trong dung dịch X là ASO4 và BSO4 1,12 Theo bài ra ta có: n 0,05 (mol) CO2 22,4 Theo PT (1) và (2): n n n = 0,05 (mol) H2SO4 H2O CO2 Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m m m m m m m m m m ( ACO3 ,BCO3 ) H2SO4 (ASO4 ,BSO4 ) H2O CO2 ( ASO4 ,BSO4 ) (ACO3 ,BCO3 ) H2O CO2 H2SO4 = 4,68 – 0,05 . 18 – 0,05 . 44 + 0,05.98 = 6,48(g) 4. Đặt n 2 x(mol) n 3x(mol) ( Vì n : n =2 : 3) ACO3 BCO3 ACO3 BCO3 MA = 3a (g) MB = 5a (g) ( Vì MA : MB = 3 : 5) Theo PT (1) và (2): n n n = 2x + 3x = 5x = 0,05 x = 0,01(mol) CO2 ACO3 BCO3 n 0, 02(mol) n 0, 03(mol) ACO3 BCO3 Ta có: 0,02 ( 3a + 60) + 0,03 ( 5a + 60) = 4,68 a = 8 Vậy MA = 24; MB = 40 A là magie ( Mg) và B là canxi ( Ca) 0,02.84 %MgCO3 = .100% 35,9% 4,68 % CaCO3 = 100% - 35,9% = 64,1 % 5. Theo bài ra khi hấp thụ lượng khí CO 2 vào dung dịch Ba(OH)2 được kết tủa 1,97 BaCO3 ta có: n 0,01( mol) BaCO3 197 Giả sử phản ứng chỉ tạo ra muối trung hòa: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (3) Theo PT (3): n n nhưng thực tế n n . Nên phản ứng tạo ra hai muối: CO2 BaCO3 CO2 BaCO3 CO2 + Ba(OH)2 BaCO3  + H2O (4) Theo PT (4): n n n = 0.01 (mol) CO2 Ba(OH )2 BaCO3 Ta thấy CO phản ứng còn dư: n = 0,05 - 0,01 = 0,04 (mol) 2 CO2du CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 (5) 1 1 Theo PT (5): n n .0,04 = 0.02 (mol) Ba(OH )2 2 CO2 2 Ta có: n 0,01 + 0,02 = 0,03 (mol) Ba(OH )2 0,03 Vậy: CM = 0,15 (M) ddBa (OH )2 0,2 Bài 3: X là hỗn hợp hai kim loại Mg và Zn. Y là dd H2SO4 chưa rõ nồng độ. Thí nghiệm 1: Cho 24,3 g X vào 2 lít Y sinh ra 8,96 lít khí H2 (đktc). Thí nghiệm 2: Cho 24,3 g X vào 3 lít Y sinh ra 11,2 lít khí H2 (đktc). 2
  3. a. Chứng tỏ rằng trong thí nghiệm 1 thì X chưa tan hết, trong thí nghiệm 2 thì X tan hết. b. Tính nồng độ mol của dd Y và khối lượng mỗi kim loại trong X. Bài làm: Các PTPƯ: Mg + H2SO4  MgSO4 + H2  (1) Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2  (2) 8,96 nH2 ở TNI = = 0,4 mol 22,4 11,2 nH2 ở TNII = = 0,5 mol 22,4 a. Với hh kim loại X không đổi , thể tích dd axit Y tăng gấp 3:2 = 1.5 lần mà khối lượng H2 giải phóng tăng 0,5 : 0,4 < 1,5 lần. Chứng tỏ trong TNI còn dư kim loại, trong TNII kim loại đã phản ứng hết, axit còn dư. Từ (1) và (2): nH2SO4 = nH2 = 0,4 mol ( ở TNI) b. Gọi x là số mol Mg, thì 0,5 – x là số mol của Zn, ta có: 24x + (0,5 – x)65 = 24,3 Suy ra: x = 0,2 mol Mg Vậy: mMg = 0,2 . 24 = 4,8 g. mZn = 24,3 – 4,8 = 19,5 g. CMH2SO4 = 0,4 : 2 = 0,2M Bài 4: Có 5,56 g hỗn hợp A gồm Fe và mot kim loại M (có hóa trị không đổi). Chia A làm hai phần bằng nhau. Phần I hòa tan hết trong dd HCl được 1,568 lít hydrô. Hòa tan hết phần II trong dd HNO3 loãng thu được 1,344 lít khí NO duy nhất. Xác định kim loại M và thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong A. (các thể tích khí ở đktc). Bài làm: Gọi 2a và 2b là số mol Fe và M trong 5,6g A. Khối lượng mỗi phần của A là: A = 56a + Mb = 5,56 = 2,78g. 2 2 Phần tác dụng với HCl: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2  (1) a a M + nHCl  FeCln + n/2 H2  (2) b n b 2 Theo (1) và (2) : n 1,568 nH2 = a + b = = 0,07 mol ; hay 2a + nB = 0,14 (I) 2 22,4 Phần tác dụng với HNO3: Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (3) a mol a mol 3M + 4nHNO3  3M(NO3)n+ nNO + 2nH2O (4) 3
  4. b mol n b mol 3 Theo (3) và (4) : nNO = a + n b = 1,344 = 0,06 mol. 3 22,4 Hay 3a + nb = 0,18 (II) Giải hệ PT (I,II) ta được: a = 0,04 mol Fe. Thay vào biểu thức trên: 56 . 0,04 + Mb = 2,78 Mb = 2,78 – 2,24 = 0,54 Thay vào (I): nb = 0,14 – 0,08 = 0,06 Mb M 0,54 nb = n = 0,06 = 9 . Hay M = 9n Lập bảng: n 1 2 3 M 9 (loại) 18 (loại) 27 (Al) Cặp nghiệm thích hợp: n = 3 ; M = 27. Vậy M là Al Thay n = 3 vào (I) và (II) được b = 0,02 (mol) Thành phần % khối lượng mỗi chất: 0,02.27 %mAl = . 100 = 19,42% 2,78 0,04.56 %mFe = . 100 = 80,58% 2,78 Bài 5: Hỗn hợp chứa Al và Fe xOy. Sau phản ứng nhiệt nhôm thu được 92,35 gam chất rắn A. Hòa tan A bằng dung dịch NaOH dư, thấy có 8,4 lít khí bay ra (ở đktc) và còn lại phần không tan B. Hòa tan 25% lượng chất B bằng H 2SO4 đặc nóng thấy tiêu tốn 60 gam H2SO4 98% . Giả sử tạo thành một loại muối sắt III . a- Tính lượng Al2O3 tạo thành sau khi nhiệt nhôm . b- Xác định công thức phân tử của ôxit sắt . Bài làm: a/ Lượng Al2O3 tạo thành : Các PTPƯ: 3 FexOy + 2yAl  yAl2O3 + 3xFe (1) Chất rắn A phải có Al dư, vì A + dd NaOH khí. Do đó: FexOy hết, hh rắn A gồm: Al2O3, Fe và Al dư. PTHH: Al + NaOH + H2O  NaAlO2 + 3/2 H2  (2) Al2O3 + NaOH  NaAlO2 + H2O (3) 3 8,4 nAl = = = 0,25 (mol Al dư )  mAl = 6,75 (gam Al dư ) . 2 22,4 Sau phản ứng giữa A với NaOH dư , chất rắn B còn lại chỉ là Fe . 4
  5. 2Fe + 6H2SO4 đ,n  Fe2(SO4)3 + 3 SO2 + 6H2O . (4) a 3a Có 25% Fe phản ứng  nFe = 0,25 a . 60x98 nH2SO4 =3nFe = 0,75a = = 0,6 (mol) . 100x98 0,6  nFe = = 0,8 (mol)  mFe = 0,8 . 56 = 44,8 (gam) . 0,75 mAl2O3 = 92,53 – ( 6,75 + 44,8 ) = 40,8 gam . b/ Xác định CTPT của FexOy : Từ (1): mFe = 3x.56 = 44,8 mAl2O3 y.102 40,8 3x x y = 2 hay =  Fe2O3 . y 2 3 Bài 6: Cho 9,6 gam hỗn hợp A (MgO ; CaO ) tác dụng với 100 ml dung dịch HCl 19,87% ( d = 1,047 g/ml ). Tính thành phần % về khối lượng các chất trong A và C% các chất trong dung dịch sau khi A tan hết trong dung dịch HCl, biết rằng sau đó cho tác dụng với Na2CO3 thì thể tích khí thu được là 1,904 lít (đktc) Bài làm: Gọi a = nMgO và b = nCaO trong hỗn hợp A . mA = 40a + 56b = 9,6 . Hay 5a + 7b = 1,2 ( A) A tan hết trong dd HCl . Dung dịch thu được có chứa HCl dư vì khi cho dd này tác dụng với Na2CO3 có khí CO2 bay ra : 2HCldư + Na2CO3  2NaCl + CO2  + H2O 1,904 nCO2 = = 0,085 mol nHCl = 2. 0,085 = 0,17 mol 22,4 100.1,047.19,87 nHClban đầu = = 0,57 mol. 100.36,5 Suy ra : nHCl phản ứng với A = 0,57 - 0,17 = 0,4 mol . Các phương trình phản ứng ; MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O (1) a 2a CaO + 2HCl  CaCl2 + H2O (2) b 2b nHCl = 2 (a + b) = 0,4 a + b = 0,2 ( B ) Kết hợp ( A ) và ( B ) 5a + 7b = 1,2 a + b = 0,2 a = 0,1 mol MgO b = 0,1 mol CaO mMgO = 0,1 x 40 = 4g 5
  6. % MgO = 4x100% = 41,67% 9,6 % CaO = 100- 41,67 = 58,33% - Nồng độ các chất trong dd : Dung dịch thu được sau phản ứng giữa A và HCl chứa 0,1 mol MgCl2 0,1 mol CaCl2 và 0,17 mol HCl dư . Vì phản ứng hoà tan A trong dd HCl không tạo kết tủa hoặc khí nên : mdd = 100 x 1,047 + 96 = 114,3 gam 0,1x95x100% %MgCl2 = = 8,31% 114,3 0,1x111x100% %CaCl2 = = 9,71% 114,3 0,17.36,5.100% %HCldư = = 5,43% 114,3 Bài 7: Trộn V1 dung dịch A chứa 9,125g HCl với V2 lít dung dịch B chứa 5,475g HCl ta được 2 lít dung dịch C. a. Tính nồng độ mol của dung dịch A, B, C. Biết V1 + V2 = 2lít và hiệu số giữa nồng độ mol dung dịch A và B là 0,4mol.l-1. b. Tính khối kượng kết tủa thu được khi đem 250ml dung dịch A tác dụng với 170g dung dịch AgNO3 10%. Bài làm: 9,125 5,475 a. nHCl trong dd C : + = 0,25 + 0,15 = 0,4 36,5 36,5 Nồng độ mol của dd C: 0,4 = 0,2M. 2 Gọi x là nồng độ dd B, thì x + 0,4 là nồng độ dd A. Do đó ta có: 0,15 0,25 V2 = và V1 = và V1 + V2 = 2 nên ta có : x x 0,4 0,15 + 0,25 = 2 x x 0,4 Hay : x2 + 0,2x - 0,03 = 0 Giải phương trình bậc hai này ta được 2 nghiệm x1 = - 0,3 (loại) và x2 = 0,1 Như vậy nồng độ dd B là 0,1M Nồng độ dd A là 0,1+ 0,4 = 0,5M b. nHCl =0,5.0,25 = 0,125 (mol) 10%.170 mAgNO3 = = 17 g 100% 17 nAgNO3 = = 0,1 mol nHCl > nAgNO3 nên HCl dư. 170 6
  7. PTPƯ : HCl + AgNO3  AgCl + HNO3 0,1 0,1 0,1 mAgCl = 0,1.143,5 = 14,35 g Bài 8: Cho một khối Ag vào 50ml dung dịch HNO3 5M thì Ag tan hết và khối lượng dung dịch tăng lên 6,2g. Biết rằng phản ứng chỉ tạo ra NO hay NO2. b. Tính khối lượng Ag đã sử dụng. Cho biết nồng độ HNO3 giảm trên 50% sau phản ứng trên. c. Trung hòa HNO3 dư bằng NaOH vừa đủ. Cô cạn dd, đem đun nóng đến khối lượng không đổi. Tính khối lượng của A. Bài làm a. Xét hai trường hợp: - Gọi a là số mol Ag phản ứng. Ta có: n = 5 . 0,05 = 0,25 (mol) HNO3 ban đầu Trường hợp 1: Ag phản ứng tạo ra NO to 3Ag + 4HNO3 (đ.n)  3AgNO3 + NO + 2H2O (1) a mol 4 a mol a mol 3 - Độ tăng khối lượng của dd: a mAg tan - mNO = a.108 - .30 = 98a = 6,2 a = 0,0633 (mol) 3 4 4 Theo phản ứng (1): nHNO pư = a = . 0,0633 = 0,0844 (mol) 3 3 3 0,0844.100% % nHNO pư = = 33,67% 50% (thỏa mãn với giả thiết bài ra là nồng độ HNO3 3 0,25 giảm trên 50% sau phản ứng). Vậy phản ứng phải tạo ra khí NO2. - Ag phản ứng tạo ra NO2 Ag + 2HNO3 AgNO3 + NO2  + H2O (2) 01 mol 02 mol mAg pư = 0,1.108 = 10,8 gam b. Số mol HNO3 dư : 0,25 - 0,2 = 0,05 mol 7
  8. Trung hòa bằng NaOH thu được 0,05 mol NaNO 3. Dung dịch chứa 0,1 mol AgNO 3 và 0,05 mol NaNO3. Khi nung ta được chất rắn A: t0 2AgNO3  2Ag + 2NO2  + O2  0,1 0,1 t0 2NaNO3  2NaNO2 + O2  0,05 0,05 Vậy A gồm 0,1 mol Ag và 0.05 mol NaNO2 mA = 0,1.108 + 0,05. 69 = 14,25 gam. Bài 9: Hòa tan 2,16g hỗn hợp 3 kim loại Na, Al, Fe vào nước lấy dư thu được 0,448 lít khí (đktc) và một lượng chất rắn. Tách lượng chất rắn này cho tác dụng hết với 60ml dd CuSO4 1M thu được 3,2g đồng kim loại và dd A. Tách dd A cho tác dụng với một lượng vừa đủ dd NaOH để thu được kết tủa lớn nhất. Nung kết tủa thu được trong không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn B. a. Xác định khối lượng từng kim loaị trong hỗn hợp đầu. b. Tính khối lượng chất rắn B. Bài làm: a. Xác định khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp đầu. - Gọi a, b, c lần lượt là số mol của kim loại Na, Al, Fe có trong hh đầu. PTPƯ: 2Na + 2H2O  2NaOH + H2  (1) Al bị tan một phần hay hết theo phương trình. 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2  (2) Xét hai trường hợp: Trường hợp 1: Al bị hòa tan hết. Chất rắn còn lại duy nhất là Fe, cho chất rắn này tác dụng với dd CuSO4. 3,2 - Số mol của các chất: nCuSO = 1 . 0,06 = 0,06 (mol); nCu = = 0,05 (mol) 4 64 PTHH: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (3) Vì: n > n nên CuSO dư CuSO 4 Cu 4 Theo PTHH (3): nFe pứ = nCu = 0,05 (mol) mFe (trong hh đầu) = 0,05 . 56 = 2,8 (g) > mhh đầu (2,16 gam) Vô lí (loại trường hợp 1) Trường hợp 2: Al chưa hòa tan hết (Al dư). PTPƯ: 2Na + 2H2O  2NaOH + H2  (1) a mol a mol a mol 2 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2  (2) a mol a mol3a mol 2 a 3a 0,448 Theo phản ứng (1) và (2): nH  = + = = 0,02 (mol) a = 0,01 (mol). 2 2 2 22,4 Chất rắn còn lại gồm: Al dư: (b – a) = (b – 0,1) mol và Fe: c (mol). Cho hh chất rắn này tác dụng với dd CuSO4. 8
  9. 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu  (4) (b – 0,01) mol 3 (b – 0,01) 1 (b – 0,01) 3 (b – 0,01) 2 2 2 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (5) c mol c mol c mol c mol Vì: n > n nên CuSO dư CuSO 4 Cu 4 Theo PTHH (3): n CuSO4 pứ = nCu = 0,05 (mol). 3 Hay: (b – 0,01) + c = 0,05  1,5b + c = 0,065 (I) 2 Mặt khác: mhh đầu = mNa + mAl + mFe = 2,16 (gam)  0,1 . 23 + 27b + 56c = 2,16. Hay: 27b + 56c = 1,93 (II) Kết hợp (I) và (II) giải ra ta được: b = 0,03 (mol); c = 0,02 (mol) Khối lượng của từng kim loại trong hỗn hợp đầu: mNa = 0,01 . 23 = 0,23 (gam) mAl = 0,03 . 27 = 0,81 (gam) mFe = 0,02 . 56 = 1,12 (gam) b. Tính khối lượng chất rắn B. Dung dịch A thu được gồm: Al2(SO4)3, FeSO4 và CuSO4 dư 1 1 Theo phản ứng (4): n Al2(SO4)3 = (b – 0,01) = (0,03 – 0,01) = 0,01 (mol) 2 2 Theo phản ứng (4): n FeSO4 = c (mol) = 0,02 (mol). và CuSO4 dư = 0,06 – 0,05 = 0,01 (mol) Cho dd A này tác dụng với dd NaOH thu được kết tủa lớn nhất nên NaOH phản ứng vừa đủ: PTHH: Al2(SO4)3 + 6NaOH  2Al(OH)3  + 3Na2SO4 (5) 0,01 mol 0,02 mol FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2  + Na2SO4 (6) 0,02 (mol) 0,02 mol CuSO4 + 2NaOH  Cu(OH)2  + Na2SO4 (7) 0,01 mol 0,01 mol Nung kết tủa ở nhiệt độ cao trong không khí đến khối lượng không đổi: t0 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O (8) 0,02 mol 0,01 mol t0 4Fe(OH)2 + O2  2Fe2O3 + 4H2O (9) 0,02 mol 0,01 mol t0 Cu(OH)2  CuO + H2O (10) 9
  10. 0,01 mol 0,01 mol Chất rắn B gồm: Al2O3 , Fe2O3 và CuO Khối lượng chất rắn B là: mB = (0,01 .102) + (0,01 . 160) + (0,01 . 80) = 3,42 gam. Bài 10: Cho hh A gồm 9,6g Cu và 23,3g Fe 3O4 vào 292g dd HCl 10% cho đến khi phản ứng hoàn toàn thu được dd B và rắn C. Cho dd AgNO3 dư vào dd B thu kết tủa D. a. Tính khối lượng kết tủa D. b. Cho rắn C vào 100ml dd hỗn hợp gồm HNO 3 0,8M và H2SO4 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí NO duy nhất (đktc). Tính V. Bài làm a. Tính khối lượng kết tủa D. 9,6 Số mol các chất: nCu = = 0,15 (mol) ; 64 23,2 292.100 nFe O = = 0,1 mol ; nHCl = = 0,8 (mol). 3 4 232 100.36,5 PTHH: Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (1) 0,1mol 0,8 mol 0,1mol 0,2mol 2FeCl3 + Cu CuCl2 + 2FeCl2 0,2 mol 0,1 mol 0,1mol 0,2mol Vậy trong B gồm : 0,3 mol FeCl2 ; 0,1 mol CuCl2. Chất rắn C: Cu dư = 0,15 – 0,1 = 0,05 (mol) Cho dd AgNO3 vào dd B xảy ra các phản ứng: a. 2AgNO3 + FeCl2  2AgCl + Fe(NO3)2 0,3 0,6 2AgNO3 + CuCl2  2AgCl + Cu(NO3)2 0,1 0,2 mAgCl  = (0,6 + 0,2) . 143,5 = 114,8 gam. Vậy: mD = 114,8 (gam). b. Tính V: Cho chất rắn C (Cu) vào hh 2 axit HNO3 và H2SO4: n H2SO4 = 0,2 . 0,1 = 0,02 (mol); nHNO3 = 0,8 . 0,1 = 0,08 (mol). t0 PTHH: 3Cu + 8HNO3 (l)  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 10
  11. 0,03mol 0,08mol 0,02 VNO = 0,02 . 22,4 = 0,448 lít t0 Cu + 2H2SO4 (đ,n)  CuSO4 + SO2 + 4H2O 0,01mol 0,02mol Sau phản ứng này Cu vẫn còn dư (0,01mol). Bài 11:Một hỗn hợp gồm kim loại kiềm M và một kim loại R có hóa trị III. Cho 3,03gam hỗn hợp này tan hoàn toàn vào nước thu được dung dịch A và 1,904 lít khí ( đktc). Chia dung dịch A làm hai phần bằng nhau: Phần 1: Cô cạn hoàn toàn thu được 2,24 gam chất rắn. Phần 2: Thêm V lít d2HCl 1M vào thấy xuất hiện 0,39 gam kết tủa. 1. Xác định tên của hai kim loại và tính phần trăm theo khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. 2. Tính giá trị V. Hướng dẫn - Gọi a,b lần lượt là số mol của kim loại M và R, ta có: Ma + Rb = 3,03 (I) - Giả sử cả M và R đều tác dụng với H 2O thì dung dịch A chứa 2 bazơ. Cho A tác dụng với HCl thì không có kết tủa ( vì muối clorua kết tủa thì kim loại không phản ứng với nước) điều đó trái với đề ra. Chứng tỏ R không phản ứng với H 2O nhưng phản ứng được với kiềm ( R là kim loại lưỡng tính) - PTPƯ: M + H2O MOH + ½ H2 a a 1/2a R + MOH + H2O MRO2 + 3/2 H2 b b b 3/2b 1 3 1,904 - Theo PTPƯ và bài ra ta có: a b 0,085 a 3b 0,17(II) 2 2 22,4 - Dung dịch A thu được ( a-b) mol MOH và b mol MRO 2 chia làm 2 phần bằng nhau: Phần 1: Cô cạn dung dịch thu được 2,24g chất rắn. Ta có: (a – b). (M + 17) + ( M + R + 32).b = 4,48 (III) Giải phương trình I, II, III ta được: a =0,05; b = 0,04 Thay a = 0,05; b = 0,04 vào (I) có: 0,05M + 0,04 R = 3,03 hay 5M + 4R = 303 Biện luận: M Li Na K R 67(loại) 47(loại) 27 (nhận) Vậy kim loại M là kali (K), kim loại R là nhôm ( Al) mK = 0,05 . 39 = 1,95 (g) mAl = 0,04 . 27 = 1,08 (g) 11
  12. %K = 1,95/ 3,03. 100% = 64,36% % Al = 1,08 / 3,03 .100% = 35,64% Phần 2: Thêm dd HCl vào thu được 0,39 (g) kết tủa Al(OH)3, có: 0,39 n 0,005(mol) . Nên xảy ra 2 trường hợp: Al(OH )3 78 *) Trường hợp 1: HCl thiếu, PƯ chỉ tạo kết tủa HCl + KOH KCl + H2O 0,005 0,005 HCl + KAlO2 + H2O KCl + Al(OH)3  0,005 0,005 0,005 Ta có tổng số mol HCl đã dùng là 0,005 + 0,005 = 0,01 ( mol) 0,01 V 0,01 Vậy d2HCl 1 (l) *) Trường hợp 2: HCl dư để hòa tan một phần kết tủa: HCl + KAlO2 + H2O KCl + Al(OH)3  0,02 0,02 0,02 Số mol kết tủa bị hòa tan là 0,02 – 0,005 = 0,015 (mol) 3HCl + Al(OH)3 AlCl3 +3H2O 0,045 0,015 Ta có tổng số mol HCl đã dùng = 0,005 + 0,02 + 0,045 = 0,07 ( mol) 0,07 V 0,07 Vậy d2HCl 1 (l) Bài 12: Hoà tan hoàn toàn 4gam hỗn hợp gam 1 kim loại hoá trị II và 1 kim loại hoá trị III cần dùng hết 170ml dung dịch HCl 2M a. Tính thể tích H2 thoát ra ( ĐKTC). b. Cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan. c. Nếu biết kim loại hoá trị III là Al và số mol bằng 5 lần số mol kim loại hoá trị II thì kim loại hoá trị II là nguyên tố nào . Bài làm a. Gọi M và R lần lượt là kim loại hoá trị II và hoá trị III ta có : PTP: M + 2HCl MCl2 + H2 (1) 2R + 6HCl 2RCl3 + 3H2 (2) nHCl = CM . V = 0,17 . 2 = 0,34 (mol) 1 1 Từ (1) và (2) ta thấy: nH = nHCl = . 0,34 = 0,17 (mol) 2 2 2 VH2 = 0,17. 22,4 = 3,808 (lit) b. Áp dụng định luật BTKL ta có: m + m = m + m Kim loại axit muối H 2 m = m + m - m muối Kim loại axit H 2 = 4 + (0,34 . 36,5) – 0,17 . 2 = 16,07 (gam). 12
  13. a c. Gọi số mol của kim loại Al là a (mol) số mol kim loại R (II) là = 0,2a (mol). 5 PTHH: : M + 2HCl MCl2 + H2 (1) 0,2a mol 0,4a mol 2R + 6HCl 2RCl3 + 3H2 (2) a mol 3a mol Từ (1) và (2) ta có: nHCl = (0,4a + 3a) = 0,34 (mol) a = 0,1 (mol). nZn = 2a = 0,02 (mol). 4 2,7 Nên: mAl = 0,1 . 27 = 2,7 (gam). mM = = 65 (Zn) 0,02 Vậy kim loại M cần tìm là Zn Bài 13: Trộn 10ml một hợp chất khí gồm hai nguyên tố C và H với 70ml O2 trong bình kín. Đốt hỗn hợp khí, phản ứng xong đặt hỗn hợp khí trong bình với điều kiện ban đầu nhận thấy trong bình còn 40ml khí CO2, 15 ml khí O2. Hãy xác định công thức của đa hợp chất. Bài làm Theo đề ra: V dư = 15ml V = 70 – 15 = 55ml O2 O 2 phản ứng VCO2 = 40ml; VCxHy = 10ml PTHH: y t0 y CxHy + (x + ) O2  x CO2 + H2O 4 2 y 1ml (x )ml x ml 4 10ml 55 ml 40ml 40 y 55 x = = 4 ; x + = y = 6 10 4 10 Vậy công thức của hợp chất là: C4H6 Bài 14: Cho một dd A gồm hai axit HNO 3 và HCl. Để trung hòa 10ml ddA người ta phải thêm 30ml dung dịch NaOH 1M. a) Tính tổng số mol 2 axit có trong 10ml dd A. b) Cho AgNO3 d vào 100ml dd thu được dd B và một kết tủa trắng và sau khi làm khô thì cân được 14,35g. Hãy tính nồng độ mol/l của từng axit có trong A. c) Hãy tính số ml dung dịch NaOH 1M phải dùng để trung hòa lượng axit có trong dd B a. nNaOH = 0,03.1 = 0,03 mol PTHH: HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O (1) HCl + NaOH NaCl + H2O (2) Theo pt (1), (2) tổng số mol 2 axit bằng số mol NaOH đã phản ứng = 0,03mol b. Trong 100ml dung dịch A có tổng số mol 2 axit là 0,3mol 13
  14. PTHH: AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 (3) 14,35 nAgCl = 0,1 (mol) 143,5 Theo (3): nHCl = nAgCl = nHNO3 = 0,1mol nHNO3 trong 100ml dd A là 0,3 – 0,1 = 0,2 (mol) 0,1 0,2 CM HCl = = 1M; CM HNO3 = 2 M 0,1 0,1 c. Dung dịch B chứa: dd HNO3 và AgNO3 dư Tổng số mol HNO3 trong dd B là 0,1 + 0,2 = 0,3 (mol) Trung hòa axit trong dd B bằng NaOH: PTHH: HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O (4) 0,3mol 0,3 mol 0,3 Vdd NaOH = 0,3 (l) = 300ml 1 Bài 15: Trong 1 bình kín có thể tích V lít chứa 1,6 g khí oxi và 14,4 g hỗn hợp bt M gam các chất: CaCO3 ; MgCO3 ; CuCO3 và C. Nung M trong bình cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, đưa về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất trong bình tăng 5 lần so với áp suất ban đầu (thể tích chất rắn trong bình coi không đáng kể). T khi hỗn hợp khí dhh / N sau phản ứng so với khí N 2: 1< 2 <1,57. Chất rắn còn lại sau khi nung có khối lượng 6,6 g được đem hoà tan trong lượng dung dung dịch HCl thấy còn 3,2 g chất rắn không tan. 1. Viết các phương trình hoá học đã phản ứng có thể xảy ra. 2. Tính thành phần % theo khi lượng các chất trong hỗn hơp đầu. 1. Các phương trình phản ứng có thể xảy ra : to C + O2  CO2 (1) to CaCO3  CaO + CO2 (2) to MgCO3  MgO + CO2 (3) to CuCO3  CuO + CO2 (4) to C + CO2  2CO (5) to C + CuO  Cu + CO (6) to CO + CuO  Cu + CO2 (7) CaO + 2HCl  CaCl2 + H2O (8) MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O (9) 14
  15. CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O (10) 2. Tính thành phần % khi lượng hỗn hợp : dhh / N – Vì 1< 2 <1,57 nên hỗn hợp khí sau phản ứng gồm CO2 và CO. – Vì sau phản ứng có CO và CO2, các phản ứng xảy ra hoàn toàn nên cht rắn còn lại sau khi nung là : CaO ; MgO và Cu vậy không có phản ứng (10). – Khi lựơng Cu = 3,2 g khi lựơng CuCO3 trong hỗn hợp : 3,2 .124 64 = 6,2 (g) – Gọi số mol C ; CaCO3 ; MgCO3 trong hỗn hợp lần lượt là a, b, c. – Theo đầu bài khi lượng CaO và MgO: 6,6 – 3,2 = 3,4 (g) 56b + 40c = 3,4. (*) 1,6 5 – Số mol CO và CO2 sau phản ứng nhiệt phân: 32 = 0,25 ( mol) – Số mol C trong CO và CO2 bằng số mol C đơn chất và số mol C trong các muối cacbonat hỗn hợp : a + b + c + 0,05 = 0,25. ( ) – Khi lượng hh là 14,4 g nên : 12a + 100b + 84c = 14,4 – 6,2 ( ) Kt hỵp (*) ; ( ) ; ( ) ta có hệ phương trình : 56b 40c 3,4 a b c 0,2 12a 100b 84c 8,2 Giải được: a = 0,125 ; b = 0,025 ; c = 0,05 % Khối lượng các chất trong M: 0,125.12 .100% 10,42% % khối lượng C = 14,4 0,025.100 .100% 17,36% % khối lượng CaCO3 = 14,4 0,05.84 .100% 29,17% % khối lượng MgCO3 = 14,4 0,05.124 .100% 43,05% % khối lượng CuCO3 = 14,4 Bài 16: Hòa tan hết hỗn hợp X gồm oxit của một kim loại có hoá trị II và muối cacbonat của kim loại đó bằng H 2SO4 loãng vừa đủ, sau phản ứng thu được sản phẩm gồm khí Y và dung dịch Z. Biết lượng khí Y bằng 44% lượng X. Đem cô cạn dung dịch Z thu được một lượng muối khan bằng 168% lượng X. Hỏi kim loại hoá trị II nói trên là kim loại gì? Tính thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp X. RO + H2SO4 RSO4 + H2O (1) RCO3 + H2SO4 RSO4 + CO2 + H2O (2) Đặt a là khối lượng hỗn hợp X. 15
  16. x, y là số mol RO và RCO3 Ta có: (R +16)x + (R + 60)y = a (I) Từ (1,2): (R + 96)(x + y) = 1,68a (II) Từ (2): y = 0,01a (III) Giải (I, II, III): x = 0,004a ; R = 24. 40.0,004a.100 a Vậy R là Mg (24) %m = = 16% %m = 84% Bài 17. Trộn CuO với một oxit kim loại hoá trị II không đổi theo tỉ lệ mol 1 : 2 được hỗn hợp X. Cho 1 luồng CO nóng đi qua 2,4 gam X đến phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn Y. Để hoà tan hết Y cần 40 ml dung dịch HNO3 2,5M, ch thoát ra 1 khí NO duy nhất và dung dịch thu được chứa muối của 2 kim loại nói trên. Xác định kim loại chưa biết. Bi giải: Vì CO ch khư được những Oxít kim loại đứng sau Al trong dãy HĐHH nên có 2 trường hợp xảy ra. a)Trường hợp: Kim loại phải tìm đứng sau Al trong dãy HĐHH và Oxit của nó bị CO khử. CuO + CO Cu + CO2 (1) MO + CO M + CO2 (2) 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (3) 3M + 8HNO3 3M(NO3)2 + 2NO + 4H2O (4) Coi số mol CuO = x thì MO = 2x và Số mol HNO3 = 0,1 Ta có hệ : 80x + (M + 16) + 2x = 2,4 2.8x 8x + 3 = 0,1 giải hệ cho x = 0,0125 và M = 40 ~ Ca. 3 Trường hợp này không thoả mãn vì Canxi đứng trước Al trong dãy HĐHH và CaO không bị khư bởi CO. b/ Trường hợp 2: Kim loại phải tìm đứng trứớc Al trong dãy HĐHH và Ôxit của nó không bị CO khử. Khi đó không xảy ra phản ứng (2) mà xảy ra phản ứng (1) (3) và phản ứng sau : MO + 2HNO3 M(NO3)2 + H2O Tương tự coi số mol CuO = a MO = 2a ta c hƯ : 80a + (M + 16)2a = 2,4 8a + 4a = 0,1 => a = 0,0125 => M=24 ~Mg (thoả mãn) 3 Bài 18: Hoà tan hoàn toàn 14,2 gam hỗn hợp C gồm MgCO3 và muối cacbonat kim loại R vào axit HCl 7,3%, thu được dung dịch D và 3,36 lít khí CO2 (đktc). Biết lượng MgCl2 trong dung dịch bằng 6,028% dung dịch D. a) Xác định kim loại R và thành phần % theo khối lựong mỗi chất trong C. 16
  17. b) Cho dung dịch NaOH vào dung dịch D, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khi phản ứng hoàn toàn. Tính số gam chất rắn còn lại sau khi nung. Bi giải: Công thức cacbonat kim loại R là R2(CO3)x số mol CO2 = 0,15 MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O R2(CO3)x + 2xHCl 2RClx + x CO2 + x H2O a/ Theo phương trình, số mol HCl = 0,15 . 2 = 0,3 mol 0,3.36,5 Lượng dung dịch HCl = 0,073 = 150gam Lượng dung dịch D = lượng hỗn hợp C + lượng dd HCl - lượng CO2 = 14,2 + 150 - (44. 0,15) = 157,6gam Lượng MgCl2 = 157,6 . 0,06028 = 9,5 gam ~ 0,1mol MgCO3 = 0,1mol ~ 8,4gam R2(CO3)x =14,2 – 8,4 = 5,8 gam 2R+ 60 x x Ta c : 5,8 = 0,15 0,1 R =28x thoả mãn x = 2 R = 56 là Fe Trong C có 8,4g MgCO3 ~ 59,15% còn là 40,85% FeCO3 Tính được chất rắn còn lại sau khi nung là MgO = 4 gam và Fe2O3 = 4 gam Bài 19: Một loại đá chứa MgCO 3, CaCO3 và Al2O3. Lựong Al 2O3 bằng 1/8 tổng khối lựơng hai muối cacbonat. Nung đá nhiệt độ cao tới phân hủy hoàn toàn hai muối cacbonat thu đươc chất rắn A có khối lượng bằng 60% khi lượng đá trước khi nung. a) Tính % khi lượng mỗi chất trong đá trước khi nung. b) Muốn hoà tan hoàn toàn 2g chất rắn A cần tối thiểu bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,5M ? Bài giải: a) Các phản ứng phân hủy muối cacbonat t0 MgCO3  MgO + CO2 ↑ (1) t0 CaCO3  CaO + CO2 ↑ (2) Gọi a, b, c lần lượt là số gam của MgCO3, CaCO3, Al2O3 trong 100g đá (a, b, c cũng chính là thành phần %) ta có hệ sau: a + b + c = 100 a b c = 8 a.40 b.56 84 + 100 + c = 60 Giải hệ ta được: a = 10,6; b = 78,3; c = 11,1 (và là số gam tương chất và là tỉ lệ %) a) Các phản ứng với HCl (3 PTHH) Tổng số mol HCl = 2.nMgo + 2.nCaO + 6.n Al2O3 = 0,2226 mol 0,2226.2 Vậy để hòa tan 2g A cần 5,4 = 0,0824 mol Gọi V là số lít HCl tối thiểu cần dùng V.0,5 = 0,0824 => V = 0,1648 lit = 164,8ml 17
  18. Bài 20: Cho 1,02 gam hỗn hợp gồm Al và Mg vào 100 ml dung dịch HCl. Sau khi kết thúc phản ứng, làm bay hơi hết nước thu được 3,86 gam chất rắn khan. Nếu cho 1,02 gam hỗn hợp trên vào 200 ml dung dịch HCl cùng loại. Sau khi kết thúc phản ứng, làm bay hơi hết nước thu được 4,57 gam chất rắn khan. Tính khi lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp và nồng độ mol/l của dung dịch HCl. Bài giải: Khối lượng HCl gấp đôi thì lượng chất rắn thu được không gấp đôi thí nghiệm 1 nên suy ra trong trong hợp 2 kim loại tan hết và HCl dư. Gọi số mol của Mg và Al trong hh là x và y. Ta có: 24x + 27 y = 1,02 x = 0,02 m Mg = 0.02 x 24 = 0,48 gam 95x + 133.5 y = 4,57 y = 0,02 mAl = 0.02 x 27 = 0,54 gam Tính nồng độ mol/l của dung dịch HCl - Xét TN1: Gọi số mol Al đã phản ứng là a, còn dư là 0.02 - a (Mg đã pứ hết) Khi lượng chất rắn = 0,02 x 95 + 133,5a + 27 (0,02-a) = 3,86 a= 0,0133 Số mol HCl hòa tan Mg và Al là (0,02 x 2) + 3 x 0,0133 = 0,08 mol - Nồng độ mol/l của HCl là 0,08/0,1 = 0,8 M Bài 21: Hòa tan 49,6 gam hỗn hợp một muối sunfat và một muối cacbonat của cùng một kim loại hóa trị I vào nước thu được dung dịch X. Chia dung dịch X thành 2 phần bằng nhau: Phần : Cho phản ứng với lượng dư dung dịch axit sunfuric thu được 2,24 lớt khớ (đo ở đktc) Phần 2: Cho phản ứng với lượng dư dung dịch BaCl2 thu được 43 gam kết tủa trắng. a. Tìm công thức hóa học của hai muối ban đầu? b. Tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trên có trong hỗn hợp ban đầu? Bài giải: a. Đặt CT hai muối: A2SO4 và A2CO3; gọi x, y lần lượt là số mol A2CO3 v A2SO4 - Phản ứng ở phần 1: A2CO3 + H2SO4 A2SO4 + CO2 + H2O (1) x mol x mol - Phản ứng ở phần 2: A2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2ACl (2) x mol x mol A2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2ACl (3) y mol y mol Theo pt (1) => x = n = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol CO 2 18
  19. 49,6 - Mặt khác, khối lượng hỗn hợp ở mỗi phần: (2A + 60).0,1 + (2A + 96)y = 2 = 24,8 (*) - Theo pt (2) và (3), khối lượng kết tủa thu được: 197.0.1 + 233.y = 43 => y = 0,1 Thế y = 0,1 vào (*) => A = 23 -> Na Vậy công thức hai muối: Na2CO3 và Na2SO4 b. - Khối lượng muối Na2CO3 trong hỗn hợp: m Na2CO3 = 106.0,1.2 = 21,2 g - Khối lượng muối Na2SO4 trong hỗn hợp: m Na2SO4 = 49,6 – 21,2 = 28,4g Vậy thành phần % về khối lượng các chất trong hỗn hợp ban đầu: 21,2 % Na2CO3 = 49 ,6 .100 % = 42,7% 28,4 % Na2SO4 = 49,6 .100% = 57,3% Bài 22: Cho 32,6 gam hỗn hợp CaCO3 và MgCO3 tác dụng vừa đủ với 700ml dung dịch HCl 1M rồi dẫn khí tạo thành qua 38,5 gam dung dịch KOH 80% tạo thành dung dịch A. a. Tính thành phần % các chất trong hỗn hợp đầu? b. Tính nồng độ % các chất trong dung dịch A? Bài giải: Các PTHH có thể xảy ra: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O (1) x mol 2x mol x mol MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O (2) y mol 2y mol y mol CO2 + KOH -> KHCO3 (3) a mol a mol a mol CO2 + 2KOH -> K2CO3 + H2O (4) b mol 2b mol b mol - Số mol HCl: nHCl = 0,7 . 1 = 0,7 mol a. Gọi x, y lần lượt là số mol CaCO3 và MgCO3 có trong 32,6 gam hỗn hợp. Theo gt và phương trình (1), (2) ta có: 100x + 84y = 32,6 (*) 2x + 2y = 0,7 ( ) Giải hệ phương trình (*) v ( ) ta được: x = 0,2 mol; y = 0,15 mol Khối lượng từng chất trong hỗn hợp: m = 100,0,2 = 20gam CaCO 3 m = 84.0,15 = 12,6 gam. MgCO 3 Vậy thành phần % theo khối lượng các chất trong hỗn hợp: % m =20 .100% = 61,3% % m =12,6 .100% = 38,7% CaCO3 32,6 MgCO 3 32,6 b. Theo các phương trình (1) v (2): số mol CO2 tạo thành: nCO 2 = x + y = 0,2 + 0,15 = 0,35 mol. 38,5.80 - Số mol KOH có trong 38,5 gam dung dịch 80%: nKOH = 100.56 = 0,55 mol 19
  20. nKOH 0,55 Ta có tỉ lệ: 1 Phản ứng tạo cả 2 muối: KHCO3 và K2CO3. Gọi a, b lần lượt là số mol KHCO3 và K2CO3, theo pt (3) v (4) ta có: a + b = 0,35 ( ) a + 2b = 0,55 ( ) Giải hệ phương trình ( ) và ( ) ta có: a = 0,15 mol; b = 0,2 mol. - Khối lượng các muối có trong dung dịch A: 3 mKHCO = 100.0,15 = 15 gam 3 mK2 CO = 138.0,2 = 27,6 gam - Khối lượng dung dịch tạo thành sau phản ứng: mddspư = mddKOH + mCO 2 = 38,5 + 44.0,35 = 53,9 gam Vậy nồng độ % các chất trong dung dịch A: 3 15 C% (KHCO ) = 53,9 .100% = 27,8% 2 3 27,6 C% (K CO ) = 53,9 .100% = 51,2% Bài 23: Cho 3,87 gam hỗn hợp gồm Mg và Al tác dụng với 500 ml dung dịch HCl 1M a.Chứng minh rằng sau phản ứng với Mg và Al thỡ axit vẫn cũn dư ? b.Nếu phản ứng trên làm thoát ra 4,368 lít khí H2 (đktc). Hãy tính số gam Mg và Al đó dùng ban đầu ? Bài giải: a. PTHH: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) x mol x mol 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) 3y y mol2 mol - Số mol HCl: nHCl = 0,5.1 = 0,5 mol. Giả sử tất cả hỗn hợp l Mg: nhh = nMg = 3,87 : 24 = 0,16125 mol Giả sử tất cả hỗn hợp l Al: nhh = nAl = 3,87 : 27 = 0,143 mol => 0,143 mol Vậy HCl vẫn còn dư khi tác dụng với hỗn hợp Al v Mg. b. – Số mol H2 sinh ra: nH 2 = 4,368 : 22,4 = 0,195 mol - Gọi x, y lần lượt là số mol Mg và Al có trong hỗn hợp. Theo giả thiết và phương trình, ta có: 24x + 27y = 3,87 (a) 3y x + 2 = 0,195 (b) Giải hệ phương trỡnh (a) v (b) ta được: x = 0,06 mol ; y = 0,09 mol - Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu: nMg = 24.0,06 = 1,44 gam. nAl = 27.0,09 = 2,43 gam. 20
  21. Bài 24: Dẫn 2,24 lít khí CO (đktc) qua một ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp bột oxit kim loại gồm Al2O3, CuO và Fe3O4 cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Chia sản phẩm thu được thành hai phần bằng nhau: 1 Phần 1: hòa tan vào dung dịch HCl dư thu được 0,672 lít khí H2 ở đktc. 2 Phần 2: được ngâm kĩ trong 400ml dung dịch NaOH 0,2M. Để trung hòa hết NaOH dư phải dùng hết 20ml dung dịch axit HCl 1M. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. c. Tính thể tích dung dịch axit H2SO4 1M (lỗng) để hòa tan hết hỗn hợp bột của các oxit kim loại? Bài giải: a. Các phương trình hóa học: t0 CO + CuO Cu + CO2 (1) t0 CO + Fe3O4  Fe + CO2 (2) Phần 1: Fe + HCl FeCl2 + H2 (3) Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (4) Phần 2: Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (5) HCl + NaOHdư NaCl + H2O (6) b. – Số mol CO: nCO = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol - Số mol H2: nH 2 = 0,672 : 22,4 = 0,03 mol - Số mol NaOH: nNaOH = 0,4.0,2 = 0,08 mol - Số mol HCl: nHCl = 0,02.1 = 0,02 mol Theo phương trình (6): nNaOH (dư) = nHCl = 0,02 mol => Số mol NaOH trên phương trình (5): nNaOH(5) = 0,08 – 0,02 = 0,06 mol 1 3 Theo phương trình (5): nAl2 O = 2 nNaOH(5) = 0,06 : 2 = 0,03 mol. 3 Vậy khối lượng Al2O3 có trong hỗn hợp: m Al2 O = 0,03.2. 102 = 6,12 gam. Theo phương trình (3): nFe = nH 2 = 0,03 mol => nFe (hh) 0,03.2 = 0,06 mol 1 3 Theo phương trình (2) nFe O 4 = 3 nFe = 0,03 : 3 = 0,02mol 3 Vậy khối lượng của Fe3O4 trong hỗn hợp: mFe O 4 = 0,02.232 = 4,64 gam 4 4 Đồng thời, theo phương trình (2): nCO = 3 nFe = 3 .0,06 = 0,08 mol => Số mol CO trên phương trình (1): nCO(1) = 0,1 – 0,08 = 0,02 mol Theo phương trình (1): nCuO = nCO = 0,02 mol Vậy khối lượng CuO trong hỗn hợp: mCuO = 0,02.80 = 1,6 gam. => Khối lượng hỗn hợp các oxit: mhh = 6,12 + 4,64 + 1,6 = 12,36 gam. Thnh phần % cc chất trong hỗn hợp: 4,64 3 12,36 .100% %mFe O 4 = = 37,5% 1,6 12,36 .100% % mCuO = = 13% 6,12 3 12,36 .100% % m Al2 O = = 49,5% 21
  22. c. Phương trình hóa học: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (7) 0,02mol 0,02mol Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (8) 0,06mol 3.0,06 mol Fe3O4 + 4H2SO4 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O (9) 0,02mol 4.0,02mol Theo các phương trình (7), (8), (9): Số mol H2SO4 đã dùng: nH2 SO 4 = 0,02 + 3.0,06 +4.0,02 = 0,28 mol Vậy thể tích H2SO4 đã dùng: VH2 SO 4 = 0,28 : 1 = 0,28 lít = 280ml Bài 25: Trên hai đĩa cân A, B của một đĩa cân đặt hai cốc thủy tinh: Cốc ở đĩa cân A chứa dung dịch H2SO4 và cốc ở đĩa đĩa cân B chứa dung dịch HCl, cân ở vị trí thăng bằng. Cho 6,48 gam kim loại magie vào cốc A và 6,16 gam kim loại hóa trị II vào cốc B. Sau khi phản ứng xảy ra, cân vẫn ở vị trí thăng bằng. Xác định tên kim loại hóa trị II, biết lượng axit trong 2 cốc đủ để tác dụng hết với các kim loại? Bi giải: Gọi kí hiệu hóa học và khối lượng mol của kim loại hóa trị II là M Các phương trình hóa học: Cốc A: Mg + H2SO4 > MgSO4 + H2 (1) Cốc B: M + HCl > MCl2 + H2 (2) - Số mol Mg: nMg = 6,48 : 24 = 0,27 mol 6,16 - Số mol M: nM = M mol Theo phương trình (1): nH 2 (pư 1) = nMg = 0,27 mol => mH 2 (pư 1) = 0,27.2 = 0,54gam 6,16 6,16 12,32 Theo phương trình (2): nH 2 (pư 2) = nM = M mol => mH 2 (pư 1) = M .2 = M gam Theo giả thiết: Cân thăng bằng nên khối lượng dung dịch sau phản ứng ở cốc A = khối lượng dung dịch sau phản ứng ở cốc B. mMg + mddHCl - mH 2 (pư1) = mM + mddH2 SO 4 - mH 2 (pư2) mMg - mH 2 (pư1) = mM - mH 2 (pư2) ( Vì ban đầu cân thăng bằng nên: mddHCl = mddH2 SO 4 ) 12,32 6,48 – 0,54 = 6,16 - M => M = 56 (Fe) Vậy kim loại hĩa trị II l Fe. Bài 26: Trộn 100ml dung dịch Na2CO3 0,2M với 150ml dung dịch H2SO4 0,2M thu được một chất khí, cho lượng khí này lội qua 50 gam dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2 25% thì thu được một kết tủa. a. Viết các phương trình phản ứng? b. Tính khối lượng kết tủa tạo thành, biết rằng hiệu suất của phản ứng hấp thụ khí chỉ đạt 95%? Bài giải: - Các phương trình phản ứng có thể xảy ra: Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O (1) 22
  23. 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3) 3 - Số mol Na2CO3: nNa2 CO = 0,1.0,2 = 0,02 mol - Số mol H2SO4: nH2 SO 4 = 0,15.0,2 = 0,03 mol 50.20 - Số mol Ca(OH)2: nCa(OH) 2 = 100.100 = 0,1mol 3 Theo phương trình (1): nNa2 CO = 0,02 mol H2SO4 dư, Na2CO3 phản ứng hết. 3 Theo phương trình (1): nCO 2 = nNa2 CO = 0,02 mol. n CO2 0,02 Ta có tỉ lệ: n = 0,1 = 0,2 Khối lượng CaCO3 thực tế thu được: mCaCO (tt) = 100 = 1,9 gam Bài 27: Cho 11,2 gam hỗn hợp X gồm Mg và kim loại R (hóa trị II, đứng sau H trong dạy hoạt động hóa học) thực hiện hai thí nghiệm: Thí nghiệm I: Cho hỗn hợp phản ứng với dung dịch H2SO4 lõang dư thu được 4,48 lít khí H2 (đktc). Thí nghiệm II: Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 6,72 lít khí SO2 (đktc). a. Viết các phương trình hóa học. b. Tính khối lượng Mg, R. c. Xác định R. Bài giải: a. Các phương trình phản ứng: Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 (1) Mg + 2H2SO4 MgSO4 + SO2 + 2H2O (2) R + 2H2SO4 RSO4 + SO2 + 2H2O (3) b. - Số mol khí H2: nH 2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol Theo phương trình (1): nMg = nH 2 = 0,2 mol => khối lượng của R: mR = 0,2.24 = 4,8 gam - Khối lượng của R trong hỗn hợp: mR = 11,2 – 4,8 = 6,4 gam c. – Số mol SO2: nSO 2 = 6,72 : 22,4 = 0,3 mol. Theo phương trình (2): nSO 2 = nMg = 0,2 mol => Số mol SO2 trên phương trình (3): nSO 2 (pư3) = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol Theo phương trình (3): nR = nSO 2 (pư3) = 0,1mol Vậy khối lượng mol của R: MR = 6,4 : 0,1 = 64 => R là kim loại Đồng (Cu) Bài 28: Cho một miếng sắt có khối lượng 16,8 gam vào dung dịch muối sunfat của kim loại hóa trị II, sau khi phản ứng kết thúc lấy thanh kim loại ra rửa nhẹ, làm khô, cân 23
  24. nặng 18,4 gam. Cho miếng kim loại sau phản ứng vào dung dịch HCl dư thu được 12,8 gam chất rắn. Xác định tên của kim loại hóa trị II? Giả sử toàn bộ lượng kim loại M sinh ra đều bám vào miếng sắt. Bài giải: - Gọi M là kí hiệu hóa học và khối lượng mol của kim loại hóa trị II => Công thức muối sunfat của M: MSO4 - Phương trình hóa học: Fe + MSO4 > FeSO4 + M (1) x mol x mol Fe + 2HCl > FeCl2 + H2 (2) Vì khi cho miếng kim loại sau phản ứng vào dung dịch HCl dư thu được 12,8 gam chất rắn nên M không phản ứng được với HCl và mM = 12,8 gam. - Gọi x là số mol sắt đã tham gia phản ứng. - Khối lượng thanh sắt tăng: M.x – 56x = 18,4 – 16,8 = 1,6 12,8 – 56x = 1,6 => x = 0,2 mol Mặt khác: mM = 12,8 gam. M.x = 12,8 M. 0,2 = 12,8 => M = 12,8:0,2 = 64 gam Vậy kim loại M hóa trị II là Cu. Bài 29: Cho 4,32 gam hỗn hợp kim loại A và B. Cho hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch H2SO4 lõang, dư thấy xuất hiện 2,688 lít khí H2 ở đktc. Sau phản ứng khối lượng hỗn hợp giảm đi một nửa. Cho phần còn lại tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng có 756 ml khí SO2 thoát ra ở đktc. Tìm tên kim loại A và B? Bài giải: - Vì sau phản ứng khối lượng hỗn hợp giảm đi một nửa nên chỉ có một kim loại tác dụng được với H2SO4 lõang => mA = mB = 4,32 : 2 = 2,16gam. - Gọi n, m lần lượt là hóa trị của hai kim loại A v B. - Giả sử B không tác dụng được với H2SO4 lõang. - Phương trình hóa học: 2A + nH2SO4 (l) A2(SO4)n + nH2 (1) 2B + 2mH2SO4 đ, nóng B2(SO4)m + mSO2 + 2mH2O (2) - Số mol H2: nH 2 = 2,688: 22,4 = 0,12mol. 2 0,24 Theo phương trình (1): nA = n nH 2 = n mol 2,16.n 0,24 => Khối lượng mol của A: MA = = 9n Biện luận: n 1 2 3 MA 9 18 27 Kết quả Loại Loại Nhôm (Al) Vậy A là kim loại Al. - Số mol SO2: nSO 2 = 0,756 : 22,4 = 0,0375mol 2 0,0675 Theo phương trình (2): nB = m nSO 2 = m mol 24
  25. 2,16.m 0,0675 => Khối lượng mol của B: MB = = 32m Biện luận: n 1 2 3 MB 32 64 96 Kết quả Loại Đồng (Cu) Loại => Vậy B là kim loại Cu. Bài 30: Cho 22,4 gam hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3 tác dụng với 33,3 gam CaCl2 thì tạo thành 20 gam kết tủa. c. Viết các phương trình phản ứng? d. Tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp đầu? Bài giải: a. Các phương trình phản ứng có thể xảy ra: Na2CO3 + CaCl2 2NaCl + CaCO3 (1) x mol x mol K2CO3 + CaCl2 2KCl + CaCO3 (2) y mol y mol b. – Số mol CaCl2: nCaCl 2 = 33,3 : 111 = 0,3 mol 3 - Giả sử hỗn hợp chỉ có Na2CO3: nhh = nNa2 CO = 22,4 : 106 = 0,21 mol 3 - Giả sử hỗn hợp chỉ có K2CO3: nhh = nK2 CO = 22,4 : 138 = 0,16 mol 3 3 Theo phương trình (1) v (2): nCaCl 2 (pư) = nNa2 CO = nK2 CO Nghĩa l : nCaCl 2 (pư max) = 0,21 CaCl2 dư, hỗn hợp phản ứng hết. 3 - Số mol CaCO3 tạo thành: nCaCO = 20: 100 = 0,2 mol Gọi x, y lần lượt l số mol Na2CO3 v K2CO3. Theo giả thiết và phương trình (1), (2) ta có: 106x + 138y = 22,4 (*) x + y = 0,2 ( ) Giải hệ phương trình (*) v ( ) ta được: x = 0,1625 mol; y = 0,0375 mol Vậy khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu: 3 mNa2 CO = 106.0,1625 = 17,225 gam 3 nK2 CO = 138.0,0375 = 5,175 gam 25