Ch¬ng I:static.giaoducthoidai.vn/Uploaded/nhungnt/2016_07_22/... · Web viewCho 416 gam dung dịch BaCl2 12% tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 27,36 gam muối sunfat

CHƯƠNG I: CÁC HƯỚNG DẪN CĂN BẢNĐỂ GIẢI CÁC BÀI TOÁN HÓA HỌC

I. Các công thức cần thiết.A. Mối liên hệ giữa các đại lượng.1. Mối liên hệ gữa số mol (n), khối lượng (m) và khối lượng mol (M) :

n = mM

(1) m = n M M = mn

2. Mối liên hệ giữa số mol n, thể tích khí (V).a. ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc tức 0oc, 1atm)

n = V

22,4 (2) V = n 22,4

b. ở điều kiện thường (đkt tức ở 20oC, 1atm)

n = V24

(3) V = n 24

3. Mối liên hệ giữa C%, khối lượng chất tan (mct), khối lượng dung dịch (mdd):

C% = ct

dd

mm

100% (4) mct= ddCm100

và mdd = .ct 100mC

4. Mối liên hệ giữa nct, CM, Vdd :

CM = nV

(5) nv = CM V và V = M

nC

5. Mối liên hệ giữa khối lượng riêng (D), khối lượng dung dịch (mdd) và thể tích dung dịch (V):

D = m(g)V(ml)

(6) mdd = D Vdd và Vdd = mD

6. Mối liên hệ giữa C%, CM, D và M (M là khối lượng mol của chất):

CM = 10 D C%

M

7. Công thức tính tỉ khối: dA/B = A

B

MM

Chú ý:

7.1. Nếu B là không khí (kk): dA/KK = AM29

7.2. Tỉ khối của một hỗn hợp A đối với B: dhhA/B = hhA

B

MM

3

Nếu A và B đều là hỗn hợp khí: dhhA/hhB = A

B

MM

B. Công thức tính % khối lượng và khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất1. Tính % khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất AxBy

% A = x y

A

A O

x.MM 100%; % B =

x y

B

A B

y.MM 100% (hoặc % B = 100% – %A)

2. Tính khối lượng mỗi nguyên tố trong a (gam) hợp chất AxBy

mA =

x y

A

A O

x MM a mB =

x y

B

A B

y MM a (hoặc mB = a – mA)

II. Một số hướng dẫn chung khi giải bài toán hóa học.A. Nên quy về số mol làm tính toán căn bản trong tính toán hóa học. * Các bước chung làm một bài toán hóa học (gồm 4 bước chính):1. Chuyển các số liệu trong đề về số mol.

n = mM

n = V22,4

n = CM V

2. Viết phương trình phản ứng, đặt tỉ lệ số mol các chất theo phương trình hóa học.3. Dựa vào số mol theo phương trình phản ứng (hệ số), từ số mol một chất tham gia hay sản phẩm, tính số mol các chất còn lại.4. Khi đã có số mol các chất tham gia hoặc sản phẩm, ta có thể suy ra các đại lượng như khối lượng, thể tích khí ở đktc, nồng độ mol: m = n.M PTPƯ V = n 22,4

CM = nV

Ví dụ 1: Cho Mg phản ứng hết với dung dịch HCl 2M, sau phản ứng thu được 11,2 lít H2(đktc).

a. Tính khối lượng Mg tham gia.b. Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng.

Hướng dẫn

Số mol H2 tạo thành: H2n = V 11,2

22,4 22,4 = 0,5 (mol)

Phương trình hóa học của phản ứng: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 Theo phương trình: 1mol 2mol 1mola. Theo phương trình: nMg= H2n = 0,5 (mol)

Khối lượng Mg phản ứng: mMg = n M = 0,5 24 = 12 (g)

4

n

b. Theo phương trình: nHCl = 2 H2n = 0,5 2 = 1 (mol)

Thể tích dung dịch HCl cần dùng:

M

V n 1C 2 = 0,5 (lít) hay 500 (ml)

Ví dụ 2: Để hòa tan hoàn toàn 19,5 gam một kim loại hóa trị II cần 400 ml dung dịch HCl 1,5 M. Xác định kim loại.

Hướng dẫnSố mol HCl tham gia: nHCl = 0,4 1,5 = 0,6 (mol)

Gọi kim loại cần tìm là A: A + 2HCl ACl2 + H2Theo phương trình: 1mol 2mol

Theo phương trình: nA = 12

nHCl = 0,3 (mol)

Khối lượng mol của A: MA = m 19,5n 0,3

= 65 (g)

Do đó A là kẽm (Zn).

PTHH: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2Ví dụ 3: Cho 11,2 g Fe tác dụng hết với dung dịch HCl 7,3% vừa đủ.

a. Tính thể tích H2 tạo thành ở đktc.b. Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng.c. Tính C% của dung dịch sau phản ứng.

Hướng dẫnSố mol Fe tham gia: nFe = 11,2 : 56 = 0,2 (mol)

Phương trình: Fe + 2HCl FeCl2 + H2

a. Theo phương trình: H2n = nFe = 0,2 (mol)

Thể tích H2 tạo thành ở đktc: H2V = n 22,4 = 0,2 22,4 = 4,48 (lít)

b. Theo phương trình: nHCl = 2nFe = 2 0,2 = 0,4 (mol)Khối lượng HCl tham gia: mHCl = n M = 0,4.36,5 = 14,6 (g)

Khối lượng dung dịch HCl cần dùng: mdd = 14,6 100

7,3 = 200 (g)

c. Theo phương trình: FeCl2n = nFe = 0,2 (mol)

Khối lượng FeCl2 tạo thành: M = n M = 0,2.127 = 25,4 (g)Khối lượng dung dịch sau phản ứng:

mdd = 11,2 + 200 – H2m = 11,2 + 200 – 0,2.2 = 210,8 (g)Vậy nồng độ % của dung dịch sau phản ứng:

5

C% = 25,4210,8

100% = 12,05%

B.Bài tập cho biết lượng 2 chất tham gia.* Cách làm chung: Nếu bài tập cho lượng 2 chất tham gia:- Trong 2 chất tham gia sẽ có một chất phản ứng hết, chất còn lại có thể hết hoặc dư,

ta tính sản phẩm tạo thành theo chất phản ứng hết.- Để xác định chất hết hay dư trong phản ứng hóa học, ta lập tỉ lệ giữa số mol theo

bài chia cho số mol theo phương trình rồi so sánh 2 giá trị phân số đó với nhau, giá trị nào lớn thì chất đó dư, chất còn lại sẽ hết.

* Tổng quát: Giả sử có nA = a, nB = b và phương trình hóa học: A + B C + D (*) mol: 1 1 1 1

Tỉ lệ: a1

< b1

suy ra A hết, B dư. Tính C, D theo A.

(Trong trường hợp này ta giả sử tỉ lệ số mol theo phương trình (*) đều là 1 : 1 và a < b).

Ví dụ 4: Đốt cháy 3,1 gam phốt pho trong bình đựng 4,48 lít khí oxi (đktc). Sau phản ứng chất nào dư? dư bao nhiêu gam? Tính khối lượng sản phẩm tạo thành?

Hướng dẫn

nP = 3,131

= 0,1 (mol) ;

O2n = 4,4822,4

= 0,2 (mol)

PTPƯ: 4P + 5O2 ot 2P2O5

Ta có tỉ lệ: 0,14

< 0,25

Sau phản ứng O2 dư, tính theo số mol của P.

Theo phương trình: O2n tham gia phản ứng = 0,1.5

4 = 0,125 (mol)

O2n dư = 0,2 – 0,125 = 0,075 (mol) O2

m dư = 0,075 32 = 2,4 (g)

P O2 5n tạo thành = 12

nP = 0,05 (mol) P O2 5m = 0,05 142 = 7,1 (g)

Ví dụ 5: Cho 200 g dung dịch Ba(OH)2 17,1% tác dụng với 500g dung dịch CuSO4 8% thu được kết tủa A, dung dịch B.

6

a. Tính mA.b. Tính C% dung dịch B.

Hướng dẫnTa có:

Ba(OH)2m =

200 17,1100

= 34,2 (g) Ba(OH)2n =

34,2171

= 0,2 (mol)

CuSO4m = 500 8

100= 40 (g) CuSO4

n = 40160

= 0,25 (mol)

Cách 1:Phương trình: Ba(OH)2 + CuSO4 BaSO4 + Cu(OH)2Theo phương trình: 1 1 1 1

Tỉ lệ: 0,21

< 0,25

1 Ba(OH)2 hết, CuSO4 dư.

a. Kết tủa A gồm BaSO4 và Cu(OH)2

Theo phương trình: BaSO4n = Cu(OH)2

n = Ba(OH)2n = 0,2 (mol)

mA = 0,2 (233 + 98) = 66,2 (g)

b. Theo phương trình: CuSO4n pư = Ba(OH)2

n = 0,2 (mol)

Do đó số mol CuSO4 dư: CuSO4n = 0,25 – 0,2 = 0,05 (mol)

Khối lượng CuSO4 còn dư: CuSO4m = 0,05 160 = 8 (g)

Khối lượng dung dịch B sau phản ứng: mdd = 200 + 500 - 66,2 = 633,8(g)

Nồng độ % của dung dịch B: C%B = 8 100%

633,8 = 1,26%

Cách 2: Phương pháp 4 dòng.Phương trình: Ba(OH)2 + CuSO4 BaSO4 + Cu(OH)2Theo phương trình: 1 1 1 1Trước phản ứng: 0,2 0,25Phản ứng: 0,2 0,2 Sau phản ứng: 0 0,05 0,2 0,2

a. Kết tủa A gồm BaSO4 và Cu(OH)2: mA = 0,2 (233 + 98) = 66,2 (g)b. Khối lượng dung dịch B sau phản ứng: mdd = 200 + 500 – 66,2 = 633,8 (g)

Khối lượng CuSO4 còn dư: m = 0,05 160 = 8(g)

Nồng độ % của dung dịch B: C%B = 8 100%

633,8 = 1,26%

Chú ý:

7

- Phương pháp 4 dòng giúp chúng ta giải quyết một bài toán về lượng 2 chất tham gia một cách nhanh nhất: Dòng 1 đặt số mol các chất theo phương trình, dòng 2 là số mol trước phản ứng hay số mol ban đầu, dòng 3 là số mol phản ứng (tính theo chất hết), dòng 4 là số mol sau phản ứng (Đối với chất tham gia lấy số mol trước phản ứng trừ số mol phản ứng, đối với chất sản phẩm ta tính theo chất hết).

- Khi một phản ứng mà cả 2 chất sản phẩm đều không tan, nếu bài yêu cầu tính nồng của dung dịch sau phản ứng thì dung dịch sau phản ứng sẽ chứa một trong các chất tham gia còn dư.

Ví dụ 6: Cho 200g dung dịch NaOH 8% vào 150g dung dịch FeCl2 12,7%. Sau phản ứng được dung dịch X, kết tủa Y.

a. Tính nồng độ % các chất có trong dung dịch X.b. Lấy kết tủa Y nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được m gam

chất rắn. Tính m?Hướng dẫn

nNaOH =

200 8100 40

= 0,4 (mol)

2FeCln =

150 12,7100 127

= 0,15 (mol)

PTHH: FeCl2 + 2NaOH 2NaCl + Fe(OH)2Theo PT: 1 2 Trước PƯ: 0,15 0,4 PƯ: 0,15 0,3Sau PƯ: 0 0,1 0,3 0,15

a.Tổng khối lượng dung dịch X: mdd = 200 + 150 – 0,15.90 = 336,5 (g)Khối lượng NaCl: mNaCl = 0,3 58,5 = 17,55 (g)Khối lượng NaOH dư: mNaOH = 0,1 40 = 4 (g)

Nên: C%NaCl = 17,5 100%

336,5 = 5,2%

C%NaOH = 4 100%336,5

= 1,19%

b. Kết tủa gồm 0,15 mol Fe(OH)2, đem nung trong không khí: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ot 4Fe(OH)3 (*)

2Fe(OH)3 ot Fe2O3 + 3H2O (**)

Theo PT (*)(**): 2 3Fe On = 12

2Fe(OH)n = 0,075 (mol)

Vậy m = 0,075 160 = 12

8

Ví dụ 7: Hòa tan một hỗn hợp A gồm 28 g Fe và 40 g CuO trong dung dịch HCl 2M

a. Với thể tích dung dịch HCl sử dụng là 2 lit, hỗn hợp A tan hết hay không?

b. Nếu cho toàn bộ lượng H2 tạo thành ở trên tác dụng với 72 g FeO nung nóng. Tính độ giảm khối lượng của FeO và % khối lượng mỗi chất sau phản ứng.

Hướng dẫn

Ta có: nFe= 28 0,5( )56

mol

20 0,25( )80CuOn mol

Số mol HCl ban đầu: nHCl = CM. V = 2 . 2 = 4(mol)Phương trình phản ứng: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 ( 1)mol: 1 2 CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (2)mol: 1 2

Theo 2 phương trình(1),(2), để hòa tan hết hỗn hợp A cần0,5. 2 + 0,25 . 2 = 1,5 mol. Số mol này nhỏ hơn số mol HCl trong dung dịch (4 mol). Vậy dư HCl và hỗn hợp A tan hết.

b. Ta có: 72 1( )72FeOn mol

Theo phương trình (1): 2H Fen n = 0,5(mol)PTHH: FeO + H2

ot Fe + H2O (3) Mol: 1 1

Tỉ lệ: 1 0,51 1 nên H2 hết, FeO dư.

Nhận thấy: Cứ 0,5 mol FeO bị khử cho ra 0,5 mol FeĐộ giảm khối lượng của FeO chính là khối lượng oxi mất (tức 0,5 mol FeO mất 0,5 mol O) Nên: mO= 0,5 . 16 = 8 gam.Phần trăm khối lượng các chất sau phản ứng:Sau phản ứng (3): mFeO= ( 1 – 0,5) . 72 = 36 gam và mFe = 0,5. 56 = 28 gam

Vậy: 36% .100% 56, 25%

36 28FeO

%Fe= 100% - 56,25% = 43,75%

C. Phản ứng hoàn toàn hay không hoàn toàn, hiệu suất.Giả sử phản ứng hóa học là: A + B C + D

9

- Một phản ứng được coi là hoàn toàn(H = 100%) khi trong 2 chất tham gia sẽ có một chất A phản ứng hết, chất còn lại B có thể hết hoặc dư. Lúc đó ta tính lượng sản phẩm tạo thành( C, D) theo chất phản ứng hết.- Một phản ứng được coi là không hoàn toàn(H <100%) khi sau phản ứng vẫn còn một lượng nhất định cả 2 chất A và B (Rất quan trọng trong bài hiệu suất)

Ví dụ: Cho 0,5 mol CuO phản ứng với 500 mol H2 ở to cao. Nếu: * H= 100% => CuO hết, H2 dư. * H < 100%, sau phản ứng còn cả CuO và H2 (Số mol CuO còn lại nhỏ hơn 0,5 mol, số mol H2 còn lại nhỏ hơn 500 mol, vì nếu còn nguyên thì H = 0%)

Chú ý: H luôn được tính đối với chất thiếu Ví dụ: N2 + 3H2

ot 2NH3

Nếu 2Nn bđ= 1 mol; 2Hn bđ= 2 mol; 2Nn pư = 0,5 mol; 2Hn pư= 1,5 mol Ta tính H theo H2 (Vì theo phương trình phản ứng: để phản ứng hết 1 mol N2 cần 3 mol H2, mà ở đây ban đầu chỉ có 2 mol H2, vậy thiếu H2) I. Công thức tính hiệu suất(H)

1. H chất tham gia. Lượng chất tham gia theo phương trìnhH = . 100% Lượng chất tham gia trên thực tế2. H chất sản phẩm

Lượng chất sản phẩm trên thực tế H = .100% Lượng chất sản phẩm theo phương trình

II. Khi bài đã cho H1. Nếu bài yêu cầu tính khối lượng chất tham gia

Lượng chất tham gia = Lượng chất tham gia trên lí thuyết. 100H

2. Nếu bài yêu cầu tính lượng chất sản phẩm

Lượng chất sản phẩm = Lượng chất sản phẩm trên lí thuyết.100H

Ví dụ 8: Nung 400 gam CaCO3 sau một thời gian thu được 112 gam CaO. Tính hiệu suất phản ứng.

Hướng dẫn* Cách 1: Tính H chất tham gia

Ta có: 3CaCOn =

400100 = 4 (mol)

nCaO = 11256

= 2 (mol)

Phương trình: CaCO3 ot CaO + CO2

Mol: 1 1Theo phương trình: 3CaCOn trên lý thuyết= nCaO = 2(mol)

10

Thực tế có 4 mol CaCO3 tham gia.

Nên: H = 2 .100%4

= 50%

* Cách 2: Tính theo H sản phẩm

Ta có: 3CaCOn =

400100 = 4 (mol)

nCaO = 11256

= 2 (mol)


mol: 1 1Theo phương trình: nCaO = 3CaCOn = 4 (mol)Thực tế có 2 mol CaO tạo thành.

Nên: H = 2 .100%4

= 50%

(Lưu ý: Đây là một bài tập mà phản ứng xảy ra không hoàn toàn, vì sau phản ứng vẫn còn 200g CaCO3 chưa bị phân hủy)Ví dụ 9: Nung 420 gam MgCO3 một thời gian thu được 288 gam chất rắn. Tính H phản ứng.


Ta có: 3

420 5( )84MgCOn mol

Gọi a là số mol MgCO3 bị phân hủySuy ra số mol MgCO3 còn lại là: (5 – a) molPhương trình: MgCO3

ot MgO + CO2

Mol: a aTheo bài: mMgO + 3MgCOm = 288(gam) 40a + 84 (5 –a) = 288 a = 3Do số mol MgCO3 ban đầu là 5 mol, bị phân hủy 3 mol nên:

3 .100% 60%5

H


Ta có: 3

420 5( )84MgCOn mol

Khi nung 420 gam MgCO3 thu được 288 gam chất rắn nên khối lượng giảm chính là khối lượng CO2 tạo ra trên thực tế: 2

420 288 132( )COm gam

Nên: 2

132 3( )44COn mol

11

Phương trình: MgCO3 ot MgO + CO2

mol: 1 1Theo phương trình: 2COn lý thuyết= 3MgCOn = 5 (mol)

Vậy: 3 .100% 60%5

H

Lưu ý: - Cách 1 là cách thường tính, với a là số mol MgCO3 bị phân hủy, nếu H = 100% thì a = 5 mol. Điểm mấu chốt là thấy được chất rắn gồm MgO tạo thành và MgCO3

chưa bị phân hủy. Khi làm bài này hay bị nhầm lẫn theo hướng: Có 5 mol MgCO3

sẽ tạo ra 5mol MgO (tức là 200 gam MgO), suy ra khối lượng MgCO3 còn lại là 288 - 200 = 88 g, lúc đó tính H sẽ sai. - Cách 2 là cách tính nhanh vì độ giảm khối lượng chính là lượng CO2 thực tế thu được (3mol). Nếu H= 100% thì phải tạo ra 5 mol CO2 (vì ban đầu có 5 mol MgCO3). Do đó ta tính được kết quả H đúng.

Ví dụ 10: Cho luồng khí H2 đi qua 7,2 gam FeO nung nóng, sau phản ứng thu được 6,4 gam hỗn hợp chất rắn. Tính H phản ứng.

Hướng dẫn* Cách 1: Số mol trong 7,2 gam FeO:

nFeO = 7,2 0,1( )72

mol

Gọi a là số mol FeO bị khử, nFeO còn lại= 0,1 - a FeO + H2

ot Fe + H2O mol: a aTheo bài ra ta có: mFe + mFeO dư = 6,4 gam 56a + 72( 0,1 - a) = 6,4 56a + 7,2 - 72a = 6,4 a= 0, 05Vậy hiệu suất phản ứng:

H = 0,05 .100% 50%0,1

* Cách 2: Số mol trong 7,2 gam FeO:

nFeO = 7,2 0,1( )72

mol

Khi cho luồng khí H2 đi qua 7,2 gam FeO nung nóng, sau phản ứng thu được 6,4 gam hỗn hợp chất rắn, suy ra độ giảm khối lượng là khối lượng oxi tham gia:

mO = 7,2 - 6,4 = 0,8 gam

0,8 0,05( )16On mol

12

Phương trình: FeO + H2 ot Fe + H2O

Ta có : nFeObị khử = nO = 0,05 (mol)Vậy hiệu suất phản ứng:

H = 0,05 .100% 50%0,1

Ví dụ 11: Nung 50 tấn CaCO3 một thời gian thu được bao nhiêu tấn CaO. Biết H = 75%.

Hướng dẫnPhương trình: CaCO3

ot CaO + CO2

mol: 1 1 gam: 100 56Hay tấn : 100 56Theo bài tấn : 50 x Số tấn CaO thu dược trên lý thuyết:

x = mCaO = 56.50 28100

(tấn)

Vì H = 75% nên khối lượng CaO thực tế thu được là:

mCaO = 28.75 21100

(tấn)

(Lưu ý: Khi một số bài tập có sử dụng đại lượng lớn như ví dụ 11, ta không nhất thiết phải quy bài tập về số mol để tính toán vì khó khăn và không tiện khi giải quyết bài toán, ta nên quy về đại lượng thực tế của đề bài để có tính toán đơn giản nhưng vẫn phù hợp)

Ví dụ 12: Dẫn luồng khí H2 đi qua ống thuỷ tinh chứa 28 g bột đồng (II) oxit nung nóng. Sau một thời gian thu được 24 g chất rắn. Xác định khối lượng hơi nước tạo thành ?

Hướng dẫn

Số mol CuO ban đầu : nCuO = 2880

= 0,35 (mol)

Phương trình phản ứng :

CuO + H2 ot Cu + H2O (1)

mol: 1 1 1 1

Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn thì số mol đồng được giải phóng là

nCu = 0,35 mol hay 0,3564 = 22,4 g.

22,4 g này lại nhỏ hơn 24 g chất rắn tạo thành sau phản ứng là vô lí, có nghĩa là phản ứng xảy ra chưa hoàn toàn, còn dư CuO.

Gọi số mol CuO đã phản ứng với H2 là x

13

Theo phương trình (1): 2Hn PƯ 2( )Cu H On n x mol

Do đó 24 g chất rắn thu được sau phản ứng gồm CuO dư và Cu tạo thành.

Ta có phương trình : 64x + 80(0,35–x) = 24.

Giải ra : x = 0,25 mol

Vậy số g hơi nước tạo thành là :

2H Om = 0,25 . 18 = 4,5 g.

Ví dụ 13: Cho 0,896 lít H2 tác dụng với 0,672 khí Cl2 (đktc), sản phẩm thu được cho hòa tan vào 19,27 gam nước thu được dung dịch A. Lấy 5 gam dung dịch A phản ứng với AgNO3 dư được 0,7175 gam kết tủa. Tính H phản ứng giữa H2 và Cl2.

Hướng dẫn

Ta có: 2

0,896 0,04( )22,4Hn mol ;

2

0,672 0,03( )22,4Cln mol

Phương trình hóa học: H2 + Cl2

ot 2HCl (1)Trước PƯ: 0,04 0,03 PƯ: 0,03 0,03 Sau PƯ: 0,01 0 0,06Khối lượng khí hiđroclorua tạo thành sau phản ứng (1) nếu H = 100%: mHCl = 0,06. 36,5 = 2,19 (gam)Khi lấy 5 gam dung dịch A cho phản ứng với dung dịch HCl, số mol kết tủa là:

0,7175 0,005( )143,5AgCln mol

Phương trình hóa học: HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 (2)Theo phương trình (2): nHCl = nAgCl= 0,005(mol)Khối lượng HCl cần dùng ở phản ứng (2): mHCl = 0,005. 36,5 = 0,1825 gamDo đó khối lượng H2O có trong 5 gam dung dịch: m = 5 – 0,1825 = 4,8175 gamNhư vậy: Cứ 4,8175 gam nước hòa tan 0,005 mol HCl Cứ 19,27 gam nước hòa tan x mol HCl

Suy ra: 19,27.0,005

4,8175x = 0,02 mol

mHCl = 0,02. 36,5 = 0,73(gam)

Vậy: 0,073 .100% 33,33%2,19

H

Ví dụ 14: Hòa tan hết 3,2 gam oxit M2Om trong lượng vừa đủ dung dịch H2SO4

10%, thu được muối có nồng độ 12,9%, sau phản ứng đem cô bớt dung dịch và

14

làm lạnh nó thu được 7,868 gam tinh thể muối với H= 70%. Xác định công thức tinh thể của nó.

Hướng dẫn Ta có:

2

3,22 16mM O M mn

Phương trình hóa học: M2Om + mH2SO4 M2(SO4)m + mH2O mol: 1 m 1

Theo phương trình: 2 4 2.

mH SO M On m n = 3,2.

2 16m

M m

Khối lượng H2SO4 tham gia: 2 4

3,2 .98 313,62 16 2 16H SO

m mmM m M m

Khối lượng dung dịch H2SO4 10%: 2 4

31362 16dd H SO

mmM m

Khối lượng M2(SO4)m tạo thành:

2 4( )

3,2 .(2 96 )2 16mM SOm M m

M m

=

6,4 307,22 16M mM m

Theo bài ra ta có: 6,4 307,2

2 16M mM m

: 3,2 31362 16

mM m

= 12,9100

Suy ra: M = 18,67mVì m là hóa trị của kim loại nên nhận giá trị 1,2,3. Ta có bảng sau:

m 1 2 3M 18,67 37.34 56(TM)

Do đó M là Fe, công thức oxit là Fe2O3, công thức muối là Fe2(SO4)3

Gọi công thức của tinh thể muối là Fe2(SO4)3.xH2O

Ta có: 2 4 3 2 2 4 3 2 3( ) . ( )Fe SO xH O Fe SO Fe On n n = 0,02 mol

Do H = 70% nên thực tế số mol Fe2(SO4)3.xH2O thu được là:

n= 0,02.70

100= 0,014(mol)

Ta có: 0,014.(400+18x) = 7,868 Giải ra: x = 9Vậy công thức tinh thể muối là: Fe2(SO4)3.9H2O

Ví dụ 15: Cho 19,5 gam Zn tác dụng với 7 lít Cl2(đktc) thì thu được 36,72 gam ZnCl2. Tính hiệu suất phản ứng.

15

Hướng dẫn :

Ta có: 19,5 0,3( )65Znn mol

2

7 0,3125( )22, 4Cln mol

Phương trình hóa học:Zn + Cl2

ot ZnCl2

Bđ: 0,3 0,3125 Pư: 0,3 0,3 Sau: 0 0,125 0,3Khối lượng của ZnCl2 tạo thành theo lý thuyết là: 0,3 136 =40,8 gam

Hiệu suất phản ứng là :,H% % %,

36 75 100 9040 8

Ví dụ 16: Cho 4lít N2 và 14 lít H2 vào bình kín rồi nung nóng với xúc tác thích hợp để phản ứng xảy ra, sau phản ứng thu được 16,4 lít hỗn hợp khí

a) Tính thể tích khí amoniac thu được.b) Xác định hiệu suất của phản ứng.(Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất )

Hướng dẫn : ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mola. Đặt thể tích khí N2 đã phản ứng là x (lít)

N2 + 3H2 2NH3 BĐ: 4 14 0 ( lít )PƯ : x 3x 2xSau: (4-x ) (14 -3x) 2xSuy ra ta có : (4 - x ) +(14 -3x) + 2x = 16,4 x = 0,8 lít 3NHV 0,8 2 1,6(lit)

b. Nếu để phản ứng hoàn toàn thì N2 hết 3NHV 4 2 8(lit) ( lượng lý thuyết )

Hiệu suất phản ứng :

H% = 1,6 100% 20%8

I. Cách tính H tổng. Giả sử có sơ đồ phản ứng:

31 2 4%% % %HH H HA B C D E Hiệu suất tổng của cả quá trình từ A đến E là:

Htổng = H1%. H2%. H3%. H4%.Ví dụ 17: Người ta điều chế H2SO4 từ quặng pirit sắt theo các phương trình sau: FeS2 + O2

ot Fe2O3 + SO2 (1) SO2 + O2 2 5,ot V O SO3 (2) SO3 + H2O H2SO4 (3)

16

Từ 60 tấn FeS2 điều chế được bao nhiêu tấn dung dịch H2SO4 90%. Biết phương trình (1) có H= 80%, phương trình (2) có H= 60%, phương trình (3) có H= 90%.

Hướng dẫn Ta có phương trình hóa học:

4 FeS2 + 11O2 ot 2Fe2O3 + 8SO2 (1)

2SO2 + O2 2 5,ot V O 2SO3 (2) SO3 + H2O H2SO4 (3)Hiệu suất tổng của quá trình sản suất:

Htổng = 80%. 60%.90%= 43,2%Từ các phương trình (1,2,3) ta có sơ đồ sau: FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4(*) Theo sơ đồ: 120 gam 2. 98gam Hay: 120 tấn 2. 98 tấn Theo bài: 60 tấn x tấnKhối lượng H2SO4 thu được theo sơ đồ(*):

x = m = 60.2.98

120= 98 tấn

Vì H= 43,2% nên khối lượng H2SO4 thực tế thu được là:

2 4

98.43,2 42,336100H SOm (tấn)

Vậy khối lượng dung dịch H2SO4 90% thực tế thu được là:

42,336.100 47,04

90ddm (tấn)

D. Một số thủ thuật tính toán trong trường hợp thiếu một phương trình nhưng đề không cho thêm điều kiện nào:

Gọi x là ẩn, y là số phương trình.Nếu x = y thì ta đủ phương trình để giảiNếu x > y ta thiếu phương trình, phải dùng một số thủ thuật trong tính toán.

Trong trường hợp này, ta sẽ tìm một hệ thức giữa hai ẩn, ví dụ khối lượng mol của kim loại M với hóa trị a, hoặc giữa hai hệ số x và y của M xOy. Sau khi có hệ thức này, ta tự chọn một ẩn với các giá trị 1, 2, 3… và tìm giá trị của ẩn còn lại.

Ví dụ: M = 12a (M là khối lượng mol, a là hóa trị của M):Với a = 1, M = 12 (loại vì C có M = 12 nhưng C là phi kim)Với a = 2, M = 24 (phù hợp vì Mg có M = 24)Với a = 3, M = 36 ( loại vì không có kim loại nào có M = 36)

Ví dụ 18: Hòa tan hoàn toàn 16,8 gam một kim loại X bằng dung dịch HCl vừa đủ, sau phản ứng thu được 6,72 lit H2 (đktc). Xác định kim loại.

Hướng dẫn

Ta có: 2

6,72 0,3( )22, 4Hn mol

Gọi a là hóa trị của X

17

Phương trình hóa học: 2X + 2aHCl 2XCla +aH2 mol: 2 a

Theo phương trình: 2

2 2 0,6.0,3 ( )X Hn n mola a a

Khối lượng mol của X: MX = 16,8: 0,6a

= 28a

Vì a là hóa trị của X nên nhận giá trị 1, 2, 3. ta có bảng:

a 1 2 3MX 28 56(TM) 84

Vậy X là Fe

Ví dụ 19: Hòa tan hoàn toàn 9,6 gam kim loại R trong dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư, sau phản ứng được 3,36 lit SO2( đktc). Xác định R.

Hướng dẫn

Ta có: 2

3,36 0,15( )22,4SOn mol

Gọi a là hóa trị của RPhương trình hóa học:

2R + 2aH2SO4 đ ot R2(SO4)a + aSO2 + 2aH2O

mol: 2 a

Theo phương trình: 2

2 2 0,3.0,15 ( )R SOn n mola a a

Khối lượng mol của R: MR = 9,6: 0,3a

= 32a

Vì a là hóa trị của X nên nhận giá trị 1, 2, 3. Ta có bảng:

a 1 2 3MR 32 64(TM) 96

Vậy R là Cu

Ví dụ 20: Để hòa tan hoàn toàn 4 gam một oxit sắt cần 150 ml dung dịc HCl 1M. Xác định công thức oxit.

Hướng dẫnTa có: nHCl = 0,15 . 1 = 0,15(mol)Gọi công thức oxit sắt là FexOy

Phương trình hóa học: FexOy + 2yHCl xFeCl2y/x + yH2O mol: 1 2y

Theo phương trình: 1 1 0,075.0,15 ( )

2 2x yFe O HCln n moly y y

18

Khối lượng mol của FexOy:4 .

0,075x yFe OM y

Ta có: 56x + 16y = 4

0,075y

0,075( 56x + 16y) = 4y4,2x + 1,2y = 4y 4,2x = 2,8y

2,8 24,2 3

xy

Trong các oxit sắt, nhậnthấy Fe2O3 phù hợp với tỉ lệ trên.

Ví dụ 21: Để hòa tan hoàn toàn 8 gam một oxit kim loại cần 200 gam dung dịch HCl 7,3%. Xác định công thức oxit.

Hướng dẫn

Ta có: 200.7,3 14,6( )

100HClm gam

14,6 0,4( )36,5HCln mol

Gọi công thức oxit kim loại là AxOy

Phương trình hóa học: AxOy + 2yHCl xACl2y/x + yH2O mol: 1 2y

Theo phương trình: 1 1 0, 2.0,4 ( )

2 2x yA O HCln n moly y y

Khối lượng mol của AxOy:8 40

0,2x yA OM y y

Ta có: x. MA+ 16y = 40y x. MA= 24y

MA = 24 212.y y

x x

Vì 2yx

là hóa trị của A nên nhận giá trị 1, 2, 3. ta có bảng:

2y/x 1 2 3MA 12 24(TM) 36

Vậy A là Mg, công thức oxit là MgO

E.áp dụng định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL) vào giải một số dạng bài tập.1. Nội dung định luật: Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng.2. Phương trình của định luật:

19

Giả sử có phản ứng: A + B C + D(Trong đó A,B là các chất tham gia, C,D là các chất sản phẩm)

Theo ĐLBTKL: mA + mB = mC + mD.

Ví dụ 22: Cho 16,25 gam một kim loại hóa trị II vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch sau phản ứng nặng hơn khối lượng dung dịch ban đầu là 15,75 gam. Xác định kim loại.

Hướng dẫn( Gợi ý: Cần thấy rằng dung dịch trước phản ứng là dung dịch HCl , nếu phản ứng giữa kim loại với HCl trong dung dịch mà không giải phóng chất khí thì khối lượng dung dịch sau phản ứng nặng hơn khối lượng dung dịch ban đầu là 16,25 gam, thực tế chỉ nặng hơn khối lượng dung dịch ban dầu là 15,75 gam, lượng chênh lệch chính là lượng khí H2 tạo ra)

Khối lượng H2 tạo ra: m = 16,25 – 15,75 = 0,5 gam

Suy ra số mol H2 tạo ra: n = 0,5 0,25( )2

mol

Gọi A là khim loại hóa trị II

Ta có phương trình hóa học: A + 2HCl ACl2 + H2

mol: 1 1

Theo phương trình: 20,25( )A Hn n mol

Khối lượng mol của A: 16,25 650, 25A

mMn

Do đó A là ZnVí dụ 23: Hòa tan hoàn toàn 18,4 gam hỗn hợp 2 kim loại M(II) và N(III) trong dung dịch HCl, thu được dung dịch Q và 11,2 lit H2 (đktc). Cô cạn dung dịch Q được m gam muối khan.a. Tính m?b. Xác định tên 2 kim loại, biết nM : nN = 1:1 và 2MN < MM < 3MN.


2

11,2 0,5( )22,4Hn mol

Gọi a, b lần lượt là số mol M và N trong hỗn hợp đầu.Ta có phương trình hóa học:

M + 2HCl MCl2 + H2 mol: a 2a a a

2N + 6HCl 2NCl3 + 3H2 mol: b 3b b 1,5ba. Có: a + 1,5b = 0,5(mol)Theo 2 phương trình trên:

20

22 2 3 1( )HCl Hn n a b mol

Khối lượng HCl cần dùng: mHCl = 1. 36,5 = 36,5(g)Theo ĐLBTKL: mmuối = 18,4 + 36,5 – 0,5. 2 = 53,9(g)b. Theo bài: a = b, mà a + 1,5b = 0,5

Nên: a = b = 0,2(mol)Suy ra: a.M + b.N = 18,4

0,2( M + N) = 18,4 M + N = 92(*)

Lại có: 2N < M < 3N. Nên: 2N + N < M + N < 3N + N

3N < 92 < 4N 23 < N < 30,6

Mà N(III) nên N là Al , thay vào (*) thì M là Zn

Ví dụ 24. Khử 3,48 g một oxit của kim loại M cần dùng 1,344 lit CO. Toàn bộ lượng kim loại thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 1,008 lit H2. (Biết các thể tích khí ở đktc). Xác định kim loại M và oxit của nó.

Hướng dẫn

Đặt công thức oxit MxOy (M có hóa trị 2yx

)

COn = 0,06 mol, 2Hn = 0,045 mol

MxOy + yCO ot xM + yCO2 (1)

0,06 0,06Theo phương trình (1) và định luật bảo toàn khối lượng. mM = 3,48 + 0,06.2 – 0,06.18 = 2,52 gamGọi n là hóa trị của M trong muối clorua.

2M + 2n HCl 2MCln + nH2 (2)0,09

n 0,045

Theo phương trình (2) số mol M = 0,09

n

M = 2,520,09

n = 28n

Vì n là hóa trị của M nên nhận giá trị 1, 2, 3. ta có bảng:n 1 2 3M 28 56(TM) 84

Vậy M là Fe Theo phương trình (1) => 0,06.x = 0,045.y

=> 34

xy

Do đó công thức oxit là Fe3O4

21

(Lưu ý: Đây là dạng bài tập cần áp dụng ĐLBTKL một cách linh hoạt, về mặt định tính cần thấy được sự thay đổi hóa trị của M trong oxit ở phương trình (1) và trong muối clorua ở phương trình (2), vì vậy ta phải gọi hóa trị khác nhau. Nếu hóa trị

của M trong hai phương trình hóa học không đổi thì 2y nx

)

Ví dụ 25: Khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit kim loại bằng CO ở tocao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy tạo thành 13,79 gam kết tủa. Để hòa tan hết lượng kim loại sinh ra cần vừa đủ 105 ml dung dịch HCl 1M. Xác định công thức oxit kim loại.

Hướng dẫn

Đặt công thức oxit AxOy (A có hóa trị 2yx

)

Ta có: 3

13,79 0,07( )197BaCOn mol

Số mol HCl cần dùng để hòa tan hết kim loại là: nHCl= 0,105. 1 = 0,105(mol)

PTHH: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O(1) mol: 1 1 1Theo phương trình (1): 2 3

0,07( )CO BaCOn n mol

=> 20,07.44 3,08( )COm g

PTHH: AxOy + yCO ot xA + yCO2(2)mol: 1 y x yTheo phương trình (2): 2

0,07( )CO COn n mol

Khối lượng CO cần dùng ở phản ứng (2):mCO = 0,07. 28 = 1,96(g)

Theo (2) và ĐLBTKL:

2A AxO y CO COm m m m = 4,06 + 1,96 – 3,08 = 2,94(g)Gọi a là hóa trị của A trong muối clorua.

2A + 2aHCl 2ACla + aH2 (3)mol: 1 a

Theo phương trình (3): 1

M HCln na

= 0,105

a(mol)

Khối lượng mol của A:2,94 280,105AM a a

Vì a là hóa trị của A nên nhận giá trị 1, 2, 3. ta có bảng:

a 1 2 3A 28 56(TM) 84

22

Vậy A là Fe

Ta có: nFe =2,9456

=0,0525(mol)

Suy ra: 0,05250,07

xy =

34

Do đó công thức oxit là Fe3O4

F. Phương pháp tăng giảm khối lượng.1) Nguyên tắc

- Nguyên tắc giải nhanh : dựa vào sự chênh lệch khối lượng khi biến đổi chất này thành chất khác có thể tính nhanh số mol của một chất trong phản ứng

Ví dụ : Quá trình chuyển muối Cacbonat thành muối Clorua:R2(CO3)x + 2xHCl 2RClx + xH2O + xCO2 1mol 2mol x mol (muối tăng 11x gam )Vậy khi khối lượng muối tăng 11 gam thì có 1mol CO2 sinh ra

khi khối lượng muối tăng a( gam) 11a mol CO2 sinh ra

2) Một số lưu ý:* Phản ứng của đơn chất với oxi :

4Rrắn + xO2 2R2Ox rắn Độ tăng: Oraénm m (phaûn öùng )

2

* Phản ứng phân huỷ:Arắn Xrắn + Yrắn + Z

Độ gảm: Zraénm m (thoaùt ra ) * Phản ứng của kim loại với axit HCl, H2SO4 loãng

KL + Axit muối + H2 d.d KL Hm m (phaûn öùng) m (thoaùt ra )

2

* Phản ứng của kim loại với muối KL + muối muối mới + KL mới

+) độ giảm: KL KLraénm m (moøn ) - m (baùm ) (cũng là độ tăng khối lượng dd )

+) độ tăng: KL KLraénm m (baùm ) - m (moøn ) (cũng là độ giảm khối lượng dd )

3) Các phương pháp giải bài toán tăng giảm khối lượng:* Phương pháp đại số :

+) Đặt ẩn cho số mol chất phản ứng +) Lập phương trình biểu diễn độ tăng ( hoặc giảm ) +) Giải tìm ẩn và kết luận

* Phương pháp suy luận tăng giảm:Từ độ tăng( giảm) theo đề và tăng (giảm) theo PTHH ta tìm được số mol của các chất

23

Chaát m(theo ñeà )n heä soá m(theo ptpö )

4) Chú ý :* Nếu gặp trường hợp một kim loại tác dụng với hỗn hợp muối ( hoặc ngược

lại ) thì phản ứng nào có khoảng cách giữa 2 kim loại xa hơn thì sẽ xảy ra trước. Khi phản ứng này kết thúc thì mới xảy ra các phản ứng khác.

Ví dụ : cho hỗn hợp Fe và Cu vào dung dịch AgNO3 thì Fe phản ứng trước, Cu phản ứng sau ( vì nếu còn Fe thì không thể tồn tại muối của Cu )

* Phương pháp tăng giảm khối lượng vẫn có thể áp dụng trong trường hợp bài tập vừa có phản ứng tăng, vừa có phản ứng giảm.

Ví dụ : Cho Fe và Zn tác dụng với Cu(NO3)2 thì độ tăng khối lượng:m = Fe Zn Cum m m (không cần tính riêng theo từng phản

ứng)

Ví dụ 26: Hoà tan hoàn toàn 2,17 gam hỗn hợp X gồm 3 kim loại A,B,C trong dung dịch HCl dư thu được 1,68 lit H2(đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam hỗn hợp 3 muối khan ACl2, BCl2, CCl3 .Tính m

Hướng dẫn Ta có :

2Hn = 1,68: 22,4= 0,075(mol)

Phương trình hoá học: A + 2HCl ACl2 + H2 (1)Mol: 1 2 1 1 B + 2HCl BCl2 + H2 (2)Mol: 1 2 1 1 2C + 6HCl 2CCl3 + 3H2 (3)Mol: 1 3 1 1,5

Theo phương trình 1,2,3: nHCl = 2 2Hn = 0,075. 2= 0,15(mol)Trong HCl: nCl = nHCl = 0,15 (mol) Nên: mCl = 0,15.35,5= 5,325 gamTa thấy: mmuối = mX + mCl

mmuối= 2,17 + 5,325 = 7,495 gam.

Ví dụ 27: Cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 500ml dung dịch HCl. Khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được 34,575g chất rắn. Lập lại thí nghiệm trên với 800ml dung dịch HCl rồi cô cạn thu được 39,9g chất rắn. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Hướng dẫnCách 1: Nếu trong thí nghiệm lần thứ nhất với 500 ml dung dịch HCl hết kim loại thì thí nghiệm lần thứ 2 với 800 ml dung dịch HCl có khối lượng chất rắn bằng lần thứ nhất. Theo đầu bài, khối lượng chất rắn lần thứ 2 nhiều hơn lần thứ nhất nên ở thí nghiệm 1 dư kim loại, hết axit.Phương trình hoá học:

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 (1)

24

Mol: 1 2 1 1 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2)Mol: 1 2 1 1

* Thí nghiệm 1: Khi cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 500ml dung dịch HCl, khi phản

ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được 34,575g chất rắn, do đó khối lượng tăng là khối lượng clo tham gia phản ứng.

mCl = 34,575 – 18,6 = 15,975 (gam)

=> 15,975 0, 45( )

35,5Cln mol

Theo phương trình (1,2): nHCl = nCl = 0,45(mol)

Do đó: CM ddHCl =0, 45 0,9( )0,5

M

* Thí nghiệm 2:

Trong 500ml dung dịch HCl có 0,45 mol HCl

Trong 800ml dung dịch HCl có x mol HCl

x = 0,45.800 0,72( )

500mol

Khi cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 800ml dung dịch HCl, khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được 39,9 g chất rắn, do đó khối lượng tăng là khối lượng clo tham gia phản ứng.

mCl = 39,9 – 18,6 = 21,3 (gam)

nHCl = 21,3 0,6( )35,5Cln mol

Nhận thấy số mol HCl trong dung dịch (0,72 mol) lớn hơn số mol HCl phản ứng( 0,6 mol), suy ra thí nghiệm 2 dư axit, hết kim loại, do đó 39,9 gam là hỗn hợp 2 muối.

Gọi a, b lần lượt là số mol Zn và Fe trong 18,8 gam hỗn hợp.

Theo bài và phương trình (1, 2) ta có:

65 56 18,6136 127 39,9

a ba b

Giải hệ ta được a= 0,2; b = 0,1

Vậy: mZn = 65 . 0,2 = 13 (g); mFe = 18,6 - 13 = 5,6(g)Cách 2

Cho 18,6 g A(Zn, Fe) 500ml HCl 34,575 g chất rắn khan. (1)

Cho 18,6 g A(Zn, Fe) 800ml HCl 39,9 g chất rắn khan. (2)

25

- ở (2) khối lượng chất rắn tăng so với ở (1) => Trong trường hợp (1) kim loại dư, HCl hết. Theo bảo toàn nguyên tố: 34,575 18,6 15,975

Clm g

15,974 0,45

35,5HCl Cln n mol

Vậy 0, 45 0,90,5HClMC M

- Số mol HCl trong (2) là: 0,8.0,9 = 0,72 mol

Ta thấy 18,6 0,3356Zn Fen n mol

=> HCln thực tế p/ư < 0,33.2 = 0,66 < 0,72

Vậy trong (2) HCl dư. Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 a mol a mol Fe + 2HCl FeCl2 + H2

b mol b mol

Ta được hệ pt: 65 56 18,6136 127 39,9

a ba b

=>

0,20,1

ab

Khối lượng Zn là: 0,2.65 = 13 g; Khối lượng Fe là 0,1.56 = 5,6 g(Lưu ý: bài tập này ta cần hiểu và phân tích tốt đề bài để thấy được trong thí nghiệm 1 dư kim loại, thiếu axit, từ đó thấy được 34,575g chất rắn gồm muối tạo thành và kim loại dư. Trong thí nghiệm 2 cần thấy được dư axit, hết kim loại như cách làm trong bài đã phân tích, như vậy dựa vào sự tăng giảm khối lượng ta biện luận được bài một cách tốt nhất)

Ví dụ 28: Chia 156,8 gam hỗn hợp L gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần đều nhau:

- Phần 1 cho tác dụng hết với dung dịch HCl, thu được 155,4 gam muối khan

- Phần 2 tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch M là dung dịch hỗn hợp gồm HCl và H2SO4 loãng, thu được 167,9 gam muối khan

Xác định phần trăm khối lượng của Fe trong L và nồng độ mol của M.Hướng dẫn

Cách 1: Số gam mỗi phần: m = 156,8 : 2 = 78,4 (gam)Phần 1: Các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra:

FeO + 2HCl FeCl2 + H2O ( 1)mol: 1 2 1

Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2)mol: 1 6 2

Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (3)

26

mol: 1 8 1 2Theo các phản ứng ở phần 1:Cứ 1 mol nguyên tử oxi thay bằng 2 mol nguyên tử clo làm tăng:

2.35,5 – 16 = 55 gamCứ x mol nguyên tử oxi thay bằng 2x mol nguyên tử clo làm tăng:

155,4 – 78,4 = 77 gamSuy ra số mol nguyên tử oxi trong phần 1:

nO = x = 77 1,455

(mol)

Nên số gam nguyên tử oxi trong phần 1:mO = 1,4 . 16 = 22,4 (gam)

Do đó % Fe trong L:

%Fe = 78, 4 22,4 .100% 71,43(%)

78,4

Phần 2: Ngoài các phương trình (1,2,3) còn có thêm các phản ứng :FeO + H2SO4 FeSO4 + H2OFe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2OFe3O4 + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O

Nhận thấy muối do phần 2 tạo ra là hỗn hợp gồm clorua và sunphat. So sánh khối lượng muối trong 2 thí nghiệm ở 2 phần, thấy: 2Cl thay bằng 1SO4 làm tăng 96 – 71 = 25

2 4

167,9 155,4 15,5 0,5( )25 25H SOn mol

Do đó: 40,5( )SOn mol

Nên: 2 4( )

0,5 1( )0,5M H SOC M

Số mol Cl không bị thay bằng gốc SO4:nCl = 2. x – 2. 4SOn = 2,8 – 1 = 1,8(mol)

Ta có: nHCl = nCl = 1,8(mol)

Vậy CM(HCl) = 1,8 3,6( )0,5

M

Cách 2: Số gam mỗi phần: m = 156,8 : 2 = 78,4 (gam)Phần 1: Các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra:

FeO + 2HCl FeCl2 + H2O( 1)mol: 1 2 1

Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O(2)mol: 1 6 2

Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O(3)mol: 1 8 1 2

Theo các phản ứng ở phần 1:Cứ 1 mol nguyên tử oxi thay bằng 2 mol nguyên tử clo làm tăng: 2.35,5 – 16 = 55 gam

27

Cứ x mol nguyên tử oxi thay bằng 2x mol nguyên tử clo làm tăng: 155,4 – 78,4 = 77 gamSuy ra số mol nguyên tử oxi trong phần 1:

nO = x = 77 1,455

(mol)

Nên số gam nguyên tử oxi trong phần 1:mO = 1,4 . 16 = 22,4 (gam)

Do đó % Fe trong L:

%Fe = 78, 4 22,4 .100% 71,43(%)

78,4

Phần 2: Ngoài các phương trình hóa học (1,2,3) còn có thêm các phản ứng :FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O (4)Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (5)

Fe3O4 + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O(6)Khối lượng Fe trong oxit:

mFe = 78,4 – 22,4 = 56(gam)Gọi a, b lần lượt là số mol nguyên tử oxi trong oxit sắt.Ta có: a + b = 1,4(*)Lại có: 2

4( )OSO

n n b mol

2. 2 ( )OCln n a mol

Độ tăng khối lượng của muối so với oxit:m = 167,9 – 56 = 111,9 gam

Suy ra: 71a+ 96b = 111,9(**)Từ (*) và (**) ta có hệ:

a + b = 1,471a+ 96b = 111,9

Giải hệ: a = 0,9; b = 0,5.Do đó: 2

2 4 40,5( )H SO SO

n n mol

Nên: 2 4( )

0,5 1( )0,5M H SOC M

Ta có: nHCl = 2.nO( trong oxit sắt) = 1,8(mol)

Vậy CM(HCl) = 1,8 3,6( )0,5

M

Ví dụ 29. Nhúng một tấm kẽm vào một dung dịch A chứa 6,8g AgNO3. Sau khi tất cả Ag bị đẩy ra và bám hết vào thanh Zn thì khối lượng thanh Zn tăng lên 4%. Xác định khối lượng kẽm ban đầu.

Hướng dẫn

Gọi a(g) là khối lượng tấm kẽm trước khi phản ứng.

Ta có khối lượng lá Zn tăng thêm sau khi đưa ra khỏi dung dịch:

28

4a : 100 = 0,04.a(g)

Theo bài ta lại có: 3

6,8 0,04( )170AgNOn mol

Gọi x là số mol Zn phản ứng

PTHH: Zn + 2AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag

1mol 2mol 2mol

xmol 0,04mol 2xmol

=> x = 0,04 0,02( )

2mol

Vậy có 0,02 mol Zn bị tan ra và có 0,04 mol Ag tạo thành

Khối lượng Zn tăng lên bằng:

0,04a = 0,04 .108 – 0,02. 65

Suy ra: a= 75,5

Vậy trước khi nhúng vào dung dịch AgNO3 thì tấm kẽm có khối lượng là 75,5g.

G. Toán về tìm khoảng biến thiên của một lượng chất.- Thường gặp: hỗn hợp A,B (có tính chất tương tự) tác dụng với chất X (thường lấy thiếu )- Nếu lượng chất X lấy vào phản ứng thay đổi thì lượng sản phẩm do hỗn hợp A,B tạo ra cũng thay đổi trong một khoảng nào đó ( gọi chung là khoảng biến thiên )Phương pháp :

1) Nếu hỗn hợp đã biết lượng của mỗi chất thì xét 2 trường hợp :- A tác dụng trước rồi đến B lượng chất cần tìm m1

- B tác dụng trước rồi đến A lượng chất cần tìm m2

khoảng biến thiên : m1 < m < m2 ( hoặc ngược lại )2) Nếu hỗn hợp chưa biết khối lượng của mỗi chất, xét 2 trường hợp:

- Hỗn hợp chỉ có chất A lượng chất cần tìm m1

- Hỗn hợp chỉ có chất B lượng chất cần tìm m2

3) Có thể dùng phương pháp đại số (dựa vào giới hạn của đại lượng đã biết khoảng biến thiên của một đại lượng chưa biết.) :

hh hhhh

m mn

M M

naëng nheïï ; Hiệu suất: 0 < H% < 100%

0 < số mol A < số mol hỗn hợp A,B

Nếu . .

ï x A y B m

x y

thì A < m < B (hoặc ngược lại )

Ví dụ 30: Cho hỗn hợp gồm 8 gam CuO và 3,6 gam FeO vào trong 300ml dung dịch HCl 0,8M. Sau phản ứng có m gam chất rắn không tan. Hỏi m nằm trong khoảng nào ?

29

Hướng dẫn Cách 1: Số mol các chất ban đầu: nCuO = 0,1(mol) nFeO = 0,05(mol)nHCl = 0,24 (mol) Vậy HCl không đủ tác dụng với hỗn hợp oxit+ Nếu CuO phản ứng trước :

CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (1)mol: 1 2Theo phương trình(1): nHCl = 2nCuO = 0,2(mol)Số mol HCl còn dư: nHCl = 0,24 – 0,2 = 0,04(mol)

FeO + 2HCl FeCl2 + H2O (2)mol: 1 2

Theo phương trình(2): nFeO = 12 HCln = 0,02(mol)

Sau phản ứng : mFeO ( dư ) = 3,6 – (0,02 .72 ) = 2,16 gam+ Nếu FeO phản ứng trước

FeO + 2HCl FeCl2 + H2O(*)mol: 1 2Theo phương trình(*): nHCl = 2nFeO = 0,1(mol)Số mol HCl còn dư: nHCl = 0,24 – 0,1 = 0,14(mol)

CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (**)mol: 1 2

Theo phương trình(**): nCuO = 12 HCln = 0,07(mol)

Sau phản ứng : mCuO ( dư ) = 8 – (0,07 . 80 ) = 2,4 gam

Vì thực tế FeO và CuO cùng phản ứng với HCl nên : 2,16 gam < m < 2,4 gam

Cách 2 : Có thể đặt RO là CTHH đại diện cho hỗn hợp RO + 2HCl RCl2 + H2O0,12 0,24nRO = 0,15 – 0,12 = 0,03

khối lượng RO dư : m = 0,03 . M Vì 72< M < 80

72. 0,03 < m < 80 . 0,03 Vậy: 2,16gam < m < 2,4 gam

Ví dụ 31: Nung 20 gam hỗn hợp MgCO3, CaCO3, BaCO3 ở nhiệt độ cao thì thu được khí A. Dẫn khí A vào trong dung dịch nước vôi thì thu được 10 gam kết tủa và dd B. Đun nóng dung dịch B hoàn toàn thì tạo thành thêm 6 gam kết tủa. Hỏi % khối lượng của MgCO3 nằm trong khoảng nào ?

Hướng dẫn :Số mol CaCO3 trong 10 gam kết tủa CaCO3 :

30

3

10 0,1( )100CaCOn mol

Số mol CaCO3 (tạo thêm):

3

6 0,06( )100CaCOn mol

Phương trình hoá học:MgCO3

0t MgO + CO2 .x x

CaCO3 0t CaO + CO2

.y yBaCO3

0t BaO + CO2 .z z

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,1 0,12CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 0t CaCO3 + H2O + CO2

0,06Trong đó x,y,z là số mol MgCO3, CaCO3, BaCO3 trong 100gam hỗn hợpTheo các ptpư : 2 3 3CO CaCO CaCOn n 4 2 n 6 0 1 2 0 06 0 22mol( ) ( ) , , ,

Do đó trong 100 gam hỗn hợp có: 0,22. 5 = 1,1 mol CO2

Suy ra ta có hệ pt : 84x 100y 197z 100x y z 0 22 5 1 1, ,

100 197 100 84 (1)

1,1 (2)y z x

y z x

Từ (1) và (2) ta có : 100y 197z 100 84x

y z 1 1 x,

Suy ra ta có : 100 84x100 197

1 1 x,

Giải ra được 0,625 < x < 1,032 52,5 <

3MgCOm < 86,688Vậy % khối lượng MgCO3 nằm trong khoảng :

52,5% 86,688 %

Ví dụ 32: Cho 6,2 gam hỗn hợp X gồm Na và K tác dụng với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng muối tạo thành.

Hướng dẫn : Các phương trình phản ứng xảy ra:2Na + 2HCl 2NaCl + H2 2K + 2HCl 2KCl + H2

Ta có : 6,239

< n kl < 6,223

(1)

31

Theo PTPƯ ta có : số mol 2 kim loại = số mol Cl- Khối lượng muối tạo thành là : m = mKl + mCl = 6,2 + 35,5. nkl (2)Thay ( 1 ) vào ( 2) ta được : 11,84 gam < m < 15,77 gamH. Phương pháp giải toán tự do lựa chọn lượng chất1) Nguyên tắc áp dụng

Khi gặp các bài toán có lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát (dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chất đề cho đều có chứa chung một tham số: m (g), V(l), x(mol)…) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đã cho.Phương pháp :

Tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản. Sau khi đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều.

2) Lưu ý : Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì thường chọn hỗn

hợp có khối lượng 100 gam (hoặc 100 lít ). Khi khảo sát về 1 PƯHH thì chọn hệ số làm số mol chất phản ứng.

Ví dụ 33: Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dd H2SO4 4,9% (vừa đủ) thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,87%. Xác định CTPT của oxit kim loại.

Hướng dẫn : Đặt công thức tổng quát của oxit là R2Ox (x là hoá trị của R ) Giả sử hoà tan 1 mol R2Ox

R2Ox + xH2SO4 R2 (SO4)x + xH2O1mol x(mol) 1mol

(2MR + 16x) g 98x (g) (2MR + 96x)gTheo định luật bảo toàn khối lượng ta có :

dd sau pö R Rxm ( M x) ( M x)g

,982 16 100 2 20164 9

Phương trình nồng độ % của dung dịch muối là :

R

R

M x % , %M x2 96 100 5872 2016

suy ra ta có MR = 12xVì x là hoá trị của kim loại trong oxit bazơ nên có giá trị 1, 2, 3:Biện luận:

x 1 2 3MR 12 24 36

Vậy kim loại là Mg ; oxit kim loại là : MgO

Ví dụ 34: Cho a gam dung dịch H2SO4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe (Lấy dư so với lượng phản ứng). Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là 0,04694 a (g). Tìm C%

32

Hướng dẫn :

Giả sử a = 100 g 2 4

2

2

H SO

H O

H

m c(gam)

m 100 c(gam)

m 4,694(gam)

Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy ra các phản ứng sau :2K + H2SO4 K2SO4 + H2 (1)Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (2)2K (dư) + 2H2O 2KOH + H2 (3)

Theo các ptpư (1),(2),(3) ta có :

2 2 4 2H H SO H O1 100 c 4,694n n n ( )2 18 2

C 1 + 98 2

31 C = 760 C = 24,5

Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 đã dùng là C% = 24,5%

Ví dụ 35: Một loại đá gồm CaCO3; MgCO3 và Al2O3 trong đó Al2O3 bằng 18

khối

lượng muối cacbonat. Khi nung đá ở 12000C đến khối lượng không đổi thu

được sản phẩm rắn có khối lượng bằng 6

10 khối lượng đá trước khi nung. Tính

% khối lượng mỗi chất trong đá ban đầu.

Hướng dẫn :Cách 1: Giả sử khối lượng đá là 100g

Gọi số mol CaCO3, MgCO3, Al2O3 trong 100 gam hỗn hợp lần lượt là x,y,z Phương trình hóa học của phản ứng:

CaCO3 0t CaO + CO2

MgCO3 0t MgO + CO2

100x + 84y + 102z = 100 (1)100x + 84y = 8. 102z (2)

Từ (1) và (2) z = 0,1089 %Al2O3 = 11,1%

(2) 100x + 84y = 88,8 (2’)Rắn sau khi nung gồm: CaO, MgO, Al2O3 có khối lượng

6

10 100 = 60 gam

Từ pthh 56x + 40y = 60 - 11,1= 48,9 ( 3)Giải hệ (2’ và 3) được : x = 0,783 ; y = 0,125 Nên : 3

0,78.100 78,3( )CaCOm gam %CaCO3 = 78,3 % ; % MgCO3= 10,6 %

33

Cách 2: Giả sử khối lượng đá là 90g 2 3Al Om 90 : 9 10(gam) Phương trình hóa học của phản ứng:

MgCO3 0t MgO + CO2

CaCO3 0t CaO + CO2

Khối lượng chất rắn A :

mA= 6090. 54( )

100gam

Khối lượng CaO và MgO : m = 54 – 10 = 44(gam)Gọi số mol MgCO3, CaCO3trong 90 gam hỗn hợp lần lượt là x,y.Theo bài ra ta có hệ phương trình:

84 100 8040 56 44

x yx y

Giải hệ phương trình ta có: 0,1140,705

xy

Vậy: %CaCO3 = 78,3 % ; % MgCO3= 10,6 %

%Al2O3 = 11,1%

Ví dụ 36: Đốt cháy một ít bột đồng trong không khí một thời gian ngắn. Sau

khi kết thúc phản ứng thấy khối lượng chất rắn thu được tăng lên 16

khối

lượng của bột đồng ban đầu. Hãy xác định thành phần % theo khối lượng của chất rắn thu được sau khi đun nóng

Hướng dẫn :Phương trình hóa học của phản ứng: 2Cu + O2

0t 2CuO 128g 32g 160g

Như vậy khi phản ứng oxi hoá Cu xảy ra hoàn toàn thì khối lượng chất rắn thu

được tăng lên: 32

128=

14

. Theo đầu bài, sau phản ứng khối lượng chất rắn thu được

tăng lên 16

khối lượng Cu ban đầu, tức là Cu chưa bị oxi hoá hết, thu được hỗn hợp

gồm CuO và Cu còn dư Giả sử làm thí nghiệm với 128g Cu.

Theo đề bài số g oxi đã phản ứng là: 128

6= 21,333g

Theo PTHH của phản ứng số g Cu đã phản ứng với oxi và số g CuO được tạo thành là:

34

mCu = 128 .32

21,333 = 85,332g

mCuO = 16032

. 21,333 = 106,665g

Số g Cu còn lại là: 128 – 85,332 = 42,668g

%Cu = 42,668

149,333. 100% = 28,57%

%CuO = 71,43% Ví dụ 37: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3, phần còn lại là chất rắn trơ. Nung a gam đá vôi một thời gian thu được chất rắn có khối lượng bằng 73,6% khối lượng đá trước khi nung. Tính hiệu suất phản ứng( Biết chất rắn trơ không tham gia phản ứng phân hủy).

Hướng dẫn Giả sử lấy 100 gam đá vôi đem nung (tức coi a = 100)Cách 1: Số gam CaCO3 trong 100 gam đá trên:

m = 100.80

100= 80 gam

=> n = 80

100= 0,8 mol

Số gam chất trơ: m = 100 – 80 = 20 gam Số gam chất rắn sau phản ứng:

m= 73,6.100

100= 73,6 gam

Gọi x là số mol CaCO3 bị phân hủy trên thực tế: Số mol CaCO3 chưa bị phân hủy: (0,8 – x) mol Số gam CaCO3 chưa bị phân hủy:

3CaCOm = 80 – 100x Phương trình:

CaCO3 0t CaO + CO2

mol: 1 1 x xTa có: (80- 100x) + 56x + 20 = 73,6 x = 0,6 molMà số mol CaCO3 ban đầu là 0,8 mol

Do vậy H =0,6 .100%0,8

= 75%

Cách 2: Số gam CaCO3 trong 100 gam đá trên:

m = 100.80

100= 80 gam

35

=> n = 80

100= 0,8 mol

Khi nung 100 gam đá thu được 73,6 gam chất rắn( 73,6%), suy ra lượng CO2 tạo thành là: 2COm = 100 - 73,6 = 26,4 gam Và: 2COn = 26,4 : 44 = 0,6 molPhương trình:

CaCO3 0t CaO + CO2

Mol: 1 1 Theo phương trình số mol CO2 thu được trên lý thuyết:

2 3CO CaCOn n= 0,8 mol

Vậy hiệu suất phản ứng là:

H =0,6 .100%0,8

= 75%

I. Xây dựng nhiều cách giải cho một số dạng toán.1. Giải bài toán về oxit axit tác dụng với kiềm bằng nhiều phương pháp khác nhau.1.1 Lý thuyết1.1.1. Sản phẩm phản ứng giữa oxit axit với dung dịch kiềm (Kim loại hoá trị I)VD 1: Cho a mol CO2 sục vào dung dịch chứa b mol NaOH được dung dịch A. Biện luận để xác định thành phần các chất trong dung dịch A theo a và b.

***

Các phản ứng có thể xảy raCO2 + NaOH NaHCO3(1)CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O(2)

Đặt T = 2

NaOH

CO

nn =

ba

Với T>0

Ta có bảng biện luận thành phần các chất có trong AT< 1: Xảy ra phản ứng 1,sản phẩm NaHCO3, dư CO2

T= 1: Xảy ra phản ứng 1, sản phẩm NaHCO3

T> 2: Xảy ra phản ứng 2, sản phẩm Na2CO3, dư NaOHT= 2: Xảy ra phản ứng 2, sản phẩm Na2CO3.1<T<2: Xảy ra cả 2 phản ứng, sản phẩm là hỗn hợp 2 muối.

(Đối với các oxit axit khác như SO2....khi tác dung với dung dịch kiềm như KOH.... thì cũng biện luận tương tự như vậy)1.1.2. Sản phẩm phản ứng giữa oxit axit với dung dịch kiềm(Kim loại hoá trị II)VD 2: Cho a mol CO2 sục vào dung dịch chứa b mol Ca(OH)2 được dung dịch X. Biện luận để xác định thành phần các chất trong dung dịch X theo a và b.Các phản ứng có thể xảy ra

36

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)Mol: 1 1 1

2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2+ H2O(2)Mol: 2 1 1

Đặt T = 2

2( )

CO

Ca OH

nn =

ab

Với T>0

Ta có bảng biện luận thành phần các chất có trong XT< 1: Xảy ra phản ứng 1,sản phẩm CaCO3, dư Ca(OH)2

T= 1: Xảy ra phản ứng 1, sản phẩm CaCO3

T> 2: Xảy ra phản ứng 2, sản phẩm Ca(HCO3)2, dư CO2

T= 2: Xảy ra phản ứng 2, sản phẩm Ca(HCO3)2.1<T<2: Xảy ra cả 2 phản ứng, sản phẩm là hỗn hợp 2 muối.

( Đối với các oxit axit khác như SO2,....khi tác dung với dung dịch kiềm như Ba(OH)2.... thì cũng biện luận tương tự như vậy)

1.1.3. Dạng bài tập P2O5 tác dụng với dung dịch NaOH hoặc dung dịch KOH

Dạng bài này thực chất là axit H3PO4 (do P2O5 + H2O trong dung dịch NaOH ) tác dụng với NaOH có thể xảy ra các phản ứng sau :

H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O (1)

H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O (2)

H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O (3)

Giả sử có dung dịch chứa a mol H3PO4 tác dụng với dung dịch có chứa b mol NaOH thu được dung dịch A ta có thể biện luận các chất theo tương quan giữa a và b như sau :

3 4

NaOH

H PO

nn =

ab

1- Nếu 0 < ab

<1 chỉ xảy ra phản ứng (1) taọ ra NaH2PO4và H3PO4 còn dư

2 - Nếu ab

= 1 phản ứng (1) vừa đủ tạo ra NaH2PO4

3- Nếu Nếu 1 < ab

<2 xảy ra cả phản ứng (1) và phản ứng (2) taọ ra NaH2PO4 và

Na2HPO4

4 - Nếu ab

= 2 phản ứng (2) vừa đủ tạo ra Na2HPO4

5 - Nếu 2 < ab

<3 xảy ra cả phản ứng (2) và phản ứng (3) taọ ra Na 3PO4 và

Na2HPO4

37

6 - Nếu ab

= 3 phản ứng (3) vừa đủ tạo ra Na3PO4

7 - Nếu ab

> 3 chỉ xảy ra phản ứng (3) tạo ra Na3PO4 và NaOH còn dư.

Với các trường hợp xảy ra như trên học sinh có thể áp dụng làm các ví dụ cụ thể từ đó hình thành ở các em kỹ năng giải các các dạng bài tập này.

1.2. Toán

Ví dụ 38: Hấp thụ hoàn toàn 11,2 lit CO2( đktc) vào 400 ml dung dịch NaOH 2M. Tính khối lượng muối tạo thành.

Hướng dẫn

a. Ta có: 2COn = 11,222,4

= 0,5(mol)

nNaOH = 0,4. 2= 0,8(mol)

Nhận thấy: 2

NaOH

CO

nn =

0,8 1,60,5

Sản phẩm là hỗn hợp 2 muối NaHCO3 và Na2CO3

* Cách 1: Phương pháp song songGọi a, b lần lượt là số mol NaHCO3 và Na2CO3 tạo thành. CO2+ NaOH NaHCO3

mol: a a a CO2+ 2NaOH Na2CO3 + H2Omol: b 2b b

Theo bài ra ta có: 0,5

2 0,8a ba b

Giải hệ: a= 0,2 b= 0,3Nên: Khối lượng muối tạo thành là m = 84a + 106b= 16,8 + 31,8 = 48,6(g)(Lưu ý: Phương pháp này chỉ tương đối về mặt định tính nhưng đảm bảo chính xác về mặt định lượng. Ta coi như lượng oxit axit và lượng kiềm được chia ra để tham gia 2 phản ứng khác nhau và tạo thành 2 muối khác nhau, như vậy bài toán này trở thành một bài toán hỗn hợp muối, từ đó ta xây dựng và giải được hệ phương trình toán học theo 2 dữ kiện là số mol oxit và số mol kiềm)

*Cách 2: Phương pháp nối tiếp (từ muối trung hòa sang muối axit) Khi sục CO2 vào dung dịch NaOH, lúc đầu xảy ra phản ứng CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1)Theo phương trình: 1 2 1Trước phản ứng : 0,5 0,8Phản ứng : 0,4 0,8Sau phản ứng : 0,1 0 0,4

38

Sau phản ứng (1) còn dư 0,1 mol CO2 sẽ phản ứng 1 phần với Na2CO3 có mặt nước: CO2 + H2O + Na2CO3 2NaHCO3(2)Theo phương trình: 1 1 2 mol: 0,1 0,1 0,2Sau phản ứng (2) : 2 3Na COn = 0,4- 0,1 = 0,3(mol) 3NaHCOn = 0,2 (mol)Vậy số g muối thu được là: m = 16,8 + 31,8 = 48,6(g)(Lưu ý: Đây là cách đúng bản chất nhất vì khi bắt đầu sục CO2 vào dung dịch NaOH sẽ tạo muối trung hòa trước, khi dư CO2 sẽ phản ứng một phần với muối trung hòa vừa tạo ra để tạo muối axit)

* Cách 3: Phương pháp nối tiếp (từ muối axit sang muối trung hòa) CO2 + NaOH NaHCO3(1)Theo phương trình: 1 1 1Trước phản ứng : 0,5 0,8Phản ứng : 0,5 0,5Sau phản ứng : 0 0,3 0,5 Sau phản ứng (1) còn dư 0,3 mol NaOH sẽ phản ứng 1 phần với NaHCO3: NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O(2)Theo phương trình: 1 1 1 mol: 0,3 0,3 0,3Sau phản ứng (2) : 3NaHCOn còn lại = 0,5 – 0,3 = 0,2 (mol) 2 3Na COn = 0,3(mol)Vậy số g muối thu được là: m = 16,8 + 31,8 = 48,6(g)* Cách 4: Viết phương trình theo đúng tỉ lệ số mol( phương pháp hợp thức)

Vì 2

0,8 80,5 5

NaOH

CO

nn

Do đó ta lập 1 phương trình theo đúng tỉ lệ số mol trên: 8NaOH + 5CO2 2NaHCO3 + 3Na2CO3 + 3H2OTheo pt : 8 5 2 3Theo bài : 0,8 0,2 0,3Vậy số g muối thu được là: m = 16,8 + 31,8 = 48,6(g)(Lưu ý: Trong cách này ta cần chú ý tới tỉ lệ giữa nNaOH: 2COn , từ đó ta đặt hệ số vào các chất thamgia phản ứng sao cho cả 2 chất tham gia đều hết (trong bài này là tỉ lệ 8:5), sau đó đi cân bằng các chất sản phẩm, điểm đặc biệt ở phương trình này là có nhiều cách cân bằng, do đó giải quyết bài toán theo cách này ta thấy nhẹ nhàng hơn)* Cách 5: Phương pháp đường chéo.

39

Căn cứ vào công thức hóa học của 2 muối cũng biết được tỉ lệ số mol vừa đủ để tạo mỗi muối: Na2CO3

(2

1 2NaOH

CO

nT

n ); NaHCO3(

2

2 1NaOH

CO

nT

n ).

Phương trình hóa học: CO2+ NaOH NaHCO3

mol: 1 1 1 CO2+ 2NaOH Na2CO3 + H2Omol: 1 2 1

Ta có sơ đồ đường chéo:

Na2CO3 n1 T1 = 2 35

__

T =85

NaHCO3 n2 T2 = 1 25

Suy ra: 1

2

32

nn

n1 = 1,5n2 (*)

Mà n muối = 2COn = 0,5(mol) Tức n1 + n2 = 0,5(**) Thay (*) vào (**) ta có: n2 = 0,2; n1 = 0,3 Vậy số g muối thu được là: m = 16,8 + 31,8 = 48,6(g)

Ví dụ 39. Cho 14,2 gP2O5 tác dụng với 150 g dd KOH 11,2%. Muối nào được tạo thành ? Khối lượng mỗi muối là bao nhiêu ?

Hướng dẫn

Muốn xác định được muối nào tạo thành thì ta phải xét tỉ lệ mol của các chất tham gia.

Các phương trình phản ứng có thể xảy ra:

P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (1)

H3PO4 + KOH KH2PO4 + H2O (2)

H3PO4 + 2KOH K2HPO4+ 2H2O (3)

H3PO4 + 3KOH K3PO4 + 3H2O (4)

Theo (1) 3 4H POn = 2 52. P On = 0,1.2 =0,2 mol

nKOH = 56.100

2,11.150= 0,3 mol

40

Tỉ lệ 3 4

KOH

H PO

nn =

ab

=2,03,0

=1,5 => 1 < ab

<2

Vậy xảy ra phản ứng (2) và (3) tạo ra hai muối là KH2PO4 và K2HPO4

Cách 1 : Nếu viết phương trình song song thì lập hệ phương trình toán học để tính

Cụ thể : H3PO4 + KOH KH2PO4+ H2O

x mol x mol x mol

H3PO4 +2KOH K2HPO4+ 2H2O

y mol 2y mol y mol

Ta có:

3,022,0

yxyx

giải ra ta được

1,01,

yox

Như vậy 2 4KH POm = 0,1. 136 =13,6 g

2 4K HPOm = 0,1. 174 = 17,4 g

Cách 2 : Hoặc nếu viết phương trình phản ứng nối tiếp như sau :

H3PO4+ KOH KH2PO4 + H2O

2 4KH POn = nKOH = 3 4H POn =0,2 (mol) ( tính theo H3PO4 )

KOH dư : 0,3 - 0,2 = 0,1 mol

Vì KOH dư nên : KOH + KH2PO4 K2HPO4 + H2O

2 4KH POn = 2 4K HPOn = nKOH d =0,1 mol

Vậy 2 4KH POn thu được sau cùng là : 0,2- 0,1 = 0,1 mol

2 4K HPOn = 0,1 mol

2 4KH POm = 0,1. 136 = 13,6g

2 4K HPOm = 0,1.174 = 17,4 g

2. Bài toán về hỗn hợp:Ví dụ 40: Để m gam bột sắt nguyên chất trong không khí một thời gian thu được chất rắn A nặng 12 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. Hòa tan hoàn toàn chất rắn A bằng dung dịch HNO3 loãng thấy có 2,24 lit khí NO duy nhất thoát ra (đktc) và thu được một dung dịch chỉ có một muối sắt duy nhất. Tính m?

Hướng dẫnCác phương trình của phản ứng xảy ra:

2Fe + O2 2FeO3Fe + 2O2 Fe3O4

4Fe + 3O2 2Fe2O3

41

Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2OFe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O

* Cách 1:Phương pháp đại sốGọi x, y, z, t lần lượt là số mol Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 trong 12 gam chất rắn ATa có: mA= 56x + 72y + 232z + 160t = 12 (1)Số mol nguyên tử Fe:

x + y + 3z + 2t = 56m

(2)

Số mol nguyên tử oxi tham gia phản ứng:

nO = y + 4z + 3t = 12

16m

(3)

Số mol khí NO tạo thành:

0,13 3NOy zn x hay 3x + y + z = 0,3 (4)

Chia(1) cho 8 ta được: 7x + 9y + 29z + 20t = 1,5 (5)Cộng (4) với (5) ta được: 10x + 10y + 30z + 20t = 1,8(6)Chia (6) cho 10 ta được: x + y + 3z + 2t = 0,18 Vậy m = 56. 0,18 = 10,08 gam* Cách 2: Phương pháp tách ghép công thức kết hợp với phương pháp đại số.Do Fe3O4 được coi là oxit hỗn tạp của FeO và Fe2O3 có tỉ lệ mol 1: 1 nên thay Fe3O4

bằng FeO.Fe2O3 ta được hỗn hợp gồm 3 chất là Fe, FeO, Fe2O3.Đặt x, y, z lần lượt là số mol của Fe, FeO, Fe2O3 trong hỗn hợp.Các phương trình của phản ứng xảy ra:

2Fe + O2 2FeO4Fe + 3O2 2Fe2O3

Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2OFe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O

Ta có: mA= 56x + 72y + 160z = 12 (1)Số mol nguyên tử Fe:

x + y + 2z = 56m

(2)

Số mol nguyên tử oxi tham gia phản ứng:

nO = y + 3z = 12

16m

(3)

Số mol khí NO tạo thành:

42

0,13NOyn x hay 3x + y = 0,3 (4)

Nhân (4) với 8 được: 24x + 8y = 2,4 (5)Cộng (1) với (5) được: 80x + 80y + 160z = 14,4 (6)Chia (6) cho 80 được: x+ y + 2z = 0,18 Vậy m = 56. 0,18 = 10,08 gam* Cách 3: Phương pháp theo định luật bảo toàn khối lượng: 2Fe + O2 2FeO 4Fe + 3O2 2Fe2O3 Khi cho A tác dụng với HNO3: Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2OFe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O

Theo ĐLBTKL:

3 3 3 2( )A HNO Fe NO NO H Om m m m m (1)Ta có:

3 3( ) 56Fe NO Fe

mn n

Số mol HNO3 tạo NO: 3

0,1( )HNO NOn n mol

Số mol HNO3 tạo Fe(NO3)3:

3 3 3( )

33 ( )56HNO Fe NOmn n mol

Tổng số mol HNO3 phản ứng:

3

30,156HNOmn

Lại có: 2 3 ( )

1 1 3(0,1 )2 2 56H O HNO pu

mn n

Thay vào phương trình (1) của định luật:

3 1 312 (0,1 ).63 .242 0,1.30 .(0,1 ).1856 56 2 56m m m

Giải phương trình trên tìm được: m = 10,08(gam)

Ví dụ 41: Hòa tan hoàn toàn 49,6 g hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2 (đktc)

a. Tính % khối lượng oxi trong X

43

b. Tính khối lượng muối trong dung dịch YHướng dẫn

Cách 1: Phương pháp đại sốGọi x, y,z, t lần lượt là số mol Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 trong 49,6gam hỗn hợp

Các phương trình hóa học của phản ứng:

2Fe + 6H2SO4 ot Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1)

x 3x 0,5x 1,5x 3x

2FeO + 4H2SO4 ot Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O (2)

y 2y 0,5y 0,5y 2y

2Fe3O4 + 10H2SO4 ot 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O(3)

z 5z 1,5z 0,5z 5z

Fe2O3 + 3H2SO4 ot Fe2(SO4)3 + 3H2O (4)

t 3t t 3t

a. Theo bài ta có phương trình56x + 72y + 232z + 160t = 49,6 (I)

Số mol khí SO2:

2SOn = 8,96 : 22,4 = 0, 4(mol)

Ta có: 1,5x + 0,5y + 0,5z = 0,4 (II)Lại có số mol oxi là: nO = y + 4z + 3t

Lấy (I) nhân 3 ; (II) nhân 112 ta có:

168 216 696 480 148,8(*)168 56 56 44,8(**)

x y z tx y z

Lấy (*) trừ (**) ta được:160y + 640z + 480t = 104 (III)

Chia (III) cho 160 ta cóy + 4z + 3t = 0,65 (chính là số mol oxi)

Do đó: mO = 0,65 . 16 = 10,4(gam)Nên ta có % oxi trong hỗn hợp là

%O = 10, 4 .100%49,6

20,97%

b. Theo bài:Tổng khối lượng Fe trong X:

44

mFe = x + y + 3z + 2t = 49,6 – 10,4 = 39,2 gam Suy ra nFe = 0,7 (mol)

Mà: nmuối = ( )1 .2 Fe Trong Xn = 0,7 : 2 = 0,35(mol)

Vậy: mmuối = 0,35 . 400 = 140 (g)

Cách 2: Phương pháp quy đổiQuy đổi ra hỗn hợp chỉ có Fe và Fe3O4

Lúc này chỉ có phương trình (1) và (3) xảy ra


a 3a 0,5a 1,5a 3a

2Fe3O4 + 10H2SO4 ot 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (3)

b 5b 1,5b 0,5b 5bTa có hệ phương trình

56 232 49,6 0,21251,5 0,5 0, 4 0,1625

a b aa b b

Vậy: mmuối = (0,5a + 1,5b) . 400 = 140 (g)Chú ý: Ta có thể quy hỗn hợp về các dạng khác nhau: như Fevà FeO, Fe2O3 và Fe3O4; Fe và Fe2O3 ...Cách 3: Phương pháp số họca. Giả sử trong hỗn hợp chỉ có sắtLúc này chỉ có phương trình (1) xảy ra

Từ số mol của SO2 ta có


mol: 0,4.2

3 2. 0,4

0,43

0,4

Suy ra số mol sắt tạo khí là

nFe = 0,4.2

3=

0,8 ( )3

mol

mFe = 56. 0,83

Trong hỗn hợp chỉ có Fe2O3 phản ứng với axit không tạo khí SO2 nên khối lượng của nó là

45

2 3Fe Om = 49,6 - 56 . 0,83

Suy ra ta có

2 33.O Fe On n = (49,6 - 56 .

0,83

):160

Suy ra nO = 0,65 mol

Lúc đó: mO = 10,4gam nên%O = 20,97%Ta có: mFe = 49,6 – 10,4 = 39,2gam

Suy ra nFe = 0,7 (mol)

Mà: nmuối = ( )1 .2 Fe Trong Xn = 0,7 : 2 = 0,35(mol)

Vậy: mmuối = 0,35 . 400 = 140 (g)

K. A tác dụng với B có khác B tác dụng với A?* Kiến thức cần nhớ

Khi gặp các bài toán so sánh lượng chất sinh ra do cùng một cặp chất bằng các thao tác khác nhau thì phải nắm vững một số nguyên tắc sau đây : 1/ Cho từ từ chất A vào chất B thì ban đầu B dư nên phản ứng xảy ra trong môi trường của B. 2/ Cho hỗn hợp A,B tác dụng với chất X thì : +) Cho từ từ chất X vào chất A,B Lúc đầu X thiếu phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên (Phản ứng nào dễ xảy ra hơn sẽ phản ứng trước ) +) Cho từ từ A,B vào chất X phản ứng xảy ra song song (% số mol phản ứng A, B so với ban đầu là bằng nhau tỉ lệ số mol phẳn ứng bằng tỉ lệ số mol trong hỗn hợp ) 3/ Phải xem xét kỹ chất sản phẩm sinh ra có tồn tại trong môi trường hay không:

Ví dụ : - Cho từ từ Na2CO3 vào dung dịch HCl thì chỉ xảy ra 1 phản ứng

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 Khi Na2CO3 bắt đầu dư thì trong môi trường không có chất nào tác dụng được với nó. - Cho từ từ dd HCl vào dung dịch Na2CO3 thì : Đầu tiên : Na2CO3 + HCl NaCl + NaHCO3 (do dư Na2CO3) Sau đó : HCl + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2 * áp dụng Ví dụ 42 : Dung dịch X chứa a mol HCl, dung dịch Y chứa b mol Na2CO3 (a < 2b)

a/ Thí nghiệm 1: Cho rất từ từ X vào Y thì thu được V1 lít khí b/ Thí nghiệm 2: Cho Y vào X thì thu được V2 lít khí Lập thức tính V1, V2 theo a,b trong mỗi thí nghiệm khi phản ứng kết thúc

(Biết các khí đo ở đktc)Hướng dẫn :

46

a) Cho rất từ từ X vào Y thì ban đầu dư Na2CO3 nên xảy ra phản ứng : Na2CO3 + HCl NaCl + NaHCO3 (1)mol: b a b Vì có khí bay ra nên sau pư (1) HCl còn dư : a > b HCl + NaHCO3 NaCl + H2O +CO2 (2)mol: (a-b) b (a-b) (vì a < 2b nên HCl phản ứng hết )

V1 = ( a – b). 22,4 b) Khi cho Na2CO3 vào dung dịch HCl (tức Y vào X) thì luôn có khí sinh ra

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 mol: b a 0,5a (a < 2b HCl hết )

V2 = .22, 42a

=11,2a(lit)

Ví dụ 43: Cốc A đựng 200ml dung dịch hỗn hợp Na2CO3 1M và NaHCO3 1,5M. Cốc B đựng 173ml dung dịch HCl 7,7% (d= 1,37 g /ml). Làm các thí nghiệm sau :

TN1 : Đổ rất từ từ B vào ATN2 : Đổ rất từ từ A vào BTN3: Đổ nhanh A vào BTính thể tích khí CO2 sinh ra (đktc) trong mỗi thí nghiệm khi phản ứng kết

thúc.Hướng dẫn :

Ta có:

2 30,2.1 0,2( )Na COn mol

30,2.1,5 0,3( )NaHCOn mol

173.1,37.7,7 0,5( )100.36,5HCln mol

* TN1 : Khi cho từ từ B vào A thì phản ứng xảy ra trong môi trường Na 2CO3 theo thứ tự :

Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl (1)0,2 0,2 0,2

Số mol NaHCO3 dư vào (2) là : 0,2 + 0,3 = 0,5 molNaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O (2)

Bđ: 0,5 (0,5-0,2) (mol)Pư: 0,3 0,3SPư: 0,2 0 0,3Vậy 2COV 0,3 22,4 = 6,72 lít

* TN2 : Đổ từ từ A vào B thì lúc đầu HCl dư nên xảy ra song song cả 2 phản ứng Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O (1)NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O (2)

Gọi a là số mol Na2CO3 pư số mol NaHCO3 : 1,5a( mol )

47

Theo ptpư ta có : n HCl = 2a + 1,5a = 0,5 a = 0,53,5

Số mol CO2 = số mol 2 muối = 2,5a = 1,253,5

( mol )

2CO

1,25V 22,4 83,5

lít

TN3: Đổ nhanh A vào B thì không biết phản ứng nào xảy ra trước1. Nếu Na2CO3 phản ứng trước :

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O (1)0,2 0,4 0,2 (mol)NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O (2)

0,1 0,1 (mol)

2COV (0,2 0,1) 22,4 6,72 lít2. Nếu NaHCO3 phản ứng trước:

NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O (1)0,3 0,3 0,3 (mol)Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O (2)0,1 0,2 0,1 (mol)

2COV 0, 4 22,4 8,96 lít Thực tế phản ứng diễn ra song song nên 6,72 lít < V < 8,96 lít

Ví dụ 44: Dung dịch A chứa 0,12 mol H3PO4 , dung dịch B chứa 0,2 mol NaOH. Lượng muối sinh ra có khác nhau không nếu :

TN1: Cho từ từ A vào BTN2: Cho từ từ B vào A

Hướng dẫn :TN 1: Vì cho từ từ H3PO4 vào NaOH nên phản ứng xảy ra trình tự :

H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O (1)0,23

0,20,23

(mol)

Số mol H3PO4 dư = 0,12 - 0,23

= 0,16

3 mol

Vì còn dư H3PO4 dư nên có phản ứng sau :H3PO4 + 2Na3PO4 3Na2HPO4 (2) 0,13

0,23

0,1 mol

Sau phản ứng 2 vẫn còn dư : 0,16 0,1 0,02mol

3 3 nên có phản ứng :

H3PO4 + Na2HPO4 2NaH2PO4 (3) 0,02 0,02 0,04 (mol)

Như vậy, dung dịch sau phản ứng có chứa : 0,04 mol NaH2PO4 và 0,1 -0,02 = 0,08 mol Na2HPO4

48

TN2 : Vì cho từ từ NaOH vào H3PO4 nên phản ứng xảy ra trình tự :H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O (1)0,12 0,12 0,12 (mol)NaOH dư : 0,2 – 0,12 = 0,08 mol NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O (2)0,08 0,08 0,08 mol

Vậy dung dịch sau phản ứng chỉ có : 0,08 mol Na2HPO4 và 0,12 – 0,08 = 0,04 mol NaH2PO4

Ví dụ 45: Dung dịch A : 200ml dung dịch HCl 1M, dung dịch B: 100ml dung dịch K2CO3 1M và KHCO3 0,5 M. Số mol CO2 sinh ra có giống nhau trong 3 trường hợp sau không :

a) Cho rất từ từ A vào Bb) Cho rất từ từ B vào Ac) Cho nhanh B vào A

Hướng dẫn : HCln 0,2mol 0,1mol 0,05mol

2 3 3K CO KHCOA : ; B : n ; n a) Cho rất từ từ A vào B thì xảy ra theo thứ tự sau:

K2CO3 + HCl KHCO3 + KCl0,1 0,1 0,1KHCO3 + HCl KCl + H2O + CO2

BĐ : 0,15 0,1PƯ: 0,1 0,1Sau: 0,05 0 0,1

Lượng khí CO2 sinh ra : 0,1 molb) Cho rất từ từ B vào A thì ban đầu HCl dư nên phản ứng diễn ra song song, tỉ lệ mol 2 muối phản ứng đúng bằng tỉ lệ nồng độ của 2 muối

K2CO3 + 2HCl 2KCl + H2O + CO2 2x 4x xKHCO3 + HCl KCl + H2O + CO2 .x x x

Vì số mol HCl hết nên ta có : 5x = 0,2 x = 0,04 molLuợng khí CO2 sinh ra : 2x = 0,08 mol

c) Đổ nhanh B vào A thì lúc đầu HCl dư nhưng không rõ phản ứng nào xảy ra trước nên phải xét 2 trường hợp:

* Nếu K2CO3 phản ứng trước:K2CO3 + 2HCl 2KCl + H2O + CO2 0,1 0,2 0,1 ( mol )

HCl đã hết nên KHCO3 không phản ứng lượng CO2 sinh ra : 0,1 mol* Nếu KHCO3 phản ứng trước thì:

KHCO3 + HCl KCl + H2O + CO2 0,05 0,05 0,05 (mol)K2CO3 + 2HCl 2KCl + H2O + CO2

BĐ: 0,1 0,15

49

PƯ: 0,075 0,15 Sau: 0,025 0 0,075

CO2 + H2O + K2CO3 2KHCO3 0,025 0,025

Lượng khí CO2 sinh ra : 0,05 + ( 0,075 – 0,025 ) = 0,1 molVậy lượng khí CO2 : 0,1 < n < 0,125

M. Dạng toán chia hỗn hợp thành hai phần không bằng nhauPhương pháp giải:

- Vì hai phần không bằng nhau nên phần này sẽ gấp x lần phần kia. Thông thường ta đặt ẩn là số mol (thể tích, khối lượng...) của phần nhỏ suy ra các giá trị tương ứng của phần kia đều sẽ gấp x lần.- Dựa vào giả thiết, lập các phương trình, sau đó sẽ rút gọn x, tính được x.Ví dụ 46: Cho hỗn hợp A ở dạng bột Al và oxit sắt từ. Nung A ở nhiệt độ cao để phản xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp B. Nghiền nhỏ B chia thành hai phần, phần 1 có khối lượng ít hơn phần 2: Phần 1: Tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,176 lít khí H2 (đktc). Tách riêng chất rắn không tan đem hoà tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thu được 1,008 lít khí (đktc). Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 6,552 lít khí(đktc).

Tính khối lượng hỗn hợp A và thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp A.

Hướng dẫn :Phương trình hóa học của phản ứng:

8Al + 3Fe3O4 ot 4Al2O3 + 9Fe(1)

* Phần 1: Khi cho phản ứng với dung dịch NaOH dư tạo khí chứng tỏ sau phản ứng (1) còn dư Al

Ta có 2

1,176 0,0525( )22,4Hn mol

2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2(2)2NaOH + Al2O3 2NaAlO2 + H2O (3)


2 2 .0,0525 0,035( )3 3Al Hn n mol

Khối lượng Al có trong phần 1: mAl = 0,035. 27 = 0,945(g)Phần chất rắn không tan là Fe sẽ phản ứng với HCl:

Có: 2

1,008 0,045( )22, 4Hn mol

Fe + 2HCl FeCl2 + H2(4)Theo phương trình (4): 2

0,045( )Fe Hn n mol Khối lượng Fe có trong phần 1:

mFe = 0,045. 56 = 2,52(g)Tổng khối lượng các kim loại trong phần 1:

m = 0,945 + 2,52 = 3,465(g)* Phần 2: Giả sử có khối lượng gấp x lần phần 1

50

Lúc đó: nAl = 0,035x; nFe = 0,045x

Ta có: nKhí = 6,552 0,2925( )22,4

mol

Khi cho phần 2 tác dụng với dung dịch HCl dư, chỉ có Al, Fe phản ứng tạo khí:Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (5)Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (6)2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (7)

Theo phương trình (6): 20,045 ( )H Fen n x mol


3 0,0525 ( )2H Aln n x mol

Theo bài: 0,045x + 0,0525x = 0,2925 0,0975x = 0,2925 x = 3

Tổng khối lượng của Fe và Al trong hỗn hợp B :m = 4. 3,465 = 13,86(gam)

Số mol Fe tạo thành sau phản ứng (1):nFe = 0,045. 4 = 0,18(mol)

Theo (1): 3 4

1 1 .0,18 0,06( )3 3Fe O Fen n mol

Nên: 3 40,06.232 13,92( )Fe Om gam

Theo (1): 8 8 .0,18 0,16( )9 9Al Fen n mol

Số mol Al dư sau phản ứng (1): nAl = 0,035. 4 = 0,14(mol)Tổng khối lượng Al trong A ban đầu:

mAl = (0,14 + 0,16). 27 = 8,1(gam)Vậy:Tổng số gam các chất trong A:

mA = 13,92 + 8,1 = 22,02(gam)% khối lượng các chất trong A:

%Al = 8,1 .100% 36,8%

22,02

% Fe3O4 63,2%

Ví dụ 47: Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm với Fe2O3 trong điều kiện không có không khí. Chia hỗn hợp sau phản ứng thành hai phần, phần 2 có khối lượng nhiều hơn phần 1 là 134gam.

Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy có 16,8 lit H 2 bay ra.

Phần 2: Hoà tan bằng dung dịch HCl dư thấy có 84 lit khí H2 thoát ra. Tính khối lượng sắt tạo thành trong phản ứng nhiệt nhôm. Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn và các thể tích đo ở đktc.

Hướng dẫn :Phương trình hóa học của phản ứng:

2Al + Fe2O3 ot Al2O3 + 2Fe(1)

51

Khi cho phần 1 phản ứng với dung dịch NaOH dư tạo khí chứng tỏ còn dư Al

Ta có 2

16,8 0,75( )22,4Hn mol

2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2(2)2NaOH + Al2O3 2NaAlO2 + H2O (3)


2 2 .0,75 0,5( )3 3Al Hn n mol

Khối lượng Al có trong phần 1: mAl = 0,5. 27 = 13,5(g)Hoà tan phần 2 bằng dung dịch HCl dư có các phản ứng:

Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (4)2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (5) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (6)

Ta có: nKhí = 84 3,75( )

22,4mol

Giả sử phần 2 có khối lượng gấp x lần phần 1Số mol Al ở phần 2: nAl = 0,5x


3 3 .0,5 0,75 ( )2 2H Aln n x x mol

Số mol Fe ở phần 2: nFe = 3,75 – 0,75xTheo phương trình (1):

2 3Al On phần 2 = 12 Fen phần 2 =

1 (3,75 0,75 )2

x = 1,875 – 0,375x (mol)

Vậy khối lượng phần 2: m2 = mFe + 2 3Al Om + mAl m2 = (3,75 – 0,75x).56 + (1,875 – 0,375x). 102 + 0,5x. 27 = (3,75 – 0,75x).107 + 13,5xKhối lượng phần 1 là:

m1 = 2 107mx x

(3,75 – 0,75x) + 13,5

Theo bài ra ta có: m2 – m1 = 134

[(3,75 – 0,75x).107 + 13,5x] – [107

x(3,75 – 0,75x) + 13,5] = 134

66,75x2 – 334x + 401,25 = 0(*)Giải phương trình (*):

x1 = 334 4422,25 3

2.66,75

; x2 = 334 4422,25 2

2.66,75

Khối lượng Fe do phản ứng nhiệt nhôm tạo ra:

mFe = (3,75 0,75 )(3,75 0,75 ) .56xx

x

= (3,75 0,75 )( 1) .56x x

x

52

Với x = 3 thì mFe = 112 gamVới x = 2 thì mFe = 188,6 gam

N. Toán về lập cân bằng trên 2 đĩa cânPhương pháp: Để giải các bài toán này, cần xem kỹ khi thêm một hóa chất vào một cốc đặt trên một đĩa cân, phản ứng có tạo ra kết tủa hoặc khí không. Nếu kết tủa thì nằm lại trong cốc; nếu phản ứng tạo khí bay ra, trọng lượng của cốc sẽ giảm bằng trọng lượng của khí bay ra.Diễn đạt: Giả sử có đĩa cân như hình vẽ

Nếu: - Hai cốc A, B nằm ở vị trí ngang nhau: Cân thăng bằng- Các chất trong cốc A nặng hơn các chất có trong cốc B: Cốc A ở vị trí thấp hơn cốc B (cân mất thăng bằng)- Các chất trong cốc B nặng hơn các chất có trong cốc A: Cốc B ở vị trí thấp hơn cốc A (cân mất thăng bằng)Ví dụ 48: Trên hai đĩa cân A, B có 2 cốc đựng 2 dung dịch axit HCl (đĩa A), axit H2SO4 loãng (đĩa B). Điều chỉnh lượng dung dịch ở hai đĩa để cân ở vị trí thăng bằng (hình vẽ).

Cho 1,15 g kim loại Na vào cốc đựng dung dịch HCl. Để cân về vị trí thăng bằng cần thêm bao nhiêu gam kim loại Mg vào cốc đựng dung dịch H2SO4( Biết rằng cả 2 cốc đều dùng dư axit).

Hướng dẫn :

* Cốc A: Số mol Na phản ứng: 1,15 0,05( )23Nan mol


2Na + 2HCl 2NaCl + H2 (1)

Theo phương trình (1):

2

1 1 .0,05 0,025( )2 2H Nan n mol

Khối lượng H2 tạo thành:

53

A B

A B

20,025.2 0,05( )Hm g

Sau khi phản ứng kết thúc, khối lượng cốc A tăng thêm:

mA = 1,15 – 0,05 = 1,1(g)

Để cân ở vị trí thăng bằng, sau phản ứng cốc B phải tăng 1,1 gam.

* Cốc B:

Gọi x là số mol Mg cần thêm

Phương trình hóa học:

Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 (2)

Theo phương trình (2): 2( )H Mgn n x mol

Khối lượng H2 tạo thành:

22 ( )Hm x g

Ta có: mMg - 2Hm = 24x – 2x = 1,1

22x = 1,1

x = 0,05( mol)

Vậy khối lượng Mg cần thêm để sau phản ứng kết thúc, cân ở trạng thái thăng bằng là:

mMg = 0,05. 24 = 1,2(gam)

Ví dụ 49: Cho hai cốc A, B có cùng khối lượng. Đặt A, B lên hai đĩa cân, cân thăng bằng. Thêm vào cốc A 96,6 gam K2CO3 và vào cốc B 85 gam AgNO3. Thêm tiếp vào cốc A 150 gam dung dịch H2SO4 19,6% và 140 gam dung dịch HCl 36,5% vào cốc B.

a. Hỏi phải thêm bao nhiêu gam nước vào cốc A( hay B) để cân trở lại trạng thái thăng bằng.

b. Sau khi cân thăng bằng, lấy 12

dung dịch trong cốc B cho vào cốc A. Phải

thêm bao nhiêu gam nước vào cốc B để cân lập lại thăng bằng. (Giả sử nước và HCl bay hơi không đáng kể)

Hướng dẫn :a. * Cốc A:

2 3

96,6 0,7( )138K COn mol ;

2 4

150.19,6 0,3( )100.98H SOn mol


54

K2CO3 + H2SO4 K2SO4 + CO2 + H2O(1)

Trước phản ứng: (mol) 0,7 0,3

phản ứng: (mol) 0,3 0,3

Sau phản ứng: (mol) 0,4 0 0,3

Khối lượng các chất trong cốc A sau khi phản ứng (1) kết thúc:

mA = 96,6 + 150 – 0,3. 44 = 233,4(gam)

Để cân ở vị trí thăng bằng, sau khi phản ứng kết thúc khối lượng các chất trong cốc B phải nặng 233,4gam

* Cốc B:

3

85 0,5( )170AgNOn mol

140.36,5 1,4( )100.36,5HCln mol

AgNO3 + HCl AgCl + HNO3(2)


phản ứng: (mol) 0,5 0,5

Sau phản ứng: (mol) 0 0,9 0,5 0,5

Khối lượng các chất trong cốc B sau khi phản ứng (2) kết thúc (tính cả kết tủa):

mB = 140 + 85 = 225(gam)

Vậy, để cân thăng bằng cần thêm nước vào cốc B:

2233,4 225 8,4( )H Om gam

b. Khối lượng dung dịch B:

mdd = mB - mAgCl

= 233,4 – 0,5. 143,5 = 161,65(gam)

Khối lượng các chất trong 12

dung dịch trong cốc B:

m = 161,65 80,825( )

2gam


Trong dung dịch cốc B có 0,5 mol HNO3 và 0,9 mol HCl dư

Trong 12

dung dịch cốc B có 0,25 mol HNO3 và 0,45 mol HCl

55

Theo phương trình (1): trong cốc A còn 0,4 mol K2CO3

Khi thêm 12

dung dịch cốc B vào cốc A, ta có các phản ứng:

K2CO3 + 2HCl 2KCl + CO2 + H2O (3)


phản ứng: (mol) 0,225 0,45

Sau phản ứng: (mol) 0,175 0 0,225

K2CO3 + 2HNO3 2KCl + CO2 + H2O (4)


phản ứng: (mol) 0,125 0,25

Sau phản ứng: (mol) 0,05 0 0,125

Khối lượng các chất trong cốc A sau khi phản ứng (4) kết thúc:

mA = 233,4 + 80,825 - (0,225 + 0,125). 44 = 298,825(gam)

Khối lượng các chất còn lại trong cốc B sau khi thêm 12

dung dịch cốc B vào cốc A:

mB = 233,4 - 80,825 = 152,575(gam)

Vậy để cân thăng bằng, cần thêm vào cốc B một khối lượng nước là:

2298,825 152,575 146,25( )H Om gam

O. Một số phương pháp giúp giải nhanh bài tập trắc nghiệm.Ví dụ 50 : Cho các chất Cu2S, CuS, CuO, Cu2O. Hai chất có khối lượng phần trăm Cu bằng nhau là: A- Cu2S và Cu2O B- CuS và CuO

C- Cu2S và CuO D- Không có cặp nào

Hướng dẫn: Quy khối lượng của S sang O rồi tìm xem cặp chất nào có tỷ lệ số nguyên tử Cu và số nguyên tử O như nhau. Đó là : Cu2S và CuO vì quy sang oxi thì

Cu2S sẽ là Cu2O2 hay giản ước đi là CuO . Đáp án : C.

Ví dụ 51: Khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 thành kim loại cần

4,48 lít CO (đktc) . Khối lượng sắt thu được là bao nhiêu gam?

A- 14,2 B- 14,4

C- 14,6 D- 14,8

56

Hướng dẫn : CO lấy oxi của oxit tạo ra CO2. Số mol nguyên tử O trong oxit phải

bằng số mol CO và bằng 0,2 mol.

nco = no = 4,22

48,4= 0,2 ; mo = 16 . 0,2 = 3,2g

Vậy khối lượng oxi trong oxit là 3,2 g và lượng sắt là

mFe = 17,6 - 3,2 = 14,4 g

Đáp án : B

Ví dụ 52 : Hỗn hợp A gồm sắt và oxit sắt có khối lượng 2,6g. Cho khí CO đi qua

A đun nóng, khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vôi trong

dư, thu được 10g kết tủa trắng. Khối lượng sắt trong A là bao nhiêu gam?

A- 1 B- 10 C- 2 D- 12

Hướng dẫnKết tủa là CaCO3 .

3CaCOn =

2COn = nCO = 10010

= 0,1 mol

nO trong oxit = nCO = 0,1. Khối lượng oxi trong oxit là 1,6 gKhối lượng sắt trong hỗn hợp A là : 2,6 – 1,6 = 1 g.

Đáp án : A

Ví dụ 53: Cho 0,3 mol FexOy tham gia phản ứng nhiệt nhôm thấy tạo ra tối đa

0,4 mol Al2O3. Công thức oxit sắt là gì?

A- FeO B- Fe2O3

C- Fe3O4 D- Không xác định được

Hướng dẫn

Al lấy đi oxi của FexOy để tạo ra Al2O3. Vì vậy số mol nguyên tử O trong Al2O3 và

trong FexOy phải bằng nhau.

Do đó : 0,3 y = 0,4 . 3 = 1,2 y = 4 Fe3O4

Đáp án : C

Ví dụ 54: Đốt cháy không hoàn toàn 1 lượng sắt đã dùng hết 2,24 lít O2 ở đktc,

thu được hỗn hợp A gồm các oxit sắt và sắt dư. Khử hoàn toàn A bằng khí CO

dư, khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư. Khối

lượng kết tủa thu được là bao nhiêu gam?

A- 5 B- 10 C- 15 D- 20

57

Hướng dẫn

nO đã dùng = nCO= 2COn =

3CaCOn = 2, 2422,4

.2 = 0,2(mol)

3CaCOm = 100 . 0,2 = 20g

Đáp án : D

Ví dụ 55: Hoà tan hoàn toàn 4g hỗn hợp MCO3 và M, CO3 vào dung dịch HCl

dư thấy thoát ra V lít khí ở đktc. Dung dịch thu được đem cô cạn thấy có 5,1 g

muối khan. V có giá trị là bao nhiêu lit?

A- 2,24 B- 3,36

C- 4,48 D- 6,72

Hướng dẫn

1 mol muối cacbonat chuyển thành 1 mol muối clorua tạo ra 1 mol CO 2 và khối

lượng muối tăng :

( M + 71 ) - ( M + 60 ) = 11 g .

Theo đề bài khối lượng muối tăng : 5,1 - 4 = 1,1 g sẽ có 0,1 mol CO2 thoát ra.

Vậy V = 2,24 lít .

Đáp án : A

Ví dụ 56: Cho 14,5g hỗn hợp A gồm Mg, Zn, Fe tác dụng hết với dung dịch

H2SO4 loãng thấy thoát ra 6,72 lít H2 ở đktc . Cô cạn dung dịch sau phản ứng

được khối lượng muối khan tạo ra là bao nhiêu gam?

A- 43,3 B- 34,4

C- 44,3 D- 33,4

Hướng dẫn

2Hn = 2 4H SOn phản ứng = 24SO

n tạo muối =6,72 0,3( )22, 4

mol

m muối = 14,5 + 96 . 0,3 = 43,3 g

Đáp án : A

Ví dụ 57: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe2O3 vào dung

dịch HCl dư thu được dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với NaOH dư

thu được kết tủa. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch, sấy khô và nung trong không khí

đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn , m có giá trị là bao nhiêu?

58

A- 16 B- 24 C- 32 D- 40

Hướng dẫn

* Cách thông thường :

viết phương trình phản ứng và tính số mol các chất theo phương trình phản ứng :

Fe 2 HCl FeCl2 H2++

0,2 mol 0,2 mol

6 HCl H2+Fe2O3 + FeCl32

0,1 mol 0,2 mol

Cho dung dịch A tác dụng NaOH dư :

HCl d +NaOH NaCl H2O+

FeCl2 NaOH NaClFe(OH)2+ +2 2

0,2 mol 0,2 mol

NaOH NaClFe(OH)3+ +FeCl3 3 3

0,2 mol 0,2 mol

Fe(OH)2 ++ 2O2 H2O Fe(OH)34 4 0,2 mol 0,2 mol

2 H2OFe2O3Fe(OH)3 + 3t0

(0,2+0,2) mol 0,2 mol

m chất rắn = 160 x 0,2 = 32 g * Cách nhẩm nhanh:

Trong m gam chất rắn có 0,1 mol Fe2O3 (16 g) ban đầu .

Vậy chỉ cần tính lượng Fe2O3 tạo ra từ Fe : 2Fe Fe2O3

0,2 0,1(16g)

Vậy tổng khối lượng chất rắn tạo ra: 2 3(0,1 0,1).160 32( )Fe Om g

Đáp án : C

Ví dụ 58 : Hoà tan hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp Na2CO3 và KHCO3 vào dung dịch HCl

dẫn khí thu được vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thì lượng kết tủa tạo ra là bao

nhiêu gam?

A- 1 B- 10

59

C- 5 D- 15

Hướng dẫn

3CaCOn =2COn = nhh cacbonat = 0,1(mol)

=> 3CaCOm = 100 x 0,1 =10g

Đáp án : B

P. Phương pháp chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán chất tương đương.* Nguyên tắc: Khi trong bài toán xảy ra nhiều phản ứng nhưng các phản ứng cùng loại và cùng hiệu suất thì ta thay hỗn hợp nhiều chất thành 1 chất tương đương. Lúc đó lượng (số mol, khối lượng hay thể tích) của chất tương đương bằng lượng của hỗn hợp.* Phạm vi sử dụng: Trong vô cơ, phương pháp này áp dụng khi hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động hay nhiều oxit kim loại, hỗn hợp muối cacbonat, ... hoặc khi hỗn hợp kim loại phản ứng với nước.

* Toán. Ví dụ 59: Một hỗn hợp 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kì kế tiếp nhau trong bảng hệ thống tuần hoàn có khối lượng là 8,5 gam. Hỗn hợp này tan hết trong nước dư cho ra 3,36 lit khí H2 (đktc). Tìm hai kim loại A, B và khối lượng của mỗi kim loại.

Hướng dẫnPTHH

2A + 2H2O 2AOH + H2 (1)2B + 2H2O 2BOH + H2 (2)

Đặt a = nA , b = nB

Ta có: a + b = 2.4,22

36,3 = 0,3 (mol) (I)

M trung bình: M = 3,05,8

= 28,33

Ta thấy 23 < M = 28,33 < 39Giả sử MA < MB thì A là Na, B là K hoặc ngược lại.

mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II)Từ (I, II) ta tính được: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol.Vậy mNa = 0,2 . 23 = 4,6 g, mK = 0,1 . 39 = 3,9 g.

Ví dụ 60: Hoà tan 115,3 g hỗn hợp gồm MgCO3 và RCO3 bằng 500ml dung dịch H2SO4 loãng ta thu được dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít CO2 (đktc). Cô cạn dung dịch A thì thu được 12g muối khan. Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lượng không đổi thì thu được 11,2 lít CO2 (đktc) và chất rắn B1. Tính nồng độ mol của dung dịch H2SO4 loãng đã dùng, khối lượng của B, B1 và khối lượng

60

nguyên tử của R. Biết trong hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3 và R có hóa trị không đổi.

Hướng dẫnThay hỗn hợp MgCO3 và RCO3 bằng chất tương đương M CO3

PTHHM CO3 + H2SO4 M SO4 + CO2 + H2O (1)

Mol: 0,2 0,2 0,2 0,2

Số mol CO2 thu được là: 2COn = 4,22

48,4 = 0,2 (mol)

Vậy 2 4H SOn = 2COn = 0,2 (mol)

2 4( )M H SOC =

5,02,0

= 0,4 M

Do nung B được CO2 nên chất rắn B là M CO3 dư:M CO3 M O + CO2 (2) 0,5 0,5 0,5

Theo phản ứng (1): Từ 1 mol M CO3 tạo ra 1 mol M SO4 khối lượng tăng 36 gam. Từ 0,2 mol M CO3 tạo ra 0,2 mol M SO4 khối lượng tăng x gam

0,2.36 7, 2( )x gam áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

115,3 = mB + mmuối khan - 7,2Vậy mB = 110,5 gTheo phản ứng (2): từ B chuyển thành B1, khối lượng giảm là:

2COm = 0,5 . 44 = 22 g.

Vậy mB 1 = mB - 2COm = 110,5 - 22 = 88,5 gTổng số mol M CO3 là: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol

Ta có M + 60 = 7,03,115

= 164,71

M = 104,71Vì trong hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3.

Nên 104,71 = 24.1 .2,5

3,5R

R = 137 Vậy R là Ba, công thức muối là BaCO3

Ví dụ 61: Để hoà tan hoàn toàn 28,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM và tạo ra 6,72 lit khí (đktc). Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu được m(g) muối khan. Tính giá trị a, m và xác định 2 kim loại trên.

Hướng dẫn

61

2COn = 4,22

72,6 = 0,3 (mol)

Thay hỗn hợp bằng M CO3

M CO3 + 2HCl M Cl2 + CO2 + H2O (1) 0,3 0,6 0,3 0,3

Theo tỉ lệ phản ứng ta có:nHCl = 2 2COn = 2. 0,3 = 0,6 mol

CM (HCl) = a = 3,06,0

= 2M

Theo phương trình: 3M COn

= 2COn= 0,3 (mol)

Nên M + 60 = 3,04,28

= 94,67

M = 34,67 Gọi A, B là KHHH của 2 kim loại thuộc pnc nhóm II, MA < MB Ta có: MA < M = 34,67< MB để thoả mãn ta thấy 24 < M = 34,67 < 0. Vậy hai kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II đó là: Mg và Ca.Khối lượng muối khan thu được sau khi cô cạn là:

m = (34,67 + 71). 0,3 = 31,7 gam.

Q. Bài tập tổng hợp về tính theo PTHHVí dụ 62. Người ta cho từ từ luồng khí CO đi qua một ống sứ đựng 5,44 g hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, CuO nung nóng, kết thúc phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn B và hỗn hợp khí C. Sục hỗn hợp khí C vào dung dịch nước vôi trong dư thấy có 9 g kết tủa và khí D bay ra. Tính khối lượng chất rắn B thu được.

Hướng dẫnCO + Fe3O4; FeO; Fe2O3; CuO ot A + CO2

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

0,09 9 0,09(mol)100

Có: 20,09( )CO COn n n mol

Theo định luật BTKL thì 2CO A B COm m m m

0,09.28 + 5,44 = mB + 0,09.44 mB = 4g

Ví dụ 63. Hòa tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được V lít H2 (đktc) và dung dịch chứa m g hỗn hợp muối Y. Cho toàn bộ lượng H2 ở trên đi từ từ qua ống sứ đựng 4 g hỗn

62

hợp gồm Fe2O3, CuO nung nóng, thu được 3,04g hỗn hợp kim loại. m có giá trị là bao nhiêu?

Hướng dẫn Sơ đồ (1) phản ứng của X tác dụng với H2SO4 loãng:

2 4 2

FeMg H SO Hçnhî p muèi Y + HZn

Sơ đồ (2) phản ứng khử Fe2O3, CuO bởi khí H2 :

2 3Fe OCuO + H2

ot

FeCu + H2O

Bản chất các phản ứng xảy ra theo sơ đồ (2) là

H2 + O(oxit) ot H2O

2H O4 3,04n n 0,06(mol)16

Theo sơ đồ (1) thì: 22 4 24

0,06( )H SO HSOn n n mol

Nên mmuối = 24X SOm m 3,22 0,06.96 8,98g

Ví dụ 64. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa 2 muối sunfat) và một khí duy nhất là NO. Tính a?

Hướng dẫn Sơ đồ phản ứng :

22

FeSCu S + HNO3

2 4 34

Fe (SO )CuSO + NO + H2O

áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe, Cu, S

FeS2 Fe2(SO4)3

0,12 0,06

Cu2S CuSO4

a 2a

2 2 2 4 3 4S(FeS ) S(Cu S) S(Fe (SO ) ) S(CuSO )n n n n

63

2 2 2 4 3 4FeS Cu S Fe (SO ) CuSO2n n 3n n

2.0,12 + a = 3.0,06 + 2a a = 0,06 mol

Ví dụ 65. Thổi từ từ hỗn hợp khí X gồm CO và H2 đi qua ống đựng 16,8 g hỗn hợp Y gồm 3 oxit gồm CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được m g chất rắn Z và một hỗn hợp khí T, hỗn hợp T nặng hơn hỗn hợp X là 0,32 g. Giá trị của m là bao nhiêu?

Hướng dẫn Sơ đồ phản ứng

2 32 3

CuOFe OAl O

+ 2

COH

ot Z + T

Ta thấy X + O(oxit) ot T

T X O(oxit)m m m 0,32g mà Y Z Om m m

Z Y Om m m 16,8 0,32 16,48g

Ví dụ 66. Khử hoàn toàn m g hỗn hợp CuO, Fe3O4 bằng khí CO ở nhiệt độ cao, thu được hỗn hợp kim loại và khí CO2. Sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2

thu được 20 g kết tủa và dung dịch A, lọc bỏ kết tủa, cho Ba(OH) 2 dư vào dung dịch A thu được 89,1 g kết tủa nữa. Nếu dùng H2 khử hoàn toàn m g hỗn hợp trên thì cần bao nhiêu lít khí H2 (đktc) ?

Hướng dẫn Sơ đồ phản ứng :

3 4

CuOFe O + CO ot

CuFe + CO2 (1)

Cho CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thì

2

2

3

Ca(OH)2

Ba(OH)3 2 3 3

20CaCO 0,2(mol)100CO (2)

Ca(HCO ) CaCO BaCOx x

100x 197x 89,1 x 0,3(mol)

áp dụng sự bảo toàn nguyên tố C

64

2 3 3

2 3 3

C(CO) C(CO ) C(CaCO ) C(BaCO )

CO CaCO BaCO

n n n nn n n (0,2 0,3) 0,3 0,8(mol)

Bản chất các phản ứng xảy ra trong (1) là :

CO + O(oxit) CO2

0,8 0,8 0,8

Nếu dùng H2 để khử m g hỗn hợp CuO, Fe3O4 thì bản chất các phản ứng đó là

H2 + O(oxit) H2O

Tổng số mol nguyên tử oxi trong hai quá trình này bằng nhau nên

2 2H O H (®ktc)n n 0,8(mol) V 0,8.22,4 17,92 (lit)

Ví dụ 67. 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 A 2On 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:PTHH: 2A + 2nHCl 2ACln + nH2

mol: a 2

an

2B + 2mHCl 2BClm + mH2

mol: b 2

bm

Số mol H2 :

2Hn = 2

na +

2mb

= 1,792 : 22,4 = 0,08 mol

na + mb = 0,16 (I)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 + 2n

H2

a (mol) 2

na (mol)

65

Số mol H2 : 2Hn = 2

na= 1,344 : 22,4 = 0,06(mol)

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:

PTHH: 2A + 2n

O2 ot A2On

mol: a 2a

2B + 2m

O2 ot B2Om

mol: b 2b

mhh oxit = (2MA + 16n). 2a

+ (2MB + 16m). 2b

= 2,84

= a.MA + b.MB + 8(na + mb) = 2,84 a.MA + b.MB = 1,56 (g)

mB = 4

13. 1,56 = 0,48 (g)

mA = 1,08 (g) MA = 1,08n : 0,12 = 9nLập bảng:

n 1 2 3MA 9 18 27(TM)

n = 3 và MA = 27 là phù hợp. Vậy A là Al MB = 0,48m : 0,04 = 12m Lập bảng:

m 1 2 3MB 12 24(TM) 36

m = 2 và MB = 24 là phù hợp. Vậy B là Mg.Vậy: A là Al; B là Mg hoặc ngược lại.

Ví dụ 68: 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.

66

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 + z) = 0,4a a = 110(x + z) (III)Cho A + HCl:

MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2Omol: x x

Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2OCaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O

mol: z zKhí C gồm có: 2COn = x + z (mol)Hỗn hợp D gồm có: x mol MgCl2, y mol FeCl3, z mol CaCl2.Cho D + NaOH dư thu được 2 kết tủa: x mol Mg(OH)2 và y mol Fe(OH)3 2 oxit tương ứng là: x mol MgO, y mol Fe2O3 .

MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl2FeCl3 + 6NaOH Fe(OH)3 + 6NaCl

Mg(OH)2 ot MgO + H2O

2Fe(OH)3 ot Fe2O3 + 3H2O

moxit = 40x + 160y = 12,92 (IV)Cho C + dd Ba(OH)2 a1 mol BaCO3 và b1 mol Ba(HCO3)2

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O a1 a1

2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2

2b1 b1 b1

Ta có: Số mol CO2 phản ứng là: a1 + 2b1 = x + z Số mol Ba(OH)2 phản ứng là: a1 + b1 = 2 . 0,075

b1 = (x + z) – 0,15 (V)PTHH:

Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + BaCO3 + 2H2O b1 mol b1 mol b1 molTa có: 100 b1 + 197 b1 = 14,85 b1 = 0,05.

Từ (V) x + z = 0,2Từ (III) a = 110 . 0,2 = 22g

a/ Thể tích khí CO2 thu được ở đktc là: 2COV = 4,48 litb/ Giải hệ phương trình (I, III, V) x = 0,195, y = 0,032, z = 0,005.Khối lượng các chất là:

3MgCOm = 16,38g ; 2 3Fe Om = 5,12g ; 3CaCOm = 0,5g % khối lượng mỗi chất:

%MgCO3 = 74,45%; %Fe2O3 = 23,27%; %CaCO3 = 2,28%

67

Ví dụ 69: 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), 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. 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 tính a?

Phần 2: Cho tác dụng với V(ml) dung dịch AgNO3 0,1M. Sau khi phản ứng 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: 12

hỗn hợp A phản ứng hết với CuSO4. Thứ tự phản ứng xảy ra:

Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu 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

MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4

FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4

CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Khi nung kết tủa:Mg(OH)2

ot MgO + H2O4Fe(OH)2 + O2

ot 2Fe2O3 + 4H2OCu(OH)2

ot CuO + H2O Oxit tương ứng sau khi nung trong không khí là Fe2O3, MgO, CuO có khối lượng là 1,2g < 1,36g, Vậy A chưa tham gia phản ứng hết.

TH2: 12

hỗn hợp A phản ứng chưa hết với CuSO4.

Giả thiết 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.

Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4 Mg(OH)2

ot MgO + H2O 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.

68

Như vậy: Chất rắn B gồm có: Cu và Fe còn dưdung dịch 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 12

hỗn hợp A và số mol Fe còn dư là z

Ta có:

56.x + 24.y = 1,36(x - z).64 + y.64 + 56.z = 1,84160.(x - z) : 2 + 40.y = 1,2

Giải hệ phương trình trên ta được: x = 0,02, y = 0,01, z = 0,01.Nên: %Fe = 82,35% và %Mg = 17,65%Số mol của CuSO4 = 0,02 mol

a = 0,020, 4

= 0,05M

Xét phần 2: 1/2 hỗn hợp A có khối lượng là 1,36gĐộ tăng khối lượng chất rắn = 3,36 – 1,36 = 2,0gGiả thiết Fe chưa phản ứng. Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4 Mg(OH)2

ot MgO + H2OTa 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) = 1,92gmrắn do Fe sinh ra = 2 – 1,92 = 0,08 gnFe 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. mFe = 0,0195.56=1,092(g)

Nên: %Fe = 1,092 .100% 32,5%3,36

% Ag = 100% - 32,5% = 67,5%Tổng số mol AgNO3 đã phản ứng:

3AgNOn = (0,01 + 0,0005).2 = 0,021 molThể tích của dd AgNO3 0,1M đã dùng:

Vdd = 0,021

0,1= 0,21 lit.

Ví dụ 70: 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

69

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 trong 9,86 gam hỗn hợp là x và y.

Ta có: 24x + 65y = 9,86 (I)Số mol H2SO4: 2 4H SOn = 043.1= 0,43 mol Đặt HX là công thức tương đương của H2SO4

nHX = 2 2 4H SOn = 0,43.2 = 0,86 molSố mol Ba(OH)2 : 2( )Ba OHn = 1,2 . 0,05 = 0,06 molSố mol NaOH: nNaOH = 0,7 . 1,2 = 0,84 molĐặt ROH là công thức tưng đương cho 2 bazơ đã cho.Ta có: nROH = 2 2( )Ba OHn + nNaOH = 0,06.2 + 0,84 = 0,96 molPTHH xảy ra:

Mg + 2HX MgX2 + H2

Zn + HX ZnX2 + H2Giả sử hỗn hợp chỉ chứa mình Zn thì x = 0.

Vậy y = 9,86 : 65 = 0,1517 molGiả sử hỗn hợp chỉ Mg thì y = 0

Vậy x = 9,86 : 24 = 0,4108 mol 0,1517 < nhh kim loại < 0,4108

Vì x > 0 và y > 0 nên số mol axit tham gia phản ứng với kim loại là:0,3034 < 2x + 2y < 0,8216

Nhận thấy lượng axit đã dùng < 0,86 mol.Vậy axit dư --> 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.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 molTa có:

nROH đã phản ứng = 0,86 – 2(x + y) + 2x + 2y = 0,86 molVậy nROH dư = 0,96 – 0,86 = 0,1molTiếp tục có phản ứng xảy ra: Zn(OH)2 + 2ROH R2ZnO2 + 2H2Obđ: y 0,1 molPứ: y1 2y1 molcòn: y – y1 0,1 – 2y1 mol( Điều kiện: y y1)Phản ứng tạo kết tủa. Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2Obđ: 0,06 0,43 0 mol

70

pứ: 0,06 0,06 0,06 molcòn: 0 0,43 – 0,06 0,06 molNung kết tủa.

Mg(OH)2 ot MgO + H2O

x x molZn(OH)2

ot 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 0,05Vậy 40x = 12,1 ---> x = 12,1 : 40 = 0,3025 molThay vào (I) ta được y = 0,04 ( y = y1 0,05) phù hợpVậy mMg = 24 . 0,3025 = 7,26g và mZn = 65 . 0,04 = 2,6gKhi 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 = 0,01036Kết quả y < y1 (không phù hợp với điều kiện 1y y ) ---> loại.

Ví dụ 71: 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. Xác định kim loại R.b. Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong X. Biết các phản

ứng xảy ra hoàn toàn.Hướng dẫn:

a. 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:PTHH: R + H2SO4 RSO4 + H2 x x x mol

RO + H2SO4 RSO4 + H2O y y mol

Dung dịch A có (x + y + z) mol RSO4và H2SO4 dưKhí B là H2 : x mol

H2 + CuO ot Cu + H2Ox x x mol

nCuO = x = 16 : 80 = 0,2 mol

71

Dung dịch A + KOH dưH2SO4 + 2KOH K2SO4 + H2ORSO4 + 2KOH K2SO4 + R(OH)2

R(OH)2 ot RO + H2O

(x + y + z) (x + y + z) molTa 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 molpứ: 0,2 0,2 0,2 molSố mol CuSO4 dư : 4CuSOn = 0,3 – 0,2 = 0,1 molTổng số mol RSO4 : n = (0,2 + z) mol

mMuối khan = mRSO 4 + mCuSO 4 = 0,1.160 + (MR + 96)(0,2 + z) = 46.Thay z = 0,05 ---> MR = 24, R có hoá trị II ---> R là MgThay các giá trị vào tính được y = 0,1.b. Khối lượng và % khối lượng mỗi chất:

mMg = 4,8g --> %Mg = 32,43%mMgO = 4,0g --> %MgO = 27,03%

4MgSOm = 6,0g --> %MgSO4 = 40,54%Ví dụ 72: 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:a. Đặt x, y là số mol Mg và Al trong 7,74 gam hỗn hợp.

24x + 27y = 7,74 (I)Đặt HA là công thức tương đương của hỗn hợp gồm 2 axit HCl và H2SO4.

nHA = nHCl + 2 2 4H SOn = 0,5 + 2.0,14 = 0,78 mol.Các PTHH xảy ra:

Mg + 2HX MgX2 + H2x x2Al + 6HX 2AlX3 + 3H2y 1,5

2Hn = x + 1,5y = 8,736 : 22,4 = 0,39 (II)Từ (I, II) --> x = 0,12 và y = 0,18.

mmuối = mhh kim loai + mhh axit - 2Hm = 38,93gb. Đặt ROH là công thức tương đương của hỗn hợp gồm 2 bazơ là NaOH và Ba(OH)2

72

nROH = nNaOH + 2 2( )Ba OHn = 1V + 2.0,5V = 2V (mol)Các PTHH xảy ra:

MgX2 + 2ROH Mg(OH)2 + 2RX AlX3 + 3ROH Al(OH)3 + 3RX

----> Tổng số mol ROH = 0,78 mol

Vậy thể tích V cần dùng là: V= 0,78

2 = 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 BaSO4.Ta có

4 2 4BaSO H SOn n = 0,14 mol(Vì 2( )Ba OHn = 0,5.0,39 = 0,195 mol > 2 4H SOn = 0,14 mol)

---> 2 4H SOn phản ứng hết.Vậy khối lượng kết tủa tối đa có thể thu được là.

mkết tủa = 2 3 4( ) ( )Mg OH Al OH BaSOm m m = 53,62g

Ví dụ 73: 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.

Xác định CTHH của muối cacbonat.Tính thể tích của dung dịch HCl đã dùng.

Hướng dẫn:a/ Đặt công thức của muối cacbonat là MCO3.Các PTHH:

MCO3 + 2HCl MCl2 + CO2 + H2O (2)Ta thấy:

29,6106

< nmuối < 29,684

0,28 mol < nmuối < 0,35 mol.Mà nCO2 = nmuối.

0,28 < nCO2 < 0,35.

2

0,5 0,5 20,35 0,28

NaOH

CO

nn

1< 2

NaOH

CO

nn

< 2 ra tạo 2 muối có cả (3 ) và (4) xảy ra.

NaOH + CO2 NaHCO3. (3) a a a2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O. (4) 2b b b

Số mol NaOH: nNaOH = 0,5. 1 = 0,5 molGọi a, b lần lượt là số mol CO2 tham gia ở phản ứng (3) và (4).Theo phương trình và bài ta có:

73

2 0,5

84a + 106b = 29,6a b

Giải hệ ta được: a = 0,1mol ; b = 0,2mol. Số mol CO2 tạo thành ở (2):

2COn = a + b = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol.Theo pt (2): 3MCOn = 2COn = 0,3 mol.Khối lượng phân tử của muối ban đầu:

3

25, 2 840,3MCOM

M + 60 = 84 M = 24 .Vậy M là Mg suy ra CTHH của muối cần tìm: MgCO3 b. Theo phương trình (2)

nHCl = 22. COn =2. 0,3 = 0,6 mol

Khối lượng HCl đã dùng:mHCl =0,6 .36,5 =21,9 (g)

Khối lượng dung dịch HCl đã dùng:

mddHCl = 21,9.100

7,3 = 300g.

Thể tích dung dịch HCl đã dùng:

Vdd HCl = 038,1

300 = 289ml = 0,289 (lit)

Ví dụ 74: Cho hỗn hợp A 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 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 kim loại hoá trị II, RO là CTHH của oxit.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 ot 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)

74

Có thể có: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + H2O (6) x x x molGọi x là số mol của NaOH còn dư tham gia phản ứng với Al(OH)3

Mg(OH)2 ot MgO + H2O (7)

2Al(OH)3 ot Al2O3 + 3H2O (8)

2b – x 2

2 xb mol

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)

Ta có: C% = )183,15(

77,13c

.100 = 85

Giải phương trình: c = 0,05 (mol)Chất rắn không tan trong axit HCl là R, có khối lượng 3,2g.

MR = 05,02,3

= 64. Vậy R là Cu.

Thay vào (I) ---> 40a + 102b = 12,2 (II)Số mol NaOH: nNaOH = 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)

40a + 102(2

2 xb ) = 6,08 (IV)

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 = 6,08gnMgO = 6,08 : 40 = 0,152 mol

2 3Al Om = 12,2 – 6,08 = 6,12 g n = 6,12 : 102 = 0,06 molnNaOH = 2nMgO + 6 2 3Al On = 2.0,152 + 6.0,06 = 0,664 mol

3( )Al OHn = 2 2 3Al On = 0,12 molnNaOH dư = 0,82 – 0,664 = 0,156 mol

Nhận thấy: nNaOH dư = 0,156 > 3( )Al OHn = 0,12 mol => Al(OH)3 tan hết.Tính được: mCuO = 4g => %mCuO = 24,69%mMgO = 6,08g => %mMgO = 37,53%

2 3Al Om = 6,12 => % 2 3Al Om = 37,78%

Ví dụ 75. Cho 14,8 g hỗn hợp rắn X gồm kim loại M (hóa trị II), oxit của M và muối sunfat của M hòa tan trong dung dịch H2SO4 loãng, dư thì thu được dung

75

dịch A và 4,48 lít khí H2 ở đktc, cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được kết tủa B. Nung B ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì còn lại 14g chất rắn. Mặt khác cho 14,8g hỗn hợp X vào 0,2 lít dung dịch CuSO 4 2M. Sau khi phản ứng kết thúc, tách bỏ chất rắn, đem phần dung dịch cô cạn đến hết nước thì còn lại 62g chất rắn. Xác định kim loại M

Hướng dẫn

Ta có: 2

4,48 0,2( )22,4Hn mol

PTHH:

M + H2SO4 MSO4 + H2 Theo phương trình (1):

nM = 2Hn =

4MSOn = 0,2 molSau phản ứng không có chất rắn không tan, nên muối MSO4 tan.Gọi số mol MO và MSO4 lần lượt là x, y.

MO + H2SO4 MSO4 + H2O x x x H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + H2O MSO4 + 2NaOH M(OH)2 + Na2SO4 (0,2 + y + x) (0,2 + y + x) M(OH)2

ot MO + H2O (0,2 + y + x) (0,2 + y + x) Theo bài ra ta có hệ phương trình.

X

CR sau nung

m = 0,2.M + M.x + M.y + 16.x + 96.y = 14,8 m B = 0,2.M + M.x + M.y + 16.x + 16.y = 14

Giải hệ được y = 0,05 mol

4CuSOn = 0,2 . 2 = 0,4 mol

Nên: 4CuSOm = 0,4 . 160 = 64 g.

Sau khi cho X vào, lượng chất rắn chỉ còn 62g < 64g, nên có phản ứng M + CuSO4 MSO4 + Cu0,2 0,2 0,2 0,2

Vậy CuSO4 dư và dư 0,2 mol, M phản ứng hết

4CuSOm dư = 0,2 . 160 = 32g.Tổng khối lượng MSO4 :

4MSOm = (0,2 + 0,05)(M + 96) = 62 – 32 = 32Giải ta được M = 24. vậy M là Mg.

Ví dụ 76. Cho Cl2 tác dụng với 16,2g kim loại R (chỉ có một hóa trị) thu được 58,8g chất rắn D. Cho O2 dư tác dụng với chất rắn D đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 63,6g chất rắn E. Xác định kim loại R và tính % khối lượng của mỗi chất trong E.

76

Hướng dẫn 2R + nCl2 2RCln (1)

2Cln = 0,6 mol

4R + nO2 2R2On (2) 2On = 0,15 mol

Theo (1) và (2) ta có:

2 22. 4. 1,8Cl O

R

n nn

n n n

MR = 16 91,8

n n

n = 3; R là Al %Al2O3 = 16% và %AlCl3 = 84%.

Ví dụ 77. Hòa tan hết 3,82g hỗn hợp gồm muối sunfat của kim loại M hóa trị I và muối sunfat của kim loại R hóa trị II vào nước, thu được dung dịch A. Cho 500 ml dung dịch BaCl2 0,1M vào dung dịch A. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 6,99g kết tủa. lọc bỏ kết tủa lấy nước lọc đem cô cạn thì thu được mg muối khan.

1. Tính m2. Xác định kim loại M và R.3. Tính phần trăm khối lượng muối sunfat của kim loại M và muối sunfat

của kim loại R trong hỗn hợp đầu. Biết rằng nguyên tử khối của kim loại R lớn hơn nguyên tử khối của kim loại M là 1 đvC. M là một trong các kim loại sau: Li, Na, K, Rb.

Hướng dẫn a. M2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2MCl (1)

RSO4 + BaCl2 BaSO4 + RCl2 (2)Theo 2 phương trình trên:

nhỗn hợp = 2BaCln =

4BaSOn = 6,99233

0,03 mol

Số mol BaCl2 dư = 0,02 molTheo định luật bảo toàn khối lượng:

m = (0,03 . 208 + 3,82 – 6,99) + 0,02. 208 = 7,23gb) Gọi x, y là số mol M2SO4 và RSO4 ta có hệ phương trình sau:

(2M + 96).x + (R + 96).y = 3,82x + y = 0,03R = M + 1

Giải được 30,333 > M > 15,667Vậy M = 23 ( Na) và R = 24 (Mg)

c) Giải hệ được x = 0,01 và y = 0,02.Lúc đó:

2 40,01.142 1,42( )Na SOm gam

%Na2SO4 = 1,42 .100% 37,1%3,82

%MgSO4 = 62,9%

77

Ví dụ 78: Có 2 chiếc cốc trong mỗi chiếc cốc có 50g dung dịch muối nitrat của một kim loại chưa biết. Thêm vào cốc thứ nhất a (g) bột Zn, thêm vào cốc thứ hai cũng a (g) bột Mg, khuấy kĩ các hỗn hợp để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau khi kết thúc các phản ứng đem lọc để tách các kết tủa từ mỗi cốc, cân khối lượng các kết tủa đó, thấy chúng khác nhau 0,164 g. Đem đun nóng các kết tủa đó với lượng dư HCl, thấy trong cả 2 trường hợp đều có giải phóng H 2 và cuối cùng còn lại 0,864 g kim loại không tan trong HCl dư

Hãy xác định muối nitrat kim loại và tính nống độ % của dung dịch muối này

Hướng dẫn Đặt kim loại tạo muối nitrat là M, hoá trị n. Các PTPƯ xảy ra trong 2 cốc là:

nZn + 2M(NO3)n nZn(NO3)n + 2M (1)nMg + 2M(NO3)n nMg(NO3)n + 2M (2)

Đặt số mol muối M(NO3)n trong mỗi cốc là xSố mol Zn và Mg:

nZn = 65a

; nMg =24a

nMg > nZn

Khối lượng kết tủa ở cốc nhúng thanh Zn là: xM + a - .652n x

Khối lượng kết tủa ở cốc nhúng thanh Mg là: xM + a - .242n x

(xM + a - .242n x ) – (xM + a - .65

2n x ) = 32,5nx – 12nx = 0,164

20,5nx = 0,164 nx = 0,008Khi cho kết tủa tác dụng lần lượt với dung dịch HCl dư, thấy giải phóng hiđro chứng tỏ Mg, Zn dư, cuối cùng còn lại 0,864g kim loại không tan là M với số mol là x

Mx = 0,864 ; nx = 0,008 M = 108n. Xét bảng:

n 1 2 3M 108 216 324

Ag loại loạiVậy kim loại M là: Ag ; nAg = 0,008

C% = 0,008.170

50. 100 = 2,72%

Bài tập tự luyệnVí dụ 79. Hòa tan hoàn toàn mg kim loại M bằng dd HCl dư, thu được V lít H 2

(đktc). Mặt khác hòa tan hoàn toàn mg M bằng dung dịch HNO3 loãng, thu được muối nitrat của M, H2O và V lít khí NO duy nhất (đktc).

1. So sánh hóa trị của M trong muối clorua và trong muối nitrat.2. Hỏi M là kim loại nào? Biết rằng khối lượng muối nitrat tạo thành gấp 1,905

lần khối lượng muối clorua.

78

Đáp số

1. Với MCl2; M(NO3)y: 2 3x y 3x = 2y hay

23

xy

2. M là Fe.Ví dụ 80. Một cốc đựng muối cacbonat của một kim loại hóa trị II. Rót từ từ dung dịch H2SO4 có nồng độ 20% vào cốc cho đến khi khí thoát ra vừa hết thì thu được dung dịch muối có nồng độ 24,91%. Hãy xác định muối cacbonat của kim loại gì?

Đáp số : M là Ca.Ví dụ 81. Hòa tan hoàn toàn một oxit kim loại hóa trị II (MO) vào một lượng dung dịch H2SO4 20% (vừa đủ) ta được dung dịch Y chứa MSO4 có nồng độ 22,64%. Xác định M.

Đáp số: M là Mg.Ví dụ 82. Nung 17,4g muối RCO3 trong không khí tới khi các phản ứng hoàn toàn, thu được 12g oxit của kim loại R. Hãy cho biết R là kim loại nào trong số các kim loại được liệt kê dưới đây. (Na = 23; Mg = 24; Zn = 65; Ca = 40; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Ba = 137).

Đáp số : R là Fe.Ví dụ 83. Cho 1,68 gam một kim loại hóa trị II vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch sau phản ứng nặng hơn khối lượng dung dịch ban đầu là 1,54 gam. Xác định kim loại.

Đáp số : Mg.Ví dụ 84. Dung dịch A là dd H2SO4. Dung dịch B là dd NaOH. Trộn A và B theo tỉ số VA:VB = 3: 2 thì được dd X có chứa A dư. Trung hoà 1 lit dd X cần 40 g dd KOH 28%. Trộn A và B theo tỉ số VA:VB = 2:3 thì được dd Y có chứa B dư. Trung hoà 1 lit dd Y cần 29,2 g dd HCl 25%. Tính nồng độ mol của A và B.

Đáp số : CM(A) =0,5M; CM(B) = 1MVí dụ 85: Cho 200 gam dung dịch BaCl2 5,2% vào 58,8 gam dung dịch H2SO4 20%. Tính nồng độ % các chất tan có trong dung dịch sau phản ứng. Đáp số : C%HCl = 1,41%;

2 4%H SOC =2,65%

Ví dụ 86: Cho luồng khí CO dư đi qua 11,6 gam một oxit sắt (to cao), sau phản ứng thu được sắt và hỗn hợp khí B. Dẫn B qua bình đựng dung dịch nước vôi trong dư, sau phản ứng được 20 gam kết tủa. Xác định công thức oxit sắt.

Đáp số: Fe3O4

Ví dụ 87: Cho luồng khí CO dư đi qua 4,72 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe2O3 (to

cao), sau phản ứng được 3,92 gam Fe. Cũng lượng hỗn hợp A trên cho tác dụng với dung dịch CuSO4 dư được 4,96 gam chất rắn. Tính khối lượng mỗi chất trong A.

Đáp số: 1,68 gam; 1,44 gam; 1,6 gam.Ví dụ 88: Cho 1 gam bột sắt tiếp xúc với oxi, sau một thời gian thấy khối lượng bột đã vuợt quá 1,41 gam. Nếu chỉ tạo thành một oxit sắt duy nhất thì đó là oxit nào trong: FeO, Fe2O3, Fe3O4.

Đáp số: Fe2O3

Ví dụ 89: Có 2 cốc A,B đặt trên hai đĩa cân, cho vào mỗi cốc 900 gam dung dịch H-2SO4 9,8%, cân thăng bằng. Cho tiếp vào cốc A 13 gam Zn, cân mất thăng bằng. Hỏi phải thêm bao nhiêu gam Al vào cố B để khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cân trở lại vị trí thăng bằng.( Biết các phản ứng đều tạo hiđro, cốc B dùng dư axit)

79

Đáp số: 14,175 gam.Ví dụ 90: Có 2 cốc A và B đặt trên 2 đĩa cân thăng bằng. Cho vào mỗi cốc 500 gam dung dịch HCl 7,3%, cân thăng bằng. Cho tiếp vào cốc A 15,75 gam MgO, cân mất thăng bằng. a. Tính nồng độ % các chất tan có trong cốc A khi phản ứng kết thúc.

b. Thêm 16,25 gam kim loại R vào cốc B đến khi kim loại tan hết và toàn bộ lượng khí thoát ra khỏi cốc thì cân trở lại thăng bằng. Xác định kim loại R.

Đáp số: a. 2MgCl

37,40625C% .100% 7,25%515,75

C%HCl = 7,75625 .100%515,75 = 1,5%

b. Zn

Ví dụ 91. Cho 416 gam dung dịch BaCl2 12% tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 27,36 gam muối sunfat kim loại A. Sau khi lọc bỏ kết tủa được 800ml dung dịch 0,2M của muối clorua kim loại A. Xác định công thức muối sunfat.

Đáp số: Al2(SO4)3

Ví dụ 92. Một thanh kim loại M(II) được nhúng vào 1 lit dung dịch CuSO4 0,5M. Sau khi lấy thanh M ra và cân lại, khối lượng của thanh tăng 1,6 gam, nồng độ CuSO4 giảm còn bằng 0,3M.

a. Xác định kim loại Mb. Lấy thanh kim loại M có khối lượng ban đầu là 8,4 gam nhúng vào 1 lit dung

dịch chứa AgNO3 0,2M và CuSO4 0,1M. Thanh M có tan hết hay không? Tính khối lượng chất rắn A thu được sau phản ứng và CM các muối trong dung dịch B( Giả sử V dung dịch B vẫn là 1 lit)

Đáp số: a. Fe b. M tan hết, m A = 24,8 gam, dung dịch chứa 3 chất tan với nồng độ lần lượt: 0,1M; 0,05M; 0,05M Ví dụ 93. Cho luồng khí H2 đi qua 16 gam CuO nung nóng với H = 70% thu được hỗn hợp chất rắn A.Tính khối lượng chất rắn A. Đáp số : mA = 13,76 gamVí dụ 94. Cho oxit kim loại M chứa 65,22% kim loại về khối lượng. Không cần biết đó là kim loại nào, hãy tính khối lượng dung dịch H2SO4 19,6% tối thiểu cần dùng để hoà tan vừa hết 15 g oxit đó

Đáp số: mdd = 163,03 gam.Ví dụ 95. Cho hỗn hợp X gồm MgCl2 , BaCO3, MgCO3 tác dụng vừa đủ với m gam dung dịch HCl 20% được khí A, dung dịch B. Cho B tác dụng với NaOH vừa đủ được kết tủa và dung dịch C. Lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi được 0,6 gam chất rắn. Cô cạn dung dịch C được 3,835 gam muối.

Nếu cho khí A hấp thụ hết vào 500 ml dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu được 0,5 gam kết tủa trắng.

a. Tính khối lượng mỗi chất trong X.b. Tính m.

80

Đáp số: a. 0,95 gam; 1,97 gam; 0,42 gam. b. 5,475 gam.Ví dụ 96. Hỗn hợp X gồm Fe, Zn và dung dịch Y là HCl. Người ta thực hiện các TN sau đây: - TN 1: Lấy 2,98 gam hỗn hợp X cho vào 200 ml dung dịch Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn đem cô cạn( Trong điều kiện không có oxi) thì thu được 5,82 g chất rắn. Tính

2HV (đktc) - TN 2: Lấy 2,98 gam hỗn hợp X vào 400 ml dung dịch Y. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn lại đem cô cạn như trên thì thu được 6,53 gam chất rắn. Tính CM

của dung dịch Y và thành phần % theo khối lượng các chất trong X.Đáp số :

20,896( )HV lit

% Fe = 56,37% ; %Zn= 43,63%Ví dụ 97. Cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 500ml dung dịch HCl a M. Khi phản ứng hoàn toàn, thu được 5,04 lit H2( đktc). Lặp lại thí nghiệm trên với 1000ml dung dịch HCl a M, thu được 6,72 lit H2 ( đktc).

a. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl b. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Đáp số: a. 0,9M b. mZn = 13 gam ; mFe = 5,6 gamVí dụ 98. Có 3 kim loại X, Y, Z có khối lượng nguyên tử theo tỉ lệ 12: 14: 29. Tỉ lệ mol nguyên tử lần lượt là 1: 2: 3. Khi cho một lượng kim loại X bằng khối lượng có trong 24,45 gam hỗn hợp A trên tác dụng hết với nước được 1,12 lit H 2( đktc). Xác định 3 kim loại.

Đáp số: Na, Al, Fe.Ví dụ 99. Hỗn hợp 3 kim loại X, Y, Z có khối lượng là 3,28 gam, tỉ lệ số mol X: Y: Z là 4: 3: 2. Tỉ lệ khối lượng mol lần lượt là 3: 5: 7.

Đem hòa tan hết lượng kim loại trên bằng dung dịch HCl, sau phản ứng được 2,016 lit H2(đktc) và dung dịch A. Cho NaOH dư vào dung dịch A, đun nóng trong không khí để phản ứng xảy ra hoàn toàn.

a. Xác định X, Y, Z. Biết chúng phản ứng với dung dịch HCl đều tạo muối của kim loại hóa trị II.

b. Tính khối lượng kết tủa thu được. Biết chỉ có 50% muối của kim loại Y phản ứng với dung dịch NaOH.

Đáp số: a. Mg, Ca, Fe. b. 5,23 gam.Ví dụ 100. Hòa tan hết 4 gam hỗn hợp gồm Fe và A(II) vào dung dịch HCl thu được 2,24 lit H2( đktc). Nếu chỉ dùng 2,4 gam A cho vào dung dịch HCl 1M thì dùng không hết 500 ml dung dịch. Xác định A.

Đáp số: MgVí dụ 101. Một loại đá vôi chứa 85% CaCO3 và 15% tạp chất không bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Khi nung một lượng đá vôi đó thu được một chất rắn có khối lượng bằng 70% khối lượng đá trước khi nung. a. Tính hiệu suất phân hủy CaCO3? b. Tính thành phần % khối lượng CaO trong chất rắn sau khi nung?

Đáp số : a. 80,2% ; b. 54,6%Ví dụ 102. Nung 500 gam CaCO3 một thời gian thu được 412 gam chất rắn. Tính H phản ứng.

Đáp số: 40%

81

Ví dụ 103: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3, phần còn lại là chất trơ. Nung 800 gam đá vôi một thời gian thu được chất rắn có khối lượng bằng 78% khối lượng đá trước khi nung. Tính H phản ứng ( Biết chất trơ không tham gia phản ứng phân hủy).

Đáp số: 62,5%Ví dụ 104 Cho luồng khí H2 đi qua 32 gam CuO nung nóng, sau phản ứng được 28,8 gam hỗn hợp chất rắn. Tính hiệu suất phản ứng Đáp số: 50%

Ví dụ 105. Trong một bình kín chứa SO2 và O2 theo tỉ lệ mol 1: 1 và một ít bột xúc tác V2O5. Nung nóng bình một thời gian rồi đưa về điều kiện nhiệt độ và áp suất ban đầu thu được hỗn hợp khí trong đó khí sản phẩm chiếm 35,3% về thể tích. Tính H phản ứng tạo thành SO3.

Đáp số: 60%Ví dụ 106. Cho 18,6 gam hỗn hợp X gồm Zn và kim loại A hóa trị II( tỉ lệ mol tương ứng là 2:1) vào 350 gam dung dịch HCl 7,3%. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và khí Z, để phản ứng hết lượng axit còn dư trong Y người ta thêm tiếp 50 gam dung dịch NaOH 8%, sau phản ứng được dung dịch T.

a. Xác định kim loại Ab. Tính C% các chất tan có trong dung dịch T.

Đáp số: a. Fe b. mdd = 418(gam) c.

2 2% 1,4%; % 6,5%; % 3,03%NaCl ZnCl FeClC C C

Ví dụ 107. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A gồm một muối cacbonat của kim loại hóa trị I và muối cacbonat của kim loại hóa trị II trong dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được 4,48 lit khí (đktc). Cô cạn dung dich sau phản ứng được bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan.

Đáp số: 26 gamVí dụ 108. Để hòa tan hoàn toàn 18,4 gam hỗn hợp A gồm hai muối cacbonat của kim loại hóa trị II ( XCO3 và YCO3) cần 400 ml dung dịch HCl 1M, sau phản ứng thu được V lit khí (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được m gam hỗn hợp muối khan.

a. Tính m.b. Tính Vc. Xác định công thức 2 muối cacbonnat, biết tỉ lệ số mol các muối trong A là

1:1 và MX: MY = 0,6.Đáp số: a. m= 20,6 gam b. V = 4,48 lit c. CaCO3 và MgCO3

Ví dụ 109. Để hòa tan hết 6 gam kim loại X (II) cần dung dịch loãng chứa 24,5 gam axit sunfuric. a. Xác định kim loại X. b. Lấy toàn bộ lượng khí sinh ra ở trên (câu a) cho đi qua 64 gam đồng (II) oxit nung nóng, sau phản ứng hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Tính m?Đáp số: a. Mg b. m = 60 gam.Ví dụ 110. Hòa tan hết 34,1 gam một oxit của kim loại hóa trị I vào 200 gam dung dịch HCl 7,3%, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 51,4 gam chất rắn khan. Xác định công thức oxit.

Đáp số: Na2O

82

Ví dụ 111. Có 2 cốc A và B đặt trên 2 đĩa cân thăng bằng (hình vẽ). Cho vào mỗi cốc 500 gam dung dịch HCl 7,3%, cân thăng bằng. Cho tiếp vào cốc A 15,75 gam MgO, cân mất thăng bằng.

a. Tính nồng độ % các chất tan có trong cốc A khi phản ứng kết thúc.

b. Thêm 16,25 gam kim loại R vào cốc B đến khi kim loại tan hết và toàn bộ lượng khí thoát ra khỏi cốc thì cân trở lại thăng bằng. Xác định kim loại R.

Đáp số:

a. 2MgCl

37,40625C% .100% 7,25%515,75

; C%HCl = 7,75625 .100%515,75

= 1,5%.

b. ZnVí dụ 112. Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng m gam X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lit khí B(đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Tính m.

Đáp số: m= 70,4 gam

Ví dụ 113. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được chất rắn B gồm 4 chất nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH) 2 dư thì thu được 9,062 gam kết tủa. Tính % khối lượng Fe2O3 trong hỗn hợp A.

Đáp số: %Fe2O3= 86,96%Ví dụ 114. Cho 11,2 gam bột Fe vào 700 ml dung dịch HNO3 1M loãng, sau phản ứng thu được dung dịch A và khí NO duy nhất. Tính khối lượng muối thu được trong A

Đáp số: 43,75 gam.---------------------------------------------

CHƯƠNG II: TOÁN VỀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCHI. Các loại nồng độ:

83

A B

1 Nồng độ phần trăm (C%): là lượng chất tan có trong 100g dung dịch.

Công Thức:dd

% .100%ctmC

m ctm : Khối lượng chất tan (g)

ddm : Khối lượng dung dịch (g) Với: mdd = V .D V: Thể tích dung dịch (ml)

D: Khối lượng riêng (g/ml)

Vậy:dd

% .100% .100%.

ct ctm mC

m DV

2. Nồng độ mol (CM): Cho biết số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch.

Công thức: MnCV

(mol/l)

Mà mnM

suy ra: .M

mmMC

V M V (mol/l) hay (M)

II. Quan hệ giữa nồng độ phần trăm và nồng độ mol..%

10MM CC

D

10 . %M

D CCM

III. Khi pha trộn dung dịch: 1) Phương pháp đường chéo Khi pha trộn 2 dung dịch có cùng loại nồng độ ( CM hay C%), cùng loại chất tan thì có thể dùng phương pháp đường chéo.Sơ đồ 1: Trộn m1 gam dung dịch có nồng độ C1% với m2 gam dung dịch có nồng độ C2% thì thu được dung dịch mới có nồng độ C%. m1 gam dung dịch C1 C - C2

C m2 gam dung dịch C2 C1 - C

21

2 1

C Cmm C C

Sơ đồ 2: Trộn V1 ml dung dịch có nồng độ C1 mol với V2 ml dung dịch có nồng độ C2 mol thì thu được dung dịch mới có nồng độ C mol và giả sử có thể tích V1+V2

ml: V1 ml dung dịch C1 C - C2 C V2 ml dung dịch C2 C1 - C

84

21

2 1

C CVV C C

Sơ đồ 3: Sơ đồ đường chéo còn có thể áp dụng trong việc tính khối lượng riêng D V1 lít dung dịch D1 D - D2 D

V2 lít dung dịch D2 D1 - D

21

2 1

D DVV D D

(Với giả thiết V = V1 + V2 )

2. Dùng phương trình pha trộn: m1C1 + m2C2 = (m1 + m2).C Trong đó: m1, m2 là số gam dung dịch thứ nhất và dung dịch thứ hai.

C1,C2 là nồng độ % dung dịch thứ nhất và dung dịch thứ hai. C là nồng độ dung dịch mới tạo thành sau khi pha trộn

m1 (C1 -C) = m2 ( C -C2)C1 > C > C2

Từ phương trình trên ta rút ra:

CCCC

mm

1

2

2

1

3. Khi pha trộn dung dịch, cần chú ý:- Có xảy ra phản ứng giữa các chất tan hoặc giữa chất tan với dung môi? Nếu có cần phân biệt chất đem hòa tan với chất tan.Ví dụ: Cho Na2O hay SO3 hòa tan vào nước, ta có các phương trình sau:

Na2O + H2O 2NaOH

SO3 + H2O H2SO4

- Khi chất tan phản ứng với dung môi, phải tính nồng độ của sản phẩm chứ không phải tính nồng độ của chất tan đó.Ví dụ: Cần thêm bao nhiêu gam SO3 vào 100 gam dung dịch H2SO4 10% để được dung dịch H2SO4 20%.Hướng dẫn

Gọi số x là số mol SO3 cho thêm vào

Phương trình: SO3 + H2O H2SO4

x mol x mol

42SOHm tạo thành = 98x

85

3SOm thêm vào = 80x

C% dung dịch mới: C%= 10020

100809810

xx

Giải ra ta có molx41050

3SOm thêm vào 9,756 gam

4. Tính nồng độ các chất trong trường hợp các chất tan có phản ứng với nhau.a) Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra để biết chất tạo thành sau phản ứng.b) Tính số mol (hoặc khối lượng) của các chất sau phản ứng.c) Tính khối lượng hoặc thể tích dung dịch sau phản ứng.

Cách tính khối lượng sau phản ứng: Nếu chất tạo thành không có chất bay hơi hoặc kết tủa

m dd sau phản ứng = Tổng mcác chất tham gia

Nếu chất tạo thành có chất bay hơi hay kết tủa m dd sau phản ứng = Tổng mcác chất tham gia - m khí

m dd sau phản ứng = Tổng mcác chất tham gia - m kết tủa

hoặc: m dd sau phản ứng = Tổng mcác chất tham gia - m kết tủa- mkhí

Chú ý: Trường hợp có 2 chất tham gia phản ứng đều cho biết số mol (hoặc khối lượng) của 2 chất, thì lưu ý có thể có một chất dư. Khi đó tính số mol (hoặc khối lượng) chất tạo thành phải tính theolượng chất không dư. d) Nếu đầu bài yêu cầu tính nồng độ phần trăm các chất sau phản ứng, nên tính khối lượng chất trong phản ứng theo số mol, sau đó từ số mol quy ra khối lượng để tính nồng độ phần trăm.5. Sự chuyển từ độ tan sang nồng độ phần trăm và ngược lại- Chuyển từ độ tan sang nồng độ phần trăm: Dựa vào định nghĩa độ tan, từ đó tính khối lượng dung dịch suy ra số gam chất tan trong 100 gam dung dịch.- Chuyển từ nồng độ phần trăm sang độ tan: Từ định nghĩa nồng độ phần trăm, suy ra khối lượng nước, khối lượng chất tan, từ đó tính 100 gam nước chứa bao nhiêu gam chất tan. Biểu thức liên hệ giữa độ tan (S) và nồng độ phần trăm của chất tan trong dung dịch bão hòa:

C% = .100%100

SS

6. Bài toán về khối lượng chất kết tinh Khi làm lạnh một dung dịch bão hòa chất tan rắn thì độ tan thường giảm xuống, vì vậy có một phần chất rắn không tan bị tách ra( gọi đó là phần kết tinh):

86

- Nếu phần kết tinh không ngậm nước thì lượng nước trong hai dung dịch bão hòa bằng nhau.- Nếu phần kết tinh có ngậm nước thì lượng nước trong dung dịch sau ít hơn lượng nước trong dung dịch ban đầu, ta có:

2 2 2( ) ( ) ( )H O ddsau H O ddbd H O ktm m m

Các bước giải toán: Trường hợp chất kết tinh không

ngậm nướcTrường hợp chất kết tinh

ngậm nướcBước 1 Xác định khối lượng chất tan và

khối lượng nước trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ cao

Xác định khối lượng chất tan và khối lượng nước trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ cao

Bước 2

Xác định khối lượng chất tan trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ thấp( lượng nước không đổi) theo công thức:

2.

100ct H OSm m

Gọi a là số mol hiđrat bị kết tinh khi hạ nhiệt độ, từ đó tìm được số mol chất tan kết tinh và số mol nước kết tinh.

Bước 3 Xác định khối lượng kết tinh:m = m(ct) ở to cao- m(ct) ở to thấp

Lập phương trình biểu diễn độ tan của dung dịch sau (theo a), sau đó giải phương trình và kết uận.

BÀI TẬPI. Bài tập về độ tan và tinh thể hiđrat hóaBài 1.1: ở 20oC, cứ 300 gam nước hoà tan được 108 gam NaCl tạo thành dung dịch bão hoà. Tính độ tan của NaCl ở to này.

Hướng dẫn+ Cách 1: ở 20oC: Cứ 300 gam nước hoà tan được 108 gam NaCl tạo thành dung dịch bão hoà Cứ 100 gam nước hoà tan được x gam NaCl để tạo thành dung dịch bão hoà

Suy ra: 108.100 36( )

300x gam

Vậy độ tan của NaCl ở 20o C là 36 gam+ Cách 2: áp dụng công thức

S = ct

dm

mm .100=

108.100 36( )300

gam

Bài 1.2: Hãy tính số gam AgNO3 và số gam nước trong 5400 gam dung dịch AgNO3 bão hoà ở 20o C. Biết S

0

3

20 CAgNO = 170 gam

Hướng dẫn+ Cách 1: Ta có S

0

3

20 CAgNO = 170 gam nên mddbh = 100 + 170 = 270 (gam)

87

=> Trong 270 gam dung dịch bão hoà AgNO3 có 170gam AgNO3 và 100 gam nước Trong 5400 gam dung dịch bão hoà AgNO3 có x gam AgNO3 và y gam nước

Nên: x = 5400.170 3400( )

270gam ; y = 5400- 3400 = 2000(g)

+ Cách 2: Gọi x là số gam AgNO3 trong 5400 gam dung dịch bão hoàTừ công thức:

S= ct

dm

mm . 100

170= .1005400

xx

( Vì 2H Om +

3AgNOm = 5400)

Suy ra: 170 (5400- x) = 100x x= 3400(g)Do đó:

2H Om = 5400 - 3400 = 2000(g) (Ghi chú:có thể tính theo khối lượng nước trong công thức của cách 2)Bài 1.3: Tính số g NaCl kết tinh khi hạ nhiệt độ 548 g dung dịch bão hoà ở 50oC xuống 0oC. Biết SNaCl ở 50oC là 37 g và SNaCl ở 0oC là 35g.

Hướng dẫn* ở 50oC: SNaCl = 37(g):Cứ 100 g nước hoà tan 37 g NaCl tạo thành 137 g dung dịch bão hoàCứ x g nước hoà tan y g NaCl tạo thành 548 g dung dịch bão hoà x= 400(g) H2O; y= 148(g) NaCl* ở 0oC, SNaCl = 35gCứ 100 g nước hoà tan tối đa 35 g NaCl tạo thành dung dịch bão hoàCứ 400 g nước hoà tan tối đa z g NaCl tạo thành dung dịch bão hoà

z= 1400 (g) Do đó khối lượng NaCl kết tinh trở lại khi hạ nhiệt độ là: m= 148 - 140 = 8 (g)Bài 1.4: Có 540g dung dịch bão hòa ở 10oC, đun nóng dung dịch lên đến 60oC. Hỏi phải thêm bao nhiêu gam AgNO3 vào dung dịch ở 60oC để được dung dịch bão hòa ở to này. Biết độ tan của AgNO3 ở 10oC là 170 gam, độ tan của AgNO3 ở 60oC là 525 gam.(Giả sử nước bay hơi không đáng kể khi đun)

Hướng dẫn* ở 10oC,

3AgNOS = 170 gam, suy ra khối lượng dung dịch bão hòa là: mdd= 170 + 100 = 270 gamTrong 270 gam dd bão hòa AgNO3 có 170 gam AgNO3 và 100 gam H2OTrong 540 gam dd bão hòa AgNO3 có x gam AgNO3 và y gam H2O

3

540.170 340( )270AgNOm x gam

2

540.100 200( )270H Om y gam

Gọi a là số gam AgNO3 cần thêm để được dung dịch bão hòa ở 60oC Khối lượng các chất có trong dung dịch ở 60oC là:

88

3340AgNOm a

2

200H Om

Ta có: 340 .100 525

200a

(340 ).100 525.200 105000a => a= 710 gam

Vậy cần thêm 710 gam AgNO3 để được dung dịch bão hòa ở 60oCBài 1.5: Xác định công thức của tinh thể BaCl2 ngậm nước. Biết thành phần % về khối lượng của nước kết tinh trong tinh thể là 14,75%

Hướng dẫnGọi công thức tinh thể hiđrat hóa cần tìm là BaCl2.nH2OTheo bài ra ta có:

218H Om n

%H2O = 18 .100 14,75

208 18n

n

1800 14,75(208 18 )n n n = 2Vậy công thức tinh thể ngậm nước là BaCl2.2H2OBài 1.6: Trong công thức tinh thể của một muối nitrat kim loại hóa trị III. Biết nước kết tinh chiếm 40,099% về khối lượng. Hãy xác định công thức tinh thể, biết nitơ chiếm 10,396% về khối lượng.

Hướng dẫnGọi công thức tinh thể hiđrat hóa cần tìm là X(NO3)3.nH2OTa có:

3 3 2( ) . 186 18 ( )X NO nH OM X n gam Theo bài ra N chiếm 10,396% về khối lượng, nên:

3 3 2( ) .

3.14 .100 10,396X NO nH OM

Suy ra: 3 3 2( ) . 404( )X NO nH OM gam

Mà %H2O = 40,099%

18 .100 40,099404

n

Nên n= 9 Lại có: X + 186 + 18n = 404 Suy ra X = 56Vậy công thức tinh thể ngậm nước là: Fe(NO3)3.9H2OBài 1.7: Tính khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O tách ra khi làm lạnh 1877 gam dung dịch CuSO4 bão hòa ở 85oC xuống 12oC. Biết

4CuSOS ở 850C là 87,7 gam,

4CuSOS ở 120C là 35,5 gam.Hướng dẫn

89

* ở 850C: 4CuSOS = 87,7 gam mddbh = 100 + 87,7 = 187,7 gam

Trong 187,7 gam dd bão hòa CuSO4 có 87,7 g CuSO4 và 100 g H2O Trong 1877 gam dd bão hòa CuSO4 có x g CuSO4 và y g H2O

1877.87,7 877( )

187,7x gam CuSO4

1877.100 1000( )

187,7y gam H2O

Gọi a là số mol CuSO4.5H2O tách ra khi hạ nhiệt độ 1877 gam dung dịch CuSO4 bão hòa ở 85oC xuống còn 12oCLúc đó:

Số mol CuSO4 tách ra: 4 4 2.5 ( )CuSO CuSO H On n a mol

Số gam CuSO4 tách ra: 4

160 ( )CuSOm a gam

Số mol H2O tách ra: 2 4 2.55. 5 ( )H O CuSO H On n a mol

Số gam H2O tách ra: 2

18.5 90 ( )H Om a a gam Số gam các chất còn lại trong dung dịch bão hòa ở 100C là:

4877 160 ( )CuSOm a gam

21000 90 ( )H Om a gam

Theo bài ra ta có:

877 160 .100 35,51000 90

aa

Suy ra a = 4,077(mol)Vậy khối lượng CuSO4.5H2O kết tinh tách ra là: m = 4,077 . 250 = 1019,25 (gam)Bài 1.8: Hoà tan hết 0,2 mol CuO trong dung dịch H2SO4 20% (vừa đủ), đun nóng, Sau đó làm nguội đến 10oC. Tính khối lượng CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch. Biết S

0

4

10 CCuSO = 17,4(g).

Hướng dẫnPhương trình phản ứng: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O

Theo phương trình: 4CuSOn =

2 4H SOn = nCuO= 0,2 mol

4CuSOm = 0,2. 160= 32(g)

Khối lượng dung dịch H2SO4 20%:

mdd= 0,2.98.100

20= 98(g)

Khối lượng dung dịch CuSO4 tạo thành sau phản ứng mdd= 0,2. 80+ 98= 114(g)Lúc này trong dung dịch chứa 32 g CuSO4 và 114- 32= 82(g) H2O* Tính

4 2.5CuSO H Om tách ra?Gọi a là số mol CuSO4.5H2O tách ra khi hạ nhiệt độ xuống 10oC

90

4CuSOn = a Số g CuSO4 tách ra:

4CuSOm = 160a(g)

2H On = 5a Số g H2O tách ra:

2H Om = 18.5a= 90a(g)

Lúc đó các chất còn lại trong dung dịch bão hoà ở 10oC là:

4CuSOm = 32- 160a (g)

2H Om = 82- 90a (g)

Theo công thức tính độ tan:

32 160 10082 90

a xa

= 17,4

a= 0,1228(mol)Vậy khối lượng CuSO4.5H2O kết tinh tách ra: m= 0,1228 . 250= 30,7(g)(Chú ý: Trong CuSO4.5H2O ta luôn có:

4CuSOn =

4 2.5CuSO H On và 2H On = 5.

4 2.5CuSO H On )

Bài 1.9. Pha chế 35,8 gam dung dịch CuSO4 bão hòa ở 100oC. Đun nóng dung dịch này cho đến khi có 17,86 gam nước bay hơi, sau đó để nguội đến 20 oC. Tính số gam tinh thể CuSO4.5H2O kết tinh. Biết rằng độ tan của CuSO4 ở 20oC và 100oC lần lượt là 20,7g và 75,4 g.

Hướng dẫnở 100oC:

Với 175,4 gam dd CuSO4 hòa tan được 75,4 gam CuSO4

Với 35,8 gam dd CuSO4 hòa tan được x gam CuSO4

75,4.35,8x 15,4(g)175,4

Gọi 4 2uSO .5C H On kết tinh là a

ở 20oC: Với 120,7gam dd CuSO4 hòa tan được 20,7gam CuSO4

Với (35,8 – 17,86 – 250a) gam dd CuSO4 hòa tan được (15,4 – 160a) gam CuSO4

Ta có:20,7(35,8 – 17,86 – 250a) = 120,7(15,4 – 160a)

Giải ra ta được : a = 0,105(mol)Vậy :

4 2uSO .5C H Om = 0,105 . 250 = 26,25 (g)Bài 1.10. Cho nồng độ phần trăm của dung dịch NaCl bão hòa ở 0oC là 25,93%; ở 90oC là 33,33%.

Khi làm lạnh 600 gam dung dịch NaCl bão hòa ở 90oC xuống 0oC thì khối lượng dung dịch thu được là bao nhiêu gam?

Hướng dẫnGọi độ tan của NaCl ở 0oC là a gam.

Ta có: 2593,0100

aa

a = 35 gamGọi độ tan của NaCl ở 90oC là b gam.

91

Ta có: 3333,0100

bb

b = 50 gamở 90oC: 50 g NaCl hòa tan tối đa trong 100 gam nước 150 g dd bão hòa. 200 g NaCl hòa tan tối đa trong 400 gam nước 600 g dd bão hòa.ở 0oC: 35 g NaCl hòa tan tối đa trong 100 gam nước 135 g dd bão hòa. 140 g NaCl hòa tan tối đa trong 400 gam nước 540 g dd bão hòa.Vậy khối lượng dung dịch bão hòa là 40 gam.Bài 1.11. Hòa tan 10 gam CuO trong dung dịch H2SO4 24,5% (vừa đủ), sau khi phản ứng kết thúc làm lạnh dung dịch này xuống nhiệt độ thấp tách ra 15,625 gam tinh thể T, phần dung dịch bão hòa lúc đó có nồng độ 22,54%. Xác định công thức tinh thể T.

Hướng dẫnTa có: nCuO= 0,125(mol) CuO + H2SO4 CuSO4 + H2Omol: 0,125 0,125 0,125

2 4ddH SOm 50(gam)Khối lượng dung dịch sau phản ứng: mdd = 60 gamKhối lượng dung dịch bão hòa CuSO4 sau khi tách tinh thể T: mdd = 60 – 15,625 = 44,375(gam)Khối lượng CuSO4 trong dung dịch bão hòa:

4CuSO

44,375.22,54m 10(gam)100

Khối lượng CuSO4 có trong T:

4CuSOm (0,125.160) 10 10(gam)

Nên: 4CuSOn = 0,0625(mol) = nT

Gọi công thức tinh thể T là CuSO4.aH2O

4 2CuSO .aH O

15,625M 250(gam)0,0625

Do vậy a = 5Vậy công thức tinh thể là CuSO4.5H2OBài tập tự luyệnBài 1.12: ở 20oC, cứ 200 gam nước hoà tan được 72 gam NaCl tạo thành dung dịch bão hoà. Tính độ tan của NaCl ở to này.

Đáp số: 36 (g)Bài 1.13: Hãy tính số gam AgNO3 và số gam nước trong 2700 gam dung dịch AgNO3 bão hoà ở 20o C. Biết S

0

3

20 CAgNO = 170 gam

92

Đáp số: 3AgNOm =1700(g);

2H Om = 1000(g)Bài 1.14: a. Độ tan của muối ăn NaCl ở 20oC là 36 gam. Xác định nồng độ phần trăm của dung dịch bão hoà ở to trên b. Dung dịch bão hoà muối NaNO 3 ở 10oC là 44,4%. Tính độ tan của muối ở t0 này.

Đáp số : a. C%= 36 .100

136= 26,47%

b. S = 80(g)Bài 1.15: ở 12oC, có 1335 g dung dịch bão hoà CuSO4, đun nóng dung dịch lên đến 90oC. Hỏi phải thêm vào bao nhiêu g CuSO4 để được dung dịch bão hoà ở nhiệt độ này? Biết S

4

12o CCuSO = 33,5. S

4

90o CCuSO = 80

Đáp số : 465(g).Bài 1.16: Cho biết độ tan của chất D ở 10oC là 15 g, còn ở 90oC là 50 g. Hỏi khi làm lạnh 600g dung dịch bão hoà ở 90oC xuống 10oC thì có bao nhiêu g chất D thoát ra (kết tinh)

Đáp số :140 (g)Bài 1.17: Khi làm nguội 1026,4 gam dung dịch bão hòa R2SO4.nH2O (trong đó R là kim loại kiềm và n nguyên, thỏa điều kiện 7< n < 12 ) từ 800C xuống 100C thì có 395,4 gam tinh thể R2SO4.nH2O tách ra khỏi dung dịch. Tìm công thức phân tử của hiđrat nói trên. Biết độ tan của R2SO4 ở 800C và 100C lần lượt là 28,3 gam và 9 gam.

Đáp số : Na2SO4.10H2O

Bài 1.18: Thêm dần dung dịch KOH 33,6% vào 40,3 ml dung dịch HNO3 37,8%(D=

1,24g/ml) đến khi trung hoà hoàn toàn thu được dung dịch A. Đưa A về 00 C thu

được dung dịch B có nồng độ 11,6% và lượng muối tách ra m gam .

a. Dung dịch B đã bão hoà chưa ?

b. Tính m

Đáp số :

a. Dung dịch này có khối lượng KNO3 tách ra là dung dịch bão hoà

b. 21,15 gamBài 1.19. Xác định lượng FeSO4.7H2O tách ra khi làm lạnh 800 gam dung dịch bão hòa FeSO4 từ 70oC xuống 20oC. Biết độ tan của FeSO4 lần lượt là 35,93gam và 21 gam.

Đáp số:87,86gamBài 1.20.Làm lạnh 1877 gam dd bão hòa CuSO4 từ 850C xuống 250C. Hỏi có bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O tách ra. Biết độ tan của CuSO4 lần lượt là 87,7 g và 40 g.

Đáp số: 961,5 gamBài 1.21.Dung dịch Al2(SO4)3 bão hòa ở 10oC có nồng độ 25,1 %

93

a. Tính độ tan của Al2(SO4)3 ở 10oCb. Lấy 1000 gam dd Al2(SO4)3 bão hòa trên làm bay hơi 100gam H2O. Phần dung

dịch còn lại đưa về 10oC thấy có a gam Al2(SO4)3.18H2O kết tinh. Tính a. Đáp số: 33,5gam; 95,8 gam

Bài 1.22.Cần lấy bao nhiêu gam CuSO4 hòa tan vào 400 ml dd CuSO4 10% (d =1,1g/ml) để tạo thành dd C có nồng độ 28,8%. Khi hạ nhiệt độ dd C xuống 12oC thí thấy có 60 gam muối CuSO4.5H2O kết tinh, tách ra khỏi dung dịch. Tính độ tan của CuSO4 ở 12oC.

Đáp số: 60 gam; 17,52 gam.Bài 1.23. Cho 600 g dd CuSO4 10% bay hơi ở nhiệt độ 200C tới khi dung dịch bay hơi hết 400g nước.Tính khối lượng CuSO4.5H2O tách ra, biết rằng dung dịch bão hòa chứa 20% CuSO4 ở 200C. Đáp số: 45,47gam

II. Bài tập về sự pha trộn dung dịch không xảy ra phản ứngBài 1.24: Cho dung dịch A gồm 500g dung dịch NaOH 10%a. Thêm 100 g nước vào dung dịch A. Tính C% của dung dịch thu đượcb. Thêm 5 g NaOH vào dung dịch A được dung dịch B. Tính C% của dung dịch B.c. Cô đặc dung dịch A đến khi còn 400 g. Tính C% của dung dịch sau khi cô đặc.d. Thêm 300 g dung dịch NaOH 15% vào A được dung dịch D. Tính C% cuả dung dịch D.

Hướng dẫnSố g NaOH trong A:

m= 500.10 50( )

100gam

a. Khi thêm 100 g nước mdd= 100+ 500= 600(g) Do đó:

C%= 50.100% 8,33%

600

b. Khi thêm 5 g NaOH vào A được dung dịch B. Lúc đó:Khối lượng dung dịch B: mdd= 500+ 5= 505(g)Khối lượng NaOH trong B: m= 50+ 5= 55(g)Nồng độ % của dung dịch B:

C%= 55 .100% 10,89%505

c. Khi cô đặc, khối lượng NaOH trong dung dịch vẫn giữ nguyên. Do đó:

C% = 50 .100% 12,5%400

d. Khối lượng dung dịch D: mdd= 300+ 500= 800(g) Khối lượng NaOH trong 300 g dung dịch 10%:

mdd= 300.15 45( )

100gam

94

Khối lượng NaOH trong D:mNaOH= 45+ 50= 95(g)

Vậy: C%D= 95.100%

800= 11,875%

Bài 1.25: Có 2 dung dịch HCl A và B. Hãy tính C% của A và B, biết rằng: C%B= 2,5C%A. Khi trộn A với B theo tỉ lệ khối lượng 7: 3 ta được dung dịch C có nồng độ 29%.

Hướng dẫnCách 1 : Dùng quy tắc đường chéo Gọi x là nồng độ % của dung dịch A=> nồng độ % của dung dịch B là 2,5x Theo quy tắc đường chéo: x 2,5x- 29

29

2,5x 29 - x

=> 73

= 2,5 29

29x

x

3(2,5x- 29) = 7(29- x) => x= 20 Vậy C%A= 20% C%B= 2,5. 20 = 50%Cách 2 :Phương pháp đại số :Coi dung dịch C có khối lượng là 100 gam, suy ra mHCl = 29(gam)Lúc đó : mddA= 70 gam mddB = 30 gamGọi x là nồng độ % của dung dịch A, nồng độ % của dung dịch B là 2,5xTa có : Khối lượng HCl trong 70 gam dung dịch A x%:

mHCl = 70. 0,7 ( )100

x x gam

Khối lượng HCl trong 30 gam dung dịch B 2,5x% :

mHCl = 30.2,5 0,75 ( )

100x x gam

Theo bài ra : mHCl(ddA) + mHCl( ddB) = 29

0,7x + 0,75x = 29 x = 20

Vậy C%A= 20% C%B= 2,5. 20 = 50% Bài 1.26: Có hai dung dịch: Dung dịch A chứa H2SO4 85% và dung dịch B chứa HNO3 chưa biết nồng độ. Hỏi phải trộn hai dung dịch theo tỉ lệ là bao nhiêu để được dd mới, trong đó H2SO4 có nồng độ 60% và HNO3 có nồng độ là 20%. Tính nồng độ phần trăm của HNO3 ban đầu.

95

Hướng dẫnGọi m1 , m2 là khối lượng dung dịch H2SO4 và HNO3 ban đầu.

Khi cho HNO3 vào H2SO4 thì coi HNO3 là dd H2SO4 có nồng độ 0%.

Ta có 1 2

2 1

60 0 60 1285 60 25 5

m C Cm C C

Cho H2SO4 vào HNO3 thì coi H2SO4 là dd HNO3 có nồng độ 0%.

Ta có 1 2 22

2 1

20 12 68%20 5

m C C C Cm C C

Vậy dung dịch HNO3 ban đầu có nồng độ 68%Bài 1.27 : A là dung dịch H2SO4 0,2M. B là dung dịch H2SO4 0,5Ma. Trộn A và B theo tỉ lệ thể tích 2 : 3 được dung dịch C. Tính CM của dung dịch Cb. Phải trộn A và B theo tỉ lệ thể tích như thế nào để được dung dịch H2SO4 có nồng độ 0,3M ?

Hướng dẫnCách 1 : Dùng quy tắc đường chéo a. Gọi x là nồng độ mol của dung dịch CTheo quy tắc đường chéo: 0,2 0,5 - x

x 0,5 x – 0,2Suy ra:

2 0,53 0,2

xx

2(x – 0,2) = 3 (0,5 – x) x = 0,38Vậy dung dịch C có nồng độ 0,38Mb. Theo quy tắc đường chéo: 0,2 0,5 – 0,3

0,3

0,5 0,3 – 0,2Suy ra:

0,2 20,1 1

A

B

VV

Phải trộn 2 thể tích dung dịch A với 1 thể tích dung dịch B được dung dịch axit có nồng độ 0,3M

Cách 2 :Phương pháp đại số :a. Số mol H2SO4 đã dùng trong dung dịch A :

0,2.2 0,00041000A

Vn V

Số mol H2SO4 đã dùng trong dung dịch B :

96

0,5.3 0,00151000B

Vn V

Nồng độ mol của dung dịch C khi pha trộn :1000(0,0004 0,0015) 0,38

(2 3)MVC M

V

b. Gọi x, y lần lượt là thể tích các dung dịch A và B phải trộn.Số mol H2SO4 trong A :

0,2 0,00021000A

xn x

Số mol H2SO4 trong B :0,5 0,00051000B

yn y

Theo công thức ta có :1000(0,0002 0,0005 ) 0,3x y

x y

Giải ra ta được x= 2y Vậy phải trộn 2 thể tích dung dịch A với 1 thể tích dung dịch B được dung dịch axit có nồng độ 0,3M

Bài 1.28. Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 2,5M và bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 1M để khi pha trộn chúng với nhau được 600ml dung dịch H2SO4

1,5 MHướng dẫn

Cách 1 :Phương pháp đại số :Đổi ra lit : 600 ml = 0,6 (lit) Giả thuyết phải dùng x lit dung dịch H2SO4 2,5M thì thể tích dung dịch H2SO4 1M sẽ là: Vdd = (0,6 –x ) lít Số mol H2SO4 trong dung dịch 2,5M là : 2,5x (mol)Số mol H2SO4 trong dung dịch 1M là : (0,6 – x ) (mol)Ta có số mol H2SO4 trong dung dịch sau khi pha trộn phải bằng tổng số mol H2SO4 trong hai dung dịch đã dùng và bằng : 2,5x + (0,6 – x )1 = (1,5x + 0,6 ) molNồng độ mol của dung dịch là

1,5 0,6 1,5

0,6Mn xCV

1,5x = 0,9 – 0,6 x = 0,2 (lit )

Vậy: Cần dùng 0,2 lit (200 ml ) dung dịch H2SO4 2,5M và 0,6 – 0,2 = 0,4 lit (400ml) dung dịch H2SO4 1M

Cách 2 : Dùng quy tắc đường chéo

x ml H2SO4 1 M 2,5 – 1.5 = 1

97

1,5 M y ml H2SO4 2,5 M 1,5 – 1 = 0,5

Ta có : 1 2

0,5 1xy

x = 2y mà x + y = 600Nên y = 200 x = 2 . 200 = 400 Vậy cần 400 ml dung dịch H2SO4 1 M trộn với 200 ml H2SO4 2,5 M

Bài 1.29. Cần lấy bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O và bao nhiêu gam dung dịch CuSO4 4% để điều chế 500 gam dung dịch CuSO4 8%.

Hướng dẫnGọi số gam tinh thể CuSO4.5H2O và số gam dung dịch CuSO4 4% cần lấy là m1 và m2

Ta có: 4160% .100% 64%250

CuSO

Dùng quy tắc đường chéo:64 4

8 4 56

Ta có: 1

2

1 2

4 156 14

500

mmm m

Giải hệ được: m1= 33,33 gam m2 = 466,67 gamVậy cần lấy 33,33 gam tinh thể CuSO4.5H2O và 466,67 gam dung dịch CuSO4 4% để điều chế 500 gam dung dịch CuSO4 8%.* Chú ý: Khi sử dụng quy tắc đường chéo:- Thường chỉ áp dụng đối với sự pha trộn dung dịch không xảy ra phản ứng.- Nếu có tinh thể hiđrat: Coi tinh thể là một dung dịch, lúc đó nước kết tinh đóng vai trò là dung môi và % về khối lượng muối khan trong tinh thể là nồng độ % của dung dịch (Trong bài 1.29 thì coi %

4CuSOm là 4

% 64%CuSOC ).- Khi trộn dung dịch 1 có nồng độ C1 với dung dịch 2 có nồng độ C2 ( Giả sử C1 < C2) được dung dịch có nồng độ C thì C luôn nằm trong khoảng từ C1 đến C2 ( C1 < C < C2), lúc đó quy tắc đường chéo sẽ là:

1 2

2 1

C C C

CC C C

Với C1, C2, C là nồng độ % hoặc nồng độ mol của dung dịch.

98

Bài tập tự luyệnBài 1.30: cần lấy bao nhiêu gam NaOH cho thêm vào 120 gam dd NaOH 20% để thu được dung dịch mới có nồng độ 25%. Đáp số: 8 gamBài 1.31: Phải pha thêm nước vào dd H2SO4 50% để thu được dung dịch 20%. Tính tỉ lệ khối lượng nước và dung dịch axit phải dùng. Đáp số: tỉ lệ 3:2Bài 1.32: Cho dung dịch A gồm 300 gam dung dịch NaOH 15%

a. Tính khối lượng NaOH trong Ab. Thêm 150 gam nước vào A được dụng dịch B, tính C% của B.c. Thêm 20 gam NaOH vào A được dung dịch D. Tính C% của D.d. Cần thêm bao nhiêu gam dung dịch NaOH 10% vào A để được dung dịch

12,5%.Đáp số: a. 45 gam

b. 10% c. 20,31% d. 300 gam

III. Bài tập về sự pha trộn dung dịch có xảy ra phản ứngBài 1.33. Lấy 8,4 (g) MgCO3 hoà tan vào 146 (g) dung dịch HCl thì vừa đủ.

a) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HCl đầu?b) Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch sau phản ứng?

Hướng dẫn

Ta có: 3

8,4 0,1( )84MgCOn mol


MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O mol: 1 2 1 1Theo phương trình:

32. 0,2( )HCl MgCOn n mol

Khối lượng HCl cần dùng:mHCl = 0,2 . 36,5 = 7,3(gam)

Nồng độ % dung dịch HCl cần dùng:

mddHCl = 7,3.100 5%

146

b. Dung dịch sau phản ứng gồm MgCl2

Theo phương trình: 2 3

0,1( )MgCl MgCOn n mol Khối lượng MgCl2:

20,1.95 9,5( )MgClm gam

Khối lượng dung dịch sau phản ứng: mdd = 8,4 + 146 – 0,1 . 44 = 150(gam)

Nồng độ % dung dịch sau phản ứng:

99

2

9,5% .100% 6,3%150MgClC

Bài 1.34. Hoà tan 10 g CaCO3 vào 200 (g) dung dịch HCl 7,3%.a) Viết phương trình phản ứng.b)Tính nồng độ phần trăm các chất thu được sau phản ứng?

Hướng dẫna. Ta có:

3

10 0,1( )100CaCOn mol

200.7,3 0,4( )100.36,5HCln mol

PTHH: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2OTheo phương trình: 1 2 1 Trước phản ứng: 0,1 0,4Phản ứng: 0,1 0,2 Sau phản ứng: 0 0,2 0,1 0,1b. Khối lượng CaCl2 tạo thành:

2CaClm = 0,1. 111 = 11,1(gam)Khối lượng HCl còn dư:

mHCl = 0,2 . 36,5 = 7,3(gam)Khối lượng dung dịch sau phản ứng:

mdd = 10 + 200 – 4,4 = 205,6(gam)Vậy:

2

11,1% .100% 5,4%205,6CaClC

7,3% .100% 3,55%

205,6HClC

(Chú ý: Không tính C%HCl= 100% - 5,4% vì 2 chất cộng lại không bằng 100%)Bài 1.35: Cho 41,4 g Ba tác dụng với 200 g dung dịch H2SO4 9,8%

a. Tính 2HV tạo thành ở đktc.

b. Tính nồng độ % của dung dịch sau phản ứng.

Hướng dẫn

Ta có: nBa= 41,4: 137= 0,3(mol)

2 4

200.9,8 0,2( )100.98H SOn mol

Phương trình:

Ba + H2SO4 BaSO4 + H2 (1) Theo phương trình( mol): 1 1 1 1 Trước phản ứng: 0,3 0,2 Phản ứng: 0,2 0,2

100

Sau phản ứng: 0,1 0 0,2 0,2Sau phản ứng còn dư 0,1 mol Ba sẽ tác dụng với H2O trong dung dịch axit:

Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 (2) Theo phương trình: (mol) 1 1 1Theo phương trình (2):

2Hn = nBa= 0,1(mol)a. Tổng số mol H2 của 2 phương trình (1,2):

2Hn = 0,1+ 0,2= 0,3(mol)

Thể tích H2 tạo thành ở đktc:

2Hv = n. 22,4= 0,3. 22,4= 6,72(l)

b. * Tính khối lượng các chất tan trong dung dịch?

Theo phương trình (2): 2( )Ba OHn = nBa = 0,1(mol)

Khối lượng Ba(OH)2: 2( )Ba OHm = 0,1. 171= 17,1(g) * Tính khối lượng dung dịch sau phản ứng: + Khối lượng H2 tạo thành:

2Hm = 0,3. 2= 0,6(g)

+ Khối lượng BaSO4: 4BaSOm = 0,2. 233= 46,6(g) Khối lượng dung dịch sau phản ứng: mddsaupư = 41,4 + 200- ( 46,6 + 0,6)= 194,2(g) * Vậy nồng độ % của dung dịch sau phản ứng là:

C%= 17,1 .100% 8,8%

194,2

(Chú ý: Khi cho Ba vào dung dịch H2SO4 loãng, Ba sẽ tác dụng với axit H2SO4

trước, nếu còn dư kim loại, kim loại sẽ phản ứng với nước trong dung dịch. Do vậy khí H2 được tạo thành do cả 2 phản ứng).

Bài 1.36. Dung dịch B1 là HCl, dung dịch B2 là NaOH. Lấy 10 ml dung dịch B1

pha loãng bằng H2O thành 1 lit dung dịch thì thu được dung dịch HCl có nồng độ 0,01 M.

a. Tính nồng độ mol của dung dịch B1.b. Để trung hoà 100 gam dung dịch B2 cần 150 ml dung dịch B1. Tính

nồng độ phần trăm của dung dịch B2.Hướng dẫn

a. Số mol chất tan HCl có trong 1 lit dung dịch HCl 0,01M là:

nHCl = 0,01. 1= 0,01 mol

Trong dung dịch B1 cũng có số mol là 0,01 mol

CM ( B1) = 01,001.0

= 1M

b. Trong 150 ml dung dịch B1 1M có số mol là 0,15 mol

101

HCl + NaOH NaCl + H2O

mol: 0,15 0,15

C% (B2) = 100.100

40.15,0% = 6%

Bài 1.37: Tính nồng độ mol ban đầu của dung dịch H2SO4 (dung dịch A) và dung dịch NaOH(dung dịch B), biết rằng:

- TN 1: Đổ 3 lit dung dịch A vào 2 lit dung dịch B thì thu được 1 dung dịch có tính axit với nồng độ là 0,2M.

- TN 2: Đổ 2 lit dung dịch A vào 3 lit dung dịch B thì thu được 1 dung dịch có tính kiềm với nồng độ là 0,1M.

Hướng dẫnGọi x, y lần lượt là nồng độ mol của dung dịch H2SO4( dung dịch A) và dung dịch NaOH( dung dịch B).Phương trình hóa học:

2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O(*) mol: 2 1 - TN 1: Số mol các chất ban đầu:

2 43.H SOn x

nNaOH = 2.yDo sau phản ứng còn dư axit nên sau phản ứng (*) NaOH hết.Ta có: naxit ban đầu - naxit phản ứng = naxit dư

Theo (*): 2 4

1 1 .2 ( )2 2H SO NaOHn n y y mol

Sau phản ứng (*) còn dư: 0,2. 5 = 1(mol) H2SO4

Nên: 3x – y = 1(1)- TN 2 : Số mol các chất ban đầu:

2 42.H SOn x

nNaOH = 3.yDo sau phản ứng còn dư NaOH nên phản ứng (*) H2SO4 hết. Ta có: nNaOH ban đầu - nNaOH phản ứng = nNaOH dư

Theo (*): 2 4

2. 4 ( )NaOH H SOn n x mol Sau phản ứng (*) còn dư: 0,1. 5 = 0,5(mol) NaOH Nên: 3y – 4x = 0,5(2)Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

3 13 4 0,5

x yy x

1,10,7

xy

Vậy nồng độ mol của H2SO4 và NaOH lần lượt là 1,1M và 0,7M Bài 1.38: Có hai dung dịch: H2SO4 (dung dịch A) và NaOH (dung dịch B). Trộn 0,2 lít dung dịch A với 0,3 lit dung dịch B được 0,5 lit dung dịch C. Lấy 20 ml dung dịch C, thêm một ít quì tím vào, thấy có màu xanh. Sau đó thêm từ từ dung dịch HCl 0,05M tới khi quì tím đổi thành màu tím thấy hết 40 ml dung dịch axit.

102

Trộn 0,3 lit A với 0,2 lit B được 0,5 lít dung dịch D. Lấy 20 ml dung dịch D, thêm một ít quì tím vào thấy có màu đỏ. Sau đó thêm từ từ dung dịch NaOH 0,1M tới khi quì tím đổi thành màu tím thấy hết 80 ml dung dịch NaOH. a. Tính nồng độ mol của 2 dung dịch A và B. b. Trộn VB lít dung dịch NaOH vào VA lít dung dịch H2SO4 ở trên ta thu được dung dịch E. Lấy V ml dung dịch E cho tác dụng với 100 ml dung dịch BaCl2 0,15 M được kết tủa F. Mặt khác lấy V ml dung dịch E cho tác dụng với 100 ml dung dịch AlCl3 1M được kết tủa G. Nung F hoặc G ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì đều thu được 3,262gam chất rắn. Tính tỉ lệ VB:VA

Hướng dẫna. PTHH:+ Lần thí nghiệm 1: 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O (1)Vì quì tím hóa xanh, chứng tỏ NaOH dư. Thêm HCl: HCl + NaOH NaCl + H2O (2) + Lần thí nghiệm 2: phản ứng (1) xảy ra, sau đó quì hóa đỏ chứng tỏ H2SO4 dư. Thêm NaOH: 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O (3) + Đặt x, y lần lượt là nồng độ mol của dung dịch A và dd B: Từ (1),(2),(3) ta có:

0,3y - 2.0,2x = 0,05.40 500.1000 20

= 0,05 (I)

0,3x - 0,2

2y

= 0,1.80 5001000.2 20

= 0,1 (II)

Giải hệ (I,II) ta được: x = 0,7 mol/l , y = 1,1 mol/l b. Vì dung dịch E tạo kết tủa với AlCl3 , chứng tỏ NaOH còn dư. AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl (4) 2Al(OH)3

0t Al2O3 + 3H2O (5) Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl (6) Ta có

2BaCln = 0,1.0,15 = 0,015 mol

4BaSOn =

3,262233

= 0,014mol < 0,015

=> 2 4H SOn =

2 4Na SOn =4BaSOn = 0,014mol .

Vậy VA = 0,0140,7

= 0,02 lít

2 3Al On =

3,262102

= 0,032 mol và 3AlCln = 0,1.1 = 0,1 mol.

+ Xét 2 trường hợp có thể xảy ra:- Trường hợp 1: Sau phản ứng với H2SO4, NaOH dư nhưng thiếu so với AlCl3 (ở pư (4): n(NaOH) pư trung hoà axit = 2. 0,014 = 0,028 mol

n NaOH pư (4) = 3( )3 Al OHn =

2 36 Al On = 6.0,032 = 0,192 mol.

Tổng số mol NaOH: nNaOH = 0,028 + 0,192 = 0,22 mol

Thể tích dung dịch NaOH 1,1 M là 0,221,1

= 0,2 lít .

103

Tỉ lệ VB:VA = 0,2:0,02 =10 - Trường hợp 2: Sau (4) NaOH vẫn dư và hoà tan một phần Al(OH)3: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (7)Tổng số mol NaOH phản ứng (3,4,7) là: nNaOH = 0,028 + 3.0,1 + 0,1 - 2.0,032 = 0,364 molThể tích dung dịch NaOH 1,1 M là:

Vdd = 0,364

1,1= 0,33 lít

-> Tỉ lệ VB:VA = 0,33:0,02 = 16,5

Bài 1.39. Để hòa tan hoàn toàn 6,05 gam hỗn hợp M gồm 2 kim loại R và N (tỉ lệ mol tương ứng là 1:1) cần 100 gam dung dịch HCl 7,3%. Sau phản ứng thu được khí E và dung dịch F gồm RCl2 và NCl2. a. Hãy cho biết R và N là những kim loại nào trong số các kim loại sau: Ca, Fe, Cr, Ba, Mg, Zn. b. Tính C% các chất tan có trong dung dịch F.

Hướng dẫn

a. Ta có: nHCl = 100.7,3 0,2( )100.36,5

mol

Phương trình hóa học: R + 2HCl RCl2 + H2

a 2a N + 2HCl NCl2 + H2

a 2a Có: 4a = 0,2Nên: a= 0,05Theo bài: a.R + a.N = 6,05 0,05( R + N) = 6,05 R + N = 121Ta có bảng:

R 40 56 65 52 24 137N 81 65 56 69 97 -26

Như vậy kim loại R và N là Fe và Zn (hoặc ngược lại)

b. Ta có:

20,05.127 6,35( )FeClm gam

20,05.136 6,8( )ZnClm gam

Khối lượng dung dịch F:mddF = 6,05 + 100 – 0,1. 2 = 105,85(gam)

Vậy nồng độ % các chất tan có trong F

2

6,35% .100% 6%105,85FeClC

104

2

6,8% .100% 6,4%105,85ZnClC

Bài tập tự luyện.Bài 1.40. Hòa tan hết 6,2 gam Na2O vào nước được 200 ml dung dịch. Tính CM của dung dịch thu được.

Đáp số: 1MBài 1.41. Hòa tan hết 9,2 gam Na vào 100 gam nước thu được dung dịch A. Tính C% của dung dịch A.

Đáp số: 14,7%Bài 1.42. Để hòa tan hoàn toàn 7,2 gam một kim loại (II) cần 150 gam dung dịch HCl 14,6%

a. Xác định kim loại b. Tính C% dung dịch sau phản ứng.

Đáp số: a. Mg b. 18,2%

Bài 1.43. Cho 19,5 gam kim loại A(II) vào 350 gam dung dịch HCl 7,3% thu được dung dịch X. Để phản ứng hết lượng axit còn dư trong X, người ta cần thêm tiếp 4 gam CuO, sau phản ứng thu được dung dịch Y.

a. Xác định kim loại A. b. Tính C% dung dịch Y.Đáp số: a. Zn b.

2 2% 1,8%; % 10,9%.CuCl ZnClC C

Bài 1.44. Cho a gam dung dịch H2SO4 nồng độ x% tác dụng với một lượng hỗn hợp dư 2 kim loại Na và Mg thì khối lượng khí H2 tạo thành là 0,05 a gam. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tìm x.

Đáp số: x 15,81(gam)------------------------------------------

CHƯƠNG III. CÁC LOẠI HỢP CHẤT VÔ CƠTIẾT 1: TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA OXIT

A. Lý thuyếtI. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

105

OXIT BAZƠ OXIT AXIT1) Oxit bazơ + nước dung dịch bazơ

CaO + H2O Ca(OH)2

2) oxit bazơ + axit muối + nướcCuO + 2HCl CuCl2 + H2ONa2O + 2HNO3 2NaNO3 + H2O3) Oxit bazơ (tan) + oxit axit muối

Na2O + CO2 Na2CO3

1) Oxit axit + nước dung dịch axitSO3 + H2O H2SO4

2) Oxit axit + dd bazơ muối + nướcCO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O3) Oxit axit + oxit bazơ (tan) muốiVd : ( xem phần oxit bazơ )

Lưu ý : - Các oxit trung tính (còn gọi là oxit không tạo muối như CO, NO, N2O … ) không tác dụng với nước, axit, bazơ. - Một số oxit lưỡng tính (Al2O3, ZnO, Cr2O3 …) tác dụng được với cả axit và dd bazơ (những oxit này thể hiện vừa tính axit vừa tính bazơ) + Với axit, nó thể hiện tính bazơ qua các phản ứng:

Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2OZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O

+ Với bazơ, nó thể hiện tính axit qua các phản ứng:Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O

ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O* Chú ý: Do tính axit và bazơ của các oxit lưỡng tính rất yếu nên chúng chỉ phản ứng với các axit và bazơ mạnh: Al(OH)3 + NH4OH Không xảy ra vì NH4OH là bazơ yếu Al(OH)3 + CO2 + H2O Không xảy ra vì H2CO3 là axit yếu Các oxit lưỡng tính tạo ra gốc axit có dạng chung :

RO2 , có hoá trị = 4 – hoá trị kim loại R - Một số oxit hỗn tạp khi tác dụng với axit hoặc dung dịch bazơ thì tạo ra nhiều muối

Fe3O4 là oxit hỗn tạp của sắt (II) oxit và sắt (III) oxit Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

NO2 là oxit hỗn tạp tương ứng với 2 axit HNO2 và HNO3

2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O II- PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ OXIT TRỰC TIẾP .

1)Đốt các kim loại hoặc phi kim trong khí O2 (trừ Ag,Au,Pt và N2 ): 2Cu + O2

0t 2CuO2) Nhiệt phân bazơ không tan 2Fe(OH)3

0t Fe2O3 + 3H2O3) Nhiệt phân một số muối : Cacbonat ,nitrat , sunfat … của một số các kim loại

( xem bài pư nhiệt phân) 2Cu(NO3)2

0t 2CuO + 4NO2 + O2

CaCO3 0t CaO + CO2

4) Điều chế các hợp chất không bền phân huỷ ra oxit 2AgNO3 + 2NaOH 2NaNO3 + AgOH

Ag2O H2OB. Toán

106

Bài 1.45. Cho 16 g Fe2O3 phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl 7,3%a. Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùngb. Tính C% của dung dịch sau phản ứng.

Hướng dẫn

Ta có: 2 3

16 0,1( )160Fe On mol

Phương trình hóa học:Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O

mol: 1 6 2a. Theo phương trình:

2 36. 6.0,1 0,6( )HCl Fe On n mol

Khối lượng HCl tham gia:mHCl = 0,6. 36,5 = 21,9(gam)

Do đó khối lượng dung dịch HCl cần dùng:

mdd = 21,9.100 300( )

7,3gam

b. Dung dịch sau phản ứng là FeCl3

Theo phương trình:

3 2 32. 2.0,1 0,2( )FeCl Fe On n mol

Khối lượng FeCl3 thu được:

30,2.162,5 32,5( )FeClm gam

Khối lượng dung dịch sau phản ứng:mdd= 16 + 300 = 316(gam)

Vậy nồng độ % của dung dịch sau phản ứng:32,5% .100% 10,28%316

C

Bài 1.46: Để hòa tan hoàn toàn 8 gam một oxit kim loại hóa trị II cần 200ml dung dịch HNO3 2M. Xác định công thức oxit.

Hướng dẫnTa có: nHCl = 0,2. 2 = 0,4(mol)Gọi công thức oxit là AOPhương trình hóa học của phản ứng: AO + 2HCl ACl2 + H2OMol: 1 2

Theo phương trình: nAO = 12 HCln = 0,2(mol)

Khối lượng mol của AO:

MAO = 8 40

0,2

MA + 16 = 40 MA= 24

Vậy A là Mg, công thức oxit MgO MgO + 2HCl MgCl2 + H2O

107

Bài 1.47: Nung 400 gam CaCO3 một thời gian thu được 312 gam chất rắn. Tính H phản ứng.


Ta có: 3

400 4( )100CaCOn mol

Gọi a là số mol CaCO3 bị phân hủySuy ra số mol CaCO3 còn lại là: (4 – a) mol


Mol: a aTheo bài: mCaO +

3CaCOm = 312(gam) 56a + 100( 4 –a) = 312 a = 2Do số mol CaCO3 ban đầu là 4 mol, bị phân hủy 2 mol nên:

2 .100% 50%4

H


Ta có: 3


Khi nung 400 gam CaCO3 thu được 312 gam chất rắn nên khối lượng giảm chính là khối lượng CO2 tạo ra trên thực tế:

2400 312 88( )COm gam

Nên: 2

88 2( )44COn mol


Mol: 1 1Theo phương trình:

2COn lý thuyết= 3CaCOn = 4 (mol)

Vậy: 2 .100% 50%4

H

Bài 1.48: Nung 200 gam CaCO3 một thời gian với H = 75% thu được chất rắn A. Để hòa tan hoàn toàn A cần x gam dung dịch HCl 14,6%, sau phản ứng thu được khí B và dung dịch D.

a. Tính thể tích khí B thu được (đktc).b. Tính xc. Tính C% của dung dịch D

Hướng dẫnSố mol CaCO3 ban đầu:

3


Do H= 75% nên số mol CaCO3 bị nhiệt phân là:

108

3

75 .2 1,5( )100CaCOn mol

Số mol CaCO3 còn dư:

32 1,5 0,5( )CaCOn mol

Phương trình: CaCO3 ot CaO + CO2 (1)

mol: 1 1Theo bài:mol 1,5 1,5Như vậy, chất rắn A gồm 1,5 mol CaO và 0,5 mol CaCO3

Hòa tan A vào dung dịch HCl: CaO + 2HCl CaCl2 + H2O(2)

mol : 1,5 3 1,5

CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 (3)mol: 0,5 1 0,5 0,5a. Thể tích CO2 sau phản ứng (3):

20,5.22,4 11,2( )COV lit

b. Tổng khối lượng HCl tham gia: mHCl = (0,5+ 1,5) . 36,5 = 73 (gam)Nên:

x= 73.100 500( )14,6

gam

c. Dung dịch D là dung dịch CaCl2

Có: 2

(0,5 1,5).111 222( )CaClm gam Khối lượng dung dịch D:

mdd = 200 + 500 - ( 1,5 + 0,5).44= 712(gam)Vậy:

C% = 222 .100% 31,18%712

Bài 1.49: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A gồm MgO và CuO vào dung dịch H2SO4

thu được dung dịch B trong đó nồng độ phần trăm của 2 muối là bằng nhau. Xác định % khối lượng mỗi chất trong A.

Hướng dẫnVì nồng độ phần trăm của 2 muối là bằng nhau nên trong dung dịch có:

4 4MgSO CuSOm mGọi x, y lần lượt là số mol MgO và CuO trong A

Do 4 4MgSO CuSOm m

Suy ra: 120x = 160y x : y = 4: 3

Do vậy:

%MgO = 40 40.100% .100% 40%340 80 40 80.

4

x xx y x x

109

%CuO = 60%Bài 1.50: Trộn V1 lít dung dịch H2SO4 0,3M với V2 lít dung dịch NaOH 0,4M thu được 0,6 lít dung dịch A. Tính V1, V2. Biết rằng 0,6 lít dung dịch A hoà tan vừa đủ 0,54 gam Al và các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn Ta có: V1 + V2 = 0,6 (1)Số mol H2SO4 là 0,3V1; số mol NaOH là 0,4V2; số mol Al là 0,02 mol.TH1: H2SO4 dư:

PTHH: H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O 0,2V2 mol 0,4V2 mol 3H2SO4 + 2Al Al2(SO4)3 + 3H2

0,03 mol 0,02 molTa có 0,3V1 – 0,2V2 = 0,03. Kết hợp với (1), ta có hệ phương trình:

1 2

1 2

V + V = 0,6 0,3V - 0,2V = 0,03

Giải hệ phương trình ta được V1 = V2 = 0,3 lít.TH2: NaOH dư.

PTHH: H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O 0,3V1 mol 0,6V1 mol

2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2

0,02 mol 0,02 molTa có: 0,4V2 – 0,6V1 = 0,02. Kết hợp với (1), ta có hệ:

1 2

2 1

V + V = 0,6 0,4V - 0,6V = 0,02

Giải hệ phương trình ta được: V1 = 0,22 lít, V2 = 0,38 lít.Bài tập tự luyệnBài 1.51. Để hòa tan hoàn toàn 8 gam một oxit kim loại(II) cần 200 gam dung dịch HCl 7,3%. Xác định công thức oxit.

Đáp số: MgOBài 1.52. Cho 20,4 gam Al2O3 phản ứng với 400 gam dung dịch H2SO4 19,6%. Tính C% dung dịch sau phản ứng.

Đáp số:

2 4

2 4 3( )

19,6% .100% 4,7%420,4

68,4% .100% 16,3%420,4

H SO

Al SO

C

C

Bài 1.53. Trộn V1 lit dung dịch HNO3 0,6M với V2 lit dung dịch KOH 0,4M thu được 0,6 lit dung dịch X. Tính V1,V2, biết 0,6 lit X hòa tan vừa hết 1,02 gam Al2O3.

Đáp số: TH 1: X dư axit, V1= V2 = 0,3 lit TH 2: X dư kiềm, V1= 0,22 lit, V2 = 0,38 lit.

Bài 1.54 Hòa tan hoàn toàn 16 gam một oxit kim loại bằng dung dịch HCl 7,3% vừa đủ,sau phản ứng thu được một dung dịch muối trong đó nồng độ phần trăm của muối là 12,5%. Xác định công thức oxit.

110

Đáp số: CuOBài 1.55 Cho một lượng hỗn hợp A gồm CuO và Fe2O3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu được 2 muối có tỉ lệ mol là 1:1. Tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A.

Đáp số: 50% và 50%--------------------------------------

TIẾT 2: TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA AXITA. Lý thuyết.I. Tính chất hóa học chung của axit1) Tác dụng với chất chỉ thị màu:

Dung dịch axit làm quì tím đỏ2) Tác dụng với kim loại :

a) Đối với các axit thường (HCl, H2SO4 loãng )

111

Axit + kim loại hoạt động muối + H2 2HCl + Fe FeCl2 + H2 b) Đối với các axit có tính oxi hoá mạnh như H2SO4 đặc , HNO3

H2SO4 đặc

Kim loại (trừ Au,Pt)+ HNO3 đặc Muối hóa trị cao + H2O + NO2 (nâu) (2 ) ;SO2

(hắc ) Fe + 4HNO3 loãng Fe(NO3)3 + 2H2O + NO

3) Tác dụng với bazơ (Phản ứng trung hoà ) Axit + bazơ muối + nước HCl + NaOH NaCl + H2O

H2SO4 + Cu(OH)2 CuSO4 + 2H2O4) Tác dụng với oxit bazơ

Axit + oxit bazơ muối + nước Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O

Lưu ý: Các axit có tính oxi hoá mạnh ( HNO3, H2SO4 đặc ) khi tác dụng với các hợp chất oxit, bazơ, hoặc muối của kim loại có hoá trị chưa cao thì cho sản phẩm như khi tác dụng với kim loạiVí dụ : 4HNO3(đ) + FeO 0t Fe(NO3)3 + 2H2O + NO2 5) Tác dụng với muối

Muối + dung dịch axit muối mới + axit mới Ví dụ : H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl

( trắng )CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2

II- Phương pháp điều chế trực tiếp axit 1) Đối với axit có oxi : *oxit axit + nước axit tương ứng

SO3 + H2O H2SO4

P2O5 + 3H2O 2H3PO4

Chú ý: SiO2 không tác dụng với nước. * axit + muối muối mới + axit mới

Ba(NO3)2 + H2SO4 BaSO4 + 2HNO3

* Một số phi kim rắn + axit có tính oxi hoá mạnh P + 5HNO3(đ)

0t H3PO4 + 5NO2 + H2O 2) Đối với axit không có oxi

* Phi kim + H2 hợp chất khí (hoà tan trong nước thành dung dịch axit )

Cl2 + H2 0t 2HCl( Khí hiđro clorua)

* Halogen (Cl2, Br2...) + nước : Ví dụ : Cl2 + H2O HCl + HClO* Muối + Axit muối mới + axit mới Ví dụ : Na2S + H2SO4 H2S + Na2SO4

B. Toán

(2 ) Sản phẩm có thể là : H2S, SO2, S (đối với H2SO4 ) và tạo NO2, NO, N2, NH4NO3 … (đối với HNO3 ).

112

Bài 2. 1. Cho 20 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được 4,48 lit H2(đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại trong A.

Hướng dẫn

Ta có: 2

4,48 0,2( )22,4Hn mol

Khi cho hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào dung dịch HCl dư, chỉ có Fe phản ứng:Fe + 2HCl FeCl2 + H2

mol: 1 1Theo phương trình:

2Hn =nFe = 0,2 molKhối lượng Fe trong hỗn hợp:

mFe = 0,2. 56 = 11,2 (gam)Khối lượng Cu trong A;

mCu = 20 – 11,2 = 8,8(gam)Bài 2.2. Hoà tan 1 muối cacbonat của kim loại M bằng 1 lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% thu được dung dịch muối sunfat 14,18 % . Tìm kim loại M.

Hướng dẫnGọi công thức muối cacbonat : M2(CO3)n ( n: hoá trị của kim loại).


M2(CO3)n + nH2SO4 M2(SO4)n + nH2O + nCO2

Để hoà tan 1 mol muối cacbonat (2M + 60n) g cần 98n g H2SO4

=> khối lượng dung dịch axit : 98n.100

9,8 = 1000n (g).

Khối lượng CO2 : 244COm n

Khối lượng muối sunfat: 2 4( )nM SOm = 2M + 96n.

Theo đầu bài nồng độ muối sunfat 14,18%, ta có:

(2M 96n).1001000n 2M 60n 44n

= 14,18

=> M = 28n.

Vì n là hóa trị của M nên nhận giá trị 1, 2, 3. ta có bảng:

n 1 2 3M 28 56(TM) 84

Thoả mãn với n = 2 => M = 56, vậy kim loại là Fe.

Bài 2.3: Để phản ứng hoàn toàn 10,4 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe cần 300ml dung dịch HCl 2M. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong X.

Hướng dẫn

113

Ta có: nHCl = 2. 0,3 = 0,6(mol)

Gọi a, b lần lượt là số mol Mg và Fe trong A

Phương trình hóa học của phản ứng:

Mg + 2HCl MgCl2 + H2

mol: a 2a Fe + 2HCl FeCl2 + H2

mol: b 2b Theo bài ra ta có hệ phương trình:

2 2 0,624 56 10,4

a ba b

Giải hệ: 0,20,1

ab

Khối lượng Mg trong A:

mMg = 0,2. 24 = 4,8(gam)

Nên: %Mg = 4,8.100% 46,15%

10,4

% Fe = 53,85%Bài 2.4. Có 2 dung dịch H2SO4 và NaOH. Biết rằng 20ml dung dịch H2SO4 tác dụng vừa đủ với 60ml dung dịch NaOH. Mặt khác cho 20ml dung dịch H2SO4

trên tác dụng với 5,91gam BaCO3, để trung hòa lượng H2SO4 dư sau phản ứng ta cần 10ml dung dịch NaOH nói trên. Tính nồng độ mol của hai dung dịch đó.

Hướng dẫn 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O (1)

H2SO4 + BaCO3 BaSO4 + CO2 + H2O (2)

H2SO4 (dư)+ 2NaOH Na2SO4 +2 H2O (3)Đặt x, y là nồng độ mol của H2SO4 và NaOH.

Tacó: nNaOH = 0,06y (mol) ( trong 60ml ) nNaOH = 0,01y (mol) ( trong 10ml )

2 4H SOn = 0,02x (mol)

Từ pt (1): n NaOH = 22 4H SOn

=> 0,06y = 2.0,02x

x = 32

y (*)

Từ pt (2,3): 2 4H SOn =

5,91197

+ 12

. 0,01y

12

. 0,06y = 0,03 + 0,005y (2*)

114

Từ (*) và (2*)

x = 1,8M ; y = 1,2M Bài 2.5. Cho 12,6 gam hỗn hợp X gồm Al và kim loại A(II) (tỉ lệ mol trong X tương ứng là 2:3) phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl 21,9%, sau phản ứng thu đượck 13,44 lit H2(đktc) và dung dịch Y.

a. Xác định kim loại Y.b. Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng.c. Tính C% của dung dịch Y.

Hướng dẫn

Ta có: 2

13,44 0,6( )22,4Hn mol

Gọi a, b lần lượt là số mol Al và A trong hỗn hợp X

Có: a: b = 2: 3 => b = 1,5a

a. Phương trình hóa học của phản ứng:

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2

mol: a 3a a 1,5a A + 2HCl ACl2 + H2

mol: b 2b b b Theo bài ra ta có hệ phương trình:

1,51,5 0,627 . 12,6A

b aa ba b M

Giải hệ:

0,20,3

24A

abM

Do đó A là MgMg + 2HCl MgCl2 + H2

mol: b 2b b b b.Tổng số mol HCl tham gia với X: nHCl = 3a + 2b = 1,2(mol)Nên:

mHCl = 1,2 . 36,5 = 43,8(gam)Do đó:

mdd = 43,8.100 200( )

21,9gam

c. Khối lượng mỗi chất tan trong dung dịch Y:

30,2.133,5 26,7( )AlClm gam

20,3.95 28,5( )MgClm gam

115

Khối lượng dung dịch Y:mddY = 12,6 + 200 – 0,6.2 = 211,4(gam)

Vậy:

3

2

26,7% .100% 12,6%211,428,5% .100% 13,5%211,4

AlCl

MgCl

C

C

Bài 2.6: Hỗn hợp X gồm Fe và Zn, dung dịch Y là dung dịch HCl. Người ta thực hiện những thí nghiệm sau đây:- TN 1: Lấy 2,98 gam hỗn hợp X cho vào 200 ml dung dịch Y. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn đem cô cạn( trong điều kiện không có oxi) thì thu được 5,82 gam chất rắn. Tính thể tích H2 thu được ở đktc.- TN 2: Lấy 2,98 gam hỗn hợp X cho vào 400 ml dung dịch Y. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn đem cô cạn như trên thì thu được 6,53 gam chất rắn.Tính nồng độ mol của dung dịch Y và phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X.

Hướng dẫn Nếu trong thí nghiệm lần thứ nhất với 200 ml dung dịch Y hết kim loại thì thí nghiệm lần thứ 2 với 400 ml dung dịch Y có khối lượng chất rắn sẽ bằng lần thứ nhất. Theo đầu bài, khối lượng chất rắn lần thứ 2 nhiều hơn lần thứ nhất nên ở thí nghiệm 1 dư kim loại, hết axit.Phương trình hoá học:

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1)Mol: 1 2 1 1

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 (2)Mol: 1 2 1 1

* Thí nghiệm 1: Khi cho 2,98g hỗn hợp X gồm Zn và Fe vào 200ml dung dịch HCl, khi phản

ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được 5,82g chất rắn, do đó khối lượng tăng là khối lượng clo tham gia phản ứng.

mCl = 5,82 – 2,98 = 2,84 (gam)

=> 2,84 0,08( )35,5Cln mol

Theo phương trình (1,2): 2

12Hn nHCl =

12

nCl = 0,04(mol)

Do đó: 2 ( )H dktcV = 0,04 . 22,4 = 0,896 lit

* Thí nghiệm 2:

Trong 200ml dung dịch Y có 0,08 mol HCl

Trong 400ml dung dịch Y có x mol HCl

116

x = 0,08.400 0,16( )

200mol

Khi cho 2,98g hỗn hợp X gồm Zn và Fe vào 400ml dung dịch HCl, khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được 6,53 g chất rắn, do đó khối lượng tăng là khối lượng clo tham gia phản ứng.

mCl = 6,53 – 2,98 = 3,55 (gam)

nHCl = 3,55 0,1( )35,5Cln mol

Nhận thấy số mol HCl trong dung dịch (0,16 mol) lớn hơn số mol HCl phản ứng( 0,1 mol), suy ra thí nghiệm 2 dư axit, hết kim loại, do đó 6,53 gam là hỗn hợp 2 muối.

Gọi a, b lần lượt là số mol Zn và Fe trong 2,98 gam hỗn hợp.

Theo bài và phương trình (1, 2) ta có:

65 56 2,98136 127 6,53

a ba b

Giải hệ ta được a= 0,02; b = 0,03

Vậy: mZn = 65a = 65 . 0,02 = 1,3 (g) -> 1,3% .100% 43,6%2,98

Zn

%Fe = 56,4%

Nồng độ mol của dung dịch Y: CM = 0,16 0,40,4

M

Bài 2.7: A và B là hai dung dịch HCl có nồng độ khác nhau. Lấy V1 lit dung dịch A tác dụng với AgNO3dư thì tạo thành 35,875 gam kết tủa. Để trung hòa V2 lít dung dịch B cần 500ml dung dịch NaOH 0,3M.a. Trộn V1 lit dung dịch A với V2 lit dung dịch B được 2 lit dung dịch C. Tính

CM dung dịch C.b. Lấy 100 ml dung dịch A và 100 ml dung dịch B đều cho tác dụng hết với Fe

thì được lượng H2 thoát ra từ 2 dung dịch đó chênh lệch nhau là 0,448 lit(đktc). Tính CM của các dung dịch A và B.

Hướng dẫn

a. Ta có: Số mol AgCl: nAgCl = 35,875 0,25( )143,5

mol

Số mol trong 500 ml dung dịch NaOH 0,3M:nNaOH = 0,5 . 0,3 = 0,15(mol)

Phương trình hóa học của phản ứng: HCl + AgNO3 HNO3 + AgCl (1)

mol: 0,25 0,25

117

HCl + NaOH NaCl + H2O (2)mol: 0,15 0,15

Tổng số mol HCl trong dung dịch C:nHCl = 0,25 + 0,15 = 0,4(mol)

Nên:

CM = 0,4 0,2( )2

M

b. Phương trình hóa học của phản ứng:Fe + 2HCl FeCl2 + H2

Gọi x, y lần lượt là nồng độ mol của dung dịch A, B. Ta có:0,25 0,15 2(*)

x y

Theo bài ra ta có 2 trường hợp:* Trường hợp 1:

Lượng H2 thoát ra từ dung dịch A nhiều hơn lượng H2 thoát ra từ dung dịch B:0,1 0,1 0,02(2*)

2 2x y

Từ (*) và (2*) ta có: x= 0,5; y = 0,1 Nên: CM(A) = 0,5M và CM(B) = 0,1M

* Trường hợp 2: Lượng H2 thoát ra từ dung dịch B nhiều hơn lượng H2 thoát ra từ dung dịch A:

0,1 0,1 0,02(3*)2 2

y x

Từ (*) và (3*) ta có: x= 0,145; y = 0,545.Nên: CM(A) = 0,145M và CM(B) = 0,545M

Bài 2.8: Cho 16 gam hỗn hợp A gồm 2 kim loại X, Y tác dụng với dung dịch HCl dư, sau phản ứng được 8,96 lit H2(đktc) và dung dịch B. Cô cạn dung dịch B được m gam hỗn hợp 2 muối XCl2 và YCl2.

a. Tính m.b. Xác định 2 kim loại X, Y, biết số mol tương ứng trong A là 1: 1 và MX :

MY = 3: 7.Hướng dẫn

Ta có : 2Hn = 8,96: 22,4= 0,4(mol)

Gọi a, b lần lượt là số mol X, Y tham gia phản ứng.Phương trình hoá học:

X + 2HCl XCl2 + H2 (1)mol: a a a

Y + 2HCl YCl2 + H2 (2)mol: b b b

a. Theo bài ra ta có:

2Hn = a+ b = 0,4(*)Lại có:

118

mX = a.X + b.Y = 16(**)Khối lượng muối khan tạo thành: m= a(X+ 71) + b(Y+ 71) = (a.X + b.Y) + 71(a + b)(***)Thay (*) và (**) vào (***) mX = 16 + 71 . 0,4 = 44,4 (gam)b. Theo câu a ta có: a+ b = 0,4

Mà a : b = 1: 1Suy ra: a= b = 0,2 (mol)Lại có:

37

X

Y

MM

MX = 37 YM

Thay vào (**) ta được: MX = 56; MY = 24

Vậy X là Fe; Y là MgBài 2.9: Cho 7,2 gam kim loại A(II) vào 350 gam dung dịch HCl 7,3%, sau phản ứng thu được dung dịch B và khí C. Để phản ứng hết lượng axit còn dư trong B, người ta cần thêm tiếp 50 gam dung dịch NaOH 8%, sau phản ứng thu được dung dịch D.

a. Xác định kim loại.b. Tính C% dung dịch D.

Hướng dẫna. Ta có:Số mol HCl ban đầu:

nHCl= 0,35. 2 = 0,7(mol)Số mol NaOH:

nNaOH = 50.8 0,1( )

100.40mol

Phương trình hóa học của phản ứng:NaOH + HCl NaCl + H2O(1)

mol: 1 1 1Theo (1): nHCl = nNaOH = 0,1(mol)Nên số mol HCl tham gia phản ứng với A:

nHCl= 0,7 – 0,1 = 0,6(mol)Phương trình hóa học:

A + 2HCl ACl2 + H2 (2) mol: 1 2 1

Theo (2): nA = 1 .2 HCln = 0,3(mol)

Do đó: 7,2 240.3AM

119

Kim loại A là Mg

Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (2)b. Dung dịch D gồm NaCl và MgCl2

Theo phương trình (1): nNaCl = nNaOH = 0,1(mol) mNaCl = 0,1 . 58,5 = 5,85(gam)


20,3( )MgCl Mgn n mol

Nên: 2

0,3.95 28,5( )MgClm gam Khí C là H2, khối lượng là:

20,3.2 0,6( )Hm gam

Khối lượng dung dịch D:mdd = 7,2 + 350 + 50 – 0,6 = 406,6(gam)

Vậy:5,85% .100% 1,44%

406,6NaClC

2

28,5% .100% 7%406,6MgClC

Bài 2.10. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp C gồm FeS2 và Cu2S thu được khí SO2 và hỗn hợp rắn D gồm Fe2O3, CuO. Chuyển toàn bộ SO2 thành SO3 rồi hấp thụ hết vào nước thu được dung dịch E. Cho toàn bộ D vào cốc chứa dung dịch E, sau đó phải thêm tiếp 375 ml dung dịch HCl 2M vào cốc thì D mới vừa đủ tan hết tạo ra dung dịch F. Cho dung dịch F tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl2 thu được 116,5 gam kết tủa. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Tính m.

Hướng dẫnTa có: Số mol HCl trong 375 ml dung dịch HCl 2M:

nHCl =0,375 . 2 = 0,75(mol)Số mol BaSO4:

4aSO116,5 0,5( )233Bn mol

Gọi a, b lần lượt là số mol FeS2 và Cu2S trong m gam hỗn hợp CCác phương trình hóa học của phản ứng:

4FeS2 + 11 O2 ot 2Fe2O3 + 8SO2(1)

a 0,5a 2aCu2S + 2O2

ot 2CuO + SO2 (2) b 2b b

2SO2 + O2 2 5

otV O 2SO3 (3)

2a+b 2a+b SO3 + H2O H2SO4 (4)

120

2a+b 2a+bFe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O(5)CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (6)Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (7)CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (8)Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 3BaSO4 + 2FeCl3(9)CuSO4 + BaCl2 BaSO4 + CuCl2 (10)

Theo phương trình (6,7,10):

4 2 4aSO 0,5( )B H SOn n mol Suy ra: 2a+ b = 0,5 (*)

Tổng số mol axit H2SO4 và HCl cần dùng trong các phản ứng (6,7,8,9) là:n = (2a+ b) + 0,75

=> 2(2 ) 0,75H

n a b Fe2O3 + 6H+ 2Fe3+ + 3H2O0,5a 3aCuO + 2H+ Cu2+ + H2O2b 4b

Ta có: 3a + 4b = 2(2a + b) + 0,75 - a + 2b = 0,75 (2*)

Từ (*) và (2*) suy ra: 0,050,4

ab

Vậy: m = 0,05 . 120 + 0,4 . 160 = 70( gam)

Bài tập tự luyện:Bài 2.11. Để hòa tan hết 18,4 gam hỗn hợp A gồm 2 muối XCO3 và YCO3 cần 200ml dung dịch HCl 2M, sau phản ứng được V lit CO2(đktc) và dung dịch B. Cô cạn dung dịch B được m gam muối khan.

a. Tính V.b. Tính mc. Xác định 2 kim loại X, Y, biết số mol tương ứng trong A là 1: 1 và MX : MY

= 3: 5. Đáp số: a. V = 4,48 lit b. m = 20,6 gam c. X là Mg; Y là CaBài 2.12. Hai cốc đựng dung dịch HCl được đặt trên hai đĩa cân A và B, cân ở trạng

thái cân bằng. Cho 5 gam CaCO3 vào cốc A và cho 4,8 gam M2CO3 (M là kim loại)

vào cốc B. Sau khi hai muối đã tan hoàn toàn, cân trở lại vị trí cân bằng. M là kim

loại nào?

Đáp số: M là Na

Bài 2.13: Cho a gam kim loại đồng tác dụng hết với axit H2SO4 đặc, nóng thu được V lít khí (đktc). Oxi hóa toàn bộ lượng khí sinh ra bằng O2 (giả sử hiệu suất là

121

100%) rồi cho vào sản phẩm thu được tác dụng với nước được 200 g dung dịch H2SO4 19,6%. Tính a

Đáp số: a = 25,6 gamBài 2.14: Hoà tan 7 gam một kim loại R trong 200 gam dung dịch HCl vừa đủ, thu được 206,75 gam dung dịch A. Xác định kim loại R.

Đáp số: R là Fe Bài 2.15: Cho 9,6 gam kim loại A(II) vào 450 gam dung dịch HCl 7,3%, sau phản ứng thu được dung dịch B và khí C. Để phản ứng hết lượng axit còn dư trong B, người ta cần thêm 100ml dung dịch KOH 1M.

a. Xác định kim loại.b. Tính VC (đktc)

Đáp số: a. Mg b. 8,96 lBài 2.16. Cho 200 ml dung dịch NaOH 2M vào 300 ml dung dịch HCl 1M. Tính CM

của dung dịch sau phản ứng. Đáp số: 0,6M và 0,2M

Bài 2.17. Để hòa tan hoàn toàn 16,8 gam muối cacbonat của kim loại (II) cần 200 gam dung dịch HCl 7,3%.a. Xác định công thức muối. b. Tính C% của dung dịch sau phản ứng.

Đáp số: a. MgCO3 b. 9,13%Bài 2.18. Cho 11 gam hỗn hợp A gồm Al và Fe phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl 7,3%, sau phản ứng được 8,96 lit H2(đktc).a. Tính khối lượng mỗi kim loại trong A. b. Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng. Đáp số: a. mFe= 5,6g; b. 400gBài 2.19. Cho 10,2 gam hỗn hợp A gồm Al và kim loại X(II) phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl 14,6%, sau phản ứng được 11,2 lit H2(đktc). Biết nAl: nX = 1:1.a. Xác định X b. Tính C% dung dịch sau phản ứng.

Đáp số: a. Mg b. 10,3% và 7,3%Bài 2.20. Để hòa tan hết 24,2 gam hỗn hợp X gồm A(II) và B(II) cần 200ml dung dịch H2SO4 2M, sau phản ứng thu được V lit H2(đktc) và dung dịch Y.

a. Tính Vb. Cô cạn dung dịch Y được bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan.c. Xác định A, B. Biết nA: nB = 1: 1 và MA : MB = 1,16.

Đáp số: a. 8,96 l b. 62,6 gam c. Zn và Fe------------------------------------------------------------

TIẾT 3 TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA BAZƠA. Lý thuyết.

122

I- Tính chất hóa họcBAZƠ TAN BAZƠ Không Tan

1) Làm đổi màu chất chỉ thị Quỳ tím xanh Phênolphtalein đỏ

2) Bazơ + axit muối + nước NaOH + HNO3 NaNO3 + H2O 3) Bazơ + oxit axit muối + nướcBa(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O4)Bazơ tác dụng với muối

( xem bài muối )Chú ý: dd bazơ tác dụng với chất lưỡng tính2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O

1) Bazơ + axit muối + nước Cu(OH)2 + 2HCl CuCl2 + 2H2O2) Bazơ 0t oxit bazơ + nước

2Fe(OH)3 0t Fe2O3 + 3H2O

Chú ý: Từ Fe(OH)2 thành Fe(OH)3

4Fe(OH)2+O2+2H2Oot 4Fe(OH)3(*)

(Như vậy nếu nung Fe(OH)2 trong không khí sẽ thu được Fe2O3 vì xảy ra phản ứng * và phản ứng: 2Fe(OH)3

ot Fe2O3 + 3H2O Do vậy muốn chuyển Fe(OH)2 thành FeO phải nung Fe(OH)2 trong điều kiện chân không:

Fe(OH)2

otck

FeO + H2O)

II- Phương pháp điều chế trực tiếp 1) Điều chế bazơ tan* Kim loại tương ứng + H2O dd bazơ + H2 Ví dụ : Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 * Oxit bazơ + H2O dd bazơ *Điện phân dung dịch muối ( thường dùng muối clorua, bromua … )

Ví dụ : 2NaCl + 2H2O coù maøng ngaên

ñpdd 2NaOH + H2 + Cl2

* Muối + dd bazơ muối mới + bazơ mới Ví dụ : Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2NaOH

2) Điều chế bazơ không tan* Muối + dd bazơ muối mới + bazơ mới Ví dụ : CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaCl

B. Toán.Bài 3.1. Cho 15,5 gam Na2O vào nước được 0,5 lit dung dịch A.

a. Tính CM dung dịch A.b. Tính thể tích dung dịch H2SO4 20%(D= 1,14g/ml) cần để trung hòa dung

dịch A. Tính CM của dung dịch sau phản ứng.Hướng dẫn.

Ta có: 2

15,5 0,25( )62Na On mol

Phương trình hóa học của phản ứng: Na2O + H2O 2NaOH(1)

mol: 1 2a. Theo phương trình (1):

22. 0,5( )NaOH Na On n mol

Nồng độ mol của dung dịch A:

123

CM = 0,5 1( )0,5

n MV

b. Phương trình hóa học:2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O(2)

mol: 2 1 2Theo phương trình (2):

2 4

1 . 0,25( )2H SO NaOHn n mol

Khối lượng H2SO4 cần dùng:

2 40,25.98 24,5( )H SOm gam

Khối lượng dung dịch H2SO4 20% cần dùng:24,5.100 122,5( )

20ddm gam

Thể tích dung dịch là:

V=122,5 107,5( )1,14

ddmml

D hay 0,1075(lit)

* Tính CM dung dịch sau phản ứng:Thể tích dung dịch sau phản ứng:

Vdd = 0,5 + 0,1075 = 0,6075(lit)Theo phương trình (2):

2 4

1 1. .0,5 0,25( )2 2Na SO NaOHn n mol

Vậy nồng độ mol của dung dịch Na2SO4 là:0,25 0,41( )

0,0675MnC MV

Bài 3.2: Phân hủy hoàn toàn 84 gam MgCO3 được khí A. Hòa tan hết 7,05 gam Na2O vào nước được dung dịch B.

a. Sục từ từ toàn bộ khí A vào dung dịch B. Tính khối lượng sản phẩm thu được.

b. Nếu cho 2,24 lit khí A(đktc) vào dung dịch B thì có bao nhiêu gam muối tạo thành.

Hướng dẫn

Số mol MgCO3: 3

84 1( )84MgCOn mol


MgCO3 ot MgO + CO2 (1)

mol: 1 1Theo phương trình (1):

2 31( )CO MgCOn n mol

Số mol Na2O: 2

7,05 0,075( )94Na On mol

124

Phương trình hóa học:Na2O + H2O 2NaOH (2)

mol: 1 2Theo phương trình (2):

22. 0,15( )NaOH Na On n mol

a. Khi sục khí A vào dung dịch B:

Ta có: 2

0,15 0,15 11

NaOH

CO

nn

Sản phẩm là NaHCO3

NaOH + CO2 NaHCO3(3) mol: 1 1 1Theo phương trình(3):

3NaHCOn = nNaOH = 0,15(mol)

Do đó: 3NaHCOm = 0,15. 84= 12,6(g)

b. Ta có : 2

2,24 0,1( )22,4COn mol

Nhận thấy: 2

0,15 1,50,1

NaOH

CO

nn

Ta thấy 1< 2

2( )

CO

Ca OH

nn <2

=> Sản phẩm là hỗn hợp 2 muối Na2CO3 và NaHCO3

Gọi a, b lần lượt là số mol Na2CO3 và NaHCO3 tạo thành 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2Omol: 2a a a NaOH + CO2 NaHCO3

mol: b b b

Ta có: 2 0,15

0,1a b

a b

Giải hệ:

0,050,05

ab

Nên khối lượng muối tạo thành là m= 106a+ 84b= 9,5(gam)

Bài 3.3. Cho một lượng bột CaCO3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl 32,85%, sau phản ứng thu được dung dịch A trong đó nồng độ HCl còn lại là 24,2%. Thêm vào A một lượng bột MgCO3, khuấy đều cho phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau phản ứng thu được dung dịch B trong đó nồng độ HCl còn lại là 21,1%. Tính nồng độ phần trăm của các muối CaCl2 và MgCl2 trong dung dịch B.

Hướng dẫnGọi x là số mol của CaCO3

125

PTHH: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 (1)

mol: x 2x x xDung dịch A gồm CaCl2, HCl 24,2% Khối lượng HCl tham gia phản ứng (1) là :73x (g)Khối lượng CO2 thoát ra là: 44x (g)Giả sử ban đầu lấy 100g dung dịch HCl 32,85% tham gia phản ứng.Nồng độ dung dịch HCl sau phản ứng (1) là:

C% = 32,85 73 .100 24,2

100 100 44x

x x

=> Giải phương trình trên được x = 0,1 mol. =>

2CaClm = 111 . 0,1 = 11,1 gThêm MgCO3 vào dung dịch A

MgCO3 + 2HCl MgCl2 + H2O + CO2 (2) mol: y 2yDung dịch B gồm : CaCl2, MgCl2, HCl 21,1%Gọi y là số mol MgCO3

Khối lượng MgCO3 là: 84y (g)Khối lượng HCl tham gia phản ứng (2) là: 73y (g)Khối lượng CO2 thoát ra theo phản ứng (2) là: 44y (g)Nồng độ dung dịch HCl sau phản ứng (2) là:

C% =32,85 7,3 7,3 .100 21,1

100 5,6 84 44y

y y

Giải phương trình trên được y = 0,04mol

2MgClm = 95 . 0,04 = 3,8gKhối lượng dung dịch sau phản ứng (2) là:

100 + 5,6 + 40 . 0,04 = 107,2gNồng độ C% của CaCl2 là:

C% = 11,1

107,2100% = 10,35%

Nồng độ C% của dung dịch MgCl2 là:

C% = 3,8

107,2 . 100% = 3,54%

Bài 3.4: Hoà tan hoàn toàn 14,2 gam hỗn hợp C gồm MgCO3 và muối cacbonat của kim loại R vào axit HCl 7,3% vừa đủ, thu được dung dịch D và 3,36 lít khí CO2 (đktc). Nồng độ MgCl2 trong dung dịch D bằng 6,028%. Xác định kim loại R và thành phần phần % theo khối lượng của mỗi chất trong C.


2

3,36 0,15( )22,4COn mol

Đặt công thức của muối cacbonat của kim loại R là R2(CO3)x (x là hoá trị của R)

126

PTHH: MgCO3 + 2 HCl MgCl2 + CO2 + H2O (1) R2(CO3)x + 2xHCl 2 RClx + xCO2 + xH2O (2)

2COm = 0,15 . 44 = 6,6 (g) Từ (1) và (2):

nHCl = 22COn = 2 . 0,15 = 0,3 (mol)

mddHCl = 0,3.36,5.100 1507,3 (g)

Do đó: m dd E = 150 + 14,2 – 6,6 + 32,4 = 190 (g)

2MgClm =

190.5 9,5100 (g)

2MgCln =

9,595

= 0,1 (mol)

Từ (1): 3MgCOn =

2COn = 2MgCln = 0,1 mol

2COn ở (2) = 0,05 mol và

3MgCOm = 8,4 g

2 3( )xR COm = 14,2 – 8,4 = 5,8 (g)

Ta có : 0,1(2MR + 60x) = 5,8 MR = 28xVì x là hóa trị của R,nhận giá trị 1,2,3. Ta có bảng:

x 1 2 3MR 28 56 84

Với x = 2, MR = 56 thoả mãnVậy R là Fe. công thức muối là FeCO3

% về khối lượng của MgCO3 = 8,4 .100%

14,2 59,15 (%)

% về khối lượng của FeCO3 = 100% – 59,15% = 40,85 (%)

Bài 3.5. A là dung dịch H2SO4 có nồng độ a (M). Trộn 500 ml dung dịch A với 200

ml dung dịch KOH 2M, thu được dung dịch D. Biết 12

dung dịch D phản ứng vừa

đủ với 0,39 gam Al(OH)3.a. Tìm a.b. Hoà tan hết 2,668 gam hỗn hợp B gồm Fe3O4 và FeCO3 cần vừa đủ 100 ml

dung dịch A. Xác định khối lượng từng chất trong hỗn hợp B. Hướng dẫn

a. Tính aSố mol H2SO4: 2 4H SOn = 0,5a (mol)Số mol KOH: nKOH = 2.0,2 = 0,4 (mol); Số mol Al(OH)3: 3( )Al OHn = 0,39: 78= 0,005(mol)PTHH:

H2SO4 +2KOH K2SO4 + 2H2O (1)

127

Do dung dịch D phản ứng được với Al(OH)3 nên có 2 trường hợp: H2SO4 dư hoặc KOH dư. Trường hợp 1: Dung dịch D chứa H2SO4 dư

3H2SO4 +2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6H2O (2) Theo (1) và (2) ta có:

0,2 + 32

. 0,005. 2 = 0,5a => a=0,43(M)

Trường hợp 2: Dung dịch D chứa KOH dưKOH +Al(OH)3 KAlO2 + 2H2O (3)

Theo (1) và (3) ta có: a + 0,005.2 = 0,4 => a=0,39(M)

b. Tính m Gọi x,y lần lượt là số mol của Fe3O4 và FeCO3.Theo bài ra: 232x + 116y= 2,668 (I)PTHH: Fe3O4 + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + FeSO4 +4H2O (4)

FeCO3 + H2SO4 FeSO4 + CO2 +H2O (5) Trường hợp 1:

a= 0,43(M) => số mol H2SO4 : 2 4H SOn = 0,43.0,1= 0,043 (mol)

Theo (4) và (5): 4x +y =0,043 (II)Giải hệ (I) và (II) => x= 0,01; y= 0,003

Khối lượng Fe3O4:

3 4Fe Om = 0,01. 232= 2,32 (gam); Khối luợng FeCO3:

3FeCOm = 2,668- 2,32 =0,348 (gam)

Trường hợp 2: a= 0,39(M) => số mol H2SO4 = 0,39.0,1= 0,039 (mol)

Theo (4) và (5): 4x +y =0,039 (III)Giải hệ (I) và (III) => x= 0,008; y= 0,007

Khối lượng Fe3O4 :

3 4Fe Om = 0,008. 232= 1,856 (gam); Khối luợng FeCO3:

3FeCOm = 2,668- 1,856 =0,812 (gam)

Bài 3.6. Cho 20,88 gam hỗn hợp A gồm Fe3O4, Cu tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch HCl 10%. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy còn lại có một kim loại B không tan. Đem lượng kim loại B không tan này đốt cháy hết trong không khí thấy tạo thành 4,64 gam một oxit. 1. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. 2. Tính khối lượng dung dịch HCl đã dùng.

Hướng dẫn1. Gọi số mol của Fe3O4, và Cu lần lượt là x, y (mol) ta có:

mhh = 232.x + 64.y = 20,88 (gam) (I)

128

Các phương trình phản ứng xảy ra: Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (1).

mol x 8x x 2x Cu + 2FeCl3 2FeCl2 + CuCl2 (2). mol x 2x 2x x

Số mol của Cu dư là: nCu = y – x (mol). Phản ứng đốt cháy Cu dư

2Cu + O2 0t 2CuO. (3)

mol y-x y-xTheo bài ra ta có:

nCuO = y – x = 8064,4

= 0,058 (mol) (II)

Giải hệ phương trình (I), (II) ta đượcx = 0,058 (mol) và y = 0,116 (mol).

Vậy khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu là:mCu = 64. 0,116 = 7,424 (gam)

3 4Fe Om = 0,058.232 = 13,456 (gam)

Nên:

% mCu = 88,20424,7

.100% = 35,56%

%3 4Fe Om = 100% - 35,56% = 64,44%.

2. Số mol HCl đã dùng là: nHCl = 8.x = 8.0,058 = 0,464 (mol).

Khối lượng dung dịch HCl đã dùng là:

mddHCl = %10%100.5,36.464,0

= 169,36 (gam)

Bài 3.7. Một hỗn hợp G gồm Al, Al2O3, MgO tan hết trong 2 lit dung dịch H2SO4

0,5M được dung dịch H và 6,72 lit H2( đktc). Để trung hòa dung dịch thu được bắt đầu cho kết tủa với NaOH thì thể tích tối thiểu dung dịch NaOH 0,5M phải thêm vào dung dịch H là 0,4 lit và để cho kết tủa bắt đầu không thay đổi nữa thì thể tích dung dịch NaOH 0,5M cần dùng là 4,8 lit. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp G.

Hướng dẫnGọi a,b,c lần lượt là số mol của Al, Al2O3, MgO trong G

2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (1)Mol: a 1,5a 0,5a 1,5a Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O(2) Mol: b 3b b MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O(3)Mol: c c cCó:

20,3Hn ;

2 4 ( ) 1H SO bdn .

129

Theo (1): 1,5a = 0,3 nên a = 0,2; mAl = 5,4 gamDung dịch H gồm:

(0,5a+b) mol Al2(SO4)3= 0,1 + b; c mol MgSO4; H2SO4 dư.Khi thêm NaOH vào dung dịch H, đầu tiên NaOH trung hòa H2SO4 dư, khi đó chưa có kết tủa. Chỉ bắt đầu có kết tủa khi NaOH vừa trung hòa hết axit dư và bắt đầu phản ứng với 2 muối. Vậy 0,4 lit dung dịch NaOH 0,5M được dùng để trung hòa hết axit dư. H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2OMol: 0,1 0,2Mà số mol H2SO4 ban đầu là 1 mol, nên số mol H2SO4 phản ứng(1,2,3) là 1 – 0,1 = 0,9mol Có: 0,3 + 3b + c = 0,9 hay 3b + c = 0,6(*)Sau phản ứng trung hòa ta có 2 phản ứng trao đổi:

Al2(SO4)3 + 6NaOH 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 0,1+b 0,6+6b 0,2+2b

MgSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Mg(OH)2 c 2c Nếu còn dư NaOH thì NaOH hòa tan Al(OH)3. Vậy kết tủa bắt đầu không đổi khi Al(OH)3 vừa tan trở lại hết. Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 0,2+2b 0,2+2b Tổng số mol NaOH phải dùng là: 0,2+ 0,6+6b+2c+0,2+2b=2,4Hay: 4b+c=0,7 (**)Giải hệ(*) và (**): b = 0,1 molAl2O3; c = 0,3 mol MgO Nên:

2 310,2( )Al Om gam ; mMgO = 12 gam.

Bài 3.8: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam photpho thu được chất A , cho chất A tác dụng với 800 ml dd NaOH 0,6 M thì thu được muối gì ? Tính khối lượng của muối đó .

Hướng dẫn

np = 31

2,6= 0,2 mol

Có thể xảy ra các phản ứng sau :

4P + 5O2 ot 2P2O5 (1)

P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (2)

H3PO4 + NaOH NaH2PO4+ H2O (3)

H3PO4 +2 NaOH Na2HPO4+2 H2O (4)

H3PO4 + 3NaOH Na3PO4+3 H2O (5)

130

Theo phương trình (1) 2 5P On =

21

np = 0,1 mol

Theo phương trình (2) 3 4H POn = 2

2 5P On = 0,1.2 = 0,2 mol

n NaOH = 0,8.0,6 = 0,48 mol

Tỉ lệ 3 4

NaOH

H PO

nn =

ab

=2,048,0

= 2,4 => 2< ab

< 3

Các phản ứng xảy ra :

H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 +2H2O

xmol 2x mol xmol

H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O

ymol 3ymol ymol

48,0322,0

yxyx

08,012,0

yx

Vậy khối lượng muối Na2HPO4 :

2 4Na HPOm = 0,12.142 = 17,04 (g)

3 4Na POm = 0,08.164 = 13,12 (g)

Bài 3.9. Cho 63,9 gam P2O5 tác dụng với 144 gam dung dịch NaOH 20% . Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch thu được sau khi phản ứng kết thúc .

Hướng dẫn

Các phản ứng xảy ra ( xem ví dụ 2 ) . Phản ứng 2,3,4,5

3 4Na POn = 22 5P On = 2. 63,9 :142 = 0,9 mol

nNaOH = (144.20 ) :(100.40) = 0,72 mol

Tỉ lệ nNaOH : 3 4H POn = 0,72 : 0,9 = 0,8 < 1

Vậy phản ứng chỉ tạo ra NaH2PO4 và H3PO4 dư

H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O

2 4NaH POn = nNaOH = 3 4H POn pư = 0,72 mol(tính theo NaOH )

2 4NaH POm = 0,72. 120 = 86,4 g

3 4H POm dư = ( 0,8 - 0,72). 98 = 7,84g

Khối lượng dung dịch sau phản ứng:

131

mdd = 63,9 + 144 = 207,9(gam)

Nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch:

2 4

86,4% .100% 41,56%207,9NaH POC

3 4

7,84% .100% 3,77%207,9H POC

Bài tập tự luyệnBài 3.10. Dẫn khí CO2 điều chế được bằng cách cho 100 gam CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl dư, đi qua 750 ml dung dịch NaOH 2M. Tính khối lượng muối thu được.

Đáp số: 97 gamBài 3.11. Trộn 200 gam dung dịch NaOH 10% với 200 gam dung dịch MgCl2 9,5% sau phản ứng thu được dung dịch A và kết tủa B. Lọc B, nung kết tủa B đến khối lượng không đổi thì thu được chất rắn D .

Tính khối lượng chất rắn D . Đáp số: 8 gam

Bài 3.12 Hoà tan hoàn toàn 4g hỗn hợp MCO3 và M, CO3 vào dung dịch HCl thấy thoát ra V lít khí ở đktc. Dung dịch thu được đem cô cạn thấy có 5,1 g muối khan. Tính V.

Đáp số: 2,24 lit

Bài 3.13. Cho 16 gam hỗn hợp A tan hết trong 245 gam dung dịch H2SO4 20%. Sau phản ứng trung hòa axit còn dư cần 50 gam dung dịch NaOH 24%. Tính khối lượng MgO và Fe2O3 trong A.

Đáp số: mMgO = 8 gam; 2 3

8Fe Om gam

Bài 3.14. Để hòa tan hoàn toàn 24,1 gam hỗn hợp A gồm Fe2O3 và ZnO cần 400 gam dung dịch H2SO4 9,8%, sau phản ứng được dung dịch B.

a. Tính khối lượng mỗi chất trong A.

b. Cho 400 gam dung dịch NaOH 16% vào dung dịch B, sau phản ứng được kết tủa E và dung dịch F. Tính khối lượng kết tủa E và C% của dung dịch F.

Đáp số: a. 2 3

16 ; 8,1 .Fe O ZnOm gam m gam

b. m = 21,4gam.

C%lần lượt là 2,29%; 7,08%; 1,78%

Bài 3.15. Sục từ từ 6,72 lit CO2(đktc) vào 400 gam dung dịch KOH 11,2%.

a. Tính khối lượng muối tạo thành.

b. Tính C% các chất tan có trong dung dịch sau phản ứng.

132

Đáp số: a. 41,4 gam.

b. C% lần lượt là: 10% và 2,7%

Bài 3.16. Cho 21,3g P2O5 tác dụng với 200g dung dịch KOH 8,4%. Muối nào được tạo thành? Khối lượng là bao nhiêu? Đáp số : 40,8 (g)

-----------------------------------------------

TIẾT 4: MUỐII- Tính chất hóa học1) Tác dụng với kim loại

Dung dịch muối + kim loại muối mới + Kim loại mớiVí dụ : Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu

Điều kiện : kim loại tham gia phải mạnh hơn kim loại trong muối2) Tác dụng với muối :

Hai dung dịch muối tác dụng với nhau tạo thành 2 muối mớiVí dụ: CuCl2 + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2AgCl

3) Tác dụng với bazơDung dịch muối + dung dịch bazơ muối mới + bazơ mớiVí dụ:Fe2(SO4)3 + 6NaOH 3Na2SO4 + 2Fe(OH)3

4) Tác dụng với axit Muối + dung dịch axit muối mới + axit mới Ví dụ : H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl

CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 5) Muối bị nhiệt phân huỷ: (Xem phần phản ứng nhiệt phân )II- PHảN ứNG TRAO ĐổI TRONG DUNG DịCH1) Khái niệm

Phản ứng trao đổi là phản ứng hoá học trong đó hai hợp chất trao đổi thành phần cấu tạo để tạo ra các sản phẩm

Ví dụ : phản ứng của muối với : muối, bazơ, axit ( kể cả phản ứng của axit với bazơ hoặc oxit bazơ )2) Điều kiện để phản ứng trao đổi xảy ra được

Sản phẩm sinh ra có ít nhất một chất không tan, hoặc chất khí, hoặc nước

133

Lưu ý : -Đa số muối của axit yếu hơn thường bị tan trong axit mạnh hơn (do xảy ra

phản ứng hoá học)Ví dụ : AgNO3 + H3PO4 Ag3PO4 + HNO3

( Ag3PO4 bị tan trong HNO3 nên không tồn tại kết tủa )- Riêng muối sunfua của các kim loại từ Pb về sau trong dãy hoạt động hoá học

của kim loại không tan trong các axit thường gặp. Vì vậy pư sau đây xảy ra được: CuCl2 + H2S CuS (đen ) + 2HCl

III- PHƯƠNG PHáP ĐIềU CHế TRựC TIếP1) Các phản ứng thông thường1. Kim loại tác dụng với axita. Với axit HCl, H2SO4 loãng: Kim loại (đứng trước H trong dãy HĐHH của kim

loại) + axit Muối + hiđro.

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 .

2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2

*Chú ý: Nếu kim loại có nhiều hóa trị khi phản ứng với axit tạo muối của kim loại hóa trị thấp. b. Với H2SO4 đặc, HNO3: Kim loại+ axit Muối( Kim loại hóa trị cao) + nước+ chất khác hiđro

Cu + 2H2SO4đ ot CuSO4+ SO2 + 2H2O

2Fe + 6H2SO4đot Fe2(SO4)3+ 3SO2 + 6H2O

3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O*Lưu ý: Khi kim loại phản ứng với HNO3 có thể tạo ra nhiều sản phẩm như NO (Khí không màu, hóa nâu trong không khí), NO2(Khí màu nâu), N2 (Khí không màu, không cháy, chiếm 78% thể tích không khí), NH4NO3… tùy thuộc vào kim loại, điều kiện phản ứng và nồng độ axit. Với những kim loại vừa phản ứng với nước, vừa phản ứng với axit, khi cho vào

dung dịch axit, kim loại sẽ phản ứng với axit trước, nếu dư kim loại mới phản ứng với nước.

Ví dụ: Cho Ba dư vào dung dịch H2SO4

Ba + H2SO4 BaSO4+ H2

Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 (Trong 2 phản ứng trên sau khi lọc bỏ kết tủa, dung dịch thu được là Ba(OH)2 )

2. Oxit bazơ tác dụng với axit tạo muối và nước CuO +2HCl CuCl2 + H2O Na2O + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O

3. Bazơ tác dụng với axit tạo muối và nước Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2 + 2H2O 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O

134

4. Oxit axit tác dụng với kiềm CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH NaHCO3

SiO2+ 2NaOH ot Na2SiO3 + H2O

5. Oxit bazơ tác dụng với oxit axit CaO + CO2 CaCO3

6. Muối tác dụng với axit tạo muối mới và axit mới.ĐK phản ứng xảy ra: Axit tạo thành yếu hoặc dễ bay hơi hơn axit tham gia Muối tạo thành không tan trong axit mới

CaCO3 +2HCl CaCl2 + CO2 + H2O

BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl (*)

Chú ý: Nếu axit tham gia và tạo thành mạnh tương đương nhau thì muối kết tủa.(PT *)

7. Kiềm tác dụng với muối tạo muối mới và bazơ mới Điều kiện phản ứng xảy ra: Hai chất tham gia tan Muối mới hoặc bazơ mới kết tủa

2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4

Ba(OH)2 + FeSO4 BaSO4 + Fe(OH)2

8 .Bazơ tác dụng với oxit lưỡng tính: 2NaOH + Al2O3 2NaAlO2 + H2O

Natri aluminat 2KOH + ZnO K2ZnO2 + H2O

Kalizincat9. Bazơ tác dụng hiđroxit lưỡng tính

NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 Ba(AlO2)2 + 4H2O

10. Bazơ tác dụng với Al, Zn

2KOH + 2Al + 2H2O 2KAlO2 + 3H2

2NaOH + Zn Na2ZnO2 + H2

11. Bazơ tác dụng với phi kim 2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O Dung dịch nước Javen

12. Muối tác dụng với MuốiĐiều kiện phản ứng xảy ra:

Hai muối tham gia tan ít nhất có một muối tạo thành kết tủa

135

MgSO4 + BaCl2 MgCl2 + BaSO413. Muối tác dụng với kim loại

Điều kiện phản ứng xảy ra: Kim loại tham gia hoạt động mạnh hơn kim loại trong muối

Muối tham gia và tạo thành phải tan

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

14. Nhiệt phân muối:

2KMnO4 ot K2MnO4 + MnO2 + O2

2KClO3 ot 2KCl + 3O2

2NaHCO3 ot Na2CO3 + CO2 + H2O

15. Kim loại tác dụng với phi kim; 2Fe + 3Cl2

ot 2FeCl3

Fe + S ot FeS16. Muối + phi kim:

2FeCl2 + Cl2 2FeCl3

17. Muối + oxit:

Na2CO3 + SiO2 ot Na2SiO3 + CO2

2) Các phản ứng chuyển đổi giữa muối trung hoà và muối axit.

* Muối axit + kiềm muối trung hoà + nước ví dụ :NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O

2NaHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O* Muối trung hoà + oxit tương ứng / H2O muối axit

Ví dụ : 2CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (1)

3) Phản ứng chuyển mức hoá trị của kim loại

Muối Fe(II) 2 2PK maïnh ( Cl , Br ... ) ( )

Fe Cu

Muối Fe(III)

Ví dụ : 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3

6Fe(NO3)2 + 3Cl2 4Fe(NO3)3 + 2FeCl3

Fe2(SO4)3 + Fe 3FeSO4

2FeCl3 + Cu 2FeCl2 + CuCl2 IV. PHảN ứNG NHIệT PHÂN MUốI1- Nhiệt phân muối nitratDãy HĐHH của kim loại

K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt AuQui luật phản ứng chung :

(1) Phản ứng này giải thích vì sao khi thổi hơi thở vào nước vôi trong đầu tiên nước vôi bị đục, sau đó trong trở lại.

136

Muối Nitrat ot Sản phẩm X + O2 - Nếu kim loại từ K đến Na thì sản phẩm X là : Muối Nitrit (mang gốc -NO2)

2NaNO3 ot 2NaNO2 + O2

- Nếu KL từ Mg Cu : Sản phẩm X là: Oxit kim loại + NO2 2Cu(NO3)2

ot 2CuO + 4NO2 + O2 - Nếu KL sau Cu :Sản phẩm X là : Kim loại + NO2

2AgNO3 ot 2Ag + 2NO2 + 2O2

2- Nhiệt phân muối Cacbonat(Chỉ có muối không tan mới bị nhiệt phân huỷ )

Muối Cacbonat 0

t C Sản phẩm Y + CO2 -Kim loại từ Cu về trước, thì sản phẩm Y là : Oxit kim loại

CuCO3 ot CuO + CO2

-Kim loại sau Cu, thì sản phẩm Y là: Kim loại + O2 Ag2CO3

ot 2Ag +O2 + CO2 3- Nhiệt phân muối hiđrocacbonat

Hiđrocacbonat ot Cacbonat trung hòa + CO2 + H2O

Ca(HCO3)2 ot CaCO3 + CO2 + H2O

4- Nhiệt phân muối sunfat (trừ muối Sunfat của K, Na, Ba bền với nhiệt )Muối sunfat ot sản phẩm Z + O2 + SO2

* Từ Mg Cu thì sản phẩm Z là: Oxit kim loại 4FeSO4

ot 2Fe2O3 + 4SO2 + O2 * Sau Cu thì sản phẩm Z là: Kim Loại Ag2SO4

ot 2Ag + SO2 + O2 5- Các muối của nguyên tố hoá trị rất cao khi nhiệt phân đều cho khí O2

2KClO3 ot 2KCl + 3O2

6- Nhiệt phân muối amoni :* Amoni của gốc axit dễ bay hơi (- Cl, = CO3 …) : sản phẩm là axit tạo muối + NH3

Ví dụ : NH4Cl ot NH3 + HCl

(NH4)2CO3 ot 2NH3 + H2O + CO2

* Amôni của axit có tính oxi hoá mạnh : NH3 chuyển hoá thành N2O hoặc N2 tuỳ thuộc nhiệt độ

Ví dụ : NH4NO3 0250 C N2O + 2H2O

2NH4NO3 0400 C 2N2 + O2 + 2H2O

V. TíNH CHấT HOá HọC CủA MUốI AXITNgoài tính chất chung của muối, các muối axit còn có những tính chất sau

đây:1- Tác dụng với kiềm :

Muối axit + Kiềm Muối trung hoà + Nước

137

VD: NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2OCa(HCO3)2 + 2NaOH Na2CO3 + CaCO3 + 2H2O

2- Muối axit của axit mạnh thể hiện đầy đủ tính chất hoá học của axit tương ứng.

2NaHSO4 + Na2CO3 2Na2SO4 +H2O + CO2 2KHSO4 + Ba(HCO3)2 BaSO4 +K2SO4+ 2CO2 + 2H2O

* Trong phản ứng trên, các muối NaHSO4 và KHSO4 tác dụng với vai trò như H2SO4.VI. PHảN ứNG ĐIệN PHÂN MUốI1) Điện phân nóng chảy:

Thường dùng muối clorua của các kim loại mạnh , oxit kim loại (mạnh), hoặc các bazơ (bền với nhiệt).

- Tổng quát: 2RClx ñpnc 2R + xCl2 Ví dụ: 2NaCl ñpnc 2Na + Cl2 - Có thể đpnc oxit của nhôm:

2Al2O3 ñpnc 4Al + 3O2 2) Điện phân dung dịch a) Đối với muối của kim loại tan :* Điện phân dd muối Halogenua ( gốc : – Cl , – Br …) có màng ngăn

Ví dụ : 2NaCl + 2H2O coù maøng ngaên

ñp 2NaOH + H2 + Cl2

* Nếu không có màng ngăn cách điện cực dương thì Cl2 tác dụng với NaOH tạo dd Javen

Ví dụ : 2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O ( dung dịch Javen )

Như vậy: NaCl + H2O khoâng coù maøng ngaên

ñp NaClO + H2

b) Đối với các kim loại TB và yếu : Khi điện phân dung dịch thì cho ra kim loại

Nếu muối chứa gốc halogenua (– Cl , – Br …) : Sản phẩm là kim loại + Phi kim

Ví dụ : CuCl2 ñpd.d Cu + Cl2 (nước không tham gia điện phân )

B. ToánBài 4.1. Hoà tan a gam một kim loại vào 500 ml dung dịch HCl thu được dung dịch A và 11,2 lít khí H2 (đktc). Trung hoà lượng HCl dư trong dung dịch A cần 1000 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1M. Cô cạn dung dịch sau khi trung hoà thu được 55,6 gam muối khan. Tính nồng độ mol dung dịch axit HCl đã dùng, xác định kim loại đem hoà tan và tính a.

Hướng dẫn Gọi kim loại đem hoà tan là M có hoá trị n và có x mol trong a gam.

Số mol Ca(OH)2 là y = 0,1.1 = 0,1 mol.

138

-Số mol H2 sinh ra: mol,,,n H 50422211

2

Các phương trình phản ứng:

2M + 2nHCl 2MCln + nH2 (1)2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O (2)

Số mol HCl có trong dung dịch ban đầu:mol,,.,.nnn )OH(CaHHCl 2110250222 22

Nồng độ dung dịch HCl ban đầu:

M,,,

Vn

C HCl)HCl(M 4250

21

Khi cô cạn dung dịch sau khi trung hoà:6551115352khanmuèi ,yx)n,M(mmm CaClMCln

gam,,.,x)n,M(mnMCl 54410111655535

áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phương trình phản ứng (1):gaman,n..,ammmm HHHMClHClM n

925442536 222

Theo phương trình phản ứng (1): x = n

nn H

122

Mặt khác a = Mx = 9gam M = 9n Vì n là hóa trị của M nên nhận giá trị 1, 2, 3. ta có bảng:

n 1 2 3M 9 18 27(TM)

Cặp nghiệm phù hợp là: n = 3 và M = 27 vậy M là Al.

Bài 4.2 Hoà tan m gam hỗn hợp Al và một kim loại R hoá trị II đứng trước H trong dãy hoạt động hoá học vào 500,0 ml dung dịch HCl 2,0 M thu được 10,08 lít H2 (đo ở đktc) và dung dịch A. Trung hoà dung dịch A bằng NaOH sau đó cô cạn dung dịch thu được 46,8 gam hỗn hợp muối khan.a. Tính m.b. Xác định kim loại R biết rằng tỉ lệ số mol của R và Al trong hỗn hợp là 3:4.

Hướng dẫna. Tính khối lượng hỗn hợp kim loại Gọi số mol Al, R trong hỗn hợp là x, y mol. Ta có x:y = 3:4 => 4x = 3ySố mol HCl: nHCl = 0,5.2 = 1,0 molCác phương trình phản ứng:

139

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (1)

R + 2HCl RCl2 + H2 (2)

NaOH + 2HCl RCl2 + H2 (3) Số mol H2 thu được:

2Hn = 1,5x + y = 4,22

08,10= 0,45 mol

=> x = 0,2 mol; y = 0,15 molSố mol HCl tham gia phản ứng (1) và(2):

nHCl = 22Hn = 2.0,45 = 0,90 mol

Số mol HCl tham gia phản ứng (3) bằng số mol NaOH: nNaOH = nHCl = 1,0 - 0,90 = 0,10 mol

Khối lượng muối thu được:

mmuối = 23 RClAlCl mm = 46,8 - mNaCl = 46,8 - 58,5.0,1 = 40,95 gam

Khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu:

m = mAl + mR = 40,95 + mHCl - 2Hm = 9,0 gam

b. Xác định R:- Ta có khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu:

m = mAl + mR = 27x + Ry = 9 gam => R = 24 là Mg

Bài 4.3. Hoà tan 15,80 gam hỗn hợp Al, Mg và Fe vào 500 ml dung dịch HCl 2,5 M thu được 13,44 lít H2 (đo ở đktc) và dung dịch A. Trong hỗn hợp có số mol Al bằng số mol Mg. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đã hoà tan và tính khối lượng muối có trong dung dịch A.

Hướng dẫn- Gọi số mol Al, Mg, Fe trong hỗn hợp lần lượt là: x mol, x mol, z mol.- Số mol HCl: nHCl = 0,500.2,5 = 1,250 mol- Các phương trình phản ứng:

Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1)

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2)

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (3)

Số mol H2 sinh ra: 6004224413512 ,,

,,H yxxn mol (I)

Số mol HCl tham gia phản ứng (1), (2) và (3):

nHCl = 2 2Hn = 2.0,60 = 1,20 mol < 1,25 mol

140

Nên HCl dư, kim loại tan hết.Khối lượng hỗn hợp kim loại:

mhỗn hợp kim loại = mAl + mMg + mFe = 27x + 24x + 56y = 15,80 gam (II)Giải phương trình (I) và (II) thu được: x = 0,2 mol, y = 0,1 mol

%mAl = 34,18%; %mMg = 30,38%; %mFe = 35,44%;

Khối lượng hỗn hợp muối: mmuối = 3AlClm + 2MgClm + 2FeClm = 58,40 gam

Bài 4.4. Cho hỗn hợp X gồm Fe, Al và một kim loại A (II), trong hỗn hợp X có tỉ lệ số mol Al và Fe là 1:3. Chia 43,8 gam kim loại X làm 2 phần bằng nhau: Phần I cho tác dụng với dung dịch H2SO4 1 M. Khi các kim loại tan hết thu được 12,32 lít khí H2. Phần II cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 3,36 lít H2. Xác định kim loại A (A không phản ứng được với dung dịch NaOH) và tính thể tích dung dịch H2SO4 tối thiểu cần dùng. Các khí đo ở đktc.

Hướng dẫnGọi số mol Fe, Al và A trong mỗi phần lần lượt là 3x, x và y mol. Phần I tác dụng với dung dịch H2SO4, vì kim loại tan hết nên A cũng phản ứng với dung dịch H2SO4:

2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (1)

Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (2)

A + H2SO4 ASO4 + H2 (3)Theo các phương trình phản ứng ta có:

5504223212

233 ,

,,yxx mol (I)

mhh = 2(56.3x + 27x + Ay) = 43,8 gam (II)Phần II tác dụng với dung dịch NaOH

2Al+ 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (4)Theo phương trình phản ứng (4):

15,04,22

36,32.3

23

2

xnn AlH mol x = 0,1 mol

Thay x vào phương trình (I) thu được: y = 0,1 mol.Thay x và y vào phương trình (II) thu được: A = 24Vậy kim loại A là Mg Theo các phương trình phản ứng từ (1) đến (3) số mol H2SO4 tối thiểu cần

dùng bằng số mol H2 sinh ra:550

242,nn HSOH mol

Thể tích dung dịch H2SO4 tối thiểu cần dùng:

141

0155042

42 ,,

Cn

VM

SOHSOH = 0,55 lít = 550 ml

Bài 4.5. Hoà tan 5,4 gam nhôm kim loại trong dung dịch H2SO4 đặc nóng có nồng độ 98% (d =1,84 g/ml). Khí SO2 sinh ra được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH 1,0 M. a. Tính thể tích dung dịch H2SO4 98% (d =1,84 g/ml) cần lấy, biết lượng dung dịch lấy dư 20% so với lượng cần phản ứng. b. Tính thể tích dung dịch NaOH cần lấy để hấp thụ hoàn toàn lượng SO2 trên tạo thành muối trung hoà.

Hướng dẫn a. Tính thể tích dung dịch H2SO4 98% (d =1,84 g/ml) cần lấy- Số mol Al:

nAl = 27

4,5 = 0,2 mol

2Al + 6H2SO4 đ ot Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1)

- Số mol SO2 sinh ra:

2SOn = 1,5nAl = 0,3 mol

- Số mol H2SO4 cần dùng:

42SOHn = 3nAl = 0,60 mol

- Khối lượng dung dịch H2SO4 cần dùng:

42SOddHm = %98

%100.98.6,0= 60 gam

- Thể tích dung dịch H2SO4 cần dùng:

42SOddHV = %100.84,1

%120.60= 39,13 ml

b. Tính thể tích dung dịch NaOH cần lấySO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O (2)

- Số mol NaOH cần dùng:

nNaOH = 22SOn = 0,6 mol

- Thể tích dung dịch NaOH cần dùng:

Vdd NaOH = 0,160,0

= 0,60 lít = 600 ml

Bài 4.6. Trộn 100 ml dung dịch Fe2(SO4)3 1,5 M với 150 ml dung dịch Ba(OH)2

2,0 M thu được kết tủa A và dung dịch B. Lọc kết tủa A đem nung nóng đến khối lượng không đổi thu được chất rắn D. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch B thu được kết tủa E. Viết các phương trình phản ứng và tính khối lượng kết tủa A,

142

chất rắn D và kết tủa E. Tính nồng độ mol các chất trong dung dịch B. Giả sử thể tích dung dịch B bằng tổng thể tích hai dung dịch đem trộn.

Hướng dẫn- Số mol Fe2(SO4)3: 342 )SO(Fen = 0,1.1,5 = 0,15 mol

- Số mol Ba(OH)2: 2)OH(Ban = 0,15.2,0 = 0,3 mol

- Phương trình phản ứng:Fe2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 2Fe(OH)3 + 3BaSO4 (1)

mol: 1 3 2 3Trước P.Ư 0,15 0,3Phản ứng: 0,1 0,3Sau P.Ư 0,05 0 0,2 0,3Theo phương trình phản ứng (1): + Hỗn hợp rắn A: Fe(OH)3 0,2 mol và BaSO4 0,3 mol

mA = 107.0,2 + 233.0,3 = 91,3 gam + Dung dịch B chứa: Fe2(SO4)3 dư 0,05 mol nồng độ dung dịch B

15010050

342 ,,,

)SO(Fe C = 0,2 M

- Phản ứng nung kết tủa

2Fe(OH)3 Cto Fe2O3 + 3H2O (2)

+ Hỗn hợp rắn D: Fe2O3 0,1 mol và BaSO4 0,3 molmD = 160.0,1 + 233.0,3 = 85,9 gam

- Dung dịch B tác dụng BaCl2 dưFe2(SO4)3 + 3BaCl2 2FeCl3 + 3BaSO4 (3)

+ Chất rắn E: BaSO4 0,15 molmE = 233.0,15 = 34,95 gam

Bài 4.7. Hoà tan m gam oxit sắt (FexOy) trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,24 lít SO2 (đo ở đktc) và dung dịch chứa 120,0 gam muối. Xác định công thức của oxit sắt và tính m.

Hướng dẫn- Ta có phương trình phản ứng:

nFexOy + kH2SO4 Cto pFe2(SO4)3 + qSO2 + kH2O (1)

- Ta có: 2SOn = 422242,

, = 0,1 mol

342 )SO(Fen = 400120

= 0,3 mol

- Theo định luật bảo toàn các nguyên tố: + Đối với S:

143

42SOHn =3 342 )SO(Fen + 2SOn = 1,0 mol

+ Đối với Fe:

mFe = 2.56. 342 )SO(Fen = 2.56.0,3 = 33,6 mol

- Theo định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1):

m + 42SOHm = 342 )SO(Fem + 2SOm + OH2m m = 120 + 64.0,1 + 18.1,0 - 98.0,1 = 46,4 gam khối lượng nguyên tố oxi trong FexOy:

mO = 46,4 - 33,6 = 12,8 gam

- Ta có: 43

5681216633

812633

.,.,

,,

yx

16y56x

Vậy công thức của oxit sắt là Fe3O4

Bài 4.8. Một chất vô cơ khan A tan trong nước, không tạo kết tủa với CaCl2, nhưng khi thêm dung dịch HCl thì tạo ra chất khí B không màu, không mùi, không cháy.

Lấy m gam chất A nung đến khối lượng không đổi, thu được hỗn hợp khí C và 2,12 gam chất rắn D. Hòa tan hết D vào dung dịch HCl thấy bay ra V lit khí B(đktc). Cho C lần lượt qua bình 1 đựng 40 gam dung dịch H2SO4 98% và bình 2 đựng dung dịch Ba(OH)2 dư. Sau thí nghiệm thấy bình 2 có 3,94 gam kết tủa.

a. Tính m.b. Xác định công thức phân tử của A và tính V.c. Sau thí nghiệm, lấy 10,09 gam dung dịch ở bình 1 cho tác dụng với dung

dịch BaCl2 dư thấy tạo thành kết tủa E. Tính khối lượng kết tủa E. (Biết rằng hóa trị của các nguyên tố trong A luôn không đổi)

Hướng dẫnKhi cho A tác dụng với dung dịch HCl thì tạo ra chất khí B không màu,

không mùi, không cháy, nên B là CO2. Suy ra A là muối cacbonat(= CO3) hoặc hiđro cacbonat (-HCO3).

Mặt khác A không tạo kết tủa với CaCl2, do đó A là muối hiđro cacbonat (-HCO3)Gọi công thức tổng quát của A là R(HCO3)x ( R là kim loại, x là hóa trị của R)

Các phương trình hóa học của phản ứng:2R(HCO3)x

0t R2(CO3)x + xCO2 + xH2O (1)D là R2(CO3)x; C gồm CO2 và hơi nước.

R2(CO3)x + 2xHCl 2RClx + xH2O + xCO2 (2)C gồm CO2 và hơi nước, cho C qua H2SO4 đặc, Ba(OH)2 dư

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (3)

a.Ta có: 3

3,94 0,02( )197BaCOn mol

Theo phương trình(1) và (3):

2 2 30,02( )H O CO BaCOn n n mol

Khối lượng H2O và CO2 tạo thành ở phản ứng (1) là:

144

2

2

0,02.44 0,88( )

0,02.18 0,36( )CO

H O

m gam

m gam

Theo phương trình (1) và ĐLBTKL:

m = 2,12 + 0,88 + 0,36 = 3,36(gam)b. * Tìm RTheo phương trình (1) và câu a:

2 3 2( )2 2 0,04. .0,02 ( )

xR CO COn n molx x x

Nên: 0,04 .( 61 ) 3,36R x

x

0,04R + 2,24x = 3,36x R = 23x

Vì x là hóa trị của R, nhận giá trị 1,2,3. Ta có bảng sau:x 1 2 3R 23 46 69

Kết luận TM Loại LoạiTa thấy R là Na, công thức muối A là NaHCO3

* Tính V:Theo phương trình (1):

20,02.22,4 0,448( )COV lit

c. Cho C lần lượt qua bình 1 đựng 40 gam dung dịch H2SO4 98%, hơi nước bị hấp thụ hết, khối lượng dung dịch H2SO4 trong bình sau khi hấp thụ nước là:

2 40,36 40 40,36( )H SOm gam có chứa 0,4 mol H2SO4

Do đó trong 10,09 gam dung dịch H2SO4 có chứa 0,1 mol H2SO4

PTHH: BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl (4)Theo (4):

4 2 40,1( )BaSO H SOn n mol

Vậy khối lượng kết tủa E:m = 0,1. 233 = 23,3 (gam)

Bài 4.9. Đem hoà tan 12,57 gam hỗn hợp A gồm 3 muối khan là BaCl2, MgCl2, AgNO3

vào nước (dư) thấy tạo ra kết tủa B và dung dịch C. Lọc tách kết tủa B, dung dịch C chỉ chứa 2 muối nitrat. Cho dung dịch C tác dụng với 200 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M tạo ra kết tủa D và dung dịch G. Đem nung D ở nhiệt độ cao đến khi khối lượng không đổi thu được m1 gam chất rắn I. Dung dịch G được trung hoà hoàn toàn bằng dung dịch HNO3 (vừa đủ) được dung dịch H, dung dịch này phản ứng vừa đủ với 350 ml dung dịch Na2CO3 0,1M tạo ra lượng kết tủa tối đa là m2 gam. Tìm m1, m2.

Hướng dẫnVì dung dịch C chỉ chứa 2 muối nitrat ( Ba(NO3)2 ; Mg(NO3)2 ) nên cả 3 chất đầu đều phản ứng hết.Gọi x,y lần lượt là số mol BaCl2, MgCl2

BaCl2 + AgNO3 Ba(NO3)2 + 2AgCl (1) x 2x x 2x

145

MgCl2 + AgNO3 Mg(NO3)2 + 2AgCl (2) y 2y y 2y

Kết tủa B là : AgClDung dịch C : Ba(NO3)2 x mol ; Mg(NO3)2 y molTa có phương trình:

206x + 95y + 340 (x+y) = 12,57=> 548x + 435y = 12,57 (3)

Số mol Ba(OH)2 ban đầu

2( )Ba OHn = 0,2 . 0,1 = 0,02 molMg(NO3)2 + Ba(OH)2 Ba(NO3)2 + Mg(OH)2 (4)

y y y yTheo (4) : Kết tủa D là : Mg(OH)2 y molDung dịch G gồm : Ba(NO3)2 : (x+y) mol ; Ba(OH)2 dư (0,02 - y) molNung D:

Mg(OH)2 0t MgO + H2O

y y m1 = 40y (g) (5)Dung dịch G + HNO3:

Ba(OH)2 + 2HNO3 Ba(NO3)2 + H2O (6)0,02- y 0,02 - y

Dung dịch H: Ba(NO3) 2 :

3 2( )Ba NOn = x+y + 0,02 - y = x + 0,02 molSố mol Na2CO3 :

2 3Na COn = 0,35 . 0,1 = 0.035 molDung dịch H + dung dịch Na2CO3:

Ba(NO3)2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaNO3 (7)0,02+x 0,02+x 0,02+x

Theo (7) và giả thiết : Số mol Na2CO3 :

2 3Na COn = 0,02 + x = 0,035 mol => x = 0,015 mol (8)Thay (8) vào (3) x= 0,015 (mol), y= 0,01 (mol)Thay vào (5) : m1 = 40 . 0,01 = 0,4 (g)Theo (7) : m2 = m BaCO3 = ( 0,02 + x) 197 = (0,02 + 0,015) 197 = 6,895 g

Bài 4.10. Hoà tan hoàn toàn 12,8 gam hỗn hợp gồm Fe và FeO trong 500 ml dung dịch axit HCl vừa đủ thu được dung dịch A và 2,24 lít khí (đo ở đktc). Tính nồng độ dung dịch HCl đã dùng và tính thể tích dung dịch axit HCl 2 M cần lấy để pha được 500 ml dung dịch axit trên.

Hướng dẫnGọi số mol Fe và số mol FeO trong hỗn hợp là x mol và y mol.

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1)mol: x 2x

FeO + 2HCl FeCl2 + H2O (2)

146

mol: y 2yTheo các phương trình phản ứng (2) ta có: x = 0,1 mol- Khối lượng hỗn hợp: m = 56x + 72y = 12,8 gam y = 0,1 mol,Theo các phương trình (1) và (2) ta có: nHCl = 2x + 2y = 0,4 mol

- Nồng độ dung dịch HCl đã dùng: CM(HCl) = 0,40,5

= 0,8 ( M)

- Thể tích dung dịch HCl 2 M cần dùng: V = 0,4 0,2( )2

lit hay 200 ml.

Bài 4.11. Lập công thức phân tử của một oxit kim loại hoá trị III, biết rằng để phản ứng vừa đủ với 10,2 gam oxit này cần dùng 100 ml dung dịch H2SO4 3M. Tính nồng độ mol và nồng độ % của dung dịch thu được sau phản ứng. Biết khối lượng riêng của dung dịch H2SO4 là 1,2 gam/ml và khối lượng riêng của dung dịch muối là 1,25 gam/ml.

Hướng dẫnGọi công thức của oxit kim loại là R2O3 và số mol R2O3 trong 10,2 gam oxit kim loại là a mol.Phương trình phản ứng:

R2O3 + 3H2SO4 R2(SO4)3 + 3H2O (1)Theo phương trình phản ứng:

42SOHn = 3a = 0,100.3 = 0,3 a = 0,1 mol

32ORM =

1,02,10

= 102 R = 27 là nhôm (Al)

Khối lượng dung dịch thu được:

mdd = 2 4ddH SOm +

32ORm = 100,0.1,2 + 10,2 = 130,2 gam

nồng độ % của Al2(SO4)3: C% = %100.2,130

.1,0.342= 26,27%

Thể tích dung dịch thu được:

V = 25,1

2,130 = 104,16 ml = 0,10416 lít

nồng độ molcủa Al2(SO4)3: CM = 10416,0

1,0= 0,096 M

Bài 4.12: Cho 27,4g kim loại Bari vào 400g dung dịch MgSO4 2,4% thu được khí A, kết tủa B và dung dịch C.

a) Hỏi thu được bao nhiêu lít khí A (đktc)

b) Nung kết tủa B ở nhiệt độ cao đến không lượng không khí thì thu được bao nhiêu gam chất rắn.

147

c) Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch C.

Hướng dẫn

Theo bài 27,4= = 0,2(mol)Ba 137n

4MgSO400.2,4n = =0,08(mol100.120

)

Các phương trình phản ứng:

Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 (1)

0,2mol 0,2mol 0,2mol

Ba(OH)2 + MgSO4 BaSO4 + Mg(OH)2 (2)

0,2mol 0,8mol

Nung kết tủa: Mg(OH)2 ot MgO + H2O

a) Theo (1) 2H Ban = n =0,2mol

Nên ở (đktc) 2Hv = 0,2.22,4 =4,48 (1)

b) Nung kết tủa B (BaSO4, Mg(OH)2) được hỗn hợp 2 chất rắn là BaSO4, MgO.

Theo phương trình (1); (2) thì Ba(OH)2 dư và MgSO4 phản ứng hết

Suy ra 4cr MgO BaSOm =m +m =0,08 233+0,08 40=21,84(g)

c) Dung dịch C chỉ còn dung dịch Ba(OH)2 dư với số mol:

0,2 - 0,08 = 0,12(mol)

=> Khối lượng Ba(OH)2 dư = 0,12 .171 =20,52 (g)

Khối lượng dung dịch C là:

4 2 4 2ddC Ba MgSO H BaSO Mg(OH)m = m +m -(m +m +m )

= 27,4 + 400 – ( 0,2+ 0,08. 233 - 0,08.58) = 403,72g

Vậy C% (dd Ba(OH)2 dư) = 20,52 .100% = 5,08%

403,72

148

Bài 4.13: Cho 9,2g Na vào 160ml dung dịch có D =1,25g/ml chứa Fe2(SO4)3 với nồng độ tương ứng là 0,125M và Al2(SO4)3 0,25M. Sau phản ứng, tách kết tủa, đem nung đến khối lượng không đổi.

a) Khối lượng chất rắn thu được sau khi nung là bao nhiêu?

b) Tính nồng độ % của các muối tạo thành trong dung dịch?

Hướng dẫn

Theo bài ta có: nNa = 9,2 = 0,4(mol)23

2 4 3Fe (SO )n = 0,16. 0,125 = 0,02(mol); 2 4 3Al (SO )n = 0,16. 0,25 = 0,04(mol)

2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1)

0,4mol 0,4mol 0,2mol

6NaOH + Fe2(SO4)3 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 (2)

0,12mol 0,02mol 0,04mol 0,06mol

6NaOH + Al2(SO4)3 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 (3)

0,24mol 0,04mol 0,08mol 0,12mol

Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (4)

0,04mol 0,04mol 0,04mol

2Fe(OH)3 ot Fe2O3 + 3H2O (5)

0,04mol 0,02mol

2Al(OH)3 ot Al2O3 + 3H2O (6)

0,04mol 0,02mol

Ta thấy tổng số mol NaOH ở phương trình (2),(3) là:

0,12 + 0,24 = 0,36 (mol)

=> NaOH(4)n = 0,4- 0,36 =0,04 (mol)

=Al(OH) pt(6) ¯pt(3) (4)3n n ptn = 0,08 - 0,04 = 0,04(mol)

a) Khối lượng chất rắn thu được bằng:

22 3 3+ =Fe O OAlm m 0,02.160 + 0,02.102 = 5,24(g)

149

b) Dung dịch sau phản ứng có : Na2SO4 và NaAlO2

Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 9,2 + 160. 1,25 –( 2Hm m )

= 9,2 + 200- [ 0,2.2 + 0,04.(107+78)] = 9,2 + 200- 7,8 =201,4(g)

2 4Na SOn = 0,06 + 0,12 =0,18 (mol)

Suy ra 2 4Na SOm = 0,18 . 142 = 25,56 (g)

2NaAlOm = 0,04.82 = 3,28(g)

C% (dd Na2SO4) = 25,56 .100% = 12,69%201,4

C% (dd NaAlO2) = 3,28 .100% = 1,63%201,4

Bài 4.14. Dẫn H2 đến dư đi qua 25,6gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, MgO, CuO (nung nóng) cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau phản ứng thu được 20,8gam chất rắn. Mặt khác 0,15mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 225ml dung dịch HCl 2,0M.a. Viết các phương trình phản xảy ra.b. Tính % số mol các chất trong hỗn hợp X?

Hướng dẫnH2 + CuO Ct 0 Cu + H2O (1)

4H2 + Fe3O4 Ct 0 3Fe + 4H2O (2)2HCl + MgO MgCl2 + H2O (3)8HCl + Fe3O4 FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (4)2HCl + CuO CuCl2 + H2O (5)

* Đặt nMgO = x (mol); 3 4Fe On = y (mol); nCuO = z (mol) trong 25,6gam X

Ta có 40x + 232y + 80z = 25,6 (I)40x + 168y + 64z = 20,8 (II)

* Đặt nMgO=kx (mol); 3 4Fe On =ky (mol); nCuO=kz (mol) trong 0,15mol X

Ta có k(x + y + z) = 0,15 (III) 2kx + 8ky + 2kz = 0,45 (IV)

Giải hệ gồm (I), (II), (III) và (IV) x= 0,15mol; y= 0,05mol; z= 0,1mol

%nMgO = 3,0

15,0.100% = 50,00(%);

150

%nCuO = 3,01,0

.100% = 33,33(%)

%3 4Fe On =100% – 50% – 33,33% = 16,67(%)

Bài tập tự luyện

Bài 4.15. Cho 3,9 gam kim loại Kali vào 200ml dung dịch hỗn hợp FeCl2 và MgCl2

có cùng nồng độ 0,1M thu được dung dịch A, khí B và kết tủa C.

a, Hỏi được bao nhiêu lít khí B?

b, Lấy kết tủa C nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì được bao nhiêu gam chất rắn?

c, Tính nồng độ mol của dung dịch sau phản ứng? ( Giả sử thể tích dung dịch không thay đổi).

Đáp số: a, 1,12lít H2.

b, 2,4 gam hỗn hợp chất rắn.

c, dd KOH 0,1M và dd KCl 0,4M.

Bài 4.16: Khi hoà tan 21g một kim loại hoá trị II trong dung dịch H2SO4 loãng dư, người ta thu được 8,4 lít hiđro (đktc) và dung dịch A. Khi cho kết tinh muối trong dung dịch A thì thu được 104,25g tinh thể hiđrat hoá.

a) Cho biết tên kim loại.b) Xác định CTHH của tinh thể muối hiđrat hoá đó.

Đáp số: a) Fe ; b) FeSO4.7H2OBài 4.17: Cho 4,48g oxit của 1 kim loại hoá trị II tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch H2SO4 0,8M rồi cô cạn dung dịch thì nhận được 13,76g tinh thể muối ngậm nước. Tìm công thức muối ngậm H2O này.

Đáp số: CaSO4.2H2OBài 4.18: Một hỗn hợp kim loại X gồm 2 kim loại Y, Z có tỉ số khối lượng 1 : 1. Trong 44,8g hỗn hợp X, số hiệu mol của Y và Z là 0,05 mol. Mặt khác nguyên tử khối Y > Z là 8. Xác định kim loại Y và Z.

Đáp số: Y = 64 (Cu) và Z = 56 (Fe)Bài 4.19: Hoà tan hoàn toàn 4 gam hỗn hợp gồm 1 kim loại hoá trị II và 1 kim loại hoá trị III cần dùng hết 170 ml HCl 2M.

a) Cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khô.b) Tính

2HV thoát ra ở đktc.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?Đáp số: a) 16,07m gammuoái ;

b) 2

3,808HV lít ;

c) Kim loại hoá trị II là Zn

151

Bài 4.20. Hòa tan hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, Al2O3, MgO trong 80 ml dung dịch H2SO4 1M (vừa đủ). Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

Đáp số: 9,82 gBài 4.21 Cho 150 ml dung dịch KOH 1,2M tác dụng với 100ml dung dịch AlCl3 xM thu được dung dịch Y và 4,68 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, thêm tiếp 175 ml dung dịch KOH 1,2M vào Y, thu được 3,24 gam kết tủa. Tính x?

Đáp số: 1,2M

---------------------------------------------------------------

Chương IV Kim loạiA - Một số kiến thức cần nhớI - Tính chất vật lí của kim loại - Kim loại có tính dẻo, dễ dát mỏng, kéo sợi. Những kim loại khác nhau thì có tính dẻo khác nhau.- Kim loại có tính dẫn điện, kim loại khác nhau thì có khả năng dẫn điện khác nhau, kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc sau đó đến đồng, nhôm, sắt …- Kim loại có tính dẫn nhiệt, kim loại khác nhau thì có khả năng dẫn nhiệt khác nhau, kim loại dẫn điện tốt thì thường cũng dẫn điện tốt.- Các kim loại đều có ánh kim.- Ngoài ra kim loại còn có một số tính chất vật lí riêng khác: + Các kim loại khác nhau có khối lượng riêng khác nhau, những kim loại có khối lượng riêng nhỏ hơn 5 gam/cm3 được gọi là kim loại nhẹ, còn các kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 gam/cm3 được gọi là kim loại nặng. + Các kim loại khác nhau có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khác nhau. Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Thuỷ ngân (Hg) - 39oC và cao nhất là vonfram (W) ở 3410oC. + Các kim loại khác nhau có độ cứng khác nhau.II - Tính chất hoá học chung của kim loại 1. Phản ứng của kim loại với phi kima. Tác dụng với oxi

Hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt …) phản ứng với oxi ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao tạo thành oxit (thường là oxit bazơ).Thí dụ 1:

Natri phản ứng với oxi tạo thành natri oxit:4Na + O2 2Na2O

Thí dụ 2: Sắt cháy trong oxi không khí tạo thành sắt từ oxit:

152

3Fe + 2O2 ot Fe3O4

Thí dụ 3: Đồng cháy trong oxi tạo thành đồng (II) oxit:

2Cu + O2 ot 2CuO

b. Tác dụng với phi kim khácở nhiệt độ cao kim loại phản ứng với nhiều phi kim khác tạo thành muối.

Thí dụ 1: Natri nóng chảy phản ứng với khí clo tạo thành muối natri clorua tinh thể:

2Na + Cl2 ot 2NaCl

Thí dụ 2: Sắt phản ứng với lưu huỳnh ở nhiệt độ cao tạo thành sắt (II) sunfua:

Fe + S ot FeS

Thí dụ 3: Đồng phản ứng clo tạo thành đồng (II) clorua:

Cu + Cl2 ot CuCl2

2. Phản ứng của kim loại với dung dịch axitMột số kim loại phản ứng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng …) tạo thành muối và giải phóng khí hidro. Thí dụ:

Mg + H2SO4 MgSO4 + H2

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2

3. Phản ứng của kim loại với dung dịch muốiKim loại hoạt động hoá học mạnh hơn (trừ các kim loại tác dụng với nước ở

nhiệt độ thường như: K, Ca, Na …) có thể đẩy kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi dung dịch muối tạo thành muối mới và kim loại mới.Thí dụ 1:

Sắt đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối đồng (II) sunfat:Fe + CuSO4 Cu + FeSO4

Nhôm đẩy bạc ra khỏi dung dịch muối bạc nitrat:Al + 3AgNO3 3Ag + Al(NO3)3

Đồng đẩy bạc ra khỏi dung dịch muối bạc nitrat:Cu + 2AgNO3 2Ag + Cu(NO3)2

III - Dãy hoạt động hoá học Dãy hoạt động hoá học là dãy các kim loại được xếp theo chiều giảm dần

mức hoạt động hoá học.Dãy hoạt động hoá học của một số kim loại thường gặp:

153

(1) (3)

(2)

, , , , , , , , , , , , , , , ,K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

* (1) Các kim loại mạnh* (2) Các kim loại hoạt động (trong đó : từ Zn đến Pb là kim loại trung bình)* (3) Các kim loại yếu

Dựa vào tính chất hoá học chung của kim loại ta có bảng tổng kết sau:

Tính chất Kim loại1. Tác dụng với oxi

K, Ba Na, Ca …Phản ứng ngay cả ở nhiệt độ thường4K + O2 2K2O

Mg, Al, Zn, Fe, Pb, Cu cần nhiệt độ cao để khơi mào phản ứng

2Cu + O2 ot 2CuO

Au, Pt …Không phản ứng với O2

ngay cả ở nhiệt độ cao

2.Tác dụng với nước

Kim loại đứng trước Mg phản ứng với nước ở nhiệt độ thường giải phóng H2

2K+2H2O2KOH+H2

Không phản ứng

3. Tác dụng với dung dịch axit

Kim loại đứng trước H phản ứng với một số axit (HCl, HBr, H2SO4 loãng …) tạo thành muối và giải phóng H2

Fe + H2SO4 FeSO4 + H2

Kim loại đứng sau H không phản ứng với các HCl, H2SO4

loãng4.Tác dụng với các dung dịch muối

Kim loại đứng trước (trừ các kim loại tác dụng với nước ở nhiệt độ thường) đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối. Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag

PHƯƠNG PHáP ĐIềU CHế TRựC TIếP kim loại .1) Nhiệt luyện kim

* Đối với các kim loại trung bình và yếu: khử các oxit kim loại bằng H2, C, CO, Al …

Ví dụ: CuO + H2 ot Cu + H2O

* Đối với các kim loại mạnh: điện phân nóng chảy muối cloruaVí dụ: 2NaCl ñpnc 2Na + Cl2

2) Thuỷ luyện kim: điều chế các kim loại không tan trong nước* Kim loại mạnh hơn đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dd muối

Ví dụ: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu * Điện phân dd muối của kim loại trung bình và yếu:

Ví dụ: FeCl2 ñpdd Fe + Cl2 3) Điện phân oxit kim loại mạnh :

154

Ví dụ: 2Al2O3 ñpnc 4Al + 3O2 4) Nhiệt phân muối nitrat của kim loại yếu hơn Cu:

Ví dụ: 2AgNO3 ot 2Ag + O2 + 2NO2

IV - Nhôm1. Tính chất vật lí

Nhôm là kim loại phổ biến nhất màu trắng bạc, có ánh kim, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, nhẹ (khối lượng riêng 2,7 gam/cm3), dẻo … nên có nhiều ứng dụng trong đời sống như đồ dùng gia đình, chế tạo hợp kim …2. Tính chất hoá họca. Phản ứng của nhôm với phi kim* Tác dụng với oxiNhôm cháy sáng trong oxi tạo thành nhôm oxit:

4Al + 3O2 2Al2O3

Ở điều kiện thường nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al2O3 mỏng bền vững bảo vệ không cho nhôm phản ứng với oxi trong không khí và nước.* Nhôm tác dụng với nhiều phi kim khác tạo thành muốiThí dụ: Nhôm tác dụng với S, Cl2, Br2 …

2Al + 3S ot Al2S3

b. Phản ứng của nhôm loại với dung dịch axit Nhôm phản ứng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng …) tạo thành muối và giải phóng khí hidro. Thí dụ:

2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2Chú ý: Nhôm không phản ứng với axit H2SO4 đặc nguội và axit HNO3 đặc nguội. Có thể phản ứng với dung dịch axit H2SO4 đặc nóng, dung dịch axit HNO3 không giải phóng ra H2.Thí dụ:

2Al + 6H2SO4 đặc ot Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Al + 4HNO3 loãng Al(NO3)3 + NO + 2H2O

c. Phản ứng của nhôm với dung dịch muối của kim loại kém hoạt động hơnThí dụ 1: Nhôm đẩy sắt ra khỏi dung dịch muối sắt (II) sunfat:

2Al + 3FeSO4 3Fe + Al2(SO4)3

Thí dụ 2: Nhôm đẩy bạc ra khỏi dung dịch muối bạc nitrat:Al + 3AgNO3 3Ag + Al(NO3)3

d. Phản ứng của nhôm với dung dịch kiềm

155

2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 natri aluminat

3. Sản xuất nhômTrong tự nhiên nhôm tồn tại chủ yếu dưới dạng oxit, muối. Người ta sản

xuất nhôm bằng phương pháp điện phân nóng chảy hỗn hợp nhôm oxit với criolit (Na3AlF6):

2Al2O3 4Al + 3O2V - Sắt1. Tính chất vật lí

Sắt là kim loại màu trắng xám, có ánh kim, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, sắt là kim loại nặng (khối lượng riêng 7,86 gam/cm3), dẻo … nên có nhiều ứng dụng trong đời sống như đồ dùng gia đình, chế tạo hợp kim …2. Tính chất hoá họca. Phản ứng của với phi kim* Tác dụng với oxiSắt cháy trong oxi không khí tạo thành sắt từ oxit:

3Fe + 2O2 ot Fe3O4

* Sắt tác dụng với nhiều phi kim khác tạo thành muốiThí dụ: Sắt tác dụng với S, Cl2, Br2 …

Fe + S ot FeS

2Fe + 3Cl2 ot 2FeCl3

b. Phản ứng của sắt với dung dịch axitSắt phản ứng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng …) tạo thành muối và

giải phóng khí hidro. Thí dụ:

Fe + H2SO4 FeSO4 + H2

Fe + 2HCl FeCl2 + H2Chú ý: Sắt không phản ứng với axit H2SO4 đặc nguội và axit HNO3 đặc nguội. Có thể phản ứng với dung dịch axit H2SO4 đặc nóng, dung dịch axit HNO3 không giải

phóng ra H2.Gang Thép

Các hợp kim của sắt

- Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2 - 5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Mn, Si, S …

- Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%.- Thép thường được dùng trong chế

156

Điện phân nóng chảy

- Có hai loại gang: + Gang trắng thường dùng để luyện thép. + Gang xám thường dùng để chế tạo máy móc, thiết bị …

tạo máy móc, công cụ lao động, trong xây dựng …

Sản xuất - Nguyên liệu chính: Các loại quặng sắt: manhetit Fe3O4, hematit Fe2O3 … than cốc, không khí …- Nguyên tắc sản xuất: Dùng CO khử các oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim.- Quá trình sản xuất:+ Phản ứng tạo CO

C + O2 ot CO2

C + CO2 ot 2CO

+ Khử sắt oxit

Fe2O3 + 3CO ot 2Fe + 3CO2

Fe3O4 + 4CO ot 3Fe + 4CO2

+ Tạo xỉ

CaO + SiO2 ot CaSiO3 …

- Nguyên liệu chính: Gang, sắt phế liệu và khí oxi.- Nguyên tắc sản xuất: oxi hoá các kim loại, phi kim để loại khỏi gang phần lớn các nguyên tố C, S, P, Mn, Si …- Quá trình sản xuất:+ O2 phản ứng với Fe tạo FeO

2Fe + O2 ot 2FeO

+ FeO oxi hoá các nguyên tố khác có trong gang như: C, S, P, Mn, Si thành oxit loại ra khỏi thép.

FeO + Mn ot Fe + MnO

Thí dụ:

2Fe + 6H2SO4 đặc ot Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Fe + 4HNO3 loãng Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

c. Phản ứng của sắt với dung dịch muối của kim loại kém hoạt động hơnThí dụ 1: Sắt đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối đồng (II) sunfat:

Fe + CuSO4 Cu + FeSO4

Thí dụ 2: Sắt đẩy chì ra khỏi dung dịch muối chì nitrat:Fe + Pb(NO3)2 Pb + Fe(NO3)2

VI - hợp kim sắt1. Hợp kim

Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nhau hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim.2. Hợp kim của sắtVII - Sự ăn mòn kim loại và bảo vệ kim loại không bị ăn mòn 1. Sự ăn mòn kim loại Sự phá huỷ kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên do tác dụng hoá học gọi là ăn mòn kim loại.

157

Thí dụ: Sắt thép để trong không khí bị gỉ xốp, giòn dễ gãy vỡ … 2. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại - ảnh hưởng của các chất trong môi trường: Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp xúc bị ăn mòn nhanh hay chậm. Thí dụ trong môi trường ẩm, có nhiều chất oxi hoá kim loại bị phá huỷ nhanh chóng hơn trong môi trường khô, không có mặt các chất oxi hoá …- Khi nhiệt độ cao kim loại bị ăn mòn nhanh hơn ở nhiệt độ thấp ...3. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại - Ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trường xung quanh như: sơn, mạ, tráng men …- Chế tạo các hợp kim có khả năng chống chịu ăn mòn như: thép crom, thép niken … B – ToánBài 5.1. Cho m gam hỗn hợp Al và Ag tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4

loãng thu được 6,72 lít khí (đo ở đktc). Sau phản ứng thấy còn 4,6 gam kim loại không tan. Tính thành phần % theo khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu.

Hướng dẫn- Ag đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học nên không phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng. Vậy khối lượng của Ag trong hỗn hợp đầu là mAg = 4,60 gam. Al phản ứng với dung dịch H2SO4:

2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (1)

422726

2 ,,

H n = 0,30 mol

Số mol Al có trong hỗn hợp: nAl = 232

Hn = 0,20 mol

Khối lượng Al có trong hỗn hợp: mAl = 27.0,20 = 5,4 mol

% Khối lượng Al trong hỗn hợp: %mAl = .. %,,

, 100456445

= 54,0%

% Khối lượng Ag trong hỗn hợp:

%mAg = .. %,,

, 100456464

= 46,0%

Bài 5.2. Hoà tan hoàn toàn 2,7 gam bột nhôm vào 200,0 ml dung dịch H2SO4 1,0 M.a. Tính thể tích khí thu được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.b. Tính nồng độ mol các chất trong dung dịch thu được sau phản ứng. Thể tích dung dịch coi như không đổi.

Hướng dẫn

158

Số mol Al = 102772 ,, mol, số mol H2SO4 = V.CM = 0,2.1,0 = 0,2 mol.

Phương trình phản ứng:

2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (1)Phương trình phản ứng: 2mol 3mol 1mol 3mol Theo bài ra: 0,1 mol 0,2mol xmol ymol

Ta có tỉ lệ: )SOH(,)Al(,423

20210

H2SO4 dư, Al phản ứng hết

tính các chất phản ứng theo Al.a. Tính thể tích khí thoát ra (H2).Theo phương trình phản ứng (1):

1502103

23

2,,.nn Al

H mol

Thể tích H2 đo ở điều kiện tiêu chuẩn: 363150422422

22,,.,n.,V HH lít

b. Chất tan trong dung dịch thu được sau phản ứng là Al2(SO4)3 và H2SO4 dư:

050210

2342,,nn Al

)SO(Al mol

0502103202

34242 d ,,.,

nnn Al

SOH)(SOH mol

Thể tích dung dịch không đổi V = 200,0 ml = 0,2 lít.Nồng độ chất tan trong dung dịch thu được sau phản ứng:

M,

,,

Vn

C

M,,

,V

nC

SOHSOH

)SO(Al)SO(Al

25020050

25020050

4242

342342

Bài 5.3. Hoà tan 19 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al vào dung dịch axit HCl dư, sau phản ứng thu được 13,44 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn và còn 6,4 gam chất rắn không tan. Hãy tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp trên.

Hướng dẫn- Vì Cu không phản ứng với axit HCl nên chất rắn không tan chính là Cu và mCu = 6,4 gam. Khối lượng kim loại Mg và Al tan ra là:

mMg + mAl = 19.0 - 6,4 = 12,6 gamGọi số mol Mg và Al trong hỗn hợp lần lượt là x mol và y mol.

159

Ta có phương trình phản ứng:

Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1)

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2)Theo các phương trình phản ứng (1) và (2) ta có hệ phương trình:

604224413

23

6122724,

,,yx

,yx

Giải hệ phương trình này thu được x = 0,3 mol; y = 0,2 molVậy % khối lượng các kim loại trong hỗn hợp dầu là:

%mCu = %.,, 10001946

=33,68%

%mMg = %.,,.%.

,x 100019

302410001924

=37,89%

%mAl = %.,,.%.

,y 100019

202710001927

=28,42%

Bài 5.4.Cho 22,2 gam hỗn hợp gồm Al, Fe hoà tan hoàn toàn trong dung dịch HCl 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.

Hướng dẫnGọi số mol Fe và Al trong 22,2 gam hỗn hợp lần lượt là x,y.Ta có phương trình phản ứng:

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (1)

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2)Theo các phương trình phản ứng (1) và (2) ta có hệ phương trình:

604224413

23

2222756,

,,yx

,yx

Giải hệ phương trình này thu được x = 0,3 mol; y = 0,2 molVậy % khối lượng các kim loại trong hỗn hợp dầu là:

%mFe = %.,,.%.

,x 100222

305610022256

=75,68%

%mAl = %.,,.%.

,y 100222

202710022227

=24,32%

Khối lượng muối clorua thu được:

160

m = 32 AlClFeCl mm =127x + 133,5y = 64,8 gam

Bài 5.5. Nhúng một thanh nhôm có khối lượng 50 gam vào 400 ml dung dịch CuSO4 0,5 M một thời gian. Lấy thanh nhôm ra sấy khô và đem cân thấy thanh kim loại lúc này nặng 51,38 gam. Giả sử tất cả lượng Cu giải phóng đều bám vào thanh nhôm. Tính khối lượng Cu thoát ra và nồng độ các muối có trong dung dịch (giả sử không có sự thay đổi thể tích trong quá trình phản ứng).

Hướng dẫnPhương trình phản ứng:

2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu (1)

Gọi số mol CuSO4 có trong 400 ml dung dịch ban đầu là: x = 0,4.0,5 = 0,2 mol.

Giả sử lượng CuSO4 đã tham gia phản ứng là y mol. Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

50 - 32

.27y + 64y = 51,38

y = 0,03 molKhối lượng Cu thoát ra là:

mCu = 64y = 64.0,03 = 1,92 gam.Số mol CuSO4 còn lại sau phản ứng:

x - y = 0,2 - 0,03 = 0,17 mol.Số mol Al2(SO4)3 tạo thành sau phản ứng:

31

y = 0,01 mol.

Nồng độ dung dịch sau phản ứng:

M,,,

Vn

C

M,,,

Vn

C

)SO(Al)SO(Al

CuSOCuSO

025040010

425040170

342342

44

Bài 5.6. Nhúng một thanh Al có khối lượng 5 gam vào 100 ml dung dịch CuSO 4

đến phản ứng hoàn toàn, dung dịch không còn màu xanh của CuSO4. Lấy cẩn thận thanh kim loại ra rửa sạch, sấy khô cân được 6,38 gam. (Giả sử Cu thoát ra bám hết vào thanh kim loại). Tính thể tích nồng độ dung dịch CuSO4 đã lấy và khối lượng Cu bám vào thanh kim loại.

Hướng dẫn- Phương trình phản ứng:

161

2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu - Gọi số mol Al đã phản ứng là 2x mol thì số mol CuSO4 phản ứng và số mol Cu sinh ra là 3x mol. - Theo định luật bảo toàn khối lương:

mthanh kim loại = mAl + mCu - mAl pu = 5 + 64.3x - 27.2x = 6,38 gam=> x = 0,01 mol

- Nồng độ CuSO4 trong dung dịch ban đầu:

4CuSOC = 10,001,0.3

= 0,30 M

- Khối lượng Cu bám vào thanh kim loại:mCu = 64.3x = 1,92 gam

Bài 5.7. Nguyên tố R phản ứng với lưu huỳnh tạo thành hợp chất RaSb. Trong một phân tử RaSb có 5 nguyên tử, và có khối lượng phân tử là 150. Xác định nguyên tố R.

Hướng dẫn- Phương trình phản ứng:

aR + bS RaSb

Ta có: a + b = 5 a = 5 - b (I) và Ra + 32b = 150 (II)

=> R = b

b

532150

trong đó 1 < b < 5

Cặp nghiệm phù hợp là b = 3 và R = 27=> R là Al và muối là Al2S3.

Bài 5.8. Tính khối lượng nhôm sản xuất được từ 1,0 tấn quặng boxit chứa 61,2% Al2O3 bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Biết hiệu suất của quá trình đạt 80%.

Hướng dẫn- Khối lượng Al2O3 có trong 1,0 tấn quặng:

32OAlm = %100

%2,61.1000 = 612 kg

- Phương trình phản ứng:

2Al2O3 4Al + 3O2

- Theo phương trình phản ứng cứ 102 gam điện phân được 54 gam Al

=> mAl = %80.102

54.612 = 259,2 kg

162

Điện phân nóng chảy

Bài 5.9. Khi cho a gam một kim loại R tác dụng hoàn toàn với khí clo thu được 2,9018a gam muối clorua. Xác định kim loại R.

Hướng dẫn- Gọi số mol kim loại R hoá trị n trong a gam là x mol - Phương trình phản ứng:

2R + nCl2 2RCln - Theo phương trình phản ứng ta có: + Khối lượng kim loại: mR = Rx = a gam (I) + Khối lượng muối:

nRClm = (R+35,5n)x = 2,9018a gam (II)

- Chia (II) cho (I):

aa

xx

mm 90182535 ,

R)n,R(

R

RCln

R = 18,67nChỉ có cặp nghiệm n = 3 và R = 56 phù hợp. Vậy kim loại R là Fe.

Bài 5.10. Hoà tan oxit MxOy bằng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 24,5% thu được dung dịch chứa một muối duy nhất có nồng độ 32,20%. Tìm công thức của oxit trên.

Hướng dẫnGọi số mol MxOy đã hoà tan là a mol.Ta có phương trình phản ứng:

MxOy + yH2SO4 Mx(SO4)y + yH2O (1)Theo phương trình phản ứng (1) số mol dung dịch H2SO4 đã dùng là ya mol, số mol muối Mx(SO4)y tạo thành là a mol.Khối lượng dung dịch H2SO4 đã dùng:

m1 = %.%,

ya.%.%C

n. SOH 1005249810098 42 = 400ya gam

Khối lượng MxOy đã hoà tan: m2 = (Mx+16y)a gamKhối lượng muối Mx(SO4)y tạo thành: m3 = (Mx+96y)a gamKhối lượng dung dịch thu được:

m = m1 + m2 = (Mx + 416y)a gamNồng độ % dung dịch sau phản ứng:

xyM

%,%.a)yMx(

a)yMx(%.mm

%C

56

2032100416961003

163

228. yMx

Vì 2y/x là hóa trị của M, nhận giá trị 1, 2, 32yx

1 2 3

M 28 56(TM) 84 Vậy M là Fe và công thức của oxit là: FeO.Bài 5.11. Hoà tan hoàn toàn 7,2 gam FeO bằng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4

24,5% (loãng) thu được dung dịch A. Làm lạnh dung dịch A xuống 5oC thấy tách ra m gam muối ngậm nước FeSO4.7H2O và dung dịch còn lại có nồng độ 12,18% a. Tính m. b. Tính độ tan của FeSO4 ở 5oC.

Hướng dẫna. Số mol FeO đã hoà tan:

nFeO = 7227,

= 0,1 mol

Phương trình phản ứng:FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O (1)

Theo phương trình phản ứng (1) số mol dung dịch H2SO4 đã dùng là 0,1 mol, số mol muối FeSO4 tạo thành là 0,1 mol.Khối lượng dung dịch H2SO4 đã dùng:

m1 = %.%,,.%.

%Cn. SOH 100524

109810098 42 = 40 gam

Khối lượng muối FeSO4 tạo thành: m2 = (56+96).0,1 =15,2 gam

Khối lượng dung dịch thu được: mdd = m1 + mFeO = 40 + 7,2 = 47,2 gam

Gọi số mol FeSO4.7H2O tách ra khi làm lạnh dung dịch là a mol.Nồng độ % dung dịch sau phản ứng:

%,%.a,a,%.

mm

%C FeSO 1812100278247152215100

3

4

a = 0,08 molKhối lượng muối FeSO4.7H2O tách ra khi làm lạnh dung dịch:

gam,am OH.FeSO 242227824 7

b. Tính độ tan của FeSO4 ở 5oCSố mol FeSO4 còn lại trong dung dịch; 0,1 - a = 0,02 mol

164

Khối lượng dung dịch còn lại: mdd = 47,2 - 22,24 = 24,96 gamĐộ tan của muối FeSO4 trong nước ở 5oC:

87131000201529624020152100 ,.

,.,,..

mm

Sdm

ct

Bài 5.12. Nhúng một thanh sắt có khối lượng 50 gam (lượng sắt có dư) vào 100 ml dung dịch CuSO4. Sau khi phản ứng hoàn toàn, lấy cẩn thận thanh kim loại ra rửa sạch, sấy khô thấy khối lượng thanh kim loại lúc này là 51 gam. Tính nồng độ dung dịch trước và sau khi phản ứng, giả sử trong quá trình thí nghiệm thể tích dung dịch không thay đổi và toàn bộ lượng đồng tách ra bám vào thanh sắt.

Hướng dẫn Phương trình phản ứng:

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (1)Gọi số mol CuSO4 có trong 100,0 ml dung dịch ban đầu là x mol.Phản ứng xảy ra hoàn toàn và lượng sắt có dư nên toàn bộ lượng CuSO4 đã tham gia phản ứng. Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

50 - 56x + 64x = 51 x = 0,125 molNồng độ dung dịch ban đầu:

2511012504

4 ,,

,CuSOCuSO

Vn

C M

Theo phương trình phản ứng (1) số mol FeSO4 sinh ra bằng số mol CuSO4 phản ứng nên nồng độ dung dịch sau phản ứng:

2511012504

4 ,,

,FeSOFeSO

Vn

C M

Bài 5.13. Cho một thanh kẽm nặng 15,0 (lượng kẽm có dư) vào 100,0 ml dung dịch muối sunfat của kim loại hoá trị II nồng độ 2,0 M. Đến khi phản ứng hoàn toàn, lấy cẩn thận thanh kim loại ra rửa sạch, sấy khô thấy khối lượng thanh kim loại giảm đi 1,8 gam so với trước phản ứng. Xác định kim loại hoá trị II và tính thành phần % theo khối lượng thanh kim loại sau phản ứng. Giả sử toàn bộ lượng kim loại tách ra đều bám vào thanh kẽm.

Hướng dẫnGọi muối sunfat kim loại hoá trị II là RSO4 có số mol trong dung dịch là x mol.Ta có: x = 0,1.2,0 = 0,2 mol- Phương trình phản ứng:

Zn + RSO4 ZnSO4 + R (1)- Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

165

mZn phản ứng - mR = 65x -Rx = 1,8 R = 56 gamVậy R là Fe.- Khối lượng thanh kim loại sau phản ứng: mthanh kim loại sau phản ứng = 15,0 - 1,8 = 13,2 gamTrong đó mFe = 56.0,2 = 11,2 gam % khối lượng Fe và Zn trong thanh kim loại:

%.,,

Fe 100213211

%m = 84,85%

%mZn = 15,15%

Bài 5.14: Cho 333g hỗn hợp 3 muối MgSO4, CuSO4, BaSO4 vào nước được dung dịch D và một phần không tan có khối lượng 233(g). Nhúng thanh Al vào dung dịch D. Sau phản ứng khối lượng thanh kim loại tăng 11,5(g). Tính % về khối lượng hỗn hợp trên.

Hướng dẫn

Phân tích: Khi hoà 3 muối: MgSO4, CuSO4, BaSO4 vào nước, BaSO4 không tan.Vậy khối lượng BaSO4 = 233(g)

Dung dịch D có MgSO4 và CuSO4 với khối lượng dung dịch là 100(g). Lúc này bài tập lại trở về dạng: 1 kim loại tác dụng với 2 dung dịch muối.

- Khi cho Al vào dung dịch D, kim loại bị Al đẩy ra khỏi dung dịch muối trước.

Hướng dẫn

* Gọi x là số mol Al tham gia phản ứng

PTHH: 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu

Do kim loại Al hoạt động yếu hơn Mg nên Al không đẩy được Mg ra khỏi dung dịch MgSO4

Do đó sau phản ứng khối lượng kim loại tăng 11,5(g) chính là khối lượng đồng sinh ra bám vào lá Al.

Ta có: 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu

2mol 3mol 3mol

xmol 1,5xmol 1,5mol

Hay 27.x(g) 1,5.64x(g)

Từ đó có phương trình về độ tăng khối lượng sau:

166

1,5.64x - 27x = 11,5

Suy ra: x =1,67

Vậy khối lượng của CuSO4 bằng: 40(g)

% BaSO4 = 233.100% 69%333

% CuSO4 = 40 .100% 12%333

=> % MgSO4 =100% - (69%+12%) = 19%

Bài 5.15. Hoà tan hoàn toàn 8,0 gam một oxit kim loại R cần dùng dung dịch chứa 0,3 mol HCl. Xác định kim loại R và oxit nói trên.

Hướng dẫn- Gọi công thức phân tử của oxit kim loại R là RxOy


FexOy + 2yHCl xFex

yCl2 + yH2O (1)

- Theo phương trình phản ứng số mol FexOy tham gia phản ứng là:

a = xy

xyy

yxyn 2

356

30163028

1608

230

2 ..,

.,.RR

,,y

HCl

Trong đó xy2 là hoá trị của nguyên tố R Vì 2y/x là hóa trị của M,

nhận giá trị 1, 2, 32yx

1 2 3

R563

1123

56(TM)

cặp nghiệm phù hợp là xy2

= 3 và R = 56.

Vậy công thức oxit là sắt (III) oxit : Fe2O3

Bài 5.16. Cho 22,0 gam hỗn hợp X gồm Fe và Al tác dụng với 2 lít dung dịch HCl 0,3 M thu được V lít H2 (đkc). a. Chứng minh hỗn hợp X không tan hết. Tính V. b. Cho 22,0 gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với Cl 2 thu được 85,9 gam muối. Tính khối lượng mỗi kim loại trong X.

Hướng dẫn

167

a. Chứng minh hỗn hợp X không tan hết. Tính V.- Gọi số mol của Fe trong 22,0 gam hỗn hợp là a mol. - Gọi số mol của Al trong 22,0 gam hỗn hợp là b mol. Ta có: 56a + 27b = 22,0 gam (I)- Các phương trình phản ứng:

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (1)

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2)- Số mol HCl: nHCl = 2.0,3 = 0,6 mol- Từ phương trình (I) ta có: 28(2a + 3b) - 57b = 22,0

(2a + 3b) > 2822

= 0,79 mol > nHCl = 0,6

nên HCl thiếu, kim loại không tan hết.

2Hn = 2HCln

= 0,3 mol

- Thể tích H2 thu được: 2HV = 22,4. 2Hn = 6,72 lít

b. Tính khối lượng mỗi kim loại trong X.- Các phương trình phản ứng:

2Al + 3Cl2 ot 2AlCl3 (3)

2Fe + 3Cl2 ot 2FeCl3 (4)

- Khối lượng muối thu được:mmuối = 162,5a + 133,5b = 85,9 gam (II)

- Giải hệ phương trình (I) và (II) ta được: a = 0,2 mol, b = 0,4 mol.mAl = 0,4.27 = 10,8 gammFe = 0,2.56 = 11,2 gam

Bài 5.17. Từ 116 tấn từ loại quặng manhetit chứa (giả sử hàm lượng Fe3O4 là 100%), người ta tiến hành sản suất một loại gang chứa 96% sắt và 4% cacbon trong lò cao. Tính khối lượng gang thu được từ 100,0 tấn quặng manhetit đó. Tính khối lượng than cốc (giả sử chứa 100% cacbon) cần dùng trong quá trình luyện gang trên. Hiệu suất các phản ứng là 100%.

Hướng dẫn- Các phương trình phản ứng;

C + O2 ot CO2 (1)

C + CO2 ot 2CO (2)

Fe3O4 + 4CO ot 3Fe + 4CO2 (3)

168

43OFen = 232

100116 6., =5.105 mol

- Theo các phương trình phản ứng: + Khối lượng Fe sinh ra: mFe = 3.56.5.105 = 84.106 gam = 84 tấn

+ Khối lượng gang thu được: mgang = %

%.9610084

= 87,5 tấn

+ Khối lượng cacbon trong gang: mC = 87,5 - 84 = 3,5 tấn

+ Khối lượng cacbon để tạo CO: mC = 1210534 5... = 8 tấn

- Tổng khối lượng than cốc cần lấy: mC = 3,5 + 8 11,5 tấn

Bài 5.18 Cần bao nhiêu tấn quặng manhetit chứa 80% Fe3O4 để sản xuất được 100 tấn gang chứa 96,0% sắt. Giả sử hiệu suất của quá trình sản xuất đạt 98%.

Hướng dẫnCác phương trình phản ứng:

C + O2 ot CO2 (1)

C + CO2 ot 2CO (2)

Fe3O4 + 4CO ot 3Fe + 4CO2 (3)

- Khối lượng Fe có trong 100,0 tấn gang:

mFe = %%., 100

960100 = 96,0 tấn

- Khối lượng Fe3O4: 43OFem =%%.

,,., 98

10001680232096 = 132,277 tấn

- Khối lượng quặng manhetit: mquặng =%%., 80

100277132 = 169,1 tấn

Bài 5.19. Cho 3,8 gam bột hỗn hợp P gồm các kim loại Mg, Al, Zn, Cu tác dụng hoàn toàn với oxi dư thu được hỗn hợp rắn Q có khối lượng 5,24 gam. Tính thể tích ( tối thiểu) dung dịch HCl 1M cần dùng để hoà tan hoàn toàn Q.

Hướng dẫn

Gọi a, b, c, d lần lượt là số mol Mg, Al, Zn, Cu2Mg + O2

0t 2MgO (1)a 0,5a a 4Al + 3O2

0t 2Al2O3 (2)b 0,75b 0,5b2Zn + O2

0t 2ZnO (3)c 0,5c c

169

2Cu + O2 0t 2CuO (4)

d 0,5d dQ gồm: (MgO, Al2O3, ZnO, CuO)

MgO + 2HCl MgCl2 + H2O (5)a 2aAl2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (6)0,5b 3bZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O (7)c 2cCuO + 2HCl CuCl2 + H2O (8)d 2d

Theo ( 5, 6, 7, 8) nHCl = 2a + 3b + 2c + 2dáp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho (1, 2, 3, 4)

mP+ 2Om = mQ

=> 2Om = mQ - mP = 5,24 - 3,8 = 1,44g

=> 2On = 1,44 : 32 = 0,045 mol

Theo (1,2,3,4) : 2On = 0,5a + 0,75b + 0,5c + 0,5d = 0,045 mol

Ta thấy: nHCl= 4.(0,5a + 0,75b + 0,5c + 0,5d) = 4.

2On = 4 . 0,045 = 0,18 mol

=> VHCl cần tìm = M

nC = 0,18 (lít) hay180 (ml)

Bài 5.20. Đun nóng 16,8 gam bột sắt với 6,4 gam bột lưu huỳnh (trong điều kiện không có không khí) đến phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A. Hoà tan A bằng dung dịch HCl dư thu được hỗn hợp khí B. Chia hỗn hợp khí B làm 2 phần bằng nhau: Phần 1 cho lội từ từ qua dung dịch CuCl2 thấy có m gam kết tủa CuS đen. Phần 2 đem đốt cháy trong oxi cần V lít (đo ở đktc).a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.b. Tính m, V.

Hướng dẫn

Số mol Fe: nFe = 56816,

= 0,3 mol;

Số mol S: nS = 3246,

= 0,2 mol

a. Các phương trình phản ứng:

Fe + S 0t FeS (1)

nFe > nS => Fe dư, hỗn hợp rắn A gồm FeS và FeFeS + 2HCl FeCl2 + H2S (2)

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (3)- Hỗn hợp khí B gồm H2S và H2 cho một nửa hỗn hợp khí B qua dung dịch CuCl2:

170

H2S + CuCl2 CuS + 2HCl (4)- Đốt cháy một nửa hỗn hợp khí B:

2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O (5)2H2 + O2 2H2O (6)

b. Tính m, V.- Theo phương trình phản ứng (1) trong hỗn hợp A gồm FeS 0,2 mol, Fe 0,1 mol.- Theo phương trình phản ứng (1) và (2) trong hỗn hợp B gồm H2S 0,2 mol, H2 0,1 mol.- Theo phương trình phản ứng (4) số mol CuS 0,1 mol khối lượng CuS: mCuS = 96.0,1 = 9,6 gam- Theo phương trình phản ứng (5) và (6) số mol O2 cần:

222 21

23

HSHO nnn = 0,175 mol.

22 422 OO ., nV = 3,92 lít

Bài 5.21: Có 200ml dung dịch hỗn hợp AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M. Thêm 2,24g bột Fe vào dung dịch, khuấy đều đến phản ứng hoàn toàn được chất rắn A và dung dịch B.

a) Tính khối lượng chất rắn A và dung dịch B

b) Tính CM các muối trong dung dịch B (giả sử thể tích dung dịch không đổi)

Hướng dẫn

Khi cho sắt vào dung dịch hỗn hợp AgNO3 và Cu(NO3)2 cần xác định có phản ứng nào xảy ra trước.

Bài này lại cho lượng các chất tham gia nên cũng cần tìm chất nào đủ, chất nào dư để từ đó tính khối lượng A được chính xác và đồng thời xác định cụ thể dung dịch B gồm những chất nào?

Trong bài này, Ag hoạt động yếu hơn Cu nên trong quá trình phản ứng Ag sẽ bị đẩy ra khỏi dung dịch trước.

* PTHH: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)

Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2)

3AgNOn = 0,2 .0,1 = 0,02 (mol) ; 3 2( )Cu NOn = 0,5 . 0,2 =0,1 (mol)

Gọi x là số mol của Fe phản ứng ở phản ứng (1)

Ta có: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)

1mol 2mol 1mol 2mol

171

x mol 2x mol x mol 2x mol

Mà 3AgNOn = nAg = 2x = 0,02(mol)

=> x = 0,01(mol) = 3 2Fe(NO )n = nFe

Từ đây suy ra: Số mol Fe dùng cho phản ứng (2) là:

0,04 – 0,01 = 0,03(mol)

Lại có: Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2)

1mol 1mol 1mol 1mol

Ta có tỉ lệ: 0,03 0,1

1 1 Cu(NO3)2 dư sau phản ứng (2)

Theo PT(2): Sốmol Cu(NO3)2 dư: 0,1 =0,03 = 0,07 (mol)

a) Vậy sau phản ứng A gồm: Ag, Cu

mA = mAg +mCu = 0,03.65 + 0,02.108 = 4,08(g)

b) Dung dịch B gồm: Cu(NO3)2 dư và Fe(NO3)2 sinh ra.

Theo phản ứng (1), (2):

3 2( )Fe NOn = 0,01 + 0,03 =0,04(mol)

CM(dd 3 2( )Cu NOdư =

0,07 0,350,2

M

CM(dd 3 2( )Fe NO) =

0,04 0,20,2

M

Bài 5.22: Cho 13,14g bột Cu vào bình đượng 500ml dung dịch AgNO3 0,3M khấy đều dung dịch một thời gian rồi thu được 22,56g chất rắn A và dung dịch B.

a) Tính CM các chất trong dung dịch B (Giả sử Vdung dịch không đổi).

b) Nhúng thanh kim loại R nặng 15g vào dung dịch B, khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau đó lấy thanh kim loại ra rửa sạch cân nặng 17,355g (giả sử tất cả kim loại sinh ra bám vào R). Hỏi R là kim loại nào trong các loại sau: Fe, Ni, Cu, Zn, Pb, Ag

Hướng dẫn

172

Dựa vào PTHH và độ tăng của kim loại => khối lượng các chất phản ứng và sản phẩm .Từ đó biết được trong dung dịch sau phản ứng có những chất gì?

Ta có 3AgNOn = 0,3. 0,5 = 0,15(mol)

a) PTHH: Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 +2Ag

1mol 2mol 1mol 2mol

xmol 2xmol

Hay 64x(g) 216x(g)

Theo bài ta có: 216x – 64x = 22,56-13,4

Hay 152x =9,42

=> x= 0,062(mol)

+ Trong dung dịch B có: 0,062 mol Cu(NO3)2 = số mol Cu (phản ứng)

Số mol AgNO3 dư = 0,15 – 2. 0,062 = 0,026(mol)

3(dd AgNO )0,026 0,052( )

0,5MC M

3 2(ddCu(NO ) )0,062 0,124( )

0,5MC M

b) Trong dung dịch B do Ag yếu hơn Cu nên R sẽ đẩy Ag ra khỏi dung dịch muối của nó trước

Gọi n là hoá trị của R

Ta có PTHH: R + nAgNO3 R(NO3)n + nAg

1mol n(mol) n(mol)

0,026 (mol)

n 0,026(mol) 0,026(mol)

Lại có PTHH: R + 2n

Cu(NO3)2 R(NO3)n + 2n

Cu (2)

1mol 2n

(mol) 2n

(mol)

0,0622

mol 0,062 mol 0,062 mol

173

Theo phương trình (1),(2) ở trên ta có khối lượng kim loại R tan vào dung dịch B là:

0,062 0,062 0,15( ). .2

n R Rn n

Mặt khác: Khối lượng Cu và Ag sinh ra là:

mAg + mCu = 108.0,026 + 64.0,062 = 6,776 (g)

Mà theo bài khối lượng kim loại lấy ra là 17,355(g)

Ta có phương trình về độ tăng khối lượng như sau:

mCu + mAg- mR(đã tan) = 6,776 - 0,15 .R

n

Hay 6,776 - 0,15 .R

n = 2,355. Suy ra 0,015.R = 4,421. n

Thay R là nguyên tử khối của các kim loại mà đầu bài đã cho vào phương trình (*) ta có:

R 56(Fe) 59(Ni) 64(Cu) 65(Zn) 108(Ag) 207(Pb)

n 1,9 2 2,17 2,2 3,6 7

Kết quả Vô lý Hợp lý Vô lý Vô lý Vô lý Vô lý

Vậy R là Ni có hoá trị (II)

Bài 5.23. Cho 16 gam hỗn hợp A gồm Fe, Mg vào 300 ml dung dịch CuSO4 1M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được 24,8 gam chất rắn B gồm 2 kim loại và dung dịch C. Thêm NaOH dư vào dung dịch C, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí tới khối lượng không đổi được chất rắn D. a. Viết các phương trình hóa học xảy ra. b. Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp A. c. Tính khối lượng chất rắn D.

Hướng dẫn:a. Chất rắn B có Fe và Cu => Mg và CuSO4 phản ứng hết, => dung dịch C có MgSO4 và FeSO4.Đặt số mol Mg và số mol Fe tham giam gia phản ứng lần lượt là x, y.Các PTHH: Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu (1) x x x x Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)

174

y y y y MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4 (3) FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4 (4) Mg(OH)2

ot MgO + H2O (5)

4Fe(OH)2 + O2 ot 2Fe2O3 + 4H2O (6)

b. 4

0,3.1 0,3CuSOn mol => x + y = 0,3 (*)Theo PT (1), (2) ta có: 64(x + y) – 24x – 56y = 24,8 – 16 40 x + 8y = 8,8 (**)Từ (*) và (**) ta tìm được x = 0,2 mol; y = 0,1 mol.

0, 2.24 4,8Mgm g => % kl của Mg = 4,8 .100% 30%16

% kl của Fe = 70%c. áp dụng bảo toàn nguyên tố:

2 3 4

0, 2

1 0,052

MgO Mg

Fe O FeSO

n n mol

n n mol

=> 0, 2.40 0,05.160Dm = 16 gam..

Bài 5.24: Cho một hỗn hợp A gồm 0,81 gam Al và 2,8 gam Fe vào 200ml dung dịch hỗn hợp gồm: AgNO3, Cu(NO3)2. Sau khi phản ứng kết thúc được chất rắn B nặng 8,12g chứa 3 kim loại. Hoà tan B bằng dung dịch HCl dư thấy bay ra 0,672 lít khí hiđro(đktc). Tính CM của các dung dịch muối ban đầu.

Hướng dẫn

Ta có: Số mol H2 : 2Hn = 6,72 0,03( )22,4

mol

Số mol Al : nAl= 0,81 0,03( )27

mol

Số mol Fe = 2,8 0,05( )56

mol Vì Al hoạt động hoá học mạnh hơn Fe và

AgNO3 có tính oxi hoá mạnh hơn Cu(NO3)2 nên ưu tiên xảy ra phản ứng:

Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag (1)

1mol 3mol

Giả sử sau phản ứng (1) thì Al hết (hoặc vừa đủ) khi đó

nAg =3 nAl = 3. 0,03 = 0,09(mol)

175

=> Agm = 0,09 . 108 = 9,72g > 8,12

Điều đó trái với bài toán đã cho. Do đó sau phản ứng (1) thì Al phải còn dư ( AgNO3

hết) sẽ xảy ra phản ứng:

2Al + 3Cu(NO3)2 2Al(NO3)3 + 3Cu (2)

(y- 0,02)

Fe + Cu(NO3)2 Fe (NO3)2 + Cu (3)

(0,05- 0,03) 0,02

Vì Al hoạt động mạnh hơn Fe nên Al đã phản ứng hết theo phương trình (2).

Như vậy chất rắn B gồm: Ag, Cu, Fe dư

Cho B tác dụng với dung dịch HCl dư, chỉ có Fe phản ứng

Fe + 2 HCl FeCl2 + H2 (4)

0,03mol 0,03mol

Gọi x,y là số mol AgNO3, Cu(NO3)2 trong dung dịch đầu

Ta có: mB = mAg + mCu + mFe dư

8,12 = 108.x + 64.y + 56 .0,03

108x +64y = 6,44 (*)

Theo PT(1) và (2) thì: 3 3 2Al AgNO Cu(NO ) pt(2)

1 2n n n3 3

3 2 3 2Cu(NO ) bd Cu(NO ) pt(3)1 20,03 (n n )3 3

x

0,03 = 3.x

+23.

(y- 0,02) x + 2y = 1,13 (**)

Từ (*) và (**) ta có: 108 64 6,44

2 1,13x y

x y

Giải hệ được: x = 0,03 =3AgNOn

y = 0,05 = 3 2Cu(NO )n

176

Vậy CM (dd AgNO3) =0,030,2

= 0,15 (M)

CM (dd Cu(NO3)2) =0,050,2

= 0,25 (M)

Bài 5.25: Cho 5,6g Fe tác dụng với 500ml dung dịch HNO3 0,8M. Sau phản ứng thu được V(lit) hỗn hợp khí A gồm N2O và NO2 có tỷ khối so với H2 là 22,25 và dd B.

a. Tính V (đktc)?b. Tính nồng độ mol của các chất có trong dung dịch B.

Hướng dẫn:Theo bài ra ta có:

nFe = 5,6 : 56 = 0,1 mol

3HNOn = 0,5 . 0,8 = 0,4 molMhh khí = 22,25 . 2 = 44,5

Đặt x, y lần lượt là số mol của khí N2O và NO2.PTHH xảy ra: 8Fe + 30HNO3 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (1)

8mol 3mol83x

x

Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (2) 1mol 3mol

3y

y

Tỉ lệ thể tích các khí trên là:Gọi a là thành phần % theo thể tích của khí N2O.Vậy (1 – a) là thành phần % của khí NO2. Ta có: 44a + 46(1 – a) = 44,5

a = 0,75 hay % của khí N2O là 75% và của khí NO2 là 25%Từ phương trình phản ứng kết hợp với tỉ lệ thể tích ta có:

3 ( )

8 0,1( )3 3

x y Iyx II

y = 0,012 và x = 0,036 Vậy thể tích của các khí thu được ở đktc là:

2N OV = 0,8064(lit) và 2NOV = 0,2688(lit)Theo phương trình thì:Số mol HNO3 (phản ứng) :

177

n= 10. 2N On + 2.n NO 2 = 10.0,036 + 2.0,012 = 0,384 molSố mol HNO3 (còn dư) = 0,4 – 0,384 = 0,016 molSố mol Fe(NO3)3 = nFe = 0,1 molVậy nồng độ các chất trong dung dịch là:

CM 3 3( )Fe NO = 0,2M

CM 3HNOdư = 0,032M

Bài 5.26: Một thanh kim loại R được ngâm trong dung dịch CuSO4. Sau khi phản ứng kết thúc, thanh kim loại có khối lượng nhẹ bớt đi so với ban đầu. Cũng thanh kim loại R như vậy, sau khi ngâm trong dung dịch AgNO3 , kết thúc phản ứng thì khối lượng thanh kim loại bây giờ lại nặng thêm so với ban đầu. Cho biết: R có hoá trị II; tất cả kim loại sinh ra đều bám vào thanh R; phần khối lượng nặng thêm gấp 75,5 lần phần khối lượng nhẹ bớt đi; số mol kim loại bám vào thanh R trong hai thí nghiệm trên đều bằng nhau.

1) Xác định kim loại R.2) Nếu thanh R đem thí nghiệm có khối lượng 20g ; dung dịch CuSO4 có thể

tích 125 ml và nồng độ 0,8M thì trong thí nghiệm với dung dịch AgNO3, thanh kim loại tăng bao nhiêu phần trăm về khối lượng ? Thể tích dung dịch AgNO3 0,4M cần dùng là bao nhiêu ml ?

Hướng dẫn: a. Xác định R:

R + CuSO4 RSO4 + Cu x xR + 2AgNO3 R(NO3)2 + 2Ag 0,5x x x

Đặt x là số mol kim loại bám vào thanh R.Phần khối lượng nhẹ bớt đi = (MR -64)x Phần khối lượng tăng thêm = (216 - MR ).0,5x Theo đề ta có: (216 - MR ).0,5x = 75,5.(MR -64)x Giải ra MR = 65.Suy ra kim loại R là kẽm (Zn)

b. Số mol CuSO4 = 0,1 = x

suy ra % khối lượng tăng thêm 0,5 . 0,1. (216 65).100

20

= 37,75(%) Thể tích dung dịch AgNO3 cần dùng = 250 mlBài 5.27. Một hỗn hợp gồm 3 kim loại Na, Al và Fe. Nếu cho hỗn hợp vào nước cho đến khi phản ứng xong thì thu được V lít khí. Nếu cho lượng hỗn hợp đó vào dung dịch NaOH (dư) đến khi phản ứng xong

thu được 74

V lít khí.

Với lượng hỗn hợp đó cho vào dung dịch HCl (dư) đến khi phản ứng xong thì

thu được 94

V lít khí

178

a. Viết các phương trình phản ứng xẩy ra.b. Xác định tỷ lệ số mol các kim loại có trong hỗn hợp? Biết rằng khí thu được ở các trường hợp trên đều ở đktc

Hướng dẫn:a. Khi cho hỗn hợp vào nước:

2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1)

2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 (2)Khi cho hỗn hợp vào dd NaOH:

2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (3)

2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 (4)- Khi cho hỗn hợp vào dd HCl:

2Na + 2HCl 2NaCl + H2 (5)

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (6)

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (7)b. Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Na, Al, Fe có trong hỗn hợp;

Sau khi phản ứng kết thúc khí thoát ra là H2. Gọi n là số mol H2 có trong V lít khí.

Số mol H2 có trong 74

V lít là 74

n; có trong 94

V lít là 94

n

Dựa vào pt (1) và (2) ta có : 3 0,5

2 2x x n x n

Theo (3) và (4) ta có : 3 7

2 2 4x y n

Thay x = 0,5n vào tính được y = n

Theo (5), (6) và (7) ta có: 3 9

2 2 4x y z n

Thay x, y vào tính được z = 0,5n Vậy tỷ lệ số mol Na, Al, Fe có trong hỗn hợp là :

0,5n : n : 0,5n = 1:2:1

Bài 5.28. Cho đinh sắt nặng 112g vào dung dịch A gồm 600g dung dịch

CuSO416%, sau một thời gian nhấc đinh sắt ra, cân lại được 115 g và còn lại

dung dịch B.

a. Tính khối lượng Fe tham gia và khối lượng Cu tạo thành sau phản ứng( Giả

sử toàn bộ Cu tạo thành bám hết đinh Fe).

b. Cho 900g dung dịch BaCl2 20,8% vào dung dịch B, sau phản ứng được kết tủa

D, dung dịch E. Tính mD và C% dung dịch E.

179

c. Hòa tan hết 115 gam kim loại lúc nhấc ra khỏi dung dịch A bằng dung dịch

H2SO4 đặc nóng thu được khí mùi hắc duy nhất . Tính thể tích khí tạo thành

(đktc).

Hướng dẫn:a. Gọi số mol Fe tham gia là x

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Mol x x x x (g) 56x 160x 152x 64x Ta có: 64x – 56x = 3

x= 0,375( mol) Nên: mFe = 0,375. 56 = 21 (g) mCu= 0,375. 64 = 24 (g).

b. Ta có: 4CuSOn ban đầu= 0,6( mol)

4CuSOn dư = 0,6- 0,375 = 0,225(mol)

4FeSOn = 0,375 (mol)

BaCl2 = 0,9(mol) BaCl2 + FeSO4 BaSO4 + FeCl2

Mol: 0,375 0,375 0,375 0,375 BaCl2+ CuSO4 BaSO4 + CuCl2

Mol: 0,225 0,225 0,225 0,225

2BaCln dư= 0,9- 0,6 = 0,3(mol) => m = 0,3 . 208= 62,4(g) Nên mkết tủa= 0,6. 233=139,8 gam Khối lượng dung dịch B: mdd = 600+900 –3 – 139,8 =1357,2(g)

2FeClm 0,375. 127= 47,625 (gam)

2CuClm 0,225. 135= 30,375 (gam)

Vậy nồng độ % các chất có trong dung dịch:

2

47,625% .100% 3,5%1357,2FeClC

2

30,375% .100% 2,24%1357,2CuClC

2

62,4% .100% 4,6%1357,2BaClC

c. Ta thấy 115 gam kim loại nhấc ra gồm 24 gam Cu và 91 gam Fe

Có: nCu = 24 0,375( )64

mol

180

nFe = 91 1,625( )56

mol


Cu + 2H2SO4 đ 0t CuSO4 + SO2 + 2H2O

Mol: 0,375 0,375

2Fe + 6H2SO4 0t Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Mol: 1,625 2,4375

Tổng số mol SO2 sinh ra:

20,375 2,4375 2,8125( )SOn mol

Vậy:

2 ( ) 2,8125. 22,4 63( )SO dktcV lit

Bài tập tự luyện.

Bài 5.29: Ngâm một lá sắt nặng 2,5g trong 25ml dung dịch CuSO4 15% có D= 1,12g/ml. Sau một thời gian phản ứng lấy lá sắt ra khỏi dung dịch rửa nhẹ, làm khô, cân lại được 2,58g

Tính C% các chất dung dịch sau phản ứng

Đáp số: C%(dd FeSO4)=5,65%

C% (CuSO4 dư) = 9,1%

Bài 5.30: Ngâm một vật bằng đồng có khối lượng 5g trong 250g dung dịch AgNO3

8%. Sau một thời gian ngắn, lấy ra và kiểm tra thấy lượng AgNO3 trong dung dịch đầu giảm 85%.

Tính khối lượng vật lấy ra sau khi lau khô

Đáp số: 12,6(g)

Bài 5.31: Hai miếng Zn có cùng khối lượng 100g. Miếng thứ nhất nhúng vào 100ml dung dịch CuSO4, miếng thứ hai nhúng vào 500ml dung dịch AgNO3. Sau một thời gian lấy Zn ra khỏi các dung dịch nhận thấy miếng thứ nhất giảm 0,1% khối lượng.CM của các muối kẽm trong hai dung dịch bằng nhau

Hỏi khối lượng miếng thứ hai thay đổi như thế nào? Giả sử các kim loại thoát ra bám vào miếng Zn.

181

Đáp số: Khối lượng lá kẽm thứ hai tăng 75,5g so với ban đầu

Bài 5.32: Trộn hai dung dịch AgNO3 0,44 M và Pb(NO3)2 0,36 M với thể tích bằng nhau được dung dịch A. Thêm 0,828 gam bột Al vào 100ml ddA thu được chất rắn B và dd C. Tính khối lượng của chất rắn B.

Đáp số: 6,408g hỗn hợp chất rắn B.

Bài 5.33: Cho m gam Mg vào 1lít dung dịch chứa FeSO4 và CuSO4 nồng độ mỗi muối là 0,1M. Sau phản ứng lọc lấy dung dịch B. Thêm NaOH dư vào dd B được kết tủa E. Lọc lấy E nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 10 gam chất rắn F. Tính m?

Đáp số: m = 3,6 g

Bài 5.34: Hoà tan hết 2,52g kim loại R trong dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu được 1,008 lit H2 (đktc). Xác định kim loại R.

Đáp số: FeBài 5.35: Hoà tan hoàn toàn 6,5g một kim loại A chưa rõ hoá trị vào dung dịch axit HCl, thì thu được 2,24 lit H2 (đktc).

Xác định kim loại A.Đáp số: A là Zn.

Bài 5.36: Cho 10g một hỗn hợp gồm Fe và Cu tác dụng với dung dịch axit HCl, thì thu được 3,36 lit khí H2 (đktc). Xác định thành phần % về khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.

Đáp số: % Fe = 84%, % Cu = 16%.Bài 5.37: Cho 1 hỗn hợp gồm Al và Ag phản ứng với dung dịch axit H 2SO4 thu được 5,6 lít H2 (đktc). Sau phản ứng thì còn 3g một chất rắn không tan. Xác định thành phần % theo khối lượng cuả mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

Đáp số: % Al = 60% và % Ag = 40%.Bài 5.38: 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; mZn = 12,84g

b/ Vdd HCl 1M = 0,6 lit.Bài 5.39: 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.

182

Bài 5.40: Hoà tan 12,1 gam hỗn hợp gồm Fe, Zn trong 500ml dung dịch HCl 1M được dung dịch A . Để trung hòa hết lượng axit còn dư trong A cần 50 ml dung dịch NaOH 2M. Tính thành phần % theo khối lượng mỗi kim loại.

Đáp số:%Fe = 46,28% và %Zn = 53,72%

Bài 5.41: 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 5.42. Cho đinh sắt nặng 84g vào dung dịch X gồm 500g dung dịch CuSO416%,

sau một thời gian nhấc đinh sắt ra, cân lại được 86 g và còn lại dung dịch Y.

a. Tính khối lượng Fe tham gia và khối lượng Cu tạo thành sau phản ứng( Giả sử

toàn bộ Cu tạo thành bám hết đinh Fe).

b. Cho 800g dung dịch Ba(NO3)2 26,1% vào dung dịch Y, sau phản ứng được kết

tủa Z, dung dịch T. Tính mZ và C% dung dịch T.

c. Hòa tan hết 86 gam kim loại lúc nhấc ra khỏi dung dịch X bằng dung dịch

H2SO4 đặc nóng. Tính thể tích khí mùi hắc tạo thành (đktc).

Đáp số: a. mFe = 14(gam); mCu = 16(gam) b. C% lần lượt là: 6,63%; 3,8%; 3,98%. c. 47,6 lit

-----------------------------------------------------

CHƯƠNG V: PHI KIM- SƠ LƯỢC BẢNG TUẦN HOÀN

CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCA - một số Kiến thức cần nhớI. Tính chất vật lí của phi kimở điều kiện thường các phi kim tồn tại ở cả ba trạng thái:

183

+ Một số phi kim tồn tại ở trạng thái rắn như: cacbon, silic, lưu huỳnh, photpho …

+ Có phi kim tồn tại ở trạng thái lỏng như brom+ Một số phi kim tồn tại ở trạng thái khí như: oxi, clo, flo,...

- Phần lớn các phi kim không dẫn điện.- Các phi kim đều dẫn nhiệt kém.- Một số phi kim độc như clo, brom, iot …II. tính chất hoá học chung của phi kim1. Tác dụng với kim loại - Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành oxit.Thí dụ 1: Kali phản ứng với oxi tạo thành kali oxit:

4K + O2 2K2O Thí dụ 2: Nhôm cháy trong oxi tạo thành nhôm oxit:

4Al + 3O2 ot Al2O3

Thí dụ 3: Đồng cháy trong oxi tạo thành đồng (II) oxit:

2Cu + O2 ot 2CuO

- Các phi kim khác tác dụng với các kim loại tạo thành muối.Thí dụ 1: Magie phản ứng với khí clo tạo thành muối magie clorua tinh thể:

Mg + Cl2 ot MgCl2

Thí dụ 2: Sắt phản ứng với lưu huỳnh ở nhiệt độ cao tạo thành sắt sunfua:

Fe + S ot FeS

2. Tác dụng với hidro- Oxi tác dụng với hidro tạo thành hơi nước.

2H2 + O2 ot 2H2O

- Một số phi kim khác tác dụng với hidro tạo thành hợp chất khí.

H2 + Cl2 ot 2HCl

H2 + S ot H2S

3. Tác dụng với oxiNhiều phi kim tác dụng với oxi tạo thành oxit axit

C + O2 ot CO2

S + O2 ot SO2

4P + 5O2 ot 2P2O5

4. Mức độ hoạt động hoá học của phi kimMức độ hoạt động hoá học mạnh hay yếu của các phi kim được xét dựa trên

khả năng và mức độ phản ứng của chúng với kim loại và hidro. Flo, oxi và clo là

184

những phi kim hoạt động mạnh, còn lưu huỳnh, photpho, cacbon là những phi kim hoạt động yếu hơn.III. Clo Clo là chất khí màu vàng lục, mùi hắc, tan một phần trong nước. Clo là khí độc.1. Tính chất hoá họca. Tác dụng với kim loại

Clo tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua.

Mg + Cl2 ot MgCl2

2Fe + 3Cl2 ot 2FeCl3

Cu + Cl2 ot CuCl2

b. Tác dụng với hidroClo tác dụng với hidro tạo thành khí hidroclorua, khí này tan trong nước tạo

thành dung dịch axit clohidric.

H2 + Cl2 ot 2HCl

c. Tác dụng với nướcKhi tan trong nước một phần khí clo tác dụng với nước tạo thành axit clohidric

và axit hipoclorơ:H2O + Cl2 HCl + HClO

d. Tác dụng với dung dịch kiềm2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O

Clo tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành muối natri clorua và muối natri hipoclorit (hỗn hợp muối NaCl và NaClO trong nước gọi là nước Gia-ven).

6KOH + 3Cl2 ot 5KCl + KClO3 + 3H2O

Chú ý: Clo không tác dụng trực tiếp với oxi tạo thành oxit.2. ứng dụng và điều chế a. ứng dụng

Clo có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong sản suất như: khử trùng nước sinh hoạt, tẩy trắng vải, sợi, bột giấy và được sử dụng nhiều trong công nghiệp cao su, chất dẻo …b. Điều chế- Trong phòng thí nghiệm: Cho axit clohidric đặc tác dụng với chất oxi hoá mạnh.

4HCl(dd đặc) + MnO2 ot MnCl2 + Cl2 + 2H2O

16HCl(dd đặc) + 2KMnO2 ot 2MnCl2+ 2KCl + 5Cl2 + 8H2O

- Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl bão hoà có màng ngăn xốp.

2NaCl(dd bão hoà) + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2

185

Điện phân/màng ngăn

IV. Cacbon1. Đơn chấta. Tính chất vật lí của cacbon- Dạng thù hình: " Dạng thù hình của nguyên tố là dạng tồn tại của những đơn chất khác nhau do cùng một nguyên tố hoá học tạo nên". Cacbon có ba dạng thù hình chính: + Kim cương: là chất rắn trong suốt, cứng và không có khả năng dẫn điện. Kim cương thường được dùng làm đồ trang sức, mũi khoan, dao cắt kính … + Than chì: là chất rắn mềm, có khả năng dẫn điện. Than chì thường được dùng làm điện cực, chất bôi trơn, ruột bút chì … + Cacbon vô định hình: là chất rắn, xốp không có khả năng dẫn điện. Thường được sử dụng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản suất.- Tính chất hấp phụ: Một số dạng cacbon vô định hình như than gỗ, than xương mới điều chế có khả năng hấp phụ các chất khí, chất màu … trên bề mặt của chúng (gọi là than hoạt tính).b. Tính chất hoá học

Cacbon là một phi kim hoạt động hoá học yếu. - Cacbon tác dụng với oxi: Cacbon cháy trong oxi tạo thành cacbon đioxit và toả nhiều nhiệt.

C + O2 ot CO2

- Cacbon tác dụng với oxit kim loại: Cacbon có tính khử nên ở nhiệt độ cao có thể khử một số oxit kim loại:

C + 2CuO ot CO2 + 2Cu

C + 2ZnO ot CO2 + 2Zn

2. Một số hợp chất của cacbona. Các oxit của cacbona1. Cacbon oxit: CO là chất khí không màu rất độc không tan trong nước. Cacbon oxit là oxit trung tính không tác dụng với axit và kiềm. Cacbon oxit có tính khử mạnh, ở nhiệt độ cao có thể khử được nhiều oxit kim loại:

CO + CuO ot CO2 + Cu

3CO + Fe2O3 ot 3CO2 + 2Fe

Cacbon oxit cháy trong không khí hoặc trong oxi toả nhiều nhiệt:

2CO + O2 ot 2CO2

a2.Cacbon đioxit: CO2 là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, khi bị nén và làm lạnh bị hoá rắn thành nước đá khô (tuyết cacbonic) dùng để bảo quản thực phẩm.Cacbon đioxit là oxit axit.

186

+ Tác dụng với nướcCacbon đioxit tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit cacbonic là axit yếu

không bền, lầm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.H2O + CO2 H2CO3

+ Tác dụng với dung dịch bazơ: Tuỳ theo tỉ lệ số mol giữa CO2 và bazơ mà tạo thành muối trung hoà, muối axit hoặc hỗn hợp hai muối:

NaOH + CO2 NaHCO3

2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O + Tác dụng với oxit bazơ:

CaO + CO2 CaCO3

b. Axit cacbonic và muối cacbonat* Axit cacbonic (H2CO3) tạo thành khi hoà tan CO2 vào nước. H2CO3 là một axit yếu không bền dễ bị phân tích thành CO2 và nước, dung dịch H2CO3 làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.* Muối cacbonat: có hai loại muối cacbonat trung hoà và muối cacbonat axit (hidrocacbonat). - Đa số muối cacbonat không tan trong nước (trừ các muối cacbonat của kim loại kiềm: Na2CO3, K2CO3 Hầu hết các muối hidrocacbonat tan tốt trong nước như: Ca(HCO3)2, Ba(HCO3)2, Mg(HCO3)2 … - Tính chất hoá học của muối cacbonat

+ Tác dụng với dung dịch axit

Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O

2NaHCO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O+ Tác dụng với dung dịch bazơ K2CO3 + Ca(OH)2 2KOH + CaCO3NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O+ Tác dụng với dung dịch muối tạo thành hai muối, trong đó ít nhất có một

muối ít tan K2CO3 + CaCl2 2KCl + CaCO3+ Muối cacbonat dễ bị nhiệt phân huỷ: Hầu hết các muối cacbonat đều dễ bị

nhiệt phân huỷ (trừ các muối cacbonat của kim loại kiềm)

CaCO3 ot CaO + CO2

2NaHCO3 ot Na2CO3 + CO2 + H2O

V - Silic và công nghiệp silicat1. Silic

Là nguyên tố phổ biến thứ 2 (sau oxi) trong thiên nhiên, silic chiếm 1/4 khối lượng vỏ trái đất, silic tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất trong cát trắng và đất sét.

187

Silic là chất rắn màu xám, tinh thể tinh khiết có tính bán dẫn nên có nhiều ứng dụng trong công nghệ điện tử, pin mặt trời …

ở nhiệt độ cao silic phản ứng với oxi tạo thành silic đioxit:

Si + O2 ot SiO2

2. Silic đioxit (SiO2)Silic đioxit là oxit axit không tan trong nước, tác dụng với kiềm và oxit bazơ

ở nhiệt độ cao tạo thành muối silicat:

2NaOH(r) + SiO2 ot Na2SiO3 + H2O

CaO + SiO2 ot CaSiO3

3. Công nghiệp silicata. Sản xuất gốm, sứ- Đồ gốm, sứ: gạch, ngói, gạch chịu lửa sành, sứ …- Từ nguyên liệu chính là đất sét, thạch anh, fenspat được trộn với nước để hoá dẻo sau đó tạo hình, sấy khô và cuối cùng là nung ở nhiệt độ thích hợp.b. Sản xuất xi măng

Xi măng là chất kết dính trong xây dựng có thành phần chính là canxi silicat và canxi aluminat.Các công đoạn chính để sản xuất xi măng:- Nghiền nhỏ nguyên liệu: đá vôi, đất sét, quặng sắt … sau đó trộn với nước tạo dạng bùn.- Nung hỗn hợp trên trong lò quay hay lò đứng ở nhiệt độ 1400oC - 1500oC thu được clanhke.- Nghiền clanhke thành bột mịn (xi măng).c. Sản xuất thuỷ tinh

Thành phần chính của thuỷ tinh là hỗn hợp canxi silicat (CaSiO3) và Natri silicat (Na2SiO3).Các công đoạn chính để sản xuất thuỷ tinh:- Trộn hỗn hợp cát (SiO2), đá vôi (CaCO3) và xôđa (Na2CO3) theo tỉ lệ thích hợp.- Nung hỗn hợp trên trong lò nung ở nhiệt độ khoảng 900oC thu được thuỷ tinh:



- Làm nguội thuỷ tinh đến dẻo rồi tạo hình thành các đồ vật.VI. MộT Số PHảN ứNG NÂNG CAO1- Phản ứng đốt cháy:

Khi đốt một hợp chất trong không khí thì các nguyên tố chuyển sang dạng oxit ( trừ N,Ag,Au,Pt )

4FeS2 + 11O2 ot 2Fe2O3 + 8SO2

188

2PH3 + 4O2 ot P2O5 + 3H2O

2H2S + 3O2 ot 2SO2 + 2H2O (đủ oxi, cháy hoàn toàn)

2H2S + O2 ot 2S + 2H2O (thiếu oxi, cháy không hoàn toàn )

4NH3 + 5O2 ot 4NO + 6H2O

2- Phản ứng sản xuất một số phân bón-Sản xuất Urê:

2NH3 + CO2 ,ot xt CO(NH2)2 + H2O-Sản xuất Amoni nitrat :

Ca(NO3)2 + (NH4)2CO3 2NH4NO3 + CaCO3 -Điều chế Supe photphat đơn : hỗn hợp Ca(H2PO4)2 + CaSO4

2H2SO4 + Ca3 (PO4)2 3CaSO4 + 2H3PO4 Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 đặc Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

-Điều chế Supe Photphat kép : 4H3PO4 + Ca3 (PO4)2 3Ca(H2PO4)2

- Sản xuất muối amoni : Khí amoniac + axit Muối amoni

3- Các phản ứng quan trọng khác1) 4Fe + O2 dư

ot 2Fe2O3

2) 2Fedư + O2 ot 2FeO

3) 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3

4) (*) 2Mg + CO2 ot 2MgO + C

Mg + H2O ( hơi) ot MgO + H2

5) 2NaOH ñpnc 2Na + H2O + O2 6) 3Na2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 7) NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3

8) Al2S3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2S ( phản ứng thuỷ phân )9) Al4C3 + 12H2O 4Al(OH)3 + 3CH4 10) SO2 + H2S S + H2O 11) SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4

( tương tự cho khí Cl2)12) 8NH3 + 3Br2 6NH4Br + N2 ( tương tự cho Cl2)13) 4HNO3 a.s 4NO2 + 2H2O + O2

14) CaOCl2 + 2HCl CaCl2 + Cl2 + H2O ( clorua vôi)

15) NaCl (r) + H2SO4 đặc 0250 C NaHSO4 + HCl

16) 2KNO3 + 3C + S ot K2S + N2 + 3CO2

(*) Phản ứng số 4 giải thích được vì sao không dùng CO2 để chữa cháy trong các đám cháy Mg

189

( Pư của thuốc nổ đen)17) Các phi kim kém hoạt động : H2, N2 , C chỉ tác dụng được với kim

loại mạnh ở nhiệt độ rất cao:Ví dụ : 4Al + 3C

ot Al4C3

Ca + 2C ot CaC2

( Canxi cacbua - thành phần chính của đất đèn ) 2Na + H2

ot 2NaH (Natri hiđrua )18) NaH ( Natri hiđrua) , Na2O2 ( Natri peoxit ) ...tác dụng được với

nước: NaH + H2O NaOH + H2 ( xem NaH Na dư hiđrô )2Na2O2 + 2H2O 4NaOH + O2 ( xem Na2O2 Na2O dư Oxi )

19) 2AgCl a.s 2Ag + Cl2 20) Điều chế Cl2:

2KMnO4 + 16HCl ñun nheï 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2OMnO2 + 4HCl ñun nheï MnCl2 + Cl2 + 2H2O21) Mg(AlO2)2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaAlO2

22) NaClO + CO2 + H2O NaHCO3 + HClO 2CaOCl2 + 2CO2 + H2O 2CaCO3 + Cl2O + 2HCl

HClO và Cl2O đều dễ bị phân huỷ thành oxi nguyên tử, nên có tính tẩy màu.23) 3Na2O2 + 2H3PO4 2Na3PO4 + 3H2O + 3/2 O2 ( nếu dư axit )3Na2O2 + H3PO4 Na3PO4 + 3NaOH + 3/2 O2 ( nếu thiếu axit )24) Cu + 4NaNO3 + H2SO4 đặc Cu(NO3)2 + 2Na2SO4 + 2NO2 + 2H2O25) Si + 2NaOH + H2O

ot Na2SiO3 + 2H2 26) NH4Cl + Na2CO3 NaCl + H2O + CO2 + NH3 ( xem NH4Cl HCl.NH3 )27) FeS2 + 2HCl FeCl2 + H2S + S ( xem FeS2 FeS dư S )

VII. PHảN ứNG CHUYểN ĐổI MứC HóA TRị CủA NGUYÊN TốTrong các phản ứng kết hợp hoặc phản ứng trao đổi thì hóa trị của các

nguyên tố thường không thay đổi. Vì vậy muốn chuyển đổi hóa trị các nguyên tố thì phải dùng một số phản ứng đặc biệt.

1- Nâng hóa trị của nguyên tố trong oxitoxit (HT thấp ) + O2 oxit (HT cao)

VD: 2SO2 + O2 2 5,ot V O 2SO3

2CO + O2 ot 2CO2

190

2Fe3O4 +12

O2 ot 3Fe2O3

2- Nâng hóa trị của nguyên tố trong hợp chất với clo hoặc oxi Hợp chất HT thấp + Cl2; O2 … Hợp chất hóa trị cao

VD: 2FeCl2 + 3Cl2 ot 2FeCl3

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3

PCl3 + Cl2 PCl5

3- Hạ hóa trị của muối sắt:Muối Fe (hóa trị cao) + Fe (hoặc kim loại yếu) Muối Fe (hóa trị thấp)

VD: 2FeCl3 + Fe 3FeCl2

Fe2(SO4)3 + Fe 3FeSO4

2FeCl3 + Cu 2FeCl2 + CuCl2

Lưu ý:Phản Cu với FeCl3 xảy ra không phải do Cu đẩy được Fe (không phải phản ứng thế)4- Dùng H2SO4 đ.đ hoặc HNO3 để nâng hóa trị của các nguyên tố trong hợp chất. VD: 3FeO +10HNO3 loãng 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

VIII - Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.2. Cấu tạo bảng tuần hoàna. Ô nguyên tố

Ô nguyên tố cho biết: Số hiệu nguyên tử, kí hiệu hoá học, tên nguyên tố, nguyên tử khối của nguyên tố đó.- Số hiệu nguyên tử còn gọi là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Số hiệu nguyên tử có số trị bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng số electron trong nguyên tử.b. Chu kì- Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron.- Có 7 chu kì trong đó các chu kì 1, 2, 3 được gọi là chu kì nhỏ, các chu kì 4, 5, 6, 7 là các chu kì lớn.Thí dụ: Chu kì 2 gồm 8 nguyên tố có 2 lớp electron trong nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+ đến Ne là 10+.c. Nhóm

191

Nhóm gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau và được xếp thành cột theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.Thí dụ: Nhóm I gồm các nguyên tố kim loại mạnh, chúng đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ Li là 3+ đến Fr là 87+.3. Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàna. Trong một chu kì

Trong các chu kì nhỏ: Đi từ đầu chu kì đến cuối chu kì theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân:- Số electron lớp ngoài cùng tăng dần từ 1 đến 8 electron. - Tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố tăng dần.- Đầu chu kì là một kim loại kiềm, cuối chu kì là halogen và kết thúc là một khí hiếm.b. Trong một nhóm

Trong một nhóm: Đi từ trên xuống dưới theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân:- Số lớp electron tăng dần. - Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố giảm dần.4. ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá họca. Biết vị trí nguyên tố ta có thể suy đoán cấu tạo nguyên tử và tính chất của nguyên tố.Thí dụ: Nguyên tố A ở ô số 9, nhóm V chu kì II trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Nêu cấu tạo nguyên tử và dự đoán tính chất của nguyên tố A.

Nguyên tố A (Flo) ở ô thứ 9 nên có số hiệu nguyên tử là 9, có điện tích hạt nhân bằng 9+ và có 9 electron và có hai lớp electron. Nguyên tố A ở cuối chu kì II nên là phi kim hoạt động mạnh hơn oxi ở ô số 8 và nguyên tố A ở đầu nhóm VII nên tính phi kim mạnh hơn clo ở ô 17.b. Biết cấu tạo nguyên tử có thể suy đoán vị trí và tính chất của nguyên tố.Thí dụ: Nguyên tố B có điện tích hạt nhân là 12+ có 3 lớp electron và có 2 electron ở lớp ngoài cùng. Xác định vị trí của B và dự đoán tính chât hoá học cơ bản của nó.

Nguyên tố B (Magie) có 3 lớp electron và 2 electron lớp ngoài cùng nên nguyên tố B ở chu kì III nhóm II. Mg đứng ở gần đầu chu kì II nên nó là một kim loại. Tính kim loại của Mg yếu hơn Na đứng trước nó trong cùng chu kì và Ca đứng dưới nó trong cùng nhóm. Tính kim loại của Mg mạnh hơn Al đứng sau nó trong cùng chu kì và Be đứng trên nó trong cùng nhóm.Chú ý: Tên thường gọi của một số hợp chất vô cơ:Diêm tiêu: KNO3 Muối ăn: NaClĐá vôi: CaCO3 Vôi sống: CaO

192

Vôi tôi: Ca(OH)2 Thạch cao sống: CaSO4.2H2OThạch cao nung: CaSO4.2H2O Thạch cao khan: CaSO4

Quặng Hêmatit: Fe2O3 Quặng Manhêtit: Fe3O4

Quặng pirit sắt: FeS2 Quặng cupit : Cu2SDiêm sinh: S Xút : NaOHPotat: KOH Thạch anh: SiO2

Ôlêum: H2SO4.nSO3

B.Toán. Bài 6.1 Cho 4,6 gam kim loại kiềm tác dụng hết với nước, sau phản ứng thu được 2,24 lit H2( đktc). Xác định kim loại đã dùng.

Hướng dẫn.Gọi X là kim loại kiềm

Ta có: 2

2,24 0,1( )22,4Hn mol


2X + 2H2O 2XOH + H2mol: 2 1


22. 2.0,1 0,2( )X Hn n mol

Khối lượng mol của X:

XmMn

4,6 230,2

Do đó: X là Na(Chú ý: Kim loại kiềm là kim loại nhóm I, có hóa trị I)Bài 6.2. Một chất khí có công thức phân tử là X2. Khí đó là khí gì? Biết rằng 1 lít khí đó ở điều kiện tiêu chuẩn cân nặng 3,1696 gam. Viết các phương trình phản ứng (nếu có) của khí X2 với các chất sau: H2, O2, Cu, dung dịch NaOH và nước.

Hướng dẫn.Một mol khí ở điều kiện tiêu chuẩn chiếm thể tích là 22,4 lít, nên khối lượng mol phân tử của khí đó là:

M = 2MX = 22,4. 3,1696 = 71 MX = 35,5Vậy nguyên tố X là clo và khí X có công thức phân tử là Cl2.Các phương trình phản ứng của Cl2 với các chất đã cho:

Cl2 + H2 ot 2HCl

Cl2 + O2 không phản ứng

193

Cl2 + Cu ot CuCl2

Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O Cl2 + H2O HCl + HClO

Bài 6.3. Cho 1,12 lít khí Cl2 (đo ở đktc) tác dụng với H2 dư, hấp thụ toàn bộ sản phẩm vào nước thu được 100 ml dung dịch A. Tính nồng độ mol của dung dịch A.

Hướng dẫn. Số mol khí Cl2 là:

2Cln = 422121,

,=0,05 mol

Phản ứng với khí H2 dư:

Cl2 + H2ot 2HCl (1)

Theo phương trình phản ứng (1) H2 dư nên số mol khí HCl sinh ra:

nHCl = 2 2Cln = 2.0,05 = 0,1 mol

Khí HCl tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch axit HCl.Nồng độ dung dịch HCl thu được:

CHCl = 0,10,1

=1 mol/l (hay 1,0 M)

Bài 6.4. Cho 3,36 lít khí Cl2 (đo ở đktc) tác dụng với H2 dư, hấp thụ toàn bộ sản phẩm vào 100 gam nước thu được dung dịch B. Tính nồng độ % của dung dịch B.

Hướng dẫn.- Số mol khí Cl2 là:

2Cln = 422363,

,= 0,15 mol

- Phản ứng với khí H2 dư:

Cl2 + H2ot 2HCl (1)

Theo phương trình phản ứng (1) H2 dư nên số mol khí HCl sinh ra:

nHCl = 2 2Cln = 2.0,15 = 0,3 mol

- Khí HCl tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch axit HCl.- Khối lượng dung dịch axit HCl thu được:

mdung dịch HCl = mHCl + OH2m = 36,5.0,3 + 100,0 = 110,95 gam

- N ồng độ % HCl trong dung dịch B là:

194

C%HCl = %.,

,., 1009511030536

= 9,87%

Bài 6.5 Cho 2,4 gam Mg kim loại phản ứng hoàn toàn với V lít khí X2 (đo ở đktc) theo phương trình phản ứng sau:

X2 + Mg MgX2

Khối lượng MgX2 thu được là 9,50 gam. Hãy cho biết X2 là khí gì? và tính thể tích V của khí X2 đã phản ứng với Mg ở trên.

Hướng dẫn.Số mol của Mg kim loại:

nMg = 2,424

= 0,1 mol

Phương trình phản ứng: X2 + Mg MgX2 (1)

Theo phương trình phản ứng (1):

nMg = 2Xn = 2MgXn = 0,1 mol

- Khối lượng mol phân tử của MgX2:

2MgXM = 100509,,

= 95

2MgXM = MMg +2MX = 95

MX = 35,5 vậy nguyên tố X là Clo và khí X là Cl2.Thể tích khí Cl2 đã phản ứng với Mg:

2ClV = 22,4.0,10 = 2,24 lít

Bài 6.6. Một muối clorua kim loại chứa 79,78% clo theo khối lượng. Xác định công thức phân tử của muối.

Hướng dẫn.Trong các hợp chất muối clorua, clo có hoá trị I. Gọi công thức phân tử của muối là MCln, trong đó n là hoá trị của kim loại M. % khối lượng của M trong hợp chất là: 100% - 79,78% = 20,22%Ta có:

%,%,

Mn,

m%m%

M

Cl

22207879535

M = 9n

Vì n là hóa trị của M, nhận các giá trị: 1, 2, 3n 1 2 3M 9 18 27

Chỉ có cặp n = 3 và M = 27 (Al) là phù hợp. Vậy công thức phân tử của muối là AlCl3.

195

Bài 6.7. Một muối có công thức phân tử là FeX2 trong đó Fe chiếm 44,1% theo khối lượng. Xác định công thức phân tử của muối và viết 3 phương trình phản ứng trực tiếp tạo thành muối FeX2.

Hướng dẫn.- % khối lượng của X trong hợp chất là: 100% - 44,1% = 55,9%Ta có:

%,%,M.

MM.

m%m% X

Fe

X

Fe

X

144955

5622

MX = 35,5

Vậy X là nguyên tố Clo, công thức phân tử của muối là FeCl2.- Ba phương trình phản ứng trực tiếp tạo thành FeCl2 là:

Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1)Fe + CuCl2 FeCl2 + Cu (2)

FeSO4 + BaCl2 FeCl2 + BaSO4 (3)Bài 6.8. Một muối có công thức phân tử là FeX3. Cho dung dịch chứa 1,30 gam FeX3 tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 3,444 gam kết tủa. Xác định công thức phân tử của muối và viết 2 phương trình phản ứng trực tiếp tạo thành muối FeX3.

Hướng dẫn.- Phương trình phản ứng: FeX3 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 3AgX (1)- Gọi x là số mol của FeX3, theo phương trình phản ứng (1) thì số mol của AgX là 3x mol.- Ta có hệ phương trình:

3FeXm = (56 + 3MX).x = 1,30 gam

AgXm = (108 + MX) .3x = 3,444 gam

MX = 35,5 và x = 0,008 mol. Vậy X là Clo và muối là FeCl3.- Hai phương trình phản ứng trực tiếp tạo thành FeCl3 là:

2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (1)Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 2FeCl3 + 3BaSO4 (2)Bài 6.9. Hoà tan 18,4 gam hỗn hợp hai kim loại hoá trị II và III bằng dung dịch axit HCl dư thu được dung dịch A và khí B. Chia khí B làm hai phần bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn một phần thu được 4,5 gam nước.a. Hỏi khi cô cạn dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối khan?b. Đem phần 2 cho phản ứng hết với khí clo rồi cho sản phẩm hấp thụ vào 200,0 ml dung dịch NaOH 20% (d=1,2 gam/ml). Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch thu được.

Hướng dẫn.

196

Gọi kim loại hoá trị II là X có số mol trong 18,4 gam hỗn hợp là x mol. Gọi kim loại hoá trị III là Y có số mol trong 18,4 gam hỗn hợp là y mol. Phương trình phản ứng:

X + 2HCl XCl2 + H2 (1)

2Y + 6HCl 2YCl3 + 3H2 (2)Dung dịch A chứa XCl2, YCl3 và HCl có thể dư, khí B là H2.Đốt cháy một nửa khí B;

2H2 + O2 ot 2H2O (3)

a. Theo các phương trình phản ứng từ (1) (2)(3):

2 2

2

1 1 3 4,52 2 2 18

3 0,52

H O H

H

n n x y

n x y mol

Số mol HCl tham gia phản ứng:

molnn 012322 2 ,yxHHCl

Theo định luật bảo toàn khối lượng, khi cô cạn dung dịch A lượng muối thu được là:

2 3

18,4 36,5.1,0 2.0,5 53,9XCl YCl

m m mgam

muèi khan

b. Phần 2 tác dụng với clo:

H2 + Cl2 ot 2HCl (4)

Hấp thụ HCl vào dung dịch NaOH:HCl + NaOH NaCl + H2O (5)

Số mol HCl: mol,yxn

n HHCl 502

322 2

Số mol NaOH: mol,%.

%.,.,n NaOH 211004020210200

nHCl < nNaOH NaOH dưTrong dung dịch thu được gồm NaOH dư và NaCl có số mol: nNaOH dư = 1,2 - 0,5 = 0,7 mol và nNaCl = nHCl = 0,5 molKhối lượng dung dịch thu được:

mdd = 200,0.1,2 + 36,5.0,5 = 258,25 gamNồng độ các chất trong dung dịch:

197

%,%.,,.%C

%,%.,

,.,%C

NaOH

NaCl

8410100252587040

33111002525850558

Bài 6.10. Tính thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn khi đun nóng nhẹ 1,58 gam KMnO4 với dung dịch axit clohiđric đặc dư.

Hướng dẫn.- Số mol của KMnO4:

4KMnOn = 158581,

= 0,010 mol


2KMnO4 + 16HCl ot 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O (1)

- Theo phương trình phản ứng (1) số mol của Cl2 sinh ra:

2Cln = 25

4KMnOn = 0,025 mol

- Thể tích khí Cl2 thu được:

2ClV = 22,4.0,025 = 0,56 lít

Bài 6.11. Tính thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn khi đun nóng nhẹ 2,61 gam MnO2 với dung dịch axit clohiđric đặc dư. Lượng clo này phản ứng hết bao nhiêu gam sắt kim loại.

Hướng dẫn.- Số mol của MnO2:

2MnOn = 87612,

= 0,030 mol


MnO2 + 4HCl ot MnCl2 + Cl2 + 2H2O (1)

- Theo phương trình phản ứng (1) số mol của Cl2 sinh ra:

2Cln = 2MnOn = 0,030 mol

- Thể tích khí Cl2 thu được:

2ClV = 22,4.0,030 = 0,672 lít

- Phản ứng với Fe:

3Cl2 + 2Fe ot 2FeCl3 (2)

nFe = 32

2Cln = 0,02 mol

- Khối lượng sắt đã tham gia phản ứng:

198

mFe = 56.0,02 = 1,12 gam Bài 6.12. Điện phân có màng ngăn dung dịch NaCl bão hoà bằng dòng điện một chiều thu được 33,6 lít khí clo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính khối lượng muối dung dịch nước Gia - ven thu được khi cho lượng khí clo này phản ứng hoàn toàn với 200,0 gam dung dịch NaOH 60%.

Hướng dẫn.- Phương trình phản ứng điện phân:

2NaCl+ 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 (1)- Số mol của Cl2 thu được:

2Cln = 422633,,

= 1,5 mol

- Số mol của NaOH có trong 200,0 gam dung dịch:

nNaOH = %.%.,

10040600200

= 3,0 mol

- Phản ứng của clo với NaOH:Cl2 + 2NaOH NaCl+ NaClO + H2O (2)

- Số mol NaOH gấp hai lần số mol Cl2 nên phản ứng vừa đủ .- Khối lượng dung dịch nước Gia - ven thu được:

m = mdung dịch NaOH + 2Clm = 200,0 + 71.0,15 = 3,6,5 gam

Bài 6.13. Tiến hành điện phân có màng ngăn dung dịch NaCl bão hoà bằng dòng điện một chiều thu được 33,6 m3 khí clo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính khối lượng muối NaCl đã đem điện phân, và tính khối lượng NaOH thu được trong quá trình điện phân. Biết hiệu suất thu hồi khí clo là 95%.

Hướng dẫn.- Số mol của Cl2 thu được:

2Cln = 422633,,

.103 = 1,5.103 mol

- Phương trình phản ứng điện phân:

2NaCl(dd bão hoà) + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 (1)- Số mol của NaCl đem điện phân và số mol NaOH thu được:

nNaCl = nNaOH = 2 2Cln = 1.1,5.103 = 3.103 mol

- Khối lượng NaCl cần dùng:

mNaCl = 3.103.58,5. %%

95100

=184,74.103 gam = 184,74 kg

- Khối lượng NaOH tác dụng:

199

Đp có mn

Đp có mn

mNaOH = 3.103.40. %%

95100

=126,32.103 gam = 126,32 kg

Bài 6.14. Một viên than tổ ong có khối lượng 350,0 gam chứa 60% cacbon theo khối lượng. Tính nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn một viên than này. Biết khi đốt cháy 1 mol cacbon sinh ra lượng nhiệt là 394 kJ.

Hướng dẫn.- Phản ứng cháy:

C + O2 ot CO2

- Số mol cacbon có trong một viên than tổ ong là:

nC = %.%.

1001260350

= 17,5 mol

- Lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn một viên than tổ ong là:Q = 17,5.394 = 6895 kJ

Bài 6.15. Tính thể tích khí CO cần lấy ở điều kiện tiêu chuẩn để khử hết 8,0 gam CuO. Biết hiệu suất phản ứng khử là 80%.

Hướng dẫn.- Số mol CuO:

nCuO = 8008,

= 0,10 mol

- Phản ứng khử CuO

CO + CuO ot CO2 + Cu

- Theo phương trình phản ứng số mol CO bằng số mol CuO:nCO = nCuO = 0,10 mol

- Thể tích CO cần lấy:

nCO = %

%.,.,80

100422100= 2,80 lít

Bài 6.16. Dẫn 22,4 lít hỗn hợp khí A gồm CO và CO2 qua dung dịch NaOH dư thấy có 1,12 lít khí thoát ra. Tính % theo thể tích và % theo khối lượng của hỗn hợp khí A. Biết các thể tích đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn.

Hướng dẫn.- Gọi số mol khí CO trong hỗn hợp A là x mol.- Gọi số mol khí CO2 trong hỗn hợp A là y mol.- Khi cho hỗn hợp khí A qua dung dịch NaOH:

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O- Khí đi ra khỏi dung dịch là CO- Ta có các phương trình:

200

nA = nCO + 2COn = x + y = 422422

,,

= 1,0 mol

nCO = x = 422242,

,= 0,10 mol

2COn = y = 0,90 mol

- % theo thể tích các khí trong hỗn hợp A:

%%.,,%.CO 9010001901002

yxy%n

%%.,,%.CO 101000110100

yxx%n

- % theo khối lượng các khí trong hỗn hợp A:

%,%.,.,.

,.%.CO 4931009044102890441004428

442

yxy%m

%,%.,.,.

,.%.CO 661009044102810281004428

28

yxx%m

Bài 6.17. Dẫn từ từ 16,8 lít CO2(đktc) vào 600 ml dung dịch Ca(OH)2 1 M. Tính khối lượng kết tủa thu được.

Hướng dẫn.- Số mol khí CO2:

2COn = 422816,,

= 0,75 mol.

- Số mol Ca(OH)2 trong dung dịch:

2)OH(Can = 0,6.1,0 = 0,60 mol.

- Số mol khí CO2 lớn hơn số mol Ca(OH)2 nên tạo thành 2 muối:CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (2)

- Gọi số mol muối CaCO3 là x mol.- Gọi số mol muối Ca(HCO3)2 y mol.- Ta có các phương trình:

2)OH(Can = x + y = 0,60 mol

2COn = x + 2y = 0,75 mol.

3CaCOn = x = 0,45 mol

- Khối lượng kết tủa CaCO3: m = 100.0,45 = 45,0 gam

201

Bài 6.18. Hỗn hợp khí A gồm CO và CO2 và khí X. Xác định khí X có trong hỗn hợp biết rằng trong hỗn hợp khí A khí CO có số mol gấp 3 lần số mol khí CO2

và hỗn hợp khí A có khối lượng mol trung bình là 32.Hướng dẫn.

- Giả sử hỗn hợp A có tổng số mol khí là 1,0 mol. Gọi số mol CO2 trong hỗn hợp là x mol, khi đó số mol CO là 3x và số mol khí X là 1,0 - 4x.- Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp:

140132844 ),(.

AxMxxM X

= 32

3240140132

40112832

xx

xxMX ,

),(,

X là khí có khối lượng mol là 32 chỉ có thể là O2.Bài 6.19. Dẫn từ từ 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào 300 ml dung dịch NaOH 1,20 M. a. Tính tổng khối lượng các muối trong dung dịch thu được. b. Tính khối lượng kết tủa khi cho BaCl2 dư vào dung dịch sau lhi hấp thụ CO2.

Hướng dẫn.a- Số mol khí CO2:

2COn = 422726,

, = 0,30 mol.

- Số mol NaOH trong dung dịch:nNaOH = 0,3.1,20 = 0,36 mol.

2COn < nNaOH < 2 2COn nên tạo thành 2 muối:

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1)CO2 + Na2CO3 + H2O 2NaHCO3 (2)

- Gọi số mol muối Na2CO3 là x mol.- Gọi số mol muối NaHCO3 y mol.- Ta có các phương trình:

nNaOH = 2x + y = 0,36 mol.

2COn = x + y = 0,30 mol.

x = 0,06 mol và y = 0,24 mol- Khối lượng muối trong dung dịch thu được:

m = 332 NaHCOCONa mm = 106.0,06 + 84.0,24 = 26,52 gam

b. Tính khối lượng kết tủa:BaCl2 + Na2CO3 2NaCl + BaCO3 (3)

3BaCOm = 197.0,06 = 11,82 gam

202

Bài 6.20. Cho 5,6 lít hỗn hợp khí N2 và CO2 (đktc) đi chậm qua 5,0 lít dung dịch nước vôi trong chứa Ca(OH)2 0,02 M, thu được 5,0 gam kết tủa. Tính thành phần % theo thể tích hỗn hợp khí.

Hướng dẫn.- Gọi số mol CO2 trong hỗn hợp khí là x mol.- Gọi số mol N2 trong hỗn hợp khí y mol.

nhỗn hợp = x + y = 42265,,

= 0,25 mol (I)

- Số mol Ca(OH)2 trong dung dịch:

2)OH(Can = 0,02.5,0 = 0,10 mol.

- Phản ứng xảy ra khi cho hỗn hợp khí đi qua dung dịch Ca(OH)2:CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (2)

- Số mol muối CaCO3 kết tủa:

3CaCOn = 10005,

= 0,05 mol < 2)OH(Can nên có hai trường hợp.

* Trường hợp 1: CO2 thiếu nên chỉ có phản ứng (1) xảy ra

2COn = x = 3CaCOn = 0,05 mol 2Nn = y = 0,20 mol

%.,,

CO 100250050

2 %V = 20%

%.,,

N 100250200

2 %V = 80%

* Trường hợp 2: Cả CO2 và Ca(OH)2 hết nên có cả phản ứng (1) và phản ứng (2) xảy ra

2COn = x = 3CaCOn + 2 23)HCO(Can

mặt khác: 2)OH(Can = 3CaCOn + 23)HCO(Can = 0,10 mol

2Nn = y = 0,20

2COn = x = 0,15 mol và 2Nn = y = 0,10 mol

%.,,

CO 100250150

2 %V = 60%

%.,,

N 100250100

2 %V = 40%

Bài 6.21. Khí CO2 không duy trì sự cháy, nặng hơn không khí vì vậy có thể sử dụng làm khí chữa cháy. Tính thể tích (đo ở đktc) khí CO2 tạo ra được khi

203

dung bình cứu hoả có dung dịch chứa 980,0 gam H2SO4 tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư.

Hướng dẫn.- Phản ứng tạo khí CO2 trong bình cứu hoả:

H2SO4 + 2NaHCO3 Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O- Số mol H2SO4 có trong bình cứu hoả:

42SOHn = 98980

= 10 mol

- Số mol khí CO2 tạo ra:

2COn = 2 42SOHn = 20,0 mol

- Thể tích khí CO2 tạo ra:

2COV = 20.22,4 = 448 lít

Bài 6.22. Khí CO2 là một trong các khí gây ra hiệu ứng nhà kính làm cho trái đất nóng dần lên ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ của con người. Hãy tính khối lượng và thể tích (đo ở đktc) khí CO2 thải ra môi trường khi sản suất một tấn vôi (CaO) từ đá vôi.

Hướng dẫn.- Phản ứng nung vôi:

CaCO3 ot CO2 + CaO

- Theo phương trình phản ứng số mol CO bằng số mol CuO:

2COn = nCaO = 5601,

.106 = 1,7857.104 mol

- Khối lượng CO2 thải ra môi trường:

2COm = 1,7857.104.44 = 7,857.105 gam = 0,7857 tấn

- Thể tích khí CO2 thải ra môi trường:

2COV = 1,7857.104.22,4 = 399996,8 lít 400 m3

Bài 6.23. Khi nấu chảy NaOH khan với silic đioxit thấy thoát ra 4,5 gam hơi nước. Tính khối lượng muối natri silicat tạo thành.

Hướng dẫn.- Phương trình phản ứng xảy ra khi nấu chảy:

2NaOH + SiO2 ot Na2SiO3 + H2O

- Số mol Na2SiO3 tạo thành bằng số mol H2O sinh ra:

1854

232,

OHSiONa nn = 0,25 mol

- Khối lượng Na2SiO3 tạo thành:32SiONam 28.0,25 = 7,0 gam

204

Bài 6.24. Nguyên liệu thông thường để nấu thuỷ tinh là soda (Na2CO3), đá vôi và cát (SiO2). Tính khối lượng cần thiết của các nguyên liệu để nấu được 0,239 tấn thuỷ tinh có thành phần ứng với công thức Na2O.CaO.6SiO2.

Hướng dẫn.- Thuỷ tinh có thành phần ứng với công thức Na2O.CaO.6SiO2 có thể viết dưới dạng muối và oxit như sau: Na2SiO3.CaSiO3.4SiO2. - Số mol thuỷ tinh Na2O.CaO.6SiO2 hay Na2SiO3.CaSiO3.4SiO2.

n = 4782390,

.106 = 500 mol

- Các phản ứng xảy ra khi nấu thuỷ tinh:

CaCO3 ot CO2 + CaO



- Khối lượng các nguyên liệu cần lấy:32CONam 500. 106 = 53000 gam = 53 kg

3CaCOm 500. 100 = 50000 gam = 50 kg

2SiOm 6.500. 60 = 180000 gam = 180 kg

Bài 6.25. Một loại thuỷ tinh pha lê có thành phần ứng với công thức: 120SiO2.Al2(SiO3)3.3CaSiO3.25PbSiO3.20Na2SiO3.22.K2SiO3. Hãy tính thành phần phần trăm của Si có trong thuỷ tinh pha lê trên và % quy theo SiO2.

Hướng dẫn.- Để dễ dàng cho tính khối lượng Si trong thuỷ tinh ta có thể viết: 120SiO2.Al2(SiO3)3.3CaSiO3.25PbSiO3.20Na2SiO3.22K2SiO3 gọn lại như sau: Na40K44AlCa3Pb25Si193O459

- Hàm lượng % của Si:

%mSi = %.. 1002070619328

=26,1%

- Hàm lượng % của SiO2:

%mSi = %.. 1002070619360

=55,9%

Bài 6.26. Khử hoàn toàn 552,0 gam hỗn hợp Fe3O4 và Fe2O3 bằng khí CO thu được 392,0 gam sắt. Tính thể tích CO cần dùng (đo ở đktc). Tính thể tích dung dịch Ca(OH)2 0,01M tối thiểu cần dùng để hấp thụ hoàn toàn lượng khí CO2 sinh ra để tránh gây ô nhiễm môi trường.

Hướng dẫn.

205

Gọi số mol Fe3O4 và số mol Fe2O3 trong hỗn hợp là x mol và y mol.Các phương trình phản ứng:

Fe3O4 + 4CO ot 3Fe + 4CO2 (1)

Fe2O3 + 3CO ot 2Fe + 3CO2 (2)

Theo các phương trình phản ứng (1) và (2) ta có:- Khối lượng hỗn hợp oxit: m = 232x + 160y = 552,0 gam (I)- Khối lượng sắt thu được: mFe = 56(3x + 2y) = 392,0 gam (II) x = 1,0 mol, y = 2,0 mol,Theo các phương trình phản ứng (1) và (2) ta có: nCO = 4x + 3y = 10,0 mol- Thể tích khí CO cần sử dụng: VCO = 22,4.10,0 = 224,0 lít.- Số mol CO2 = số mol CO = 10,0 mol.Phản ứng hấp thụ CO2 với thể tích tối thiểu:

2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3)

- Số mol Ca(OH)2 = 21

số mol CO2 = 5,0 mol.

- Thể tích dung dịch Ca(OH)2 cần dùng: V 5

0,01= 500 lít.

Bài 6.27. Để xác định hàm lượng sắt có trong một mẫu thép người ta ngâm 1,140 gam hợp kim trong dung dịch axit HCl dư đến phản ứng hoàn toàn thu được 0,448 lít khí (đo ở đktc). Tính hàm lượng % theo khối lượng của sắt có trong mẫu thép trên, giả sử trong mẫu thép chỉ có sắt tác dụng với axit HCl.

Hướng dẫn.Phương trình phản ứng:

Fe + 2HCl FeCl2 + H2

- Khối lượng sắt trong mẫu thép: mFe = 56. 4224480,

, = 1,120 gam

- Hàm lượng Fe trong mẫu thép: %mFe = 14011201,,

.100% = 98,25%

Bài 6.28. Khử hoàn toàn 16,0 gam bột một oxit sắt bằng CO ở nhiệtt độ cao. Khi phản ứng kết thúc thấy khối lượng chất rắn giảm 4,8 gam. Xác định công thức của oxit sắt nói trên. Nếu dẫn hỗn hợp khí sau phản ứng đi qua dung dịch NaOH dư thì khối dung dịch tăng hay giảm bao nhiêu gam.

Hướng dẫn.- Gọi công thức phân tử của oxit kim loại R là RxOy có a mol trong 16,0 gam- Phương trình phản ứng:

FexOy + yCO ot xFe + yCO2 (1)

206

- Khối lượng chất rắn giảm chính bằng khối lượng oxi trong 16,8 gam oxit.Ta có:

mFe = 56xa = 16,0 - 4,8 = 11,2 gam xa = 0,2

2Om = 16ya = 4,8 gam ya = 0,3

23

xaya

xy

Vậy oxit sắt là Fe2O3 có số mol a = 0,1 mol.- Số mol CO2 sinh ra: ya = 0,3 mol được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH dư:

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (2)Khối lượng dung dịch tăng bằng khối lượng của CO2.

mdung dịch tăng = 44.0,3 = 13,2 gam

Bài 6.29. Một oxit sắt có % khối lượng oxi chiếm 27,59%. a. Xác định công thức của oxit trên. b. Tính thể tích dung dịch HCl 2,0 M cần dùng để hoà tan hoàn toàn 23,2 gam oxit trên.

Hướng dẫn.a. Gọi công thức phân tử của sắt oxit là FexOy

% khối lượng oxi là 27,59% % khối lượng của Fe trong hợp chất là 100% - 27,59% = 72,41%

43

59274172

1656

yx

%,%,

yx

Vậy đây là sắt từ oxit Fe3O4

b. Số mol Fe3O4 là a mol:

a = 232223,

= 0,10 mol

- Phương trình phản ứng;Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (1)

Theo phương trình phản ứng:nHCl = 8x = 0,8 mol

- Thể tích dung dịch HCl cần dùng

VHCl = 280,

= 0,4 lít = 400 ml

Bài 6.30. Khử hoàn toàn 8,12 gam một oxit kim loại bằng CO ở to cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy tạo thành 27,58 gam kết tủa. Để hòa tan hết lượng kim loại sinh ra cần vừa đủ 210 ml dung dịch HCl 1M. Xác định công thức oxit kim loại.

Hướng dẫn Đặt công thức oxit MxOy( hóa trị của M là 2y/x); gọi hóa trị của M trong muối clorua

207

là a.

Ta có: 3

27,58 0,14( )197BaCOn mol

nHCl = 0,21 .1 = 0,21(mol) MxOy + yCO ot xM + yCO2 (1)

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (2)Theo phương trình (1), (2):

2 30,14( )CO CO BaCOn n n mol

Theo phương trình (1) và định luật bảo toàn khối lượng. mM = 8,12 + 0,14.28 – 0,14.44 = 5,88 gam

2M + 2a HCl 2MCla + aH2 (3) mol: 2 2aTheo phương trình (3):

1 0,21( )M HCln n mola a

Khối lượng mol của M:

5,88 . 280,21

M a a

Vì a là hóa trị của M, nhận giá trị 1, 2, 3. Ta có bảng:a 1 2 3M 28 56 84Nhận thấy a =2, M=56 là phù hợp (Fe)

Ta có: 5,88 0,105( )56Fen mol .

Theo phương trình (1): 0,105 30,14 4

xy

Trong các oxit sắt, chỉ có Fe3O4 là phù hợp.

Bài 6.31. Gây nổ hỗn hợp gồm ba khí trong bình kín: Một khí được điều chế bằng cách cho axit clohiđric có dư tác dụng với 21,45g Zn. Khí thứ hai thu được khi phân huỷ 25,5g natri nitrat, phương trình phản ứng:

2NaNO3 0t 2NaNO2 + O2

Khí thứ ba thu được do axit clohiđric đặc, có dư tác dụng với 2,61g mangan đioxit. Tính nồng độ phần trăm (%) của chất trong dung dịch thu được sau khi gây ra nổ.

Hướng dẫn Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

208

65g 1 mol 21,45g x = 0,33mol

2NaNO3 0t 2 NaNO2 + O2

2.85g 1mol 25,5g y = 0,15mol

MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2 H2O 87g 1mol 2,61g 0,03mol

Phản ứng xảy ra giữa các khí theo phương trình phản ứng :2H2 + O2 2H2O

0,3mol 0,15mol 0,3molH2 + Cl2 2HCl

0,03mol 0,03mol 0,06molNhư vậy, các khí tác dụng với nhau vừa đủ, phản ứng tạo thành 0,3mol nước hay 0,3 . 18 = 5,4 (g) nước ; 0,06mol hiđro clorua, hay 0,06 . 36,5 = 2,19 (g) HCl. Khí HCl tan trong nước tạo thành axit clohiđric

%85,28%100.19,24,519,2%C HCl

Bài 6.32. Cho 11,5 gam một kim loại kiềm M vào nước, thu được V lít khí và dung dịch A. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO2 vào dung dịch A được dung dịch B. Chia B làm hai phần bằng nhau:

- Phần 1: Cho phản ứng với 200 ml dung dịch Ca(NO3)2 2M thấy tạo thành 10 gam kết tủa, đun nóng phần dung dịch thu thêm m gam kết tủa nữa.

- Phần 2: Đun sôi từ từ, sau đó để nguội, cho nước bay hơi ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp thu được 35,75 gam tinh thể X.

a. Tính m, V.b. Tìm kim loại M và công thức phân tử của tinh thể X. (Biết các khí đo ở đktc, các phản ứng xảy ra hoàn toàn).

Hướng dẫnCác phản ứng xảy ra:

2M + 2H2O 2MOH + H2 (1)2MOH + CO2 M2CO3 + H2O (2)MOH + CO2 MHCO3 (3)M2CO3 + Ca(NO3)2 CaCO3 + 2MNO3 (4)

2MHCO3 0t M2CO3 + CO2 + H2O (5)

Ca(HCO3)2 0t CaCO3 + CO2 + H2O (6)

Phần 1:Dung dịch gồm:

209

2 3 3 2M CO MHCO COn n n 0,15(mol) (Theo ĐLBT nguyên tố C).

Khi cho 12

dung dịch B tác dụng với 0,4 mol Ca(NO3)2 thì:

2 3 3M CO CaCO

10n n 0,1(mol)100

3MHCOn 0,15 0,1 0,05(mol)

3 2Ca(NO ) (d)n 0,4 0,1 0,3(mol) .

Dung dịch sau phản ứng có:

3 2 3Ca(HCO ) MHCO

1n .n 0,025(mol)2

Nhận thấy: 0,025 < 0,3 nên sau khi đun nóng phần 1, Ca(NO3)2 vẫn còn dư.Ta có:

Ca(HCO3)2 0t CaCO3 + CO2 + H2O

0,025 0,025 molNên: m = 0,025. 100 = 2,5(gam).Theo ĐLBT nguyên tố M:

2 3 3M M CO MHCOn 2.n n 2.0,1 0,05 0,25(mol)

Theo (1): 2H M

1n .n 0,125(mol)2

Do đó: V = 0,125.2.22,4 = 5,6 lít Số mol M ban đầu : nM = 0,25.2 = 0,5(mol)

Nên: M11,5

M 230,5

M là NaGọi công thức tinh thể X là Na2CO3.nH2O

2 3 2 2 3Na CO .nH O Na COn n 0,125(mol)

35,75n = ( -106) /18 =100,125

Vậy CTPT của tinh thể X là Na2CO3.10H2O

Bài tập tự luyện:Bài 6.33: Cho 7,8 gam kim loại kiềm tác dụng hết với nước, sau phản ứng thu được 4,48 lit H2 (đktc). Xác định kim loại đã dùng. Đáp số: KBài 6.34: Oxit của một nguyên tố có công thức chung là RO3, trong đó oxi chiếm 60% về khối lượng.

a. Xác định R

210

b. Viết CTHH của hợp chất R với hiđro. Đáp số: a. S b. H2S

Bài 6.35. Nguyên tố R tạo thành hợp chất khí với hiđro có công thức chung là RH4.

Trong hợp chất oxit cao nhất, R chiếm 27,27%.a. Xác định Rb. Viết công thức hóa học các hợp chất của nó với oxi và hiđro.

Đáp số: a. C b. CO2, CH4

Bài 6.36. Cho 4,72 gam hỗn hợp A ở dạng bột gồm Fe, FeO, Fe2O3 tác dụng với CO dư ở to cao được 3,92 gam Fe. Cũng lượng hỗn hợp A trên cho phản ứng với dung dịch CuSO4 dư được 4,96 gam chất rắn. Tính khối lượng mỗi chất trong A.

Đáp số: mFe = 1,68g; mFeO = 1,44g;

2 3Fe Om = 1,6g.Bài 6.37. Một oxit sắt có oxi chiếm 30% về khối lượng.

a. Xác định oxit trênb. Tính thể tích dung dịch HCl 1M để hòa tan hết 16 gam oxit trên.

Đáp số: a. Fe2O3 b. 0,6 lit

Bài 6.38. Cho 5,4 gam kim loại A(III) tan hết trong 350 gam dung dịch HCl 7,3% thu được dung dịch B và khí C. Để trung hòa hết lượng axit còn dư trong B người ta cần thêm vào 50 gam dung dịch KOH 11,2%, sau phản ứng thu được dung dịch D. a. Xác định kim loại A b. Tính C% các chất tan có trong dung dịch D.

Đáp số: a. Al

b. C%KCl = 7,45 .100%404,8

= 1,84 %

3

%AlClC = 28,7 .100%404,8

= 7,09%

Bài 6.39. Cho 45 gam CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl dư. Toàn bộ lượng khí sinh ra được hấp thụ trong một cốc có chứa 500ml dung dịch NaOH 1,5M tạo thành dung dịch X.

a. Tính khối lượng từng muối có trong dung dịch X ?

b. Tính thể tích dung dịch H2SO4 1M cần thiết để tác dụng với các chất có trong dung dịch X tạo ra các muối trung hoà.

Đáp số:

a. Trong dung dịch X có 31,8 gam Na2CO3 và 12,6 gam NaHCO3.

b. Thể tích dung dịch axit cần dùng là 375 ml.

Bài 6.40. Hỗn hợp A gồm : Al, Mg, Fe . Nếu cho 18,2 gam A tác dụng hết với dung dịch NaOH dư thì thu được 6,72l H2 (đktc). Nếu cho 18,2 gam A tác dụng hết

211

với 4,6 l dung dịch HCl thì thu được dung dịch B và 15,68 lít H2 (đktc). Phản ứng xảy ra hoàn toàn.

1. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A.

2. Chia dung dịch B thành hai phần bằng nhau:

a. Phần 1 cho tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được 115,5175 gam kết tủa. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl.

b. Phần 2 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa sấy khô và nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn D, hoà tan D trong 1 lít dung dịch HCl trên thì còn lại bao nhiêu gam D không tan?

Đáp số:

1. mAl = 5,7 gam; mMg = 7,2 gam; mFe = 5,6 gam.

2. a. CM (HCl) = 0,35M

b. mD còn lại = 13 gam.---------------------------------------------

PHẦN II: HỮU CƠ

212

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦUA. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢNI- CÔNG THỨC HÓA HỌC

Khi nói đến công thức hóa học của các hợp chất hữu cơ thì phải nói công thức phân tử (CTPT) và công thức cấu tạo (CTCT).1) CTPT:

CTPT của một hợp chất cho biết thành phần định tính (gồm những nguyên tố nào) và thành phần định lượng (mỗi nguyên tố bao nhiêu nguyên tử) của chất đó.

Ví dụ : Công thức phân tử của Metan là CH4 Metan do 2 nguyên tố là C, H cấu tạo nên; phân tử metan có 1 nguyên tử C

và 4 nguyên tử H2) CTCT:

CTCT cho biết thành phần định tính, định lượng và trật tự sắp xếp các nguyên tử trong phân tử các hợp chất hữu cơ

Ví dụ: Rượu etylic có công thức phân tử là C2H6O CTCT của rượu etylic là :

H H

H C C O H Thu gọn : CH3 – CH2 – OH

H H

II- MẠCH CACBONCác nguyên tử cacbon không những liên kết được với các nguyên tử của nguyên

tố khác mà còn có thể liên kết nhau tạo thành mạch cacbon.1) Mạch không nhánh (còn gọi là mạch thẳng)

Ví dụ : H3C – CH2 – CH2 – CH3 n-Butan2) Mạch nhánh:

Ví dụ: H3C – CH – CH3 izo- Butan ( 2-metyl propan)

CH3

3) Mạch vòng (mạch kín)

213

CH2 CH2

CH2 CH2 (Xiclo hecxan)

CH2 CH2

Lưu ý: Các dạng mạch cacbon không khép vòng gọi chung là mạch hở.

III- ĐỒNG ĐẲNG- ĐỒNG PHÂN 1) Đồng đẳng :

Đồng đẳng là hiện tượng các chất hữu cơ có cấu tạo và tính chất tương tự nhau, nhưng thành phần phân tử khác nhau một hoặc nhiều nhóm – CH2.

Tập hợp những chất đồng đẳng với nhau, gọi là dãy đồng đẳng.Ví dụ : Dãy đồng đẳng của metan : CH4 ; C2H6 ; C3H8 ; C4H10 … (TQ : CnH2n + 2 với n 1 )

2) Đồng phân :Đồng phân là hiện tượng các chất có cùng CTPT nhưng cấu tạo khác nhau do

đó tính chất hóa học cũng khác nhau.Thí dụ: C3H8 chỉ có một đồng phân CH3 – CH2 – CH3

C4H10 có hai đồng phân do xuất hiện mạch nhánh:CH3 – CH2 – CH2 – CH3 và CH3 – CH – CH3

CH3

n-Butan 2-Metyl propan (hoặc izo butan)

Chú ý: Ta thường chỉ xét đồng phân cấu tạo: Do sự khác nhau về mạch cacbon (nhánh hoặc không nhánh) ; sự khác nhau về vị trí của liên kết đôi, ba và các nhóm định chức (Ví dụ :– OH ; – COOH ; -NH2 – CHO .v.v. )

B. NHẬN DẠNG CẤU TẠO CỦA HIĐROCACBONI- HIĐROCACBON MẠCH HỞ:

CnH2n + 2

(n 1)CnH2n

(n 2)CnH2n - 2

(n 2)CnH2n - 2

(n 3)

Tên gọi chung An kan An ken An kin Ankađien

Cấu tạo

Chỉ có liên kết

đơn (hợp chất

no)

Có 1 liên kết đôi:

C = C

Có 1liên kết

ba

– C C –

Có 2 liên kết đôi :

C= C= C

* Nhận xét :

214

- Một CTCT dạng mạch hở khi chuyển sang CTCT dạng 1 vòng thì giảm 1 liên kết đôi (ngược lại chuyển CTCT từ mạch vòng sang mạch hở thì tăng 1 liên kết đôi).

- Tách 2 nguyên tử H khỏi phân tử hiđro cacbon thì CTCT sẽ xuất hiện vòng hoặc thêm 1 liên kết đôi.

- Liên kết đôi C = C gồm 1 liên kết bền ( ) và 1 liên kết kém bền (), liên kết ba C C gồm 1 liên kết bền ( ) và 2 liên kết kém bền ()II- HIĐROCACBON MẠCH VÒNG1) Xiclo ankan : mạch vòng chỉ toàn liên kết đơn

CTTQ : CnH2n ( n 3) Các nguyên tử C được sắp xếp trên hình đa giác có số cạnh thường bằng chỉ số của cacbon trong phân tử.

Ví dụ: CH2 CH2 ( Xiclo propan )

CH2

2) Aren (Hiđrocacbon thơm ): Các nguyên tử cacbon sắp xếp trên hình lục giác đều : 3 liên kết đôi xen kẽ 3 liên kết đơn (tạo nên một hệ liên hợp)

CTTQ : CnH2n –6 ( n 6)Ví dụ:

CH CH

CH CH (Ben zen)

CH CH* Ngoài ra còn có xiclo anken (vòng có 1 liên kết đôi) , xiclo ankin (vòng có 1 liên kết ba)III. TÊN GỌII- Tên gọi của hiđro cacbon: Tên Ankan: CnH2n + 2 (n 1)

n= 1 CH4 Metann= 2 C2H6 Etan n= 3 C3H8 Propann= 4 C4H10 Bu tan n= 5 C5H12 Pentann= 6 C6H14 Hec xann= 7 C7H16 Hep tann= 8 C8H18 Oc tann= 9 C9H20 No nann=10 C10H22 Đê can

II- Tên dẫn xuất của hiđro cacbon:Tên dẫn xuất = tiền tố (số nhóm thế) + tên hiđro cacbon tương ứng

Nếu mạch nối đơn đọc theo ankan; mạch có 1 nối đôi đọc theo anken; có 1 nối ba đọc theo an kin...

Ví dụ : C2H5Cl : Clorua etan CHBr = CHBr : Đi brom etilenC6H5Br : Brom benzenCHBr2 – CHBr2 : Tetrabrom etan

-----------------------------------------------------

215

CHƯƠNG II: HƯỚNG DẪN CĂN BẢN ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ

A. Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơI. Lập công thức phân tử HCHC dựa vào sản phẩm cháy.I.1 Cách làm.Gọi công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ A là: CxHyOzNt có khối lượng là m, khối lượng phân tử là M* Cách 1: - Tìm khối lượng hoặc % khối lượng các nguyên tố trong hợp chất

mC = 2 2

3 1211 CO COm n ; %C= .100%Cm

m

mH= 2 2

1 29 H O H Om n ; %H= .100%Hm

m

216

mN= 3 3

14 1417 NH NHm n ; %N= .100%Nm

m mO= m – (mC + mH + mN) hoặc % O= 100% - (%C+ %H + %N) Nếu mO hay %O = 0, hợp chất hữu cơ gồm C,H,N.- Tìm M( Nếu chưa cho biết)- Sử dụng biểu thức:

12 16 14

C H O N

x y z t Mm m m m m

Hoặc 12 16 14% % % % 100

x y z z MC H O N

Nếu đã biết mC, mH, mN, mO và m, M.Ta sẽ tìm được x, y, z, t ( nguyên, dương).* Cách 2: Dùng phản ứng cháy tổng quát

CxHyOz+ ( )4 2y zx O2

ot xCO2 + 22y H O

Theo PT: 1 ( )4 2y zx x

2y

Theo bài: nA 2On 2COn 2H On

Ta có: 2 2 2

14 2 2

O CO H OAn n nny z yxx

, suy ra: x,y, z.

I.2 Cách tìm khối lượng mol phân tử.1. Phương pháp dựa và tỉ khối hơi của khí A so với khí B

/A Bd = A

B

MM

2. Dựa vào thể tích mol phân tử chất khí ở đktcM = 22,4. D ( D là khối lượng của 1 lit khí ở đktc)

I.3. Một số chú ý Nếu đề cho: Oxi hóa hoàn toàn hợp chất hữu cơ A tức là đốt cháy hợp chất

hữu cơ A. Nếu đề cho: Oxi hóa hoàn toàn HCHC A bằng CuO, sau phản ứng khối

lượng CuO giảm a gam chính là số gam oxi tham gia phản ứng cháy. Sản phẩm cháy CO2, H2O thường được cho qua các bình đựng chất hấp thụ

chúng, lưu ý những chất hấp thụ H2O ( P2O5, CaCl2 khan, H2SO4 đặc, CaO), những chất hấp thụ CO2( dung dịch kiềm).

VD: Sản phẩm cháy gồm CO2, H2O, O2, N2 qua bình đựng dung dịch kiềm. Nếu tăng x gam là

2 2CO H Om m ; O2 và N2 dư đều không bị hấp thụ.Chú ý: Cần phân biệt khối lượng bình tăng và khối lượng dung dịch tăng:a. Khối lượng bình tăng: mBình tăng = (

2 2CO H Om m ) hấp thụKhối lượng dung dịch tăng:

m dung dịch tăng = (2 2CO H Om m )hấp thụ- mkết tủa (nếu có)

Khối lượng dung dịch giảm:

217

m dung dịch giảm = mkết tủa - ( 2 2CO H Om m ) hấp thụ

Nếu đốt cháy hợp chất hữu cơ sau phản ứng được Na2CO3, H2O, CO2. Suy ra hợp chất gồm C, H, O, Na. Lúc đó: mC=

2 3 212. 12.Na co COn n

Nếu đốt cháy hợp chất hữu cơ được H2O, CO2, HCl thì thành phần hợp chất chứa các nguyên tố: C, O, Cl và:

mH= 2

2. H O HCln n Nếu đốt cháy hợp chất hữu cơ chỉ chứa C, H, O rồi cho sản phẩm cháy qua bình 1 đựng PdCl2, bình 2 đựng nước vôi trong dư có nghĩa là sản phẩm cháy gồm: CO, CO2, H2O trong đó CO bị hấp thụ bởi PdCl2:

CO + PdCl2 + H2O Pd + 2HCl + CO2(*)Còn bình 2 đựng nước vôi trong hấp thụ CO2 (của phản ứng cháy và phản ứng *), lúc đó: mC =12.

212.CO COn n (Pư cháy)

5. Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon : - Khi đốt cháy ankan luôn cho :

2 2H O CO Ankann n n

- Ngược lại với ankin và ankadien: 2 2 ankin(ankadien)CO H On n n

I.4. Các phương trình tổng quát đốt cháy

1. CxHy + (4yx )O2

ot xCO2 + 2y

H2O

2. CxHyOz + ( )4 2y zx O2

ot xCO2 + 2y

H2O

3. CxHyNt + (x+4y

)O2 ot xCO2 +

2y

H2O+ 2t

N2

I.5. ToánVí dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 4,6 gam hợp chất hữu cơ A thu được 8,8 gam CO 2

và 5,4 gam H2O. Biết tỉ khối hơi của A so với H2 bằng 23. Xác định công thức phân tử của A.

Hướng dẫn MA = d.

2HM = 23. 2= 46* Xác định các nguyên tố trong A: Khối lượng C trong 8,8 gam CO2:

mC= 3 .8,8

11= 2,4 gam

Khối lượng H trong 5,4 gam H2O:

mH = 1 .5,4 0,69

gam

Nhận thấy: mC + mH = 2,4 + 0,6 = 3 gam < 4,6 gamDo đó A chứa 3 nguyên tố C, H, O. mO = 4,6 – 3 = 1,6 gam* Gọi CTTQ của A là CxHyOz( x,y, z *N và y 2x + 2)

218

+ Cách 1:

Ta có tỉ lệ: 12 16

C H O A

x y z Mm m m m

12 16 462, 4 0,6 1,6 4,6

x y z

Suy ra: x= 2; y= 6; z= 1 Vậy công thức phân tử của A là C2H6O

+ Cách 2: Dựa vào phản ứng cháy tổng quát

Ta có: nA = 4,6 0,1( )46

mol

Số mol CO2: 2

8,8 0,2( )44COn mol

Số mol H2O: 2

5,4 0,3( )18H On mol

Phản ứng cháy tổng quát:

CxHyOz + ( )4 2y zx O2

ot xCO2 + 2y

H2O

Theo PT: 1 mol ( )4 2y zx mol xmol

2y

Theo bài: 0,1mol 0,2mol 0,3molTa có:

1 20,1 0,2

x x

1 60,1 0,3.2

y y

Do đó: C2H6Oz = 60suy ra: 24+ 6 + 16z = 60 z =1

Vậy công thức phân tử là C2H6O

Ví dụ 2: Đốt cháy 3(g) một hợp chất hữu A cơ trong không khí thu được 4,4g CO2 và 1,8g H2O. a. Xác định CTPT của hợp chất hữu cơ A. Biết rằng tỷ khối của A so với H2 là 30. Xác định CTPT của A. b. Nếu đem toàn bộ lượng khí CO2 ở trên tác dụng với 100 ml dd NaOH 1,5M thì thu được muối gì? Tính khối lượng của mỗi muối.

Hướng dẫna.Vì đốt cháy hợp chất hữu cơ A thu được CO2 và H2O nên trong A chứa hai nguyên tố C và H có thể có O.Số mol sản phẩm.

219

molnCO 1,044

4,42

=> molnn COC 1,0

2

=> gmC 2,112.1,0

2

2

1,8 0,118

2 0,2 0,2.1 0,2

H O

H H O H

n mol

n n mol m g

Ta có: gmgmm AHC 6)(6,22,04,2 Do đó trong A phải chứa nguyên tố O

)(6,1)2,02,1(3)( gmmmm HCAO

)(1,016

6,1 molnO

Tỉ lệ : 1:2:11,0:2,0:1,0:: OHC nnn Công thức đơn giản nhất của A là CH2O. Đặt công thức tổng quát của A là ( CH2O)n có mA =30n

Theo công thức dA/ 2H = 30.2 = 60 30n = 60 => n = 2.

Vậy công thức phân tử của A là C2H4O2.b. molnNaOH 15,05,1.1,0 .Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH NaHCO3 Trước phản ứng: 0,1 0,15 Phản ứng: 0,1 0,1Sau phản ứng : 0 0,05 0,1Tiếp tục có phản ứng: NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O Trước phản ứng: 0,1 0,05

Phản ứng 0,05 0,05 Sau phản ứng 0,05 0 0,05Ta thu được 2 muối: NaHCO3 và Na2CO3 có khối lượng là:

gm

gm

CONa

NaHCO

3,5106.05,0

2,484.05,0

32

3

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 4,4g hợp chất hữu cơ Y chứa C, H, O cần vừa đủ 5,6 lít khí oxi (đktc), thu được khí CO2 và hơi nước với thể tích bằng nhau.a) Xác định công thức phân tử của Y, biết rằng khối lượng phân tử của Y là 88 đvc.b) Cho 4,4 gam Y tác dụng hoàn toàn với một lượng vừa đủ dung dịch NaOH sau đó làm bay hơi hỗn hợp thu được m1 gam hơi của một rượu đơn chức và m2 gam muối của một axit hữu cơ đơn chức. Số nguyên tử cacbon ở trong rượu và axit thu được bằng nhau. Hãy xác định công thức cấu tạo và tên gọi của Y. Tính lượng m1 và m2

Hướng dẫna/ Gọi công thức phân tử của chất Y là CxHyOz. Phản ứng đốt cháy Y:

220

CxHyOz + (x+4y

-2z

)O2 ot xCO2 +

2y

H2O. (1)

0.05 0.25 0.05x 0.052y

Tính nY =4.4 0,588

mol ; 2On =

5,6 0,25( )22,4

mol

2COn =0,05x ; 2H On =0,05.

2y

Vì thể tích CO2bằng thể tích hơi nước, do đó ta có:

0,05x = 0,052y

y = 2x (2)

2On =(x+4y

- 2z

) 0,05=0,25 (3)

Thay (2) vào (3) ta có: 3x - z=10 (4)Khối lượng phân tử của Y=12x+y+16z =88 (5)Từ các phương trình (2,3,4,5) ta có:

x = 4 ; y = 8; z = 2Vậy công thức phân tử của Y là: C4H8O2

b/ Phản ứng với NaOHVì Y(C4H8O2) + NaOH Rượu (m1gam) + muối(m2gam) nên Y phải là một este vì

số nguyên tử cacbon trong rượu =số nguyên tử cacbon trong axit = 24

= 2 nguyên tử

CDo đó công thức của rượu là C2H5OH với m1= 0,0546 = 23g Công thức axit là CH3COOH Với m2 = 0,05 82 =4,1g CH3COONa

Ví dụ 4. Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ A biết rằng khi đốt cháy 1 lit khí A cần 5 lit khí O2, thu được 3 lit khí CO2 và 4 lit hơi H2O. Biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Hướng dẫnở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số molGiả sử hợp chất A có oxi , gọi công thức tổng quát của A là CxHyOz

(x,y, z *N và y 2x + 2)Phản ứng cháy tổng quát:

CxHyOz + ( )4 2y zx O2

ot xCO2 + 2y

H2O

Theo PT: 1 lit ( )4 2y zx lit xlit

2y

lit

Theo bài: 1 lit 5 lit 3 lit 4 lit

221

Suy ra:

3

4 82

83 5 04 2

xy y

z z

Vậy công thức phân tử của A là C3H8

Ví dụ 5. Đốt 200cm3 hơi một chất hữu cơ (A) chứa C, H, O trong 900cm3 O2

(dư). Thể tích sau phản ứng là 1300cm3. Sau khi cho nước ngưng tụ còn 700cm3

và sau khi hỗn hợp khí còn lại lội qua dung dịch KOH dư thấy chỉ còn 100cm3. Xác định CTPT của A. Biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Hướng dẫnỞ cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số molTheo sơ đồ trên ta thấy

VH2O (hơi) = 1300 – 700 = 600cm3

VCO2 = 700 – 100 = 600cm3

VO2 phản ứng = 900 – 100 = 800cm3

Đặt công thức hợp chất A đã cho là CxHyOz( x,y, z *N và y 2x + 2), ta có phản ứng:

CxHyOz + (x + )24zy

O2 ot xCO2 +

2y

H2O

a a(x + 4y )

2z

ax 2ay

800)24

(

6002

600200

zyxa

ayaxa

Giải ra được x = 3 ; y = 6 ; z = 1 CTPT của A là C3H6O

Ví dụ 6. Trộn 2,5 lit khí O2 vào 0,5 lit hỗn hợp khí gồm 1 hiđrocacbon và khí CO2. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí, sau khi phản ứng cháy kết thúc, người ta thu được 1,6 lit hơi H2O và 1,8 lit hỗn hợp khí, cho hỗn hợp khí này lội qua dung dịch nước vôi trong dư thấy còn lại một khí có thể tích là 0,5 lit. Biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Xác định công thức phân tử của hiđrocacbon.

Hướng dẫn

222

Theo bài ra ta có:VH2O (hơi) = 1,6 litVO2 dư = 0,5 litVO2 phản ứng = 2,5 - 0,5 = 2,0 lit

ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số molĐặt công thức hợp chất A đã cho là CxHy( x,y *N và y 2x + 2). ta có phản ứng:

CxHy+ (x + )4y

O2 ot xCO2 +

2y

H2O(*)

1 (x + 4y ) x

2y

Theo phương trình (*): 2 2 2

12CO O H OV V V 2 – 0,8 = 1,2 lit

Thể tích CO2 trong 0,5 lit hỗn hợp khí ban đầu:

21,3 1,2 0,1( )COV lit

x yC HV 0,5 – 0,1 = 0,4(lit)

Thay vào phương trình (*):

0,4 1,2 31

0,4 1,6.2 81

xx

yy

Vậy công thức phân tử của hiđrocacbon là C3H8.

Ví dụ 7: Dùng một lượng O2 vừa đủ để đốt cháy hết một hidrocacbon thấy thể tích sau phản ứng bằng thể tích các khí trước phản ứng. Dẫn khí sau khi cháy qua H2SO4 đặc thấy thể tích khí giảm đi một nửa. Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Xác định CTPT của hidrocacbon.

Hướng dẫnở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số molĐặt công thức hợp chất A đã cho là CxHy ( x,y *N và y 2x + 2). Giả sử đem đốt 1 lít CxHy, ta có phản ứng:

CxHy+ (x + )4y

O2 ot xCO2 +

2y

H2O(*)

1 (x + 4y ) x

2y

Do thể tích sau phản ứng bằng thể tích trước phản ứng nên ta có:

1 + (x + 4y ) = x +

2y

y = 4Mặt khác, dẫn khí sau khi cháy qua H2SO4 đặc thấy thể tích khí giảm đi một nửaSuy ra:

2 2CO H OV V

223

2yx

2x Vậy công thức phân tử của hiđrocacbon là C2H4.

Ví dụ 8. Cho hợp chất hữu cơ Y chứa C, H, O. Đốt cháy hết 0,2mol Y bằng lượng O2 vừa đủ là 8,96 lit (đktc). Cho sản phẩm cháy lần lượt đi chậm qua bình 1 đựng 100 gam dung dịch H2SO4 96,48% dư, bình 2 đựng lượng dư dung dịch KOH và toàn bộ sản phẩm cháy đó bị hấp thụ hết. Sau thí nghiệm ta thấy nồng độ dung dịch H2SO4 ở bình 1 là 90%, bình 2 có 55,2 gam muối tạo thành. Xác định công thức phân tử của Y.

Hướng dẫnĐặt công thức hợp chất A đã cho là CxHyOz( x,y, z *N và y 2x + 2)Theo bài, cho sản phẩm cháy lần lượt đi chậm qua bình 1 đựng dung dịch H2SO4:

2 4

100.96,48 96,48( )100H SOm gam

Khối lượng dung dịch H2SO4 sau khi hấp thụ nước:

2 4

100.96,48 107,2( )90ddH SOm gam

Suy ra khối lượng nước bị hấp thụ:

2107,2 100 7,2( )H Om gam

Số mol nước: 2

7,2 0,4( )18H On mol

Dung dịch KOH dư hấp thụ CO2:2KOH + CO2 K2CO3 + H2O(1)


2 2 3

55,2 0,4( )138CO K COn n mol

Lại có: 2

8,96 0,4( )22,4On mol

PTHH:

CxHyOz + (x + )24zy

O2 ot xCO2 +

2y

H2O

mol: 1 (x + 4y )

2z

x 2y

Theo bài: 0,2 0,4 0,4 0,4

224

Ta có:

0,2 0,4

0,2. 0,42

0,2.( 0,44 2

xy

y zx

Giải hệ ta được: x= 2, y = 4, z = 2Vậy công thức phân tử của Y là C2H4O2

Ví dụ 9. Đốt cháy 0,1 mol hợp chất hữu cơ A (C, H, O) với O2 theo tỉ lệ thể tích 1:2. Toàn bộ sản phẩm cháy được dẫn vào bình 1 đựng dung dịch PdCl2 dư, bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau thí nghiệm thấy bình 1 tăng 0,4 gam và xuất hiện 21,2 gam kết tủa, còn bình 2 có 30 gam kết tủa. Xác định CTPT của A.

Hướng dẫnKhi cho sản phẩm cháy qua bình 1 đựng dung dịch PdCl2 dư sẽ hấp thụ CO, H2O:

CO + PdCl2 + H2O Pd + 2HCl + CO2(1)Bình 2 hấp thụ CO2( Trong sản phẩm cháy chất A và CO2 sinh ra do phản ứng (1) ) theo phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O(2)Nhận thấy, trong bình 1:

2 20,4( )(*)

21,2 0,2( )106

CO H O CO

CO Pd

m m m gam

n n mol

Tổng số mol CO2 bị hấp thụ trong bình 2:

2 30,3( )CO CaCOn n mol

Suy ra, số mol CO2 sinh ra trong phản ứng cháy A:

20,3 0,2 0,1( )COn mol

Thay vào (*): 0,4 = 0,2.28 + 2H Om - 0,2.44

2 2

3,6( ) 0,2( )H O H Om gam n mol

Theo bài: 2

2

1 0,2( )2

AO

O

n n moln

Nên: 2

0,2.32 6,4( )Om gam Theo định luật bảo toàn khối lượng:

2 2 2A O CO CO H Om m m m m mA = (4,4 + 5,6 + 3,6) – 6,4 = 7,2(gam)

MA = 7,2 720,1

Đặt công thức hợp chất A đã cho là CxHyOz( x,y, z *N và y 2x + 2)

225

Xácđịnh mC, mH, mO trong A. Ta có: mC = 12.

2COn + 12. nCO = 1,2 + 2,4 = 3,6(gam)

mH = 2

2. H On = 0,4(gam)mO = 7,2 – ( 3,6 + 0,4) = 3,2(gam)

Ta có biểu thức: 12 16 103,6 0,4 3,2

x y z

x= 3; y = 4; z = 2.Vậy công thức phân tử của A là C3H4O2

Ví dụ 10. Cho hợp chất A mạch hở, trong đó %C = 48,65% (về khối lượng). Đốt cháy hết a mol A cần 3,5a mol O2. Sản phẩm chỉ gồm CO2 và H2O có số mol bằng nhau.a. Xác định công thức phân tử A. Hãy viết công thức cấu tạo có thể có của A khi biết A là hợp chất đơn chức.b. Biết rằng khi đun nóng 7,4 gam A với 200 gam dung dịch NaOH 20%, sau đó cô cạn thu được 44,2 gam chất rắn khan. Xác định công thức cấu tạo đúng của A.

Hướng dẫna. Xác định CTPT của A. Gọi CTTQ A là CxHyOz ( x,y, z *N và y 2x + 2)

4CxHyOz + (4x+y-2z)O2 ot 4xCO2 + 2yH2O (1)

Theo bài ra: 12 48,65

12 16 100x

x y z

(I)

Theo bài: 2

3,5.O An n => 4x +y - 2z = 4.3,5=14(II)Mặt khác: Số mol H2O = số mol CO2 => y= 2x (III) Giải hệ I,II.III => x=3, y= 6, z= 2

Vậy CTPT của A là: C3H6O2

Công thức cấu tạo có thể có của A: C2H5COOH; CH3COOCH3 và HCOOC2H5.

b. Xác định CTCT đúng của A. Số mol A: nA =7,4:74= 0,1(mol);

Số mol NaOH: nNaOH =200.20 1,0( )100.40

mol

Gọi CTTQ của A có dạng: RCOOR' (R' có thể là H hoặc gốc hiđro cacbon).RCOOR' + NaOH RCOONa + R'OH

Theo phương trình: nNaOH p.ư = nRCOONa = nA = 0,1(mol)=> Số mol NaOH dư: nNaOH = 1,0-0,1= 0,9(mol)=> Khối lượng NaOH dư : mNaOH = 0,9.40 = 36,0 (gam)=> Khối lượng RCOONa: mRCOONa = 44,2- 36,0 = 8,2 (gam)

=> R+67=8,2: 0,1= 82 => R=15 (CH3)CTCT đúng của A là CH3COOCH3

226

Ví dụ 11. Đốt cháy hoàn toàn một lượng hợp chất hữu cơ A cần vừa đủ 5,376 lít O2(đktc). Cho toàn bộ sản phẩm tạo thành ( CO2, H2O) vào một lượng dung dịch nước vôi trong, sau khi kết thúc phản ứng thu được 10g kết tủa và 350 ml một dung dịch muối có nồng độ 0,2M ; khối lượng dung dịch muối này nặng hơn khối lượng nước vôi đem dùng là 4,88g . Hãy xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A . Biết 40 < MA < 74.

Hướng dẫnVì sản phẩm cháy của A có CO2, H2O nên dự đoán thành phần A có các nguyên tố: C,O,H

A + O2 (5,376 l, đktc hay 7,68 g) ) (CO2, H2O )( CO2, H2O) + dd Ca(OH)2 Thu được 10g kết tủa và 350 ml một dung dịch muối có nồng độ 0,2M Vì thu được muối kết tủa và muối tan => Xảy ra 2 phản ứng

CO2 +Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)x x x (mol)CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (2) y y y (mol)

Vậy kết tủa là: CaCO3 10g: 3

10100CaCOn = 0,1 (mol)

Dung dịch muối Ca(HCO3)2 : 3 2( )Ca HCOn = 0,35 . 0,2 = 0,07 (mol).

Nên: 3 2( )Ca HCOm = 0,07 . 162=11,34 (g)

Gọi x, là số mol CO2 ở (1), y là số mol CO2 ở (2)

Ta có: 0,1

0,07x yy

Giải hệ: x= 0,17; y= 0,07 Số mol CO2 tạo thành do đốt cháy A:

2COn = x + y = 0,07 + 0,17= 0,24 (mol);

2COm = 0,24 . 44= 10,56 (g)Khối lượng C trong A: mC = 0,24 . 12 = 2,88 (g) khối lượng dung dịch muối này nặng hơn khối lượng nước vôi đem dùng là 4,88gKhối lượng dung dịch tăng: m tăng=

2 2CO H Om m - m kết tủa

4,88= 10,56 + 2H Om – 10

=> 2H Om = 10+ 4,88 – 10,56 = 4,32 g

=> m H(trong A ) = 4,32 .218

= 0,48 g

Ta có: mA(C,H,O) + m(Oxi) = 2H Om +

2COm

mO( trong A) = 2H Om +

2COm – mO(trong khí oxi) = 4,32 + 10,56 – 7,68 = 7,2 g

227

Ta có : x : y : z = : :12 1 16

C OHm mm

x : y : z = 2,88 0,48 7,2: :12 1 16

x:y:z = 0,24: 0,48: 0,45= 1:2:2 CTĐG (CH2O2)n

Mặt khác: 40 < MA < 74. 40 < 46n < 74. => n = 1

CTPT : CH2O2 => CTCT: HCOOH ( Axit fomic)

Ví dụ 12. Đốt cháy a gam chất hữu cơ X chứa các nguyên tố C,H,O thu được

khí CO2 và hơi nước theo tỉ lệ thể tích là V 2CO :V OH2 = 6:5 (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Tỉ khối hơi của X so với H2 bằng 73.

a. Tìm công thức phân tử của X.b. Để đốt cháy p gam X cần 14,56 lít O2 (đktc). Tính p.

Hướng dẫna. Đặt CTTQ của X là: CxHyOz ( x,y,z N*). Ta có pt:

CxHyOz + (x + )24zy

O2 ot xCO2 +

2y

H2O

Vì 2 2:CO H OV V = 6 : 5 nên x:y = 3:5

Công thức của X có dạng: (C3H5Ot)n

MX = (41 + 16t).n = 73.2 = 146Vì t 1 nên 41 + 16t 57, suy ra n 146: 57 = 2,56

* Với n = 1, t = 105/16 (loại)* Với n = 2, t = 2. Vậy CTPT của X là C6H10O4

b. 2On (pư) = 14,56 : 22,4 = 0,65 mol

2C6H10O4 + 13O2 ot 12CO2 + 10H2O

Suy ra nX = 2

2 .13 On = 0,1 (mol)

Vậy p = mX = 0,1 . 146 = 14,6 gam.

Ví dụ 13. Đốt cháy hoàn toàn 1,344 lit hỗn hợp 3 hiđrocacbon thể khí : CnH2n+2 ; CmH2m ; CkH2k–2. Sau phản ứng dẫn hỗn hợp sản phẩm lần lượt qua dung dịch H2SO4 (đặc), dung dịch NaOH (dư) thấy khối lượng dung dịch axit tăng 2,52 g, khối lượng dung dịch NaOH tăng 7,04 g.

a. Tính thành phần % theo thể tích hỗn hợp 3 hiđrocacbon, biết thể tích hiđrocacbon CkH2k–2 trong hỗn hợp gấp 3 lần thể tích CnH2n+2.

228

b. Xác định công thức phân tử 3 hiđrocacbon, biết rằng có 2 hiđrocacbon có số

nguyên tử cacbon bằng nhau và bằng 12

số nguyên tử cacbon của hiđrocacbon

còn lại. (Biết các thể tích khí đo ở đktc)Hướng dẫn

a. Số mol CO2 do phản ứng cháy :

2COn 7,04

44 = 0,16 mol.

Số mol H2O sinh ra do phản ứng cháy :

2H On 2,52

18 = 0,14 (mol).

Số mol ba hiđrocacbon :

n = 1,34422,4 = 0,06 (mol).

Các phương trình phản ứng :ot

n 2n 2 2 2 23n 1C H O nCO (n 1)H O

2

x nx (n+1)xot

m 2m 2 2 23mC H O mCO mH O2

y my myot

k 2k 2 2 2 23k 1C H O kCO (k 1)H O

2

z kz (k–1)zCó hệ các phương trình :

x + y + z = 0,06nx + my + kz = 0,16(nx + my + kz) + (x - z) = 0,14

Giải được: x = 0,01 ; y = 0,02 ; z = 0,03.

n 2n 2C H0,01%V 100% 16,67%0,06

.

m 2 mC H0,02%V 100% 33,33%0,06

.

k 2k 2C H0,03%V 100% 50%0,06

.

b. Xác định công thức phân tử : Ta có: 0,01n + 0,02m + 0,03k = 0,16

n + 2m + 3k = 16.Vì là các chất khí nên n, m, k 4.Theo CTTQ: m, k 2.Theo đầu bài : Nếu n = m => k = 2m

229

m + 2m + 6m = 16 (loại) Nếu n = k => m = 2k

k + 4k + 3k = 16 => k = 2.Các hiđrocacbon là : C2H2 ; C2H6 ; C4H8

Nếu m = k => n = 2k2k + 2k + 3k = 16 (loại).

Vậy ba hiđrocacbon là : C2H2 ; C2H6 và C4H8.

Ví dụ 14. Đốt cháy hoàn toàn 3,24 gam hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ A và B khác dãy đồng đẳng và cùng loại hợp chất, trong đó A hơn B một nguyên tử cacbon, người ta chỉ thu được nước và 9,24 gam CO2. Biết tỉ khối hơi của X đối với H2 là 13,5. Tìm công thức cấu tạo của A, B và tính thành phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X.

Hướng dẫnTheo đề ra: MX= 13,5.2 = 27 => MB < MX < MA. MB < 27 => B là CH4 (M = 16) hoặc C2H2 (M = 26). Vì A,B khác dãy đồng đẳng và cùng loại hợp chất nên:* Khi B là CH4 (x mol) thì A là C2H4(y mol) : CH4 + 2O2

0t CO2 + 2H2O

C2H4 + 3O2 0t 2CO2 + 2H2O

Từ các pthh và đề ra: mX = 16x + 28y =3,24

n 2CO = x + 2y = 0,21Giải phương trình đại số: x = 0,15 , y = 0,03

4CHm = 16. 0,15 = 2,4 gam. => %4CHm = 74,07% ; %

2 4C Hm = 25,93% * Khi B là C2H2 thì A là C3H6 hoặc C3H8. + Khi A là C3H6: công thức cấu tạo của A là CH3-CH=CH2 hoặc CH2-CH2

CH2

PTHH đốt cháy: 2C2H2 + 5O2 0t 4CO2 + 2H2O

2C3H6 + 9O2 0t 6CO2 + 6H2O


n 2CO = 2x + 3y = 0,21Giải phương trình đại số: y = 0,17, x = - 0,15 => loại + Khi A là C3H8: công thức cấu tạo của A là CH3-CH2- CH3 . PTHH đốt cháy: 2C2H2 + 5O2

0t 4CO2 + 2H2O

C3H8 + 5O2 0t 3CO2 + 4H2O


n 2CO = 2x + 3y = 0,21

230

Giải phương trình đại số: x < 0 => loại Vậy B là CH4 và A là C2H4 .

II. Lập công thức phân tử HCHC khi biết khối lượng phân tử.II.1. Cách làm:Để giải quyết dạng bài tập này, ta biện luận dựa vào cơ sở:Trong hợp chất: CxHy hoặc CxHyOz ta luôn có: y (chẵn) 2x + 2 và x, y, z N*

- Với hiđrocacbon :+ Gọi CTTQ của hiđrocacbon là CxHy

+ Ta có 12x+ y=M

+ Do y>0 12x<M x<12M

(chặn trên) (1)

+ y2x+2 M-12x 2x+2 x14

2M (chặn dưới) (2)

Kết hợp (1) và (2) x và từ đó y.Thí dụ : KLPT của hiđrocacbon CxHy = 58 Ta có 12x+y=58 Do y > 0 12x<58 x <4,8 do y 2x+2 58-12x 2x+2 x 4 x=4 ; y=10 CTPT hiđrocacbon là C4H10.

- Với dẫn xuất của hiđrocacbon, ta cũng biện luận tương tự.

*Chú ý: Mối liên quan giữa nguyên tử C và H trong hiđrocacbon mạch hở: CnH2n + 2: Ankan CnH2n: Anken (olefin) CnH2n - 2: Ankin (một nối ba) hoặc ankađien (2 nối đôi)

Như vậy nếu có: 2nguyên tử C thì tối đa là 6, tối thiểu là 2 3 nguyên tử C thì tối đa là 8, tối thiểu là 4 4 nguyên tử C thì tối đa là 10, tối thiểu là 2

Hiđrocacbon thể khí CxHy thì: 1 4x

II. 2. ToánVí dụ 15. Viết công thức phân tử, công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ mạch hở (chứa cacbon, hiđro, oxi) có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 30. Trong số các chất đó, những chất nào tác dụng được với Na, với NaHCO3, với NaOH. Viết các phương trình phản ứng minh họa.

Hướng dẫn

+ Lập công thức phân tử, viết công thức cấu tạo: Gọi công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ là CxHyOz ( y 2x + 2 và x, y, z N*)Ta có :

230 30.2 60A

H Ad M 12x + y + 16z = 60 Ta thấy z = 1 hoặc z = 2* Với z =1: 12x + y = 44 y= 44 –12x mà y 2x+2 44 –12x 2x+2 x3

231

Mặt khác: 12x < 44 x< 3,66 Vậy x=3; y=8 Suy ra CTPT là C3H8O có 3 đồng phân:CH3-CH2-CH2OH; CH3-CH-OH; CH3-O-CH2-CH3

3CH

(1) (2) (3) *Với z =2: Ta có : 12x + y = 28, biện luận tương tự x= 2, y= 4 C2H4O2 có 3 đồng phân:

CH3COOH (4); HCOOCH3 (5); HO-CH2-CH=O (6)+ Viết các phương trình phản ứng:Những chất phản ứng với Na: (1,2,4,6)

2CH3-CH2-CH2OH + 2Na 2CH3-CH2-CH2ONa + H2

2CH3-CH-OH + 2Na 2CH3-CH- ONa + H2

3CH 3CH

2CH3COOH + 2Na 2CH3COONa + H2

2HO-CH2-CH=O + 2Na 2NaO-CH2-CH=O + H2Những chất phản ứng với NaHCO3: (4)

2CH3COOH + Na2CO3 2CH3COONa + H2O + CO2

Những chất phản ứng với NaOH: (4,5) CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2OHCOOCH3 + NaOH ot CH3COONa + CH3OH

Ví dụ 16. m gam một hiđrocacbon A chiếm cùng thể tích(ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) với cùng khối lượng m gam CO2.

a) Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A.b) Xác định công thức phân tử của hiđrocacbon B biết rằng một hỗn hợp

X chứa A, B (VA = VB) có 2 6

1XC H

d

Hướng dẫn

a. Với cùng thể tích ( ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) nghĩa là m gam A và m gam CO2 ứng với cùng số mol.

2A COmM Mn

MA = 44

Gọi công thức tổng quát của hiđrocacbon A là CxHy (y 2x + 2 và x, y N*)

Ta có: 12x + y = 44Như vậy x nhận các giá trị 1,2,3Lập bảng:

x 1 2 3y 32 20 8

232

Kết luận Loại Loại TMNhận thấy x = 3; y= 8 là phù hợpDo đó:

+ CTPT của A là C3H8.+ CTCT: CH3 – CH2 – CH3

b.Theo bài, khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X:

XM = d. 30 = 30Hỗn hợp X chứa cùng thể tích( cùng số mol A, B) nên có thể lấy

nA = nB = 1(mol)

Ta có: XM = 302

X A B A B

X A B

m m m M Mn n n

Suy ra: MA + MB = 60

Mà MA = 44, do đó MB = 16Gọi công thức tổng quát của hiđrocacbon B là CaHb ( b 2a + 2 và a, b N*)Ta có: 12a + b = 16Nhận thấy với a = 1, b = 4 là phù hợpVậy CTPT của B là CH4

Ví dụ 17. Một hợp chất hữu cơ đơn chức A có 2 6

2,4AC H

d . Biết A phản ứng với

Na giải phóng H2. Xác định CTCT và CTPT của A.Hướng dẫn

Gọi công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ A là CxHyOz ( y 2x + 2 và x, y, z N*)Ta có :

2 62,4 30.2,4 72A

C H Ad M 12x + y + 16z = 72 Ta thấy z = 1 hoặc z = 2* Với z =1: 12x + y = 56 Như vậy x nhận các giá trị 1,2,3,4

x 1 2 3 4y 44 24 20 8

Kết luận Loại Loại Loại TMNhận thấy x = 4; y= 8 là phù hợpDo đó: CTPT của A là C4H8ODo A phản ứng với Na nên A là rượu (A có 3 CTCT) CH2 = CH – CH3 – CH2 - OH (1) CH3 – CH – CH = CH2 (2) OH CH2 = C – CH2 – CH3 (3) OH* Với z =2: 12x + y = 40

233

Như vậy x nhận các giá trị 1,2,3

x 1 2 3y 28 16 4

Kết luận Loại Loại TMNhận thấy x = 3; y= 4 là phù hợpDo đó: CTPT của A là C3H4O2

Do A phản ứng với Na nên A là axit hữu cơ.CTCT của A:

2 OOHCH CH C

III. Lập công thức phân tử HCHC khi biết công thức nguyên.III.1: Phương pháp:

+ Ban đầu đưa về dạng phân tử+ Sau đó đưa về dạng tổng quát (có nhóm chức, nếu có)+ Dựa vào điều kiện để biện luận.

III. 2. Toán

Ví dụ 18: Một hiđrocacbon có công thức C2nH5n. Hãy biện luận tìm công thức phân tử hiđrocacbon.

Hướng dẫn

Hiđrocacbon có công thức : C2nH5n

Từ điều kiện số nguyên tử H trong hiđrocacbon có :

5n 2 . 2n + 2 n 2 Nếu n = 1 công thức là C2H5, không thoả mãn.

n = 2 công thức là C4H10, thoả mãn.Vậy CTPT của hiđrocacbon là C4H10.

Ví dụ 19. Cho biết X là một hiđrocacbon có công thức thực nghiệm (C3H4)n. Biết X không làm mất màu dung dịch nước Brom. Lập luận xác định CTPT của X.

Hướng dẫn

* X không làm mất màu dung dịch brom : có 3 trường hợp xảy ra:

- X là hiđro cacbon mạch hở chỉ chứa liên kết đơn. CTTQ : CxH2x + 2 ( x1)

- X là hiđro cacbon có chứa vòng benzen. CTTQ : CxH2x – 6 (x6)

- X là hiđrocacbon mạch vòng chỉ có liên kết đơn. CTTQ : CxH2x (x 4 )

* X có dạng C3nH4n

- Nếu X có dạng CxH2x + 2 4n = 6n + 2 ( loại)- Nếu X có dạng CxH2x – 6 4n = 6n – 6 n = 3

234

- Nếu X có dạng CxH2x 4n = 2.3n = 6n (loại)CTPT của X là C9H12

IV. Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình

IV. 1. Lý thuyết

Nếu có một hỗn hợp nhiều chất cùng tác dụng với một chất khác (mà các phương trình phản ứng cùng loại, cùng hiệu suất, sản phẩm phản ứng tương tự nhau) ta có thể thay hỗn hợp này bằng một chất tương đương.

Giả sử có hỗn hợp gồm các chất A, B, C,... (chứa C, H, O), có thể thay bằng chất

tương đương x y zC H O : M với:

Khối lượng phân tử trung bình M :

hh A A B B K Khh A B K

m n .M n .M ... n .MM n n n ...n

( nA, nB, … nK : có thể là số mol, thể tích hay % số mol,...)

Luôn luôn có: A KM M M

Số nguyên tử cacbon trung bình x :

1 A 2 B K KA B K

x .n x .n ... x .nx n n ... n

(Với x1 < x < xK)

(x1, x2, x3,.. là số nguyên tử C của A, B, C,...)

Số nguyên tử hiđro trung bình y :

1 A 2 B K KA B K

y .n y .n ... y .ny n n ... n

(Với y1 < y < yK)

(y1, y2, y3,.. là số nguyên tử H của A, B, C,...)

Các giá trị trung bình khác như số nguyên tử oxi trung bình, phân tử khối của gốc hiđrocacbon trung bình, số nhóm chức trung bình,... cách thiết lập tương tự.

IV. 2. Toán

Ví dụ 20. Đốt cháy một hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon A, B kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được 96,8g CO2 và 57,6g H2O Xác định công thức phân tử của A, B và thành phần % thể tích mỗi chất trong hỗn hợp X (Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) .

Hướng dẫn

235

2 2CO H O96,8 57,6n 2,2(mol) ; n 3,2(mol)44 18

2 2CO H On n A, B thuéc d·y ®ång ®¼ng ankan.

Đặt n 2n 2 m 2m 2A : C H a(mol) ;B: C H b(mol) .

Gọi n là số nguyên tử C trung bình của hỗn hợp ( n n m 4 ), khi đó thay A, B

bằng 1 chất duy nhất n 2n 2C H có số mol = (a+b) mol.

2 2 2n 2n 23n 1C H O nCO (n 1)H O (1)2

2,2 3,2

n n 1 n 2,2. VËy:n 2 n 2,2 m 32,2 3,2

Vậy :

2 63 8

A : C H B : C HGọi % nA= a ; %nB = 1 – a

2a + 3.(1 – a) = 2,2 a = 0,8 ; b = 0,2

2 63 8

a 0,8 mol C H 80%b 0,2 mol C H 20%

Ví dụ 21. Đốt cháy hết 0,5mol hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon mạch hở A, B thuộc cùng dãy đồng đẳng (phân tử khối hơn kém nhau 28đvC) cần 40,32 lít O2 tạo ra 26,88 lít CO2. Xác định công thức phân tử của A, B. (Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất)

Hướng dẫn

2 2O p CO40,32 26,88n 1,8(mol) ; n 1,2(mol) 22.4 22,4

2 2 2 2

2

2 2 2

O(O p ) O(CO ) O(H O) O(H O)

O(H O)

H O O(H O) CO

Theo sù b¶o toµn nguyªn tè O:n n n n 2.1,8 2.1,2

n 1,2(mol) Ta cã: n n 1,2(mol) n A,B thuéc anken

236

n 2nm 2m

Gäi A : C H a mol B: C H b mol Gọi n là số nguyên tử C trung bình của hỗn hợp ( n n m ), khi đó thay

A, B bằng 1 chất duy nhất n 2nC H có số mol = (a+b) mol.

2 2 2n 2n

2 4 4 8

3nC H O nCO nH O21,2 1,2n 2,4(a b) 0,5

n n m 4 n 2 A :C H ; m 4 B: C H

Ví dụ 22. Hỗn hợp khí A (ở đktc) gồm 2 anken. Để đốt cháy 7 thể tích A cần 31 thể tích khí O2 (ở cùngđiều kiện nhiệt độ và áp suất). Trong A, anken chứa nhiều C hơn, chiếm khoảng 40–50% thể tích hỗn hợp. Xác định công thức phân tử của 2 anken.

Hướng dẫn

Gọi n là số nguyên tử C trung bình của hỗn hợp (2 n 4) CTPTTB

của A là n 2nC H .

o

2

t2 2 2n 2n

A O

3nC H O nCO nH O27V 31V

tỉ số 3n.V1V 2: 7V 31V

1 3n7 2.31

2.31n 2,9521

1 anken có số nguyên tử C là 2 đó là C2H4 olefin còn lại có số nguyên tử C là 3 hoặc 4

Gọi x là %V của CnH2n ; (1–x) là %V của C2H4 (phần trăm thể tích chính là % về số mol trong cùng điều kiện).

Theo sự bảo toàn nguyên tố C :

4 8

0,95n mx 2(1-x) 2,95 x(m-2) 2 2,95 x (1)m 2Mµ 0,4<x 0,5 Thay vµo (1) 3,9 m 4,375 m 4 C H

Ví dụ 23. Tách nước hoàn toàn 10,6 g hỗn hợp hai ancol thu được hỗn hợp A gồm 2 olefin là đồng đẳng kế tiếp nhau. Cho hỗn hợp A (ở đktc) qua bình

237

đựng dung dịch brom dư, người ta thấy khối lượng của bình tăng thêm 7g. Xác định công thức phân tử của 2 olefin.

Hướng dẫn

Đặt công thức chung của hai ancol no đơn chức, mạch hở là đồng đẳng kế tiếp là n 2n 1C H OH .

n 2n 1C H OH 2 4o

H SO170 C

n 2nC H 2Br 2n 2nC H Br

Khi chuyển : n 2n 1C H OH n 2nC H . Thì M 18

hh3,6m 10,6 7 3,6(g) n 0,2(mol)18

7M 350,2 M1 < 35 < M2 ; mà M1, M2 là đồng đẳng kế tiếp.

M1 = 28 C2H4; M2 = 42 C3H6

Ví dụ 24. Đốt cháy hoàn toàn a g hỗn hợp 2 ancol no, đơn chức mạch hở liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được 3,584 lít CO2 ở đktc và 3,96g H2O. Xác định công thức phân tử của hai ancol.

Hướng dẫn

Gọi n là số nguyên tử C trung bình và x là tổng số mol của 2 ancol.

2 2 2n 2n 13nC H OH O nCO (n 1)H O2

x mol nx n 1 x

2CO3,584n nx 0,16(mol)22,4 (1)

2H O3,96n (n 1)x 0,22(mol)18 (2)

2 2H O COn n 0,06mol n = 2,67 2 53 7

C H OHC H OH

Ví dụ 25. Đốt cháy hoàn toàn 0,56 lít hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon có cùng

số nguyên tử cacbon,thu được 2H Om 1,9125 gam , 2COm 4,4gam .

Trong X không có chất nào chứa quá 1 liên kết pi (Liên kết kém bền). Xác định công thức phân tử của hai hiđrocacbon .

238

Hướng dẫn

2 2X H O COn 0,025mol ; n 0,106mol ;n 0,1mol

Đặt công thức chung của X là x yC H

x yC H + 2yx O4

xCO2 + y

2H2O

x = 4 ; 0,106.2y 8,480,025 y1 = 6, 8 < y= 8,48 < y2 = 2x+2 = 10

Chọn 4 84 10

C HC H

Ví dụ 26. Đốt cháy hoàn toàn 0,896 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm hai hiđrocacbon A, B thu được 1,12 lít khí CO2 (đktc) và 1,26 g H2O. Xác định công thức phân tử của A, B.

Hướng dẫn

2 2X CO H On 0,04mol ; n 0,05mol ; n 0,07mol

Đặt công thức chung của X : x yC H .

x yC H + O2 2xCO + 2yH O2

0,05x 1,250,04 x1 = 1 < x < x2 Vậy A. CH4.

0,07.2y 3,50,04 y’ = 2 < y 3,5 < y’’ = 4

Vậy B chỉ có thể là C2H2.

Ví dụ 27. Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp X gồm 1 axit cacboxylic đơn chức A và 1 ancol no B, đều mạch hở cần vừa đủ 23,52 lít O2 (đktc) thì thu được 20,16 lít khí CO2 (đktc) và 18 g H2O. Biết A, B có cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử và số liên kết pi trong A < 3. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A, B.

Hướng dẫn

2 2 2O CO H On 1,05mol ; n 0,9mol ; n 1mol

239

x y zC H O + 2y z(x )O4 2 2xCO + 2

yH O2 x = 3 ; y1 = 2 ; 4 < y= 6,7 < y2 = 2x+2 = 8

z1 = 1, 2 < z = 2,35 < 3, 4,...

Do A là axit cacboxylic đơn chức chứa 2O nên B chứa 3O:

B là ancol no 3 chức C3H5(OH)3

– A là axit cacboxylic chứa 2 liên kết pi đơn chức. CH2 = CH – COOH.

– A là axit no (số liên kết pi trong A là 1) : CH2 – CH2 – COOH.

Ví dụ 28 Đốt cháy hoàn toàn 3,24g hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ A, B trong đó A hơn B một nguyên tử cacbon (MA <MB), thu được H2O và 9,24g CO2. Biết tỉ khối hơi của X so với H2 là 13,5. Xác định công thức phân tử của A và B.

Hướng dẫn

Đặt x y z x' y' z'A:C H O :a(mol); B:C H O :b(mol)

CTPTTB của X là x y zC H O .

2X /H XM 3,24d 13,5 M 27 n 0,12(mol)2 27

2 2 2x y zy z yC H O (x ) O xCO H O4 2 2

0,12 0,21

2 y z A

0,21x 1,75 x 1 x 1,75 x' 20,12A :C H O :M 24 y 16z 27 y 16z 3 z 0; y 3ch½n

Chọn y = 2.

Vậy CTPT của A là C2H2 ; MA = 26

B

B

a b 0,122a b 0,21 M 30 12 y' 16z' 3026a M b 3,24

Giá trị phù hợp : y’=2 ; z’=1 Vậy CTPT của B là CH2O.

240

Ví dụ 29. Đốt cháy hoàn toàn 2,6 g hỗn hợp chất A gồm muối natri của 2 axit cacboxylic no đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được 1,59 g Na2CO3 và hỗn hợp khí B (CO2, H2O). Xác định công thức phân tử của của 2 muối trong hỗn hợp A và khối lượng hỗn hợp B.

Hướng dẫn

2 3 2 2n 2n 1C H COONa Na CO H O CO

2 3A Na COn 2n 0,03 2,6 260 4M n0,03 3 3

CH3COONa, C2H5COONa

2 3 2 2n 2n 12C H COONa Na CO (2n 1)H O (2n 1)CO

mB = 4 4 0,03(2. 1)18 (2. 1).44 .3 3 2

= 3,4 (g)

Ví dụ 30. Chia 15,6 g hỗn hợp gồm ancol etylic và một đồng đẳng thành hai phần bằng nhau.

Phần I tác dụng hết với Na thu được 2,24 lít H2 (đktc).

Phần II đun nóng với 30 g axit axetic (xúc tác H2SO4). Biết hiệu suất các phản ứng este hóa đều bằng 80%. Tính tổng khối lượng este thu được.

Hướng dẫn

Gọi công thức chung của hỗn hợp hai ancol là ROH

2 4

2

H SO3 3 2

1ROH Na RONa H20,2 0,1ROH CH COOH CH COOR H O0,2 0,2 0,2

nếu hiệu suất 100% thì CH3COOH phản ứng = 0,2 60 = 12 gam < 30 gam (axit luôn dư) nên este tạo thành tính theo ancol

3 2CH COOH este H OROH

este

m m m mm (7,8 0,2.60 0,2.18)0,8 12,96gam

A. Toán về hiđrocacbonI. Hỗn hợp hiđrocacbon

1. Hỗn hợp có chứa hiđrocacbon chưa no qua dung dịch nước Br2 nếu:- Thể tích hỗn hợp giảm = thể tích hidrocacbon chưa no

241

- Khối lượng bình đựng dung dịch Br2 tăng = khối lượng hiđrocacbon chưa no 2. Cho hỗn hợp có chứa hiđrocacbon chưa no và hiđro qua xúc tác Ni, to, nếu:

Vhh giảm= Vhidro tham gia phản ứng

Ví dụ 31. Hỗn hợp A gồm axetylen và hiđro có tỉ khối so với hiđro bằng 4.a/ Tính % về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A,b/ Đốt nóng hỗn hợp trong bình kín có ít bột Ni làm xúc tác thu được hỗn hợp khí B

Cho 1/2 khối lượng B đi qua dung dịch AgNO3 trong NH3 thấy tạo thành 0,12g kết tủa màu vàng. Tính khối lượng của C2H2 trong hỗn hợp B.

Cho 1/2 lượng khí B qua dung dịch nước brom thấy bình nặng thêm 0,041(g). Tính khối lượng của etylen có trong hỗn hợp B.

Hướng dẫn:

a. Gọi số mol của C2H2 là x 2Hn = 1 - x

Ta có: 2

)1(226 xx = 4

-> x = 0, 25Ta có: C2H2 chiếm 25%; và H2 chiếm 75%

b. Đốt nóng hỗn hợpC2H2 + H2 o

Nit

C2H4 (1)

C2H2 + 3H2 oNit

C2H6(2)Hỗn hợp khí B; C2H2; C2H4; C2H6

- Cho 12

B đi qua dung dịch Ag2O ( dd NH3)

C2H2 + Ag2O 3NH C2Ag2 + H2O(3)

Theo phương trình (3): 2 2 2 2C H C Agn n =

24012,0

= 0,0005 (mol)

Khối lượng C2H2 có trong hỗn hợp B:

2 2C Hm = 0,0005.2. 26 = 0,026(g)

- Cho 12

B đi qua dung dịch Br2

Các phản ứng:C2H4 + Br2 C2H4 Br2

C2H2 + 2Br2 C2H2 Br4

Khối lượng của C2H4 trong hỗn hợp B là:

2 4C Hm = (0,041 - 2026,0

). 2 = 0,056 (g)

Ví dụ 32: Các hiđrocacbon A, B, C đều ở trạng thái khí ở điều kiện thường, xác định công thức phân tử của chúng bằng kết quả của từng thí nghiệm sau:

242

a, 1,4 gam chất A làm mất màu vừa đủ một dung dịch chứa 8g brom với tỉ lệ mol 1:1.

b, Một thể tích V của B cháy cần 2,5V khí oxi.c, Tổng thể tích C và thể tích oxi vừa đủ bằng tổng thể tích của khí CO 2

và hơi nước tạo thành, thể tích hơi nước đúng bằng thể tích CO2.(Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất).

a. Theo thí nghiệm ta có : MA= 8160.4,1

= 28 (g)

Xét các trường hợp :- Hiđrocacbon CnH2n+2 và CnH2n-2 không có trường hợp nào có M = 28g- Hiđrocacbon CnH2n : chỉ có C2H4 là thoả mãn M=28g vậy A là C2H4 b. Gọi công thức B là CxHy và đặt VB = 2,5

2OV ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol.Giả sử đốt 1 lit CxHy

Ta có : CxHy + (x+ 4y

)O2 ot xCO2 +

2y

H2O

lil: 1 (x+ 4y

)

Theo bài: 1 2,5

Ta có: 2,5 = x + 4y

y = 10 - 4x Mặt khác x, y phải thoả mãn là những số nguyên dương

2x-2 y 2x+2Chỉ có nghiệm x = y = 2 thoả mãn . Vậy CTPT của B là C2H2 c. Do sau phản ứng thể tích hơi nước bằng thể tích khí cacbonic, nên C là ankenGọi công thức tổng quát là CnH2n( n2), giả sử đem đốt 1 lit CxHy.Ta có phương trình hóa học:

CnH2n + 32n

O2 ot nCO2 + nH2O

lit: 1 32n

n n

Vì thể tích sau phản ứng bằng thể tích trước phản ứng nên:31 22n n

2n Vậy CTPT của C là C2H4

Ví dụ 33: Hỗn hợp A gồm các khí metan, etylen và axetylen. Dẫn 2,8 lít hỗn hợp A ở đktc qua bình đựng dung dịch nước brom thấy bình bị nhạt màu đi một

243

phần và có 20g brom phản ứng. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 5,6 lit A (đktc) rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng 175,2 gam dung dịch NaOH 20% sau thí nghiệm thu được dung dịch chứa 1,57% NaOH.

Tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A.Hướng dẫn

Gọi x, y, z lần lượt là các số mol của CH4, C2H4 và C2H2 có trong 2,8 lít hỗn hợp:

nhh = 4,22

8,2= 0,125 mol

Ta có: x + y + z = 0,125(*)Khi cho 2,8 lít hỗn hợp đi qua bình đựng nước brom chỉ có C2H4 và C2H2 phản ứng

C2H4 + Br2 C2H4Br2

mol: y yC2H2 + 2Br2 C2H2Br4

mol: z 2z

Ta có: 2Brn = y + 2z =

20160

= 0,125(**)

Cộng (*) với (**) ta được: 2x + 3y + 4z = 0,375

Đốt cháy 5,6 lít hỗn hợp: CH4 + 2O2

ot CO2 + 2H2O mol: 2x 2x

C2H4 + 3O2ot 2CO2 + 2H2O

mol: 2y 4y2C2H2 + 5O2

ot 4CO2 + 2H2Omol: 2z 4zTa có:

2COn = 2x + 4y + 4z = 0,375 + y

Lại có: nNaOH ban đầu = 175,2.20100.40

= 0,876 mol

Do sau phản ứng còn dư NaOH nên phản ứng với CO2 tạo muối trung hòa.CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 1mol 2mol

nNaOH phản ứng = 2

2. COn = 0,75 + 2yNên: nNaOH dư = 0,876 - 0,75 - 2y = 0,126 - 2y

Ta có hệ phương trình

0,1252 0,125

40.(0,126 2 ) .100 1,57175,2

x y zy z

y

Giải hệ ta được: y = 0,025

244

x = z = 0,05Vậy % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A là:

% CH4 = 40% ; % C2H4 = 20% ; % C2H2 = 40%

Ví dụ 34: Hỗn hợp A gồm CH4, C2H2 và một hiđrocacbon X có công thức CnH2n +2.

Cho 0,896 lít hỗn hợp A đi qua dung dịch brom dư để phản ứng xảy rảy ra hoàn toàn, thấy thoát ra 0,448 lít hỗn hợp hai khí. Biết rằng tỷ lệ số mol CH 4

và CnH2n+ 2 trong hỗn hợp là 1:1, khi đốt cháy 0,896 lit A thu được 3,08 gam CO2 .

a. Xác định công thức phân tử của hiđrocacbon X b. Tính thành phần % theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A. (Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn)

Hướng dẫn

a- Khi cho hỗn hợp A qua dung dịch brom dư, có phản ứng:C2H2 + 2Br2 C2H2Br4

Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn và có hai khí thoát ra khỏi dung dịch brom, nên hai khí đó là CH4 và CnH2n+ 2

Theo đề bài, thể tích C2H2 tham gia phản ứng là:

2 2C HV = 0,896 - 0,448 = 0,448 (lít)

Vậy số mol C2H2 là: 2 2

0,448 0,02( )22,4C Hn mol

Gọi số mol của CH4 là x => số mol của CnH2n + 2 cũng là x.

Vậy ta có: x + x 0,448 0,02( )22,4

mol

=> x = 0,01.Phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy hỗn hợp:

2C2H2 + 5O2ot 4CO2 + 2H2O

mol 0,02 0,04 CH4 + 2O2

ot CO2 + 2H2Omol 0,01 0,012CnH2n + 2 + (3n + 1)O2

ot 2nCO2 + 2(n +1)H2Omol 0,01 0,01.n

Vậy ta có: 2COn = 0,04 + 0,01 +0,01n =

3,08 0,0744

=> n = 2 Vậy công thức phân tử của hiđrocacbon X là C2H6 b. ở cùng đktc, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số molNên % thể tích các khí:

245

2 2% C HV =

0,02 .100%0,04

= 50%

4 2 6% %CH C HV V = (100% - 50%) : 2 = 25%

Ví dụ 35: Người ta đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon no bằng O2 dư rồi dẫn sản phẩm cháy đi lần lượt qua dung dịch H2SO4 đặc rồi đến 350ml dung dịch NaOH 2M thu được dung dịch A. Khi thêm BaCl2 dư vào dung dịch A thấy tạo ra 39,4 gam kết tủa, còn khối lượng dung dịch H2SO4 tăng thêm 10,8 gam. Hỏi hiđrocacbon trên là chất nào ?

Hướng dẫnSản phẩm cháy khi đốt hiđrocacbon bằng khí O2 là CO2; H2O; O2 dư. Khi dẫn sản phẩm cháy đi qua H2SO4 đặc thì toàn bộ H2O bị giữ lại (do H2SO4 đặc hút nước mạnh), do vậy lượng H2SO4 tăng 10,8gam, chính bằng lượng nước tạo thành ( OH2

m = 10,8gam)Khí còn lại là CO2, O2 dư tiếp tục qua dung dịch NaOH, xảy ra phản ứng giữa CO2

và NaOHCO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1)CO2 + NaOH NaHCO3 (2)

* Trường hợp 1: NaOH dư, sản phẩm của phản ứng giữa CO2 và NaOH tạo muối trung hoà(phản ứng 1). Khi phản ứng với dung dịch BaCl2, toàn bộ muối gốc cacbonat bị chuyển thành kết tủa BaCO3.

Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl (3)Theo phương trình (3): 3BaCOn = 2COn Vì: 3BaCOn = )mol(2,0197

4,39

2COn = 0,2 (mol)

Trong khi: OH2n = )mol(6,018

8,10

Suy ra:

Tỷ số 31

6,02,0

nn

OH

CO

2

2 không tồn tại hiđrocacbon no nào như vậy vì tỷ số nhỏ nhất

là 21

ở CH4 cháy

* Trường hợp 2: NaOH phản ứng hết. Đồng thời tạo ra cả muối axit và muối trung hoà (cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra, lượng CO2 phản ứng hoàn toàn, lượng CO2

bị giữ lại hoàn toàn) Gọi a, b lần lượt là số mol Na2CO3 và NaHCO3 tạo thành.Theo phương trình (1, 2) ta có hệ phương trình:

246

2 3

2 0,70,2

NaOH

Na CO

n a bn a

Giải hệ: a= 0,2; b = 0,3Vậy từ (1), (2) lượng khí CO2 tạo thành trong phản ứng cháy là

2COn = 0,2 + 0,3 = 0,5 (mol)Gọi CTHH hiđrocacbon no là CnH2n+2 (n 1)Phản ứng cháy;

CnH2n+2 + 2O21n3

ot n CO2 + (n + 1)H2O

Do đó: 5n6,05,0

1nn

Vậy

hiđrocacbon cần tìm có công thức hoá học C5H12

Ví dụ 36. Cho biết X chứa 2 hoặc 3 nguyên tố trong số các nguyên tố C, H, O. a. Trộn 2,688lít CH4(đktc) với 5,376lít khí X (đktc) thu được hỗn hợp khí Y có khối lượng 9,12g. Tính khối lượng phân tử X. b. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y. Cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,48 mol Ba(OH)2 thấy tạo ra 70,92g kết tủa. Xác định CTPT và viết CTCT của X.

Hướng dẫn1/ Số mol các chất:

4CHn =

4,22688,2

= 0,12 mol

nx = 4,22

376,5 = 0,24 mol

Khối lượng của X trong hỗn hợp Y mx = 9,12 – (0,12 . 16) = 7,2

Khối lượng phân tử X là:

Mx = 24,02,7

= 30

2/ Các PTHH có thể xảy ra gồm: CH4 + 2O2

ot CO2 + 2H2O (1)

CxHyOz + (x + 4y

- 2z

)O2 ot xCO2 +

2y

H2O (2)

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (3) CO2dư + H2O + BaCO3 Ba(HCO3)2 (4) Xảy ra 2 trường hợp:* Trường hợp 1: CO2 thiếu -> không có PTHH(4)

2COn =

3BaCOn = 197

92,70 = 0,36 mol

247

lượng CO2 do CH4 tạo ra theo PT (1) = 4CHn = 0,12 mol.

Do đó lượng CO2 do X tạo ra 2COn = 0,36 - 0,12 = 0,24 mol.

Như vậy số nguyên tử C trong X = 24,024,0

= 1

12 . 1 + y + 16z = 30 hay y + 16z = 18. Cặp nghiệm duy nhất z = 1 và y = 2

CTPT là CH2O CTCT là HCHO( Anđehit focmic)

* Trường hợp 2: CO2 dư có PTHH (4)Lúc đó

2COn = 0,48 + ( 0,48 - 0,36 ) = 0,6 mol

2COn do X tạo ra = 0,6 - 0,12 = 0,48 mol

-> Nguyên tử C trong X = 24,048,0

= 2

Ta có 12 . 2 + y + 16z = 30 <=> 24 + y + 16z = 30

<=> y + 16z = 6 Cặp nghiệm duy nhất z = 0 ; y = 6 CTPT là C2H6 ; CTCT là CH3 – CH3 Ví dụ 37 Hỗn hợp khí A gồm 0,09 mol C2H2 và 0,2 mol H2. Nung nóng hỗn hợp A với xúc tác Ni, thu được hỗn hợp khí B. Cho hỗn hợp khí B qua bình chứa dung dịch Br2 dư, thu được hỗn hợp khí C. Biết tỉ khối hơi của C so với H2 là 8, khối lượng bình chứa dung dịch Br2 tăng 0,82 gam. Tính số mol mỗi chất trong hỗn hợp khí C.

Hướng dẫnNung nóng hỗn hợp A

C2H2 + H2 oNit

C2H4 (1)

C2H2 + 2H2 oNit

C2H6 (2)Gọi a,b là số mol C2H2 tham gia phản ứng (1) và (2).Hỗn hợp B gồm : C2H4 a mol; C2H6 b mol; C2H2 (0,09-a-b) mol; H2 (0,2- a-2b) mol Cho hỗn hợp B qua dung dịch Br2 dư.

C2H4 + Br2 C2H4Br2 (3)C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (4)

Theo bài ra: 2 2 2 4

(0,09 ).26 28 0,82C H C Hm m a b a 13b- a= 0,76 (I)

Hỗn hợp khí C gồm C2H6 b mol; H2 (0,2-a-2b) mol

CM = 30 2(0,2 2 )

0,2 2b a bb a b

= 8.2 =16 (II)

Giải hệ (I) và (II): a=0,02; b= 0,06Số mol mỗi chất trong C: C2H6 (0,06 mol); H2 (0,06 mol)

248

Ví dụ 38. Cho 6,72 lit (đktc) hỗn hợp khí A gồm CH4, C2H4 và C2H2 qua bình đựng dung dịch Br2 dư thấy có 48 gam Br2 tham gia phản ứng. Nếu đốt cháy hoàn toàn 6,72 lit hỗn hợp A rồi dẫn sản phẩm thu được qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư được 98,5 gam kết tủa.

a. Tính % về thể tích các khí trong A.b. Tính khối lượng hỗn hợp A


nA= 6,72 0,322,4

mol ; 2

48 0,3160Brn mol

nkết tủa= 98,5 0,5197

mol

Gọi a, b, c lần lượt là số mol CH4, C2H4 và C2H2 trong hỗn hợp A. nA = a + b+ c= 0,3 (1)- Khi cho qua dung dịch nước Br2 dư, chỉ có C2H4 và C2H2 phản ứng:

C2H4 + Br2 C2H4Br2

mol: b b C2H2 + 2Br2 C2H2Br4

mol: c 2cTheo bài ra: b+ 2c = 0,3(2)

- Khi đốt cháy hỗn hợp và dẫn sản phẩm sục vào dung dịch Ba(OH)2 dư:CH4 + 2O2

ot CO2 + 2H2O mol: a a

C2H4 + 3O2 ot 2CO2 + 2H2O

mol: b 2b2C2H2 + 5O2

ot 4CO2 + 2H2O mol: c 2c

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O mol: (a+2b+2c) (a+2b+2c) Ta có: a+ 2b + 2c = 0,5(3)Từ (1) (2) (3) ta có hệ phương trình:

a + b+ c= 0,3b+ 2c = 0,3a+ 2b + 2c = 0,5

Giải hệ: a= b= c= 0,1a. ở cùng đktc, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol nên:

4 2 4 2 2

0,01% % % .100% 33,3%0,03CH C H C HV V V

b. Khối lượng hỗn hợp A:mA = 0,1. ( 16 + 28 + 26) = 7(gam)

Ví dụ 39. Đốt cháy hoàn toàn 1,1g hỗn hợp F gồm 3 khí metan, axetilen, propilen (C3H6) thu được 3,52g CO2. Mặt khác khi cho 448ml hỗn hợp F (đktc)

249

đi qua dung dịch brom dư thì chỉ có 4g brom phản ứng. Tính thành phần phần trăm theo thể tích của mỗi chất trong hỗn hợp F.

Hướng dẫn Số mol CO2 : 2COn = 0,08. Số mol F : nF = 0,02. Số mol Br2 : 2Brn = 0,025.

CH4 + 2O2 ot CO2 + 2H2O(1)

x mol x mol C2H2 + 2,5O2

ot 2CO2 + H2O(2) y mol 2y mol C3H6 + 4,5O2

ot 3CO2+ 3H2O(3) z mol 3z mol

Ta có : 16 26 42 1,1

2 3 0,08x y z

x y z

(*)

Khi cho 448 ml hỗn hợp F (đktc) đi qua dung dịch brom dư : C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (4) y mol 2y mol C3H6 + Br2 C3H6Br2(5) z mol z molTheo phương trình (4,5):

Cứ (x + y + z) mol hỗn hợp phản ứng với (2y + z) mol Br2

Cứ 0,02 mol hỗn hợp phản ứng với 0,025 mol Br2

Suy ra: 0,025. ( x + y+ z) = 0,02. (2y + z) z = 3y – 5x

Kết hợp với hệ (*) ta giải được: y = 0,02; x = z = 0,01Vậy :

4 3 6

0,01% % .100% 25%0,04CH C HV V

2 2

0,02% .100% 50%0,04C HV

II. Bài tập về crackinh* Một ankan khi đưa lên nhiệt độ cao với những xúc tác thích hợp có thể cho nhiều loại phản ứng crackinh.

Ankan ot ankan + ankenCnH2n+2

ot CmH2m+2 + Cn-mH2(n-m)

Ankan ot anken + hiđro hoặc Ankan ot ankin + hiđroCnH2n+2

ot CnH2n + H2

CnH2n+2 ot CnH2n-2 + 2H2

250

Riêng CH4 có phản ứng đặc biệt:2CH4 1500o C C2H2 + 3H2

* Trong phản ứng crackinh, số mol khí tăng nhưng khối lượng không đổi. Như vậy: Khi crackinh ankan A thu được hỗn hợp hiđrocacbon B thì có nhận xét như sau:

+ mA=mB .+ Đốt cháy hỗn hợp B cũng như đốt cháy A

* áp dụng công thức:

_

1 1_

22

n Mn M

hay

_

1 1_

22

V MV M

Hiệu suất phản ứng:

H = 2 1

1

.100%n nn

Ví dụ 40. crackinh butan thu được 5 hiđrocacbon có tỉ khối so với hiđro bằng 18,125. Tính hiệu suất phản ứng crackinh butan.

Hướng dẫnCách 1: Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là:

_

M = 18,125 . 2 = 36,25Giả sử có 1 mol tham gia phản ứng thì m = 58gDo sau phản ứng, khối lượng khí không đổi nên:

n hỗn hợp khí = 58

36,25= 1,6 mol

Đặt số mol butan phản ứng là b C4H10 ot CxH2x + C(4-x)H(10-2x)

b b b Lúc đó số mol khí sinh ra là 2b, số mol butan dư là 1- b

2b + 1-b = 1,6 b = 0,6. H = 60%

Cách 2: C4H10 ot CxH2x + C(4-x)H(10-2x) Ban đầu: a (mol)Phản ứng: b (mol)Kết thúc: a- b b b (mol)Hỗn hợp 5 hiđrocacbon bao gồm CxH2x và C(4-x)H(10-2x).

Msau p.ư = 18,125. 2= 36,25 58(a-b) + 14bx + (58-14x)b= 36,25(a+b) 58a = 36,25a+ 36,25b 21,75a= 36,25b b= 0,6 a

251

Vậy: H = ba

.100% = 0,6.a

a.100% = 60%

Ví dụ 41. Khi crackinh butan thu được hỗn hợp A gồm 6 hiđrocacbon và H2 có thể tích là 30 lít. Dẫn hỗn hợp A vào dung dịch nước Br2 dư thấy có 20 lít khí thoát ra, các thể tích đo cùng điều kiện. Tính hiệu suất phản ứng crackinh.

Hướng dẫnGiả sử có a lit C4H10. Gọi x, y, z là thể tích C4H10 tham gia phản ứng crackinh ở phản ứng (1), (2), (3)Các phản ứng xảy ra:

C4H10 ot CH4 + C3H6 (1)

x x xC4H10

ot C2H6 + C2H4 (2) y y yC4H10

ot H2 + C4H8 (3) z z z

Như vậy: 20 lít khí thoát ra gồm CH4, C4H10, C2H6, H2

10 lít phản ứng với dd Br2 gồm C2H4,C3H6,C4H8

Theo phương trình trên: 4 3 6CH C HV V

2 4 2 6C H C HV V

4 8 2C H HV V

Theo bài ra ta có:x y z 10x y z a (x y z) 20

Giải hệ: a= 20

Mà 4 10C HV phản ứng = 10 lit

Vậy: 10H .100% 50%20

Ví dụ 42. Crackinh ankan A, người ta thu được một hỗn hợp khí B gồm 2 ankan và 2 anken. Tỉ khối hơi của B so với H2 là 14,5. Khi dẫn hỗn hợp khí B qua dung dịch Br2 dư, khối lượng hỗn hợp khí giảm đi 55,52%.a) Tìm CTPT của A và các chất trong B.b) Tính % thể tích các chất khí trong B.

Hướng dẫna. Ta có: MB =14,5.2 = 29Theo ĐLBT khối lượng : khối lượng A đem crackinh = khối lượng hỗn hợp B mAtham gia pứ = mB (1)Phản ứng crackinh làm tăng gấp đôi số mol hiđrocacbon nên

nB = 2nA tham gia pứ (2)

252

Lấy (1) chia (2) ta được12B AM M

MA = 29.2 = 58 MA = 14n + 2 = 58 n = 4

CTPT A là C4H10

Các ptpư crackinh A :C4H10

ot CH4 + C3H6

a a a (mol)C4H10

ot C2H6 + C2H4 b b b (mol)b. Gọi a, b lần lượt là số mol A đã bị crackinh theo 2 phản ứng trên.Hỗn hợp B gồm : CH4 : a (mol) C2H6 : b (mol) C3H6 : a (mol) C2H4 : b (mol)Khi dẫn hỗn hợp qua dd Br2 thì 2 anken bị hấp thụ.

m2anken = 55,52%mB = 55,52%. mA

3 6 2 4C H C Hm m = 55,52%. 58 (a+b) 42a + 28b = 32,2016 (a+b) 9,7984a = 4,2016b b 2,3a (mol) nB = 2(a + b) = 2 (a + 2,3a) = 6,6a (mol)

ở cùng điều kiện, tỉ lệ số mol cũng chính là tỉ lệ về thể tích

%CH4 = %C3H6 = .100%6,6

aa

= 15%

%C2H6 = %C2H4 = 2,3.100% .100% 35%

6,6 6,6b a

a a

Ví dụ 43: Crackinh V lit butan( C4H10) ta thu được 35 lit hỗn hợp khí A gồm H2, CH4, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị crackinh. Giả sử chỉ có các phản ứng:

C4H10 ot CH4 + C3H6

C4H10 ot C2H6 + C2H4

C4H10 ot H2 + C4H8

(Trong đó C3H6, C2H4, C4H8 là các hiđrocacbon mạch hở chứa 1 nối đôi) Cho hỗn hợp A lội từ từ qua dung dịch nước brôm dư thấy thể tích còn lại là 20 lit Lấy 1 lit khí còn lại đem đốt thì thu được 2,1 lit khí CO2. Các thể tích khí đo ở đktc.

a. Tính % thể tích butan đã tham gia phản ứng.b. Tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A, biết rằng số mol C2H4 bằng 2

lần tổng số mol của C3H6 và C4H8.

253

c. Nếu lấy tất cả anken( hiđrocacbon mạch hở có 1 nối đôi) có trong hỗn hợp A đem trùng hợp thì có bao nhiêu gam polime. Biết hiệu suất phản ứng trùng hợp là 70% và các anken đều ở dạng trùng hợp được.

Hướng dẫna. ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol. Các phản ứng crackinh C4H10

C4H10 ot CH4 + C3H6 (1)

x x xC4H10

ot C2H6 + C2H4 (2) y y yC4H10

ot H2 + C4H8 (3) z z z

Gọi x, y, z lần lượt là số lit C4H10 tham gia phản ứng (1, 2, 3)Theo giả thiết:

2.(x + y + z) + Vbutan dư = 35 litKhi cho hỗn hợp sau phản ứng crackinh đi qua dung dịch brom dư, chỉ có 3 anken là C2H4, C3H6 và C4H8 bị giữ lại:

C2H4 + Br2 C2H4Br2

C3H6 + Br2 C3H6Br2

C4H8 + Br2 C4H8Br2

Như vậy thể tích giảm là thể tích các anken: Vanken = x+ y + z = 35 – 20 = 15

Thể tích C4H10 tham gia:

4 1015( )C HV x y z lit

Thể tích C4H10 dư:

4 10 ( ) 35 2.15 5( )C H dV lit Vậy % C4H10 tham gia phản ứng:

%C4H10 = 15 .100% 75%

15 5

b.Trong 35 lít hỗn hợp A có 5 lit C4H10:

%C4H10 trong A = 5 .100% 14,29%35

Thể tích 30 lit còn lại gồm 3 anken, 2 ankan, H2.Theo phản ứng (1,2,3):

2 4 2 6( )C H C HV V y lit

4 3 6( )CH C HV V x lit

2 4 8( )H C HV V z lit

Theo giả thiết, ta có hệ phương trình:15

2( )x y zy x z

(*)

Lại có: Khi đốt cháy 1 lit khí còn lại thu được 2,1 lit CO2

254

Khi đốt cháy 20 lit khí còn lại thu được 2,1.20 = 42 lit CO2

Phản ứng đốt cháy:C4H10 + 6,5O2 ot 4CO2 + 5H2O 5 20CH4 + 2O2 ot CO2 + 2H2O x xC2H6 + 3,5O2 ot 2CO2 + 3H2O y 2yC4H8 + 6O2 ot 4CO2 + 4H2O z 4z

Ta có: x+ 2y + 20 =42 x + 2y = 22(**)

Kết hợp (**) với (*) ta có: x = 2; y = 10; z = 3.Do đó % thể tích mỗi khí trong A là:

%C4H10 = 14,29%

%C2H4 = %C2H6 = 10 .100% 28,57%35

%CH4 = %C3H6 = 2 .100% 5,71%

35

%H2 = %C4H8 = 3 .100% 8,57%

35

c. Các phản ứng trùng hợp:n CH2 = CH2 , ,ot p xt ( - CH2 – CH2 - )n

n CH2 = CH – CH3, ,ot p xt ( - CH2 – CH - )n

CH3

nCH3 – CH = CH – CH3 , ,ot p xt ( - CH – CH - )n

CH3 CH3

hay nCH3 – CH2 - CH = CH2 , ,ot p xt ( - CH2 – CH - )n

C2H5

Khối lượng polime thu được = khối lượng anken tham gia phản ứng:

m = 70.(2.42 10.28 3.56) 16,625( )

22,4.100gam

C. Cách giải nhanh bài tập trắc nghiệm khách quan hóa học hữu cơ

Để bài toán hữu cơ có thể giải nhanh cần dựa trên những điểm đặc biệt giúp suy

luận nhanh ra kết quả. Sau đây là 1 số thí dụ:

255

1-Dựa trên công thức tổng quát.

Ví dụ 44: công thức tổng quát của hiđrocacbon A có dạng (CnH 2n+1)m . A thuộc dãy

đồng đẳng nào?

A- Ankan. B – Anken. C – Ankin. D- Aren

Đáp án: A

Suy luận: CnH 2n+1 là gốc hiđrocacbon no hoá trị I. Vậy phân tử chỉ có thể do 2

gốc hiđrocacbon no hoá trị I liên kết với nhau, m = 2 và A thuộc dãy Ankan:

C2nH 4n+2

2- Khi đốt cháy hiđrocacbon thì cacbon tạo ra CO2 và hiđro tạo ra H2O. Tổng khối

lượng C và H trong CO2 và H2O phải bằng khối lượng của hiđrocacbon.

Ví dụ 45. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CH4, C3H6 và C4H10 thu được

17,6g CO2 và 10,8g H2O. m có giá trị là:

A - 2g, B - 4g, C - 6g, D - 8g

Đáp án C

Suy luận: mx = mc + mH = 44

6,17 . 12 +

188,10

.2 = 6 g.

3- Khi đốt cháy ankan thu được số mol H2O lớn hơn số mol CO2 và số mol ankan

cháy bằng hiệu số của số mol H2O và số mol CO2

CnH2n+2 + 2

13 n O2

ot n CO2 + (n+1)H2O

Ví dụ 46: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp 2 ankan thu được 9, 45g H2O cho

sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư thì khối lượng kết tủa thu được là:

A – 37,5g, B – 52,5g, C – 15g, D – 42,5g

Đáp án: A

Suy luận:

nankan = 2 2H O COn n ; 2 2CO H On n - nankan

2COn = 1845,9

- 0,15 = 0,375(mol)

256


3CaCOn = 2COn = 0,375 3CaCOm = 0,375.100 = 37,5g

Ví dụ 47: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng

thu được 11,2 lit CO2 (đktc) và 12,6g H2O. Hai hiđrocacbon đó thuộc dãy đồng đẳng

nào ?

A – Ankan, B – Anken, C- Ankin, D - Aren

Đáp án: A

Suy luận: 2H On = 186,12

= 0,7 > 2COn = 0,5. Vậy đó là ankan

Ví dụ 48: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được 22,4 lit CO2 (đktc) và 25,2g H2O. Hai hiđrocacbon đó là:

A – C2H6 và C3H8 B - C3H8 và C4H10,

C - C4H10, và C5H12 D- C5H12 và C6H14

Đáp án A

Suy luận:

2H On =

182,25

= 1,4 ; 2COn = 1

nH2O > nCO2 2 chất thuộc dãy ankan. Gọi n là số nguyên tử C trung bình

C n H 2 n +2 + 213 n

O2 n CO2 + ( n +1) H2O

Ta có : 1n

n =

4,11

Giải ra n = 2,5

Nên 2 hiđrocacbon là C2H6 và C3H8

Ví dụ 49: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm một ankan và một anken. Cho sản phẩm

cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng P2O5 dư và bình 2 đựng KOH rắn , dư thấy bình 1

tăng 4,14g; bình 2 tăng 6,16g. Số mol ankan có trong hỗn hợp là:

A - 0,06 B - 0,09C- 0,03 D- 0,045

Đáp án: B

257

Suy luân: 2H On = 1814,4

= 0,23 ; 2COn = 44

16,6 = 0,14

nankan = 2H On - 2COn = 0,23 - 0,14 = 0,09 mol.

Ví dụ 50: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp gồm CH4, C4H10 và C2H4 thu được

0,14 mol CO2 và 0,23 mol H2O. Số mol của ankan và anken có trong hỗn hợp lần

lượt là:

A - 0,09 và 0,01 B - 0,01 và 0,09

C - 0,08 và 0,02 D - 0,02 và 0,08

Đáp án: A

Suy luận: nankan = 0,23 - 0,14 = 0,09: nanken = 0,1 - 0,09 = 0,01

4 - Dựa vào phản ứng cộng của anken với Br2 có tỉ lệ mol 1: 1

Ví dụ 51. Cho hỗn hợp 2 anken đi qua bình đựng nước brom thấy làm mất màu vừa

đủ dd chứa 8g brom. Tổng số mol hai anken là:

A - 0,1 B- 0,05

C - 0,025 D - 0,005

Đáp án B

Suy luận: n anken = 2Brn =

1608

= 0,05 mol

5 - Dựa vào phản ứng cháy của anken mạch hở cho số mol CO2 bằng số mol H2O

Ví dụ 52: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon mạch hở trong cùng dãy đồng

đẳng thu được 11,2 lit CO2 (đktc) và 9g H2O . Hai hiđrocacbon đó thuộc dãy đồng

đẳng nào ?

A – Ankan B – Anken C- Ankin D - Aren

Đáp án: B

Suy luận: 2COn = 0,5 , 2H On

= 189

= 0,5 2COn = 2H On

Vậy 2 hiđrocacbon thuộc dãy anken.

Ví dụ 53: Một hỗn hợp khí gồm 1 ankan và 1 anken có cùng số nguyên tử cacbon

trong phân tử và có cùng số mol. Lấy m gam hỗn hợp này thì làm mất màu vừa đủ

80g dung dịch 20% brom trong dung môi CCl4 . Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp

đó thu được 0,6 mol CO2. Ankan và anken đó có công thức phân tử là :

258

A - C2H6, C2H4 B - C3H8, C3H6

C - C4H10, C4H8 D - C5H12, C5H10

Đáp án: B

Suy luận:

nanken = 2Brn =

160.10020.80

= 0,1

Anken cháy : CnH2n + 2

3n O2 nCO2 + nH2O

0,1 0,1n

Ta có : 0,1n = 26,0

= 0,3 n =3

6 - Đốt cháy ankin thu được số mol CO2 lớn hơn số mol H2O và số mol ankin cháy

bằng hiệu số của số mol CO2 và số mol H2O

Ví dụ 54. Đốt cháy hoàn toàn V lit (đktc) một ankin thể khí thu được CO2 và H2O có

tổng khối lượng là 25,2g. Nếu cho sản phẩm cháy đi qua dung dịch Ca(OH) 2 dư thu

được 45g kết tủa .

1.V có giá trị là:

A. 6,72 lit, B . 2,24 lit, C . 4,48 lit, D. 3,36 lit

Đáp án: D

Suy luận: 2COn = 3CaCOn = 100

45 = 0,45 mol.

2H On = 18

44.45,02,25 = 0,3 mol

nankin= 2COn - 2H On = 0,45 - 0,3 = 0,15 mol.

Vankin = 0,15 . 22,4 = 3,36 lit

2. Công thức phân tử của ankin là :

A – C2H2 B – C3H4 C – C4H6 D – C5H8

Đáp án: B

2COn = 3nankin . Vậy ankin có 3 nguyên tử C

259

Ví dụ 55: Đốt cháy hoàn toàn V lit (đktc) một ankin thu được 10,8g H2O. Nếu cho

tất cả sản phẩm cháy hấp thu hết vào bình đựng nước vôi trong thì khối lượng bình

tăng 50,4g. V có giá trị là :

A – 3,36 lit, B – 2,24 lit, C – 6,72 lit, D- 4,48 lit

Đáp án: C

Suy luận: Nước vôi trong hấp thụ cả CO2 và H2O

2COm + 2H Om = 50,4 ; 2COm = 50,4 – 10,8 = 39,6g

2COn = 446,39

= 0,9 mol.

nankin = 2COn – 2H On

= 0,9 - 188,10

= 0,3 mol.

Vankin = 0,3 . 22,4 = 6,72 lít.

7 - Đốt cháy hỗn hợp các hiđrocacbon không no được bao nhiêu mol CO2 thì sau

khi hiđro hoá hoàn toàn rồi đốt cháy sẽ thu được bấy nhiêu mol CO2. Đó là do khi

hiđro hoá thì số nguyên tử C không thay đổi và số mol hiđrocacbon no thu được

luôn bằng số mol hiđrocacbon không no.

Ví dụ 56: Chia hỗn hợp gồm C3H6, C2H4, C2H2 thành 2 phần đều nhau:

- Đốt cháy phần 1 thu được 2,24 lit CO2 (đktc)

- Hiđro hoá phần 2 rồi đốt cháy hết sản phẩm thì thể tích CO2 (đktc) thu được là:

A - 2,24 lit B - 1,12 lit C - 3,36 lit D- 4,48 lit

Đáp án: A

8 - Sau khi hiđro hoá hoàn toàn hiđrocacbon không no rồi đốt cháy thì thu được

số mol H2O nhiều hơn so với khi đốt lúc chưa hiđro hoá. Số mol H2O trội hơn

chính bằng số mol H2 đã tham gia phản ứng hiđro hoá.

Ví dụ 57: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol ankin được 0,2 mol H2O. Nếu hiđro hoá hoàn

toàn 0,1 mol ankin này rồi đốt thì số mol H2O thu được là

A – 0,3 B – 0,4 C – 0,5 D – 0,6

Đáp án: B

Suy luận: Ankin cộng hợp với H2 theo tỉ lệ mol 1:2. Khi cộng hợp có 0,2

mol H2 phản ứng nên số mol H2O thu được thêm cũng là 0,2 mol, do đó số mol H2O

thu được là 0,4 mol.

260

9- Một số ví dụ về hiđrocacbon có độ khó tương đương nhauVí dụ 58: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon đồng đẳng có khối lượng phân

tử hơn kém nhau 28 đvc, ta thu được 4,48 lít khí cacbonic ở đktc và 5,4 gam nước.

Công thức phân tử của 2 hiđrocacbon là :

A - C3H4 và C5H8 ; B- CH4 và C3H8 ;

C - C2H4 và C4H8 ; D - C2H2 và C4H6 ;

Đáp án: B

Hướng dẫn

Ta có : 2COn = 4,4822,4 = 02 (mol); 2H On =

5,418 = 0,3 ( mol)

Nhận xét : Số mol H2O > số mol CO2 nên hiđrocacbon là ankan

C n H2 n +2 + 2

13 n O2

ot n CO2 + ( n + 1) H2O

Số mol: 0,2 0,3

+ 1 n

n =

0,20,3

Suy ra n = 2 . Vậy n = 1 và n + 2814

= 3

Công thức hai ankan là CH4 và C3H8 ( đáp án B đúng )

Ví dụ 59: Hỗn hợp hai ankan ở thể khí cùng dãy đồng đẳng, có khối lượng phân tử

hơn kém nhau 14 đvc. Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp trên thu được 3,36 lít

CO2 (các thể tích khí đo ở đktc). Công thức của hai ankan là :

A - CH4 và C2H6 ; B - C2H6 và C3H8;

C- C3H8 và C4 H10 D - C4H10 và C5H12 ; Đáp án:

A

Hướng dẫn

Ta có : nhh = 4,22

24,2 = 0,1 ( mol ) ; 2COn =

3,3622,4

= 0,15 ( mol )

Nhận xét : số mol H2O > số mol CO2 nên hiđrocacbon là ankan

C n H2 n + 2 + 213 n

O2 ot n CO2 + ( n + 1) H2O

Số mol: 0,1 0,15

n = 1,5. Vậy n = 1 và n + 1414

= 2

261

Công thức hai ankan là : CH4 và C2H6 (đáp án A đúng)

Ví dụ 60. Hỗn hợp hai ankan ở thể khí có khối lượng phân tử hơn kém nhau 28 đvc.

Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp nói trên thu được 6,72 lít khí cacbonic (các khí

đo ở đktc). Công thức phân tử của hai ankan là :

A- CH4 và C3H8 B- C2H6 và C4H10

C- CH4 và C4H10 D- C3H8 và C5H12

Hướng dẫn Đáp án: B

Ta có: nhh = 4,22

24,2 = 0,1 mol ; 2COn =

6,7222,4

= 0,3 mol

Giải theo phương pháp số nguyên tử cacbon trung bình :

C n H2 n +2 + 2

13 n O2

ot n CO2 + ( n + 1) H2O

Số mol 0,1 0,3

n = 3 . Vậy n = 2 và n + 2814

= 4.

Công thức 2 ankan là C2H6 và C4H10. ( Đáp án B đúng)

Ví dụ 61 : Hỗn hợp hai hiđrocacbon có khối lượng phân tử hơn kém nhau 14 đvc.

Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên thu được 5,6 lít khí cacbonic (đktc) và 6,3 gam

H2O. Công thức phân tử của hai hidrocacbon là :

A - C2 H6 và C3H8 ; B - C3H8 và C4H10;

C- C3H6 và C4 H8 D - C4H8 và C6H12

Hướng dẫn

Ta có : 2COn = 5,622,4 = 0,25 ( mol) ; 2H On =

6,318 = 0,35 ( mol )

Nhận xét : số mol H2O > số mol CO2 nên hydrocacbon là Ankan

C n H2 n +2 + 213 n

O2 ot n CO2 + ( n + 1) H2O

Số mol: 0,25 0,35

+1n

n =

0,250,35

. Suy ra n = 2,5 . Vậy n = 2 và n + (1414

) = 3

Công thức hai ankan là C2H6 và C3H8 ( đáp án A đúng )

262

Ví dụ 62 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon có khối lượng phân tử hơn kém

nhau 28 đvc, ta thu được 6,72 lít cacbonic và 7,2 gam nước. Công thức phân tử của

hiđrocacbon là :

A - CH4 và C3H8 ; B - C2H4 và C4H8;

C- C3H6 và C4 H10 D - C2H6 và C4H10;

Hướng dẫn

Ta có : 2COn =

6,7222,4 = 0,3 (mol) ; 2H On =

7,218 = 0,4 (mol)

Nhận xét : số mol H2O > số mol CO2 nên hiđrocacbon là Ankan

C n H 2 n +2 + 213 n

O2 ot n CO2 + ( n +1) H2O

Số mol 0,3 0,4

+1n

n =

0,30,4

. Suy ra n = 3 . Vậy n = 2 và n + 2814

= 4

Công thức hai ankan là C2H6 và C4H10 (đáp án D đúng )

Ví dụ 63 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai hiđrocacbon có khối lượng phân tử hơn

kém nhau 28 đvc, ta thu được 8,96 lít khí cacbonic (đktc) và 9,0 gam nước. Công

thức phân tử của hiđrocacbon là :

A - CH4 và C3H8 ; B - C2H6 và C4H10;

C- C3H8 và C5H12 D - C2H4 và C4H8

Hướng dẫn

Ta có : 2COn = 8,9622,4 = 0,4 ( mol) ; 2H On =

918 = 0,5 ( mol )

Nhận xét : số mol H2O > số mol CO2 nên hiđrocacbon là Ankan

C n H 2 n +2 + 213 n

O2 ot n CO2 + ( n +1) H2O

Số mol 0,4 0,5

+1n

n =

0,40,5

. Suy ra n = 4 . Vậy n = 3 và n + 2814

= 5

Công thức hai ankan là C3H8 và C5H12 (đáp án C đúng)

Ví dụ 64: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp hai hiđrocacbon có khối lượng phân

tử hơn kém nhau 28 đvc, ta thu được 8,96 lít khí cacbonic (đktc) và 7,2 gam nước.

Công thức phân tử của hiđrocacbon là

A - C3 H8 và C5H12 ; B - C2H4 và C4H8;

263

C- C3H6 và C5 H10 D - C4H8 và C6H12

Hướng dẫn

Ta có : 2COn = 8,9622,4 = 0,4 mol ; 2H On =

7,218 = 0,4 mol

Nhận xét: số mol H2O = số mol CO2 nên hiđrocacbon là Xicloankan hoặc anken.

C n H 2 n + 23n

O2 ot n CO2 + n H2O

Số mol 0,1 0,4 0,4

Suy ra n = 4 . Vậy n = 3 và n + 2814

= 5

Công thức hai hiđrocacbon là C3H6 và C5H10 (đáp án B đúng)

Ví dụ 65: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp hai hiđrocacbon có khối lượng phân

tử hơn kém nhau 14 đvc, ta thu được 7,84 lít khí cacbonic (đktc) và 6,3 gam nước.

Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là :

A - C2 H4 và C3H6 B - C3H6 và C4H8

C - C2H6 và C3 H8 D - C3H8 và C4H10

Hướng dẫn

Ta có : 2COn = 7,8422,4 =0,35 mol ; 2H On =

6,318 = 0,35 mol

Nhận xét: số mol H2O = số mol CO2 nên hiđrocacbon là Xicloankan hoặc anken.

C n H 2 n + 23n

O2 ot n CO2 + n H2O

Số mol 0,1 0,35 0,35

Suy ra n = 3,5 . Vậy n = 3 và n + 1414

= 4

Công thức hai ankan là C3H6 và C4H8 (đáp án B đúng)

Ví dụ 66 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai hidrocacbon có khối lượng phân tử hơn

kém nhau 14 đvc, ta thu được 7,84 lít khí cacbonic (đktc) và 8,1gam nước. Công

thức phân tử của hai hidrocacbon là :

A - C H4 và C2H6 ; B - C2H6 và C3H8;

C- C3H8 và C4 H10 D - C4H10 và C5H12

Hướng dẫn

Ta có : 2COn = 7,8422,4 = 0,35 ( mol) ; 2H On =

8,118 = 0,45 ( mol )

264

Nhận xét : số mol H2O > số mol CO2 nên hyđrocacbon là ankan.

C n H 2 n +2 + 213 n

O2 ot n CO2 + ( n +1) H2O

Số mol 0,35 0,45

+1n

n=

0,350,45

. Suy ra n = 3,5 . Vậy n = 3 và n + 1414

= 4

Công thức hai ankan là C3H8 và C4H10 (Đáp án C đúng)

Ví dụ 67: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 (mol) hỗn hợp Ankan có khối lượng phân tử hơn

kém nhau 14 đvc, ta thu được 24,64 lít khí cacbonic (đktc). Công thức phân tử của

hai hidrocacbon là :

A - C 2H6 và C3H8 B - C3H8 và C4H10

C- C4H10 và C5 H12 D - C5H12 và C6H14

Hướng dẫn

Ta có : 2COn = 24,6422,4 = 1,1 ( mol) ;

Giải theo phương pháp số nguyên tử cacbon trung bình :

C n H 2 n +2 + 213 n

O2 ot n CO2 + ( n +1) H2O

mol 0,2 1,1

n = 1,10,2

= 5,5 . Vậy n = 5 và n + 1414

= 6

Công thức hai ankan là C5H12 và C6H14 (đáp án D đúng).

D. Bài tập về dẫn xuất hiđrocacbonI. Toán về rượu

I. 1. Lý thuyết.

1.1. Công thức tổng quát:

- Rượu no đơn chức: CnH2n + 1OH

Ví dụ: C2H5OH

- Rượu đơn chức chứa k liên kết ( liên kết là liên kết kém bền):

Ví dụ: CnH2n+1-2kOH

- Rượu no đa chức chứa x nhóm OH: CnH2n+2-x(OH)x

Ví dụ: C3H5(OH)3

265

Nói chung: Công thức tổng quát của rượu no là công thức của ankan cộng thêm x

nguyên tử oxi (x= 1 nếu rượu no đơn chức).

1.2. Tính chất hóa học cơ bản của rượu no đơn chức.

a. Phản ứng cháy:

CnH2n+1OH + 232n O ot nCO2 + (n+ 1) H2O

(Giống với ankan, đốt cháy rượu no ta có 2 2CO H On n )

b. Phản ứng với Na hoặc K.

CnH2n+1OH + Na CnH2n+1ONa + 212

H .

Chú ý:

- Nếu một hợp chất hữu cơ A không chứa liên kết có chứa oxi tác dụng với Na cho

khí H2 mà số mol H2 = 12

số mol A thì A là rượu đơn chức.

- Ete có cùng CTPT với rượu nhưng không phản ứng với Na.

- Rượu không tác dụng với bazơ

c. Phản ứng khử nước.

CnH2n+1OH 2 4 dH SO CnH2n+ H2O

( Chú ý: Riêng CH3OH khi bị khử nước cho ra CH3 –O – CH3.)

d. Phản ứng este hóa: là phản ứng giữa rượu và axit tạo ra este và nước. Rượu +

axit 2 4 ,o

dH SO t este + nước.

ROH + R’COOH 2 4 ,o

dH SO t R’COOR + H2O

(Chú ý: Đây là phản ứng thuận nghịch nên H < 100%)

1.3. Độ rượu.

* Khái niệm độ rượu: Số ml rượu etylic có trong 100ml hỗn hợp rượu với nước. VD: Rượu 45o tức là trong 100ml hỗn hợp rượu có 45ml rượu nguyên chất* Công thức tính độ rượu:

VRượu nguyên chất

Độ rượu = x100. V Dung dịch rượu

* Toán. Ví dụ 68. Đốt cháy hoàn toàn 80ml rượu etylic chưa rõ độ rượu, cho toàn bộ sản

phẩm tạo thành qua dung dịch nước vôi trong dư được 150 gam kết tủa

266

a. Tính thể tích không khí để đốt cháy hết 80ml rượu trên. ( Biết

2

15O KKV V )

b. Tính độ rượu. Biết Drượu= 0,8; 2

1H OD Hướng dẫn

Gọi a là số mol rượu etylic nguyên chất tham gia phản ứng cháy C2H5OH + 3O2

ot 2CO2 + 3H2O mol: a 3a 2a

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O mol: 2a 2a

Ta có: 3

150 1,5100CaCOn mol 2a= 1,5 a= 0,75

a. Số mol O2 tham gia phản ứng cháy là:

23 2, 25On a mol

Nên:

2.22,4 2,25.22,4 50,4OV n lit

Vì Vkk = 52OV nên Vkk= 5. 50,4 = 252 lit

b. Khối lượng rượu etylic nguyên chất: m= n.M = 0,75. 46 = 34,5 gam

Thể tích rượu nguyên chất: Vr = 34,5: 0,8 = 43,125 ml

Độ rượu = 43,125 .100 53,9

80o

Ví dụ 69. Dung dịch A là hỗn hợp rượu etylic và nước. Cho 8,2 gam A tác dụng với Na dư được 3,36 lit H2(đktc).

a. Xác định độ rượu của dung dịch A. Biết 2

1H OD g/ml; Dr =0,8g/mlb. Nếu dùng rượu 500 cho tác dụng với Na dư thì cần bao nhiêu gam để cũng thu được lượng H2 nói trên.

Hướng dẫn

Ta có: 2

3,36 0,15( )22,4Hn mol

a. Gọi a, b lần lượt là số mol của rượu etylic và nước tham gia phản ứng2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2

mol: a 0,5a2H2O + 2Na 2NaOH + H2

mol: b 0,5bTống số mol H2 tạo thành: n = 0,5a+ 0,5b = 0,15 a + b= 0,3(1)Lại có: 46a + 18b = 8,2 (2)Từ 1 và 2 ta có hệ:

267

46a + 18b = 8,2a+b= 0,3

Giải hệ: a= 0,1; b= 0,2

Khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp:mRượu= 0,1. 46= 4,6 gam => Vrượu= 4,6: 0,8 = 5,75 ml

2 20,2.18 3,6 3,6H O H Om gam V ml

Thể tích hỗn hợp:Vhh= 5,75 + 3,6 = 9,35 ml

Độ rượu của dung dịch A:

Độ rượu = 5,75 .100 61,59,35

o

b. Gọi x, y là số mol rượu và nước trong rượu 500

2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 mol: x 0,5x 2H2O + 2Na 2NaOH + H2

mol: y 0,5yTheo bài ra ta có: 0,5x+ 0,5y = 0,15

x + y = 0,3(3) Khối lượng rượu: 46x(g) Khối lượng nước: 18y(g)Thể tích các chất trong rượu 500

2 5

46 57,5 ( )0,8C H OH

xV x ml

218 :1 18 ( )H OV y y ml

Theo bài ra ta có:57,5 .100 50

57,5 18x

x y

(4)

Giải hệ phương trình(3),(4) ta được:x= 0,07mol; y= 0,23mol

Khối lượng rượu và nước cần dùng:m= 46.0,07= 3,22 gamm= 18. 0,23= 4,14 gam

Vậy khối lượng rượu 350 cần dùng:m= 3,22+4,14 = 7,36 gam

II. Một số phương pháp giải nhanh bài tập liên quan đến dẫn xuất của

hidrocacbon.

II. 1. Dựa vào phân tử khối trung bình M(_)_

M của hỗn hợp để biện luận:

Ví dụ 70: A, B là 2 rượu no, đơn chức kế tiếp trong dãy đồng đẳng. Cho hỗn hợp

gồm 1,6g A và 2,3g B tác dụng hết với Na thu được 1,12 lit H 2(đktc). Công thức

phân tử của 2 rượu là:

268

A - CH3OH, C2H5OH, B - C2H5OH, C3H7OH

C - C3H7OH, C4H9OH D- C4H9OH, C5H11OH

Đáp án: A

Suy luận:

nA+B = 2 2Hn = 2. 4,22

12,1 = 0,1

M(_)_

MA+B = 1,03,26,1

= 39

Do đó công thức phân tử của 2 rượu là CH3OH = 30; C2H5OH = 46

II.2. Dựa trên phản ứng tách nước của rượu no đơn chức thành anken thì số

mol anken bằng số mol rượu và số nguyên tử C không thay đổi . Vì vậy đốt rượu

và đốt anken tương ứng cho số mol CO2 như nhau

Ví dụ 71: Chia a gam rượu etylic thành 2 phần đều nhau

- Phần 1 mang đốt cháy hoàn toàn được 2,24l CO2 ( đktc)

- Phần 2 mang tách nước hoàn toàn thành etylen. Đốt cháy hoàn toàn lượng etylen

này được m gam H2O. m có giá trị là:

A. 1,6 B. 1,8 C. 1,4 D. 1,5

Đáp án: B

Suy luận: Đốt rượu được 0,1 mol CO2 thì đốt anken tương ứng cũng được

0,1 mol CO2. Nhưng đốt anken cho mol CO2 bằng mol H2O vậy m = 0,1.18 =

1,8gam.

II. 3. Đốt 2 chất hữu cơ, phân tử có cùng số nguyên tử C, được cùng số mol CO2

thì 2 chất hữu cơ mang đốt có cùng số mol.

Ví dụ 72: Đốt cháy a g C2H5OH được 0,2 mol CO2. Đốt cháy 6g CH3COOH được

0,2 mol CO2. Cho a g C2H5OH tác dụng với 6g CH3COOH (có H2SO4 đặc xúc tác và

to giả sử hiệu suất là 100%) được c g este. c có giá trị là :

A- 4,4g B- 8,8g C- 13,2g D- 17,6g

Đáp án: B

Suy luận : 2 5 3 2

1 .2C H OH CH COOH COn n n = 0,1 mol.

3 2 5CH COOC Hn = 0,1

269

Nên : meste = 0,1.88 = 8,8g

II.4. Dựa vào công thức tính số ete tạo ra từ hỗn hợp rượu hoặc dựa vào định luật

bảo toàn khối lượng.

Ví dụ 73: Đun hỗn hợp 5 rượu no, đơn chức với H2SO4 đặc ở 140OC thì số ete thu

được là :

A-10 B-12 C-15 D-17

Đáp án: C

Suy luận : Đun hỗn hợp x rượu thu được : 2

)1.( xx ete.

Do đó đun hỗn hợp 5 rượu thu được : 2

)15.(5 = 15 ete.

Ví dụ 74: Đun 132,8g hỗn hợp 3 rượu no đơn chức với H2SO4 đặc ở 140OC thu

được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 111,2g. Số mol mỗi

ete là :

A- 0,1 B- 0,2 C- 0,3 D- 0,4Đáp án: B

Suy luận:

Đun hỗn hợp 3 rượu tạo ra 2

)13.(3 ete.

Theo định luật bảo toàn khối lượng :

m rượu = m ete + 2H Om

Vậy 2H Om = 132,8 - 111,2 = 21,6 g.

nmỗi ete = 62,1

= 0,2

II. 5. Một số bài tập tnkq về este có độ khó tương đương nhau.Ví dụ 75. Có hai este là đồng phân của nhau và đều do các axít no đơn chức và rượu no đơn chức tạo thành. Để xà phòng hoá 22,2 gam hỗn hợp hai este nói trên phải dùng vừa hết 12 gam NaOH nguyên chất . Công thức của hai este đó là:A- HCOOC2H5 và CH3COOCH3 B- C2H5COOCH3 và CH3COOCH3

C- CH3COOC2H5 và HCOOC3H7 D- Không xác định được.

Đáp án A.

Các phương trình phản ứng xà phòng hoá hai este có dạng:

R-COOR’ + NaOH RCOONa + R’OH

R’’COOR’’’ + NaOH R’’COONa + R’’’OH

270

Hai este là đồng phân của nhau nên có cùng phân tử khối M và có chung công thức

tổng quát của este no đơn chức là : CnH2nO2

Đặt x và y là số mol mỗi este trong 22,2 gam hỗn hợp . Tỷ lệ mol trong phương trình

là 1 : 1 nên :

nNaOH= neste = x + y = 12 : 40 = 0,3 (mol)

và Mx + My = 22,2 hay M(x + y) = 22,2 .

Vậy M = 22,2 : 0,3 = 74

CnH2nO2 = 74 n = 3. Công thức của hai este là : C3H6O2

Có hai đồng phân là : HCOOC2H5 và CH3COOCH3

Ví dụ 76. Xà phòng hoá hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp hai este là HCOOC 2H5 và

CH3COOCH3 bằng NaOH nguyên chất . Khối lượng NaOH đã phản ứng là :

A- 8 gam B- 12 gam C- 16 gam D- 20 gam

Đáp án B

Giải :

Phương trình phản ứng xà phòng hoá hai este

HCOOC2H5 + NaOH HCOONa + C2H5OH

CH3COOCH3 + NaOH CH3COONa + CH3OH

Vì khối lượng mol của hai este bằng nhau và bằng 74gam. Phản ứng theo tỉ lệ 1 : 1,

nên

nNaOH = n este = 22,2 : 74 = 0,3 mol.

Vậy mNaOH = 40 . 0,3 = 12 (gam) .

Ví dụ 77. Xà phòng hoá hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp hai este là HCOOC2H5 và

CH3COOCH3 bằng dung dịch NaOH nồng độ 1M. Thể tích dung dịch NaOH cần

dùng là :

A- 200 ml B- 300 ml C- 400 ml D- 500 ml

Đáp án B

Giải : Cách giải tương tự ví dụ 75.

Hai este là đồng phân của nhau nên có khối lượng mol bằng nhau và bằng 74 gam.

Theo phương trình : nNaOH = n este = 22,2 : 74 = 0,3 (mol)

VNaOH = nNaOH : CM = 0,3 : 1 = 0,3 (lít) hay 300 ml

271

Ví dụ 78. Xà phòng hoá hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp hai este là HCOOC2H5 và

CH3COOCH3 đã dùng vừa hết 200 ml dung dịch NaOH. Nồng độ mol của dung dịch

NaOH là :

A- 0,5(M) B- 1,0 (M) C- 1,5 (M) D- 2,0 (M)

Đáp án: C

Giải : Cách giải tương tự ví dụ 76.

Vì hai este có khối lượng mol bằng nhau và bằng 74 (gam/mol) .

Theo phương trình phản ứng : nNaOH = neste = 22,2 : 74 = 0,3 (mol)

VNaOH = 200 (ml) = 0,2 (lit) . Vậy CM(NaOH) = 0,3 : 0,2 = 1,5 (mol/lit)

Ví dụ 79. Xà phòng hoá hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp hai este là HCOOC 2H5 và

CH3COOCH3 bằng dung dịch NaOH vừa đủ, các muối sinh ra sau khi xà phòng hoá

được sấy đến khan và cân được 21,8 gam. Số mol HCOOC2H5 và số mol

CH3COOCH3 lần lượt là :

A- 0,15 mol và 0,15 mol B- 0,2 mol và 0,1 mol

C- 0,25 mol và 0,05 mol D- 0,275 mol và 0,005 mol.

Đáp án B

Giải : Phương trình phản ứng xà phòng hoá este :

HCOOC2H5 + NaOH HCOONa + C2H5OH

CH3COOCH3 + NaOH CH3COONa + CH3OH

Vì hai este có khối lượng mol bằng nhau và bằng 74 ( gam/mol)

Theo phương trình : nNaOH = neste = 22,2 : 74 = 0,3 (mol)

Gọi x và y lần lượt là số mol của mỗi este trong hỗn hợp, ta có :

x + y = 0,368x + 82y = 21,8

Giải hệ phương trình đại số được : x = 0,2 và y = 0,1

Ví dụ 80. Xà phòng hoá 22,2 gam hỗn hợp hai este là HCOOC2H5 và CH3COOCH3

bằng dung dịch NaOH vừa đủ . Các muối sinh ra sau khi xà phòng hoá được sấy đến

khan và cân được 21,8 gam. Khối lượng muối HCOONa và CH3COONa lần lượt là :

A- 18,5 gam và 3,7 gam B- 11,1 gam và 11,1 gam

C- 14,8 gam và 7,4 gam D- Không xác định được

Đáp án C

272

Giải : Cách giải tương ví dụ 78 : x = 0,2 và y = 0,1

Khối lượng HCOOC2H5 = (74 . 0,2) = 14,4 gam

Khối lượng CH3COOCH3 = (74 .0,1) = 7,4 gam


Ví dụ 81. Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hợp chất hữu cơ A thu được 8,8 gam CO2 và 3,6 gam H2O. Biết tỉ khối hơi của A so với H2 bằng 30. Xác định công thức phân tử của A.

Đáp số: C2H4O2

Ví dụ 82. Đốt cháy 400cm3 hơi hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O trong 1600cm3 oxi (dư). Thể tích khí sau phản ứng là 2600cm3, sau khi cho nước ngưng tụ còn 1400cm3

và sau khi cho lội qua dung dịch KOH dư chỉ còn 200cm3 (các thể tích đo ở cùng điều kiện). Tìm CTPT của A.

Đáp số: C3H6O2

Ví dụ 83. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm hiđrocacbon X (ở thể khí) và oxi dư, thu được hỗn hợp B có thành phần thể tích là 30% CO2, 20% hơi nước và 50% O2

a. Xác định CTPT của X.b. Tính % thể tích các khí trong A.

( Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) Đáp số: a. C3H4

b. %C3H4= 10% %O2 = 90%Ví dụ 84. Một hỗn hợp khí X có số mol bằng nhau gồm một ankan và một anken có cùng số nguyên tử C trong phân tử. Biết hỗn hợp X phản ứng vừa đủ với 16 gam brom trong dung dịch, nếu cũng đốt cháy hoàn toàn lượng X trên thu được 13,44 lit CO2 (đktc). Xác định CTPT của 2 hiđrocacbon trong X. Đáp số: C3H8 và C3H6

Ví dụ 85. Trong bình kín chứa hỗn hợp gồm 15 cm3 một ankan X và 90 cm3 khí O2. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên, sau đó đưa hỗn hợp khí trong bình về điều kiện ban đầu, trong bình còn dư 15 cm3 khí O2. Xác định CTPT của ankan XVí dụ 86. Công thức đơn giản nhât của một axit hữu cơ, mạch thẳng là C2H3O2. Biện luận để xác định CTPT và CTCT của axit trên.

Đáp số: C2H4(COOH)2

Ví dụ 87. Đốt cháy hoàn toàn rượu no đơn chức A thu được số mol H2O bằng số mol O2 đem đốt. Xác định CTPT của A. Đáp số: C2H5OH.Ví dụ 88.

a. Biện luận xác định CTPT (CH2Cl)n

b. Biện luận xác định CTPT (C4H5)n, biết nó không làm mất màu nước brom. c. Một ancol no có công thức là (C2H5O)n. Biện luận để xác định CTPTcủa ancol đó.

Đáp số: a. C2H4Cl2 ; b. C8H10 ; c. C4H8(OH)2

Ví dụ 89. Crackinh V lit butan( C4H10) ta thu được 70 lit hỗn hợp khí A gồm H2, CH4, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị crackinh. Giả sử chỉ có các phản ứng:

C4H10 ot CH4 + C3H6

C4H10 ot C2H6 + C2H4

C4H10 ot H2 + C4H8

273

(Trong đó C3H6, C2H4, C4H8 là các hiđrocacbon mạch hở chứa 1 nối đôi) Cho hỗn hợp A lội từ từ qua dung dịch nước brôm dư thấy thể tích khí B còn lại là 40 lit Lấy 5 lit khí B đốt cháy hoàn toàn thì thu được 10,5 lit khí CO2. Các thể tích khí đo ở đktc. a. Tính % thể tích butan đã tham gia phản ứng. b. Tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A, biết rằng số mol C2H4 bằng 2 lần tổng số mol của C3H6 và C4H8. c. Nếu lấy tất cả anken( hiđrocacbon mạch hở có 1 nối đôi) có trong hỗn hợp A đem trùng hợp thì có bao nhiêu gam polime. Biết hiệu suất phản ứng trùng hợp là 58% và các anken đều ở dạng trùng hợp được.

Đáp số: a. 75% b. %C4H10 = 14,29%

%C2H4 = %C2H6 28,57% %CH4 = %C3H6 = 5,71%

%H2 = %C4H8 = 8,57% c. 27,55 gamVí dụ 90. Một hỗn hợp R gồm 2 hiđrocacbon mạch hở CxH2x và CyH2y. Biết 9,1 gam R làm mất màu vừa hết 40 gam brom trong dung dịch. Xác định công thức phân tử của 2 hiđrocacbon đó. Biết rằng trong R thành phần thể tích của chất có phân tử khối nhỏ hơn nằm trong khoảng từ 65% đến 75%.

Đáp số: C2H4 và C4H8

Ví dụ 91. Cho hợp chất hữu cơ T (chứa C, H, O). Đốt cháy hết 0,2 mol T bằng một lượng vừa đủ 13,44 lít O2 (đktc). Cho toàn bộ sản phẩm cháy lần lượt đi chậm qua bình 1 đựng 100 gam dung dịch H2SO4 96,48% dư, bình 2 chứa lượng dư dung dịch KOH. Sau thí nghiệm thấy nồng độ dung dịch axit trong bình 1 còn là 90%, bình 2 có 82,8 gam muối tạo thành.

a. Xác định công thức phân tử của T. b. Biết T vừa làm mất màu dung dịch brom, vừa làm quỳ tím hóa đỏ. Viết

công thức cấu tạo của T, viết các phương trình phản ứng của T với H2/Ni,to; Br2/H2O; Na; NaOH; CaCO3; C2H5OH/ H2SO4 đặc,to.

Đáp số: a. C3H4O2

b. CH2 = CH – COOHVí dụ 92. Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol hợp chất hữu cơ A(C, H, O) cần 0,784 lit O2

(đktc). Toàn bộ sản phẩm cháy được dẫn vào bình 1 đựng dung dịch PdCl2 dư, bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau thí nghiệm thấy bình 1 tăng 0,38 gam và xuất hiện 2,12 gam kết tủa, còn bình 2 có 3 gam kết tủa. Xác định CTPT của A.

Đáp số: C3H6OVí dụ 93. Xà phòng hoá hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp hai este HCOOC2H5 và CH3COOCH3 bằng dung dịch NaOH vừa đủ. Các muối sinh ra sau khi xà phòng hoá được sấy đến khan và cân được 21,8 gam Tính khối lượng muối HCOONa và CH3COONa sinh ra sau phản ứng. Đáp số: mHCOONa=13,6gam.;

3CH COONam 8,2gam

274

Ví dụ 94. Xà phòng hoá hoàn toàn a gam hỗn hợp hai este là HCOOC2H5 và CH3COOCH3 bằng lượng dung dịch NaOH vừa đủ, cần 300 ml dung dịch NaOH nồng độ 1,0 M. Tính giá trị của a. Đáp số: a = 22,2 gamVí dụ 95. Xà phòng hoá hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp hai este là HCOOC2H5 và CH3COOCH3 bằng dung dịch NaOH vừa đủ. Các muối sinh ra sau khi xà phòng hoá được

sấy đến khan và cân được 21,8 gam. Tỷ lệ giữa 2 5

3 3

HCOOC H

CH COOCH

nn là bao nhiêu?

Đáp số: 0,2 20,1

xy

Ví dụ 96. Xà phòng hoá hoàn toàn a gam hỗn hợp hai este là HCOOC2H5 và CH3COOCH3 bằng dung dịch NaOH vừa đủ, phải dùng hết 200 ml dd NaOH 1,5 M. Các muối sinh ra sau khi xà phòng hoá được sấy đến khan và cân được 21,8 gam. Phần trăm khối lượng của mỗi este trong hỗn hợp là bao nhiêu? Đáp số: 66,7% và 33,3%

-------------------------------------------------------

CHƯƠNG II: CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CỤ THỂHIĐROCACBON

TIẾT 1: METAN VÀ DÃY ĐỒNG ĐẲNGI- Tính chất vật lý của ankan

C1 C4 :là chất khí C5 C17 :là chất lỏngC18 trở đi : là chất rắn

Thông thường, các ankan không tan hoặc rất khó tan trong nước (chỉ số của cacbon trong phân tử càng lớn thì hiđrocacbon càng khó tan)

II- Tính chất hóa học của metanMetan và các đồng đẳng của nó, do có liên kết đơn trong mạch nên có phản ứng

đặc trưng là phản ứng thế bởi Cl2 hoặc Br2.

1) Phản ứng thế Cl2, Br2: Thế vào chỗ H của liên kết C – H Mỗi lần thế, có một nguyên tử H bị thay thế bằng một nguyên tử Cl. Các nguyên

tử H lần lượt bị thay thay thế hết.CH4 + Cl2

a.s.k.t CH3Cl + HCl Metyl clorua

CH3Cl + Cl2a.s.k.t CH2Cl2 + HCl

Điclo metanCH2Cl2 + Cl2

a.s.k.t CHCl3 + HClTriclo metan (hay clorofom)

CHCl3 + Cl2a.s.k.t CCl4 + HCl

Cacbon tetraclorua2) Phản ứng cháy:

a) Cháy trong không khí : cho lửa màu xanh

275

CH4 + 2O2 t0 CO2 + 2H2O b) Cháy trong khí clo:

CH4 + 2Cl2 t0 C + 4HCl3) Phản ứng phân huỷ do nhiệt:

2CH4 oC

l.l.nhanh1500 C2H2 + 3H2

III- Điều chế metan1) Từ nhôm Cacbua:

Al4C3 + 12H2O 3CH4 + 4Al(OH)3 2) Từ than đá:

C + 2H2Ni.; C

0600 CH4

3) Phương pháp vôi tôi xút:

CH3COONa + NaOH CaO;t C 0 CH4 + Na2CO3

IV- Dãy đồng đẳng của Metan ( Ankan hay parafin )

1) Tính chất hóa học:

Những hợp chất có dạng CnH2n + 2 đều có tính chất tương tự như Mêtan. Mặt khác từ C3 trở đi có thêm phản ứng crăckinh (bẻ gãy mạch do nhiệt)

CnH2n + 2 Crac.king CxH2x + 2 + CyH2y (trong đó x + y = n )

Ví dụ: C3H8 Crac.king CH4 + C2H4

2) Điều chế:a) Từ muối có chứa gốc ankyl tương ứng

CnH2n + 1COONa + NaOH CaO;t C

0

CnH2n + 2 + Na2CO3

Ví dụ :C2H5COONa + NaOH CaO;t C

0 C2H6 + Na2CO3

b) Cộng H2 vào anken hoặc ankin tương ứng: CnH2n + H2 Ni;t C

0 CnH2n +2

Hoặc CnH2n - 2 + 2H2 Ni;t C 0 CnH2n +2

Ví dụ : CH2 = CH2 + H2 Ni;t C

0 CH3 – CH3

c) Phương pháp nối mạch cacbon: (điều chế những hiđro cacbon mạch dài)

R –X + 2Na + R’ –X R –R’ + 2NaXTrong đó X là nguyên tố halogen : Cl, Br…R, R’ là các gốc hiđrocacbonVí dụ:CH3 – Cl + 2Na + C2H5 – Cl CH3 – C2H5 + 2NaCl

Metyl clorua Etyl clorua PropanV. Toán

276

Bài 1.1. Đốt cháy hoàn toàn 3,2 gam hợp chất hữu cơ A thu được 4,48 lit CO2

(đktc) và 7,2 gam H2O. Biết tỉ khối của A so với H2 bằng 8. Xác định công thức phân tử của A.


2HM = 8. 2= 16* Xác định các nguyên tố trong A: Khối lượng C trong 4,48 lit CO2:

mC=12. 4,4822,4

= 2,4 gam


mH = 1 .7,2 0,89

gam

Nhận thấy: mC + mH = 2,4 + 0,8 = 3,2 (gam)Do đó A chứa 2 nguyên tố C, H.* Gọi công thức tổng quát của A là CxHy( y *2 2; , )x x y N + Cách 1:

Ta có tỉ lệ: 12

C H A

x y Mm m m

12 16 52,4 0,8 3,2

x y

Suy ra: x= 1; y= 4 Vậy công thức phân tử của A là CH4

+ Cách 2: Dựa vào phản ứng cháy tổng quátTa có: nA = 3,2: 16 = 0,2 molSố mol CO2: n= 4,48: 22,4= 0,2 molSố mol H2O: n= 7,2: 18= 0,4 mol

Phản ứng cháy tổng quát:

CxHy + ( )4yx O2

ot xCO2 + 2y

H2O

Theo PT: 1 mol ( )4yx mol xmol

2y

Theo bài: 0,2mol 0,2mol 0,4mol

Ta có: 1 1

0, 2 0,2x x

1 4

0,2 0,4.2y y

Vậy công thức phân tử là CH4

Bài 1.2. Đốt cháy hoàn toàn 11,2 lit khí metan trong không khí.- Tính thể tích không khí cần dùng.- Lấy toàn bộ sản phẩm sục qua dung dịch nước vôi trong dư. Tính khối

lượng kết tủa thu được.

277

( Biết O2 chiếm 15

thể tích không khí và các khí đo ở đktc)

Hướng dẫn

Ta có: 4

11,2 0,5( )22,4CHn mol

Phương trình hóa học của phản ứng:CH4 + 2O2

ot CO2 + 2H2O(1)Mol: 1 2 1a. Theo phương trình(1):

2 42. 2.0,5 1( )O CHn n mol

Thể tích O2 cần dùng:

21.22,4 22,4( )OV lit

Do đó thể tích không khí cần dùng:5.22,4 112( )KKV lit

b. Theo phương trình(1):

2 40,5( )CO CHn n mol

Khi sục vào dung dịch nước vôi trong dư:

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2)Theo phương trình(2):

3 20,5( )CaCO COn n mol

Khối lượng kết tủa thu được:m = 0,5. 100 = 50 (gam)

Bài 1.3. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm CO và CH4 cần 6,72 lit O2. a. Tính khối lượng hỗn hợp A.

b. Tính % thể tích mỗi khí trong A.c. Hấp thụ hoàn toàn CO2 sinh ra sau phản ứng vào bình chứa 400 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5 M. Tính khối lượng kết tủa thu được. (Biết các thể tích khí đo ở đktc)

Hướng dẫnGọi x, y lần lượt là số mol CO và CH4 trong A.Ta có : nA = 6,72 : 22,4 = 0,3( mol)

2On = 6,72 : 22,4 = 0,3( mol)Phương trình hóa học của phản ứng :

2CO + O2ot CO2

Mol : x 0,5x xCH4 + 2O2

ot CO2 + 2H2OMol: y 2y yTheo bài ra ta có hệ phương trình :

0,30,5 2 0,3x y

x y

278

Giải hệ : x = 0,2 ; y = 0,1.a. Khối lượng hỗn hợp A :

mA = 0,2. 28 + 0,1. 16 = 7,2(gam)b. ở đktc, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol.

Nên : %CO = 0,2 .100% 66,7%0,3

%CH4 = 33,3%c. Tổng số mol CO2 tạo thành sau 2 phản ứng cháy :

20,2 0,1 0,3( )COn mol

Số mol Ba(OH)2 ban đầu :

2( ) 0,2( )Ba OHn mol

Nhận thấy : 2

2( )

0,3 1,50,2

CO

Ba OH

nn

Suy ra sản phẩm là hỗn hợp 2 muối.Gọi a, b lần lượt là số mol BaCO3 và Ba(HCO3)2 tạo thành.

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O a a a2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2

2b b b

Ta có : 0,2

2 0,3a ba b

Giải hệ : a = b = 0,1(mol)Vậy khối lượng kết tủa thu được :

m = 0,1. 197=19,7(gam)

Bài 1.4. Một bình kín đựng hỗn hợp gồm 30 cm3 một ankan ở thể khí và 180 cm3

khí O2, đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên, sau đó đưa hỗn hợp khí trong bình về điều kiện ban đầu, nhận thấy trong bình còn dư 30 cm3 khí O2. Xác định CTPT của ankan.

Hướng dẫnở cùng điều kiện, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ mol.Gọi công thức tổng quát của ankan là CnH2n+ 2

Theo bài : Thể tích O2 tham gia phản ứng cháy :V = 180 – 30 = 150 cm3

PTHH : CnH2n+2 + 3 1( )

2n

O2 ot nCO2 + (n + 1)H2O

ml: 1 3 1

2n

Theo bài : 30 150

Suy ra : 3 1

2n

= 5

Nên : n = 3

279

Vậy công thức phân tử của ankan là C3H8

Bài 1.5. Khi đốt cháy hoàn toàn V lít metan (đktc) và cho sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M, thu được 15,76 gam kết tủa. Tính V.

Hướng dẫnPTHH :

CH4+ 2O2 ot CO2 + 2H2O

Số mol Ba(OH)2: 2( )Ba OHn = 0,1 mol

Số mol BaCO3: 3BaCOn = 0,08 molTH 1: Ba(OH)2 dư CO2 + Ba(OH)2 BaCO3+ H2O 0,08 0,08

40,08.22, 4 1,792CHV lít

TH 2: Sản phẩm gồm 2 muối:

Ta có 2

3

( ) 10 58 4

Ba OH

BaCO

nn

=> ta có PTHH:

6CO2 + 5Ba(OH)2 4BaCO3 + Ba(HCO3)2 + 4H2O 0,12 0,1

40,12.22, 4 2,688CHV lít

Bài 1.6: Người ta đốt cháy một hiđrocacbon no bằng O2 dư rồi dẫn sản phẩm cháy đi lần lượt qua dung dịch H2SO4 đặc rồi đến 350ml dung dịch NaOH 2M thu được dung dịch A. Khi thêm BaCl2 dư vào dung dịch A thấy tách ra 39,4gam kết tủa BaCO3 còn lượng dung dịch H2SO4 tăng thêm 10,8gam. Hỏi hiđrocacbon no trên là chất nào ?

Hướng dẫnSản phẩm cháy khi đốt hiđrocacbon bằng khí O2 là CO2; H2O; O2 dư. Khi

dẫn sản phẩm cháy đi qua dung dịch H2SO4 đặc thì toàn bộ H2O bị giữ lại (do H2SO4

đặc hút nước mạnh), do vậy lượng H2SO4 tăng 10,8gam, chính bằng lượng nước tạo thành ( OH2

m = 10,8gam), khí còn lại là CO2, O2 dư tiếp tục qua dung dịch NaOH, xảy ra phản ứng giữa CO2 và NaOH

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1)CO2 + NaOH NaHCO3 (2)

Tuỳ thuộc vào số mol của CO2 và NaOH mà có thể tạo ra muối trung hoà Na2CO3

lẫn muối axit NaHCO3

* Trường hợp 1: NaOH dư, sản phẩm của phản ứng giữa CO2 và NaOH chỉ là muối

trung hoà. Dung dịch A gồm Na2CO3 + H2O

280

Khi phản ứng với dung dịch BaCl2, toàn bộ muối gốc cacbonat bị chuyển thành kết

tủa BaCO3.

Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl (3)

Ta có: 3BaCOn = 2COn

Vì: 3BaCOn = )mol(2,01974,39

2COn = 0,2 (mol)

Trong khi: OH2n = )mol(6,018

8,10

Suy ra: Tỷ số 31

6,02,0

nn

OH

CO

2

2 không tồn tại hiđrocacbon no nào như vậy vì tỷ số nhỏ

nhất là 21

ở CH4 cháy

* Trường hợp 2:

Như vậy NaOH không dư. Nghĩa là NaOH phản ứng hết. Đồng thời tạo ra cả muối

axit và muối trung hoà (cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra, lượng CO2 phản ứng hoàn

toàn, lượng CO2 bị giữ lại hoàn toàn) Theo phương trình (1) n NaOH ban đầu =

0,35 . 2 = 0.7 (mol)

nNaOH = 2. 32CONan = 2 . 3BaCOn = 2 . 0,2 = 0,4 (mol)

2COn ở (1) = 0,2 (mol) (*)

Lượng NaOH còn lại: 0,7 - 0,4 = 0,3 (mol). Tham gia phản ứng (2)

- Theo phương trình (2): 2COn = n NaOH = 0,3 (mol) (**)

- Vậy từ (*), (**) lượng khí CO2 tạo thành trong phản ứng cháy là

2COn = 0,2 + 0,3 = 0,5 (mol)

Gọi CTHH hiđrocacbon no là CnH2n+2 (n 1)

Phản ứng cháy;

CnH2n+2 + 2O21n3

n CO2 + (n + 1)H2O

Do đó; 5n6,05,0

1nn

281

Vậy hiđrocacbon cần tìm có công thức hoá học C5H12

Bài tập tự luyệnBài 1.7. Đốt cháy hoàn toàn 2,8 gam hợp chất hữu cơ A thu được 4,48 lit CO2


Đáp số: C2H4

Bài 1.8. Đốt cháy hoàn toàn V lit khí metan trong không khí. Lấy toàn bộ sản phẩm sục qua dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 19,7 gam kết tủa.

a. Tính thể tích không khí cần dùng.

b. Tính V. (Biết O2 chiếm 15


Đáp số: a. 22,4 lit b. 2,24 lit.

Bài 1.9. Đốt cháy hoàn toàn 1 lit (khí) hợp chất hữu cơ A cần 5 lit khí O2, thu được 3 lit CO2 và 4 lit hơi nước. Xác định CTPT của A. Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Đáp số: C3H8.Bài 1.10. Một hỗn hợp khí A gồm metan và etan( C2H6) có tỉ khối đối với không khí là 0,6.

a. Tính thể tích khí O2 cần dùng để đốt cháy hết 3 lit hỗn hợp A trên.b. Tính khối lượng các sản phẩm thu được sau phản ứng cháy.

Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.Đáp số: a. 6,45 lit b.

2 26, 482( ); 5,062( )CO H Om gam m gam

Bài 1.11. Đốt cháy hoàn toàn 0,56 lit ankan A thu được 2,8 lit CO2. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo cảu A. Biết các khí đo ở đktc Đáp số: C5H10.Bài 1.12. Đốt cháy hoàn toàn m gam hiđrocacbon Y thu được 2,688 lit CO2(đktc) và 4,32 gam H2O.

a. Tính mb. Xác định CTPT của hiđrocacbon Y

Đáp số: CH4

-------------------------------------------------------------

282

TIẾT 2: ETILEN VÀ DÃY ĐỒNG ĐẲNG

I- Cấu tạo của Êtilen (C2H4 ) CH2

CH2

Phân tử etilen có 1 liên kết đôi chứa liên kết kém bền ( liên kết ) nên dễ bị bẻ gãy thành liên kết đơn. Do đó phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng hợp.

CH2 = CH2 sau khi bẻ gãy – CH2 – CH2 –

Tác chất tấn công (Br2) cộng 2 nguyên tử Br vào đây

II- Tính chất hóa học của Êtilen:

1) Phản ứng cháy : cho CO2 và H2O

C2H4 + 3O2 t0 2CO2 + 2H2O

2) Phản ứng cộng (đặc trưng)

* Tác chất tham gia phản ứng cộng gồm: Br2, Cl2 ,H2; một số hợp chất HCl, HBr, HOH

Ví dụ: CH2 = CH2 + Br2 CH2Br – CH2Br (1)

Đibrom etan

CH2 = CH2 + H2 Ni;t C 0 CH3 – CH3 (2)

etan

CH2 = CH2 + H –OH x.t CH3 – CH2OH (3)

Rượu etylic

* Lưu ý:

- Phản ứng ( 1) dùng để nhận biết etilen do làm mất màu da cam của dung dịch nước brom.

- Dung dịch brom trong phản ứng trên xét cho dung môi hữu cơ, ví dụ CCl4… Nếu dung môi là nước thì phản ứng rất phức tạp.

3) Làm mất màu dung dịch thuốc tím.

Để đơn giản người ta viết gọn thuốc tím thành [O]:

283

CH2 = CH2 + [O] + H2O KMnO 4 CH2OH –CH2OH

Viết gọn : C2H4 + [O] + H2O KMnO 4 C2H4(OH)2

4) Phản ứng trùng hợp:

nCH2=CH2 0x.t ; t ( – CH2 – CH2 – )n

poly etilen ( PE)

* Phản ứng trùng hợp là phản ứng kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân lớn (polyme). Nói chung, những phân tử có liên kết đôi có thể tham gia phản ứng trùng hợp.

III- Điều chế etilen

1) Khử nước từ phân tử rượu tương ứng:

C2H5OH 02 4dd ; 170H SO C CH2 = CH2 + H2O

2) Cho Zn tác dụng với các dẫn xuất Halogen:

C2H4Br2 + Zn t0 C2H4 + ZnBr2

3) Từ Ankin tương ứng:

CH CH + H2 oPdt CH2 =CH2

4) Dùng nhiệt để tách 1 phân tử H2 khỏi An kan tương ứng hoặc crăckinh.

C3H8 Crac.king CH4 + C2H4

IV- Dãy đồng đẳng của etilen

Dãy đồng đẳng của etilen là tập hợp những hiđro cacbon mạch hở có công thức chung CnH2n. ( Gọi là anken hoặc olefin ) Các đồng đẳng của etilen đều có 1 liên kết đôi trong mạch (không no), có tính chất hoá học và cách điều chế tương tự như etilen.

V. Toán

Bài 2.1. Cho hỗn hợp A gồm metan và etilen qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 16 gam brom tham gia. Thu khí thoát ra khỏi bình brom đem đốt cháy hoàn toàn được 6,72 lit CO2. Biết các khí đo ở đktc.

b. Tính thể tích hỗn hợp A.

c. Tính khối lượng hỗn hợp A

Hướng dẫn

Ta có: 2

16 0,1( )160Brn mol

284

2

6,72 0,3( )22,4COn mol

Khi cho A qua bình đựng dung dịch brom,chỉ có C2H4 phản ứng.

CH2 = CH2 + Br2 CH2Br – CH2Br (1)

Mol: 1 1


2 4 20,1( )C H Brn n mol

Khí thoát ra khỏi bình là CH4, Đem đốt:

CH4 + 2O2 t0 CO2 +2H2O (2)

Mol: 1 1


4 20,3( )CH COn n mol

a. Thể tích hỗn hợp A:

VA = ( 0,3 + 0,1).22,4 = 8,96 (l)

b. Khối lượng hỗn hợp A:

mA = 0,1.28 + 0,3. 16 = 7,6 ( gam)

Bài 2.2. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lit hỗn hợp X gồm etilen và metan cần 11,2 lit O2.

a. Tính khối lượng mỗi khí trong Xb. Lấy toàn bộ sản phẩm cháy sục qua dung dịch nước vôi trong dư. Tính

khối lượng kết tủa thu được.( Biết các khí đo ở đktc)

Hướng dẫn

Ta có: 4,48 0,2( )22,4Xn mol

2

11,2 0,5( )22,4On mol

Gọi a, b lần lượt là số mol CH4 và C2H4 đem đốt.Phương trình hóa học của phản ứng:

CH4 + 2O2 ot CO2 + 2H2O

Mol: a 2a aC2H4 + 3O2

ot 2CO2 + 2H2OMol: b 3b 2bTheo bài ra ta có:

285

0,22 3 0,5a b

a b

Giải hệ: a = b = 0,1( mol)a. Khối lượng mỗi khí trong X:

40,1.16 1,6( )CHm gam

2 40,1.28 2,8( )C Hm gam

b. Tổng số mol CO2 thu được:

22 0,3( )COn a b mol


CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Mol: 0,3 0,3Vậy khối lượng kết tủa thu được:

m = 0,3. 100 = 30(gam)

Bài 2.3: Cho 7 gam hỗn hợp A gồm etilen và propilen (C3H6) đi qua bình đựng dung dịch Brom dư thấy có 32 gam brom tham gia.

a. Tính khối lượng mỗi khí trong A. b. Tính thể tích không khí cần dùng để đốt cháy hết hỗn hợp A trên. Biết các

khí đo ở đktc và 2

15O KKV V

Hướng dẫn

Ta có : 2

32 0,2( )160Brn mol

Gọi a, b lần lượt là số mol C2H4 và C3H6 đem phản ứng.Phương trình hóa học của phản ứng:

C2H4 + Br2 C2H4Br2

Mol: a a C3H6 + Br2 C3H6Br2

Mol: b b Theo bài ra ta có:

0,228 42 7a b

a b

Giải hệ: a = b = 0,1( mol)a. Khối lượng mỗi khí trong A;

2 40,1.28 2,8( )C Hm gam

3 60,1.42 4,2( )C Hm gam

b. Các phương trình phản ứng cháy:C2H4 + 3O2

ot 2CO2 + 2H2OMol: a 3a

C3H6 + 4,5O2 ot 3CO2 + 3H2O

Mol: b 4,5b

286

Tổng số mol O2 tham gia:

23 4,5 0,75( )On a b mol

Vậy thể tích không khí cần dùng:VKK = 0,75 . 5. 22,4 = 84(lit)

Bài 2.4. Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam hợp chất hữu cơ A thu được 8,96 lit CO2



2HM = 14. 2 = 28* Xác định các nguyên tố trong A: Khối lượng C trong 8,96 lit CO2:

mC=12. 8,9622,4

= 4,8 gam


mH = 1 .7,2 0,89

gam

Nhận thấy: mC + mH = 4,8 + 0,8 = 5,6 (gam)Do đó A chứa 2 nguyên tố C, H.* Gọi công thức tổng quát của A là CxHy( y *2 2; , )x x y N

Ta có tỉ lệ: 12

C H A

x y Mm m m

12 28 54,8 0,8 5,6

x y

Suy ra: x= 2; y= 4 Vậy công thức phân tử của A là C2H4

Bài 2.5. Đốt một thể tích khí hiđrocacbon A cần 6 thể tích khí oxi, sinh ra 4 thể tích khí CO2. Xác định công thức phân tử của A.

Hướng dẫnGọi công thức của hiđrocacbon A là CxHy( y *2 2; , )x x y N ở cùng điều kiện áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol

CxHy + ( )4yx O2

ot xCO2 + 2y

H2O

Theo bài: Đốt cháy 1 lit CxHy cần 6 lit O2, sinh ra 4 lit CO2

Hoặc: Đốt cháy 1 phân tử CxHy cần 6 phân tử O2, sinh ra 4 phân tử CO2

Suy ra:

x = 4; 4 + 4y

= 6 y = 8


Bài 2.6. Dẫn 3,36 lit hỗn hợp A gồm metan, etilen và hiđro từ từ qua nước brom dư thấy khối lượng dung dịch tăng thêm 0,84 gam. Biết 1,4 lit khí A nặng 0,975 gam , các thể tích khí đo ở đktc. Tính % thể tích các khí trong A.

287

Hướng dẫnGọi x, y, z lần lượt là số mol CH4, C2H4 và H2 trong 3,36 lit hỗn hợp A.Theo bài ra :

Cứ 1,4 lit khí A ở đktc nặng 0,975 gamCứ 3,36 lit khí A ở đktc nặng a gam

Suy ra :3,36.0,975

1,4a = 2,34 gam

Lại có : 3,36 0,15( )22,4An mol

Khi dẫn 3,36 lit hỗn hợp A từ từ qua nước brom dư thấy khối lượng dung dịch tăng thêm 0,84 gam đó chính là khối lượng của C2H4.PTHH : C2H4 + Br2 C2H4Br2

2 4

0,84 0,03( )28C Hn y mol

Do đó , tổng số mol CH4 và H2 có trong A là :

4 20,15 0,03 0,12( )CH Hn n mol

Tổng số gam CH4 và H2 có trong A là :

4 22,34 0,84 1,5( )CH Hm m gam

Theo bài ra ta có hệ phương trình :0,12 0,09

16 2 1,5 0,03x z x

x z y

ở cùng đktc, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol :

4

0,09% .100% 60%0,15CHV

2 4 2

0,03% % .100% 20%0,15C H HV V

Bài 2.7. Đốt cháy một thể tích hỗn hợp 2 khí CH4 và C2H4 cần 6,72 lit không khí. Sản phẩm cháy được dẫn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 lấy dư, thu được 3,5 g kết tủa.

a) Tính thể tích hỗn hợp đã đem đốt và % thể tích từng khí trong hỗn hợp.

b) Tính khối lượng 1 lit hỗn hợp.

(Biết các thể tích ở đktc, trong không khí oxi chiếm 20% thể tích).

Hướng dẫn a) Ta có số mol oxi tham gia phản ứng :

2O .6,72 20n 0,0622,4 100

(mol).

288


CH4 + 2O2 ot CO2 + 2H2O (1)

C2H4 + 3O2 ot 2CO2 + 2H2O (2)

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)Theo phương trình (3) có

CO CaCO2 3

3,5n n100

= 0,035 mol

Gọi x = số mol CH4 ; y = số mol C2H4.Theo các phương trình (1), (2), (3) ta có hệ phương trình :

2x + 3y = 0,06 giải được y = 0,01 x + 2y = 0,035 x = 0,015

Thể tích hỗn hợp khí : 0,025 22,4 = 0,56 lit

% CH C H4 2 4

0,015.100%V 60%; %V0,025

= 40%.

b) Khối lượng của 1 lit hỗn hợp :0,6 0,4.16 .2822,4 22,4

= 0,9286 g

Bài 2.8. Cho hỗn hợp A gồm H2 và olefin có tỉ lệ mol là 1: 1. Dẫn hỗn hợp khí qua xúc tác Ni (nung nóng) thì thu được hỗn hợp khí X với H = 75%, tỉ khối của hỗn hợp X so với H2 bằng 23,2. Xác định CTPT của olefin.

Hướng dẫnGọi công thức tổng quát của olefin là CnH2n( n 2)Giả sử trong hỗn hợp A có 1mol CnH2n và 1 mol H2

Gọi x là số mol H2 tham gia.PTHH : CnH2n + H2 o

Nit

CnH2n+2

Trước P.Ư : 1mol 1mol Phản ứng : x x Sau P.Ư : 1- x 1- x x

Vì H = 75% nên x = 0,75Lại có :

2

23,2XH

d

Nên : MX = 23,2 . 2 = 46,4 (gam)Ta có :

0,25.14 0,25.2 0,75.(14 2) 46,40,25 0,25 0,75n n

Suy ra : n = 4Vậy công thức phân tử của olefin là C4H8.

289

Bài 2.9 Hỗn hợp khí X gồm một ankan và một anken. Tỉ khối của X so với H2

bằng 11,25. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lit khí X, thu được 6,72 lit CO2 (các khí đo ở đktc). Xác định CTPT của 2 hiđrocacbon trên.

Hướng dẫnGọi công thức tổng quát của ankan và anken lần lượt là CnH2n +2 và CmH2m( n 1 và m 2 )

Ta có : nX = 4,48 0,2( )22,4

mol

2

6,72 0,3( )22,4COn mol

Theo bài : M = 11,25. 2 = 22,5. Nên ankan CnH2n +2 là CH4

Lại có : mH = mX - mC= 0,2. 22,5 – 0,3 . 12 = 0,9(gam)

0,9( )Hn mol 2

1 . 0,45( )2H O Hn n mol

Lúc đó : 4 2 2

0,45 0,3 0,15( )CH H O COn n n mol Suy ra : nAnken = 0,2 – 0,15 = 0,05(mol)Số mol CO2 do đốt anken tạo ra :

20,15( )COn mol

PTHH :

CmH2m + 32m

O2 ot mCO2 + mH2O

mol : 1 mTheo bài : 0,05 0,15Suy ra m= 3Vậy CT của anken là C3H6

Bài tập tự luyệnBài 2.10. Cho 10,4 gam hỗn hợp A gồm metan và etilen qua bình đựng dung dịch brom dư, thu khí thoát ra khỏi bình brom đem đốt cháy hoàn toàn được 6,72 lit CO 2. Biết các khí đo ở đktc.

a. Tính thể tích hỗn hợp A.

b. Tính khối lượng brom tham gia

Đáp số: a. 11,2 lit b. 32 gamBài 2.11. Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam hỗn hợp X gồm etilen và metan cần 11,2 lit O2.

a. Tính thể tích hỗn hợp Xb. Lấy toàn bộ sản phẩm cháy sục qua dung dịch Ba(OH)2 dư. Tính khối lượng

kết tủa thu được.( Biết các khí đo ở đktc)

Đáp số: a. 4,48 lit b. 59,1 gam

290

Bài 2.12. Khi cho 2,8 lit hỗn hợp etilen và metan đi qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 4 gam brom tham gia. Tính % thể tích các khí trong hỗn hợp. Biết các khí đo ở đktc

Đáp số: 20% C2H4; 80%CH4

Bài 2.13 Dẫn 6,72 lit (đktc) hỗn hợp X gồm metan và etilen qua bình đựng dung dịch brom có khối lượng 56 gam thì khối lượng bình tăng thêm 10%. Nếu đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X trên rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy sục qua 500 ml dung dịch NaOH 2M thì khối lượng muối thu được là bao nhiêu? Đáp số:

3 2 3NaHCO Na COm 33,6(gam);m 10,6(gam) Bài 2.14. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm CH4 và C2H4 thu được khí CO2 và hơi nước theo tỉ lệ thể tích là 5 : 8. Đem đốt cháy hoàn toàn 7,6 gam hỗn hợp X trên rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 29,6 gam Ca(OH)2. Hỏi sau khí hấp thụ, khối lượng phần dung dịch tăng hay giảm bao nhiêu gam ?

Đáp số: khối lượng phần dung dịch tăng 6,4 gamBài 2.15. Đốt cháy hoàn toàn 0,56 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm 2 hiđrocacbon có cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử thu được 4,4 gam CO2 và 1,9125 gam H2O. Xác định công thức phân tử của các hiđrocacbon trên. Biết rằng trong công thức phân tử của một trong hai chất có số nguyên tử hiđro gấp đôi số nguyên tử cacbon.

Đáp số: C4H10 và C4H8.

-------------------------------------------

TIẾT 3: EXETILEN VÀ DÃY ĐỒNG ĐẲNGI- Cấu tạo của axetilen (C2H2)

H– C C –H

Liên kết ba có chứa 2 liên kết kém bền nên dễ bị bẻ gãy thành liên kết đơn. Phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng hợp.

II- Tính chất hóa học của Axetilen.

1) Phản ứng với oxi:

291

2C2H2 + 5O2 t0 4CO2 + 2H2O

Phản ứng này được ứng dụng trong lĩnh vực hàn cắt kim loại.

2) Phản ứng cộng hợp: H2 ; Br2 ; H2O ; HCl …

Cơ chế: bẻ gãy liên kết và cộng vào 2 đầu liên kết các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử hóa trị I như : -H, -Br, -Cl, - OH...

* Cộng H2: xảy ra 2 giai đoạn

CH CH + H2 t ;Ni 0 CH2 = CH2 (giai đoạn 1)

CH2= CH2 + H2 t ;Ni 0 CH3 – CH3 (giai đoạn 2)

Muốn phản ứng dừng lại ở giai đoạn thứ nhất thì phải dùng chất xúc tác là Pd.

* Cộng Br2: ( làm mất màu dung dịch brôm )

CH CH + Br2 CHBr = CHBr (đibrom etilen)

CHBr = CHBr + Br2 CHBr2 –CHBr2

(tetra brometan)

* Cộng HCl ;

CH CH +HCl x.t CH2 = CHCl

Vinyl clorua

Nếu đem trùng hợp Vinyl Clorua thì thu được Poly ( vinyl clorua), gọi tắt là PVC: (– CH2 – CHCl – )n

* Cộng H2O:

CH CH + H – OH oHgSO ; 80 C 4 CH3 - CHO

3) Tác dụng với Ag2O :(?)

Cơ chế : Thế kim loại vào vị trí của nguyên tử H ở hai đầu liên kết ba

CH CH + Ag2O 3dung dich NH AgC CAg + H2O

Bạc axetilua (vàng )

4) Làm mất màu thuốc tím:

CH CH + 4[O] KMnO 4 HOOC – COOH

Axit oxalic

III- Điều chế Axetilen:

(?) thực chất là phản ứng xảy ra với AgNO3 trong dung dịch NH3.

292

1) Từ đá vôi và than đá:

CaCO3 C 0900 CaO + CO2

CaO + 3C C 02000 CaC2 + CO

Canxi cacbua

Cho CaC2 tác dụng với H2O hoặc một số axit mạnh như : H2SO4, HCl

CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2

CaC2 (*) + H2SO4 C2H2 + CaSO4

2) Từ Metan: 2CH4 1500 ; L.L. nhanho C C2H2 + 3H2

3) Từ Axetilennua kim loại : Ag2C2 ; Cu2C2

Ag2C2 + 2HCl C2H2 + 2AgCl

IV- Dãy đồng đẳng của Axetilen ( gọi chung là Ankin )

Dãy đồng đẳng của Axetilen gồm những hiđrocacbon mạch hở có công thức chung dạng CnH2n – 2 ( n 2)

Vì có liên kết ba trong mạch nên tính chất hóa học và cách điều chế các đồng đẳng tương tự như Axetilen.

An kin nào có nối ba đầu mạch thì mới tác dụng với Ag2O/dd NH3

V. ToánBài 3.1. Cho hỗn hợp A gồm metan và axetilen qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 32 gam brom tham gia. Thu khí thoát ra khỏi bình brom đem đốt cháy hoàn toàn được 4,48 lit CO2. Biết các khí đo ở đktc.

a. Tính thể tích hỗn hợp A.

b. Tính khối lượng hỗn hợp A

Hướng dẫn

Ta có: 2

32 0,2( )160Brn mol

2

4,48 0,2( )22,4COn mol

Khi cho A qua bình đựng dung dịch brom, chỉ có C2H2 phản ứng.

CH CH + 2Br2 CHBr2 – CHBr2 (1)

Mol: 1 2


(*) CaC2 được xem là muối của axetilen C2H2

293

2 2 2

1 . 0,1( )2C H Brn n mol

Khí thoát ra khỏi bình là CH4, Đem đốt:

CH4 + 2O2 t0 CO2 +2H2O (2)

Mol: 1 1


4 20,2( )CH COn n mol

a. Thể tích hỗn hợp A:

VA = ( 0,1 + 0,2).22,4 = 6,72 (l)

b. Khối lượng hỗn hợp A:

mA = 0,1.26 + 0,2. 16 = 5,8 ( gam)

Bài 3.2: Cho 8,2 gam hỗn hợp A gồm etilen và axetilen đi qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 64 gam brom tham gia.

a. Tính khối lượng mỗi khí trong A.b. Tính thể tích oxi cần dùng để đốt cháy hết hỗn hợp A trên. Biết các khí

đo ở đktc.Hướng dẫn

Ta có : 2

64 0,4( )160Brn mol

Gọi a, b lần lượt là số mol C2H4 và C2H2 đem phản ứng.Phương trình hóa học của phản ứng:

C2H4 + Br2 C2H4Br2

Mol: a a C2H2 + 2Br2 C2H2Br4

Mol: b 2bTheo bài ra ta có:

2 0,428 26 8,2a b

a b

Giải hệ: a = 0,2; b = 0,1( mol)a. Khối lượng mỗi khí trong A;

2 40,2.28 5,6( )C Hm gam

2 20,1.26 2,6( )C Hm gam

b. Các phương trình phản ứng cháy:C2H4 + 3O2

ot 2CO2 + 2H2OMol: a 3a

2C2H2 + 5O2 ot 4CO2 + 2H2O

Mol: b 2,5b Tổng số mol O2 tham gia:

294

23 2,5 0,85( )On a b mol

Vậy thể tích O2 cần dùng:VKK = 0,85 . 22,4 = 19,04(lit)

Bài 3.3: Hỗn hợp khí A gồm CO và một hiđrocacbon. Để đốt cháy hoàn toàn 6,72 lit khí A cần dùng 39,2 lit không khí. Sau phản ứng thu được 8,96 lit CO2

và 1,8 gam H2O. Biết các khí đo ở đktc và 2

15O KKV V . Xác định CTPT của

hiđrocacbon trên.Hướng dẫn

Ta có : 6,72 0,3( )22,4An mol ; 2

1 39,2. 0,35( )5 22,4On mol

2

8,96 0,4( )22,4COn mol ;

2

1,8 0,1( )18H On mol

Goi CTTQ của hiđrocacbon là CxHy( y *2 2; , )x x y N Gọi a, b lần lượt là số mol của CxHy, CO trong hỗn hợp A.

PTHH : CxHy + ( )4yx O2

ot xCO2 + 2y

H2O

Mol: a ( )4yx a ax a

2y

2CO + O2 ot 2CO2

Mol: b 0,5b bTheo bài ra ta có hệ phương trình:

0,3

( ) 0,5 0,354

0,4. 0,12

a bya x b

ax ba y

Giải hệ ta được: a= 0,1; b= 0,2; x = y = 2Vậy CTPT của hiđrocacbon là C2H2

Bài 3.4 Cho hỗn hợp A gồm C2H4 và C2H2. Lấy 2,96g hỗn hợp A đem đốt cháy hoàn toàn thu được m1g CO2 và m2g H2O. Lấy 0,616 lit A(đktc) cho phản ứng với lượng dư nước brom thấy có 6,8g Br2 tham gia phản ứng( phản ứng xảy ra hoàn toàn).

a. Viết PTPƯ.b. Tính % theo khối lượng và theo thể tích của mỗi hiđrocacbon trong

A.c. Tính m1 và m2.

Hướng dẫn

295

a) Phương trình hóa học của phản ứng:

C2H4 + O2 ot 2CO2 + 2H2O (1)

C2H2 + 25

O2 ot 2CO2 + H2O (2)

C2H4 + Br2 C2H4Br2 (3) C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (4)

b) mol0275,0=4,22616,0=n Ahîphçn

2

6,8 0,0425160Brn mol

Gọi số mol C2H4 là a mol, C2H2 là b molTheo PT (3) và (4) ta có hệ PT:

0,0275 0,01252 0,0425 0,015

a b a mola b b mol

Khối lượng 42HC trong 0,0275 mol hỗn hợp :

2 4C Hm = 0,0125.28 = 0,35 g.

Khối lượng 22HC trong 0,0275 mol hỗn hợp :

2 2C Hm = 0,015 . 26 = 0,39 g.

Tổng khối lượng:mhh = 0,35 + 0,39 = 0,74 g

Tỷ lệ 2,96g : 0,616 lit = 2,96 : 0,74 = 4:1 Số mol C2H4 và C2H2 trong 2,96 g hỗn hợp là :

2 4

0,0125.4 0,05C Hn mol

2 2

0,015.4 0,06C Hn mol

% thể tích của mỗi hiđrocacbon trong A.

% C2H4 = %45,45=%100.11,005,0

% C2H2 = 100%- 45,45% = 54,55% % theo khối lượng:

% C2H4 = %3,47=%100.96,228.05,0

% C2H2 = 100%- 47,3%= 52,7% c, Tính m1, m2

Theo PT (1) và (2) :

296

2 2 4 2 22. 2.CO C H C Hn n n = 0,1 + 0,12 = 0,22( mol)

m1 = 0,22.44= 9,68(g)

2 2 4 2 22. 2.H O C H C Hn n n = 2.0,05 + 0,06 = 0,16 (mol)

m2 = 0,16.18 = 2,88(g)

Bài 3.5: Cho 11,2 lit (đktc) hỗn hợp khí A gồm CH4, C2H4 và C2H2 qua bình đựng dung dịch Br2 dư thấy có 64 gam Br2 tham gia phản ứng. Nếu đốt cháy hoàn toàn 11,2 lit hỗn hợp A rồi dẫn sản phẩm thu được qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư được 157,6 gam kết tủa trắng.

a. Tính % về thể tích các khí trong A.b. Tính khối lượng hỗn hợp A.


nA= 11,2 0,522,4

mol ; 2

64 0,4160Brn mol

nkết tủa= 157,6 0,8197

mol

Gọi a, b, c lần lượt là số mol CH4, C2H4 và C2H2 trong 11,2 lit hỗn hợp A. nA = a + b+ c= 0,5(1)- Khi cho qua dung dịch nước Br2 dư, chỉ có C2H4 và C2H2 phản ứng:

C2H4 + Br2 C2H4Br2

mol: b b C2H2 + 2Br2 C2H2Br4

mol: c 2cTheo bài ra: b + 2c = 0,4(2)

- Khi đốt cháy hỗn hợp, dẫn sản phẩm sục vào dung dịch Ba(OH)2 dư: CH4 + 2O2

ot CO2 + 2H2O mol: a a

C2H4 + 3O2 ot 2CO2 + 2H2O

mol: b 2b2C2H2 + 5O2

ot 4CO2 + 2H2O mol: c 2c

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O mol: (a+2b+2c) (a+2b+2c) Ta có: a+ 2b + 2c = 0,8(3)Giải hệ (1) (2) (3) ta được :

a= b= 0,2 ; c= 0,1a. ở cùng đktc, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol nên:

4 2 4

0, 2% % .100% 40%0,5CH C HV V

297

2 2% 100% 80% 20%C HV

b. Khối lượng hỗn hợp A :

mA = 0,2( 16 + 28) + 0,1. 26 = 11,4 (gam)

Bài 3.6. Có hỗn hợp khí (A) gồm metan, etilen và axetilen. Nếu cho 5,6 lit hỗn hợp khí (A) lội qua dung dịch nước brom dư thì có

52 g brom tham gia phản ứng.Nếu đốt cháy hoàn toàn 2,6 g hỗn hợp khí (A) thì vừa tốn hết 30,24 lit

không khí. Xác định thành phần phần trăm theo thể tích các khí trong hỗn hợp A? Biết rằng hỗn hợp khí (A) và không khí dùng trong các thí nghiệm ở trên đều đo ở điều kiện chuẩn, thể tích khí oxi lấy bằng 20% thể tích không khí.

Hướng dẫnGọi số mol CH4, C2H4 và C2H2 lần lượt là a, b, c

Có phương trình : a+b+c = 5,622,4 (I)

Cho qua nước brom có phương trình : b + 2c = 52

160 (II)

Trong 2,6 g hỗn hợp A, gọi số mol CH4, C2H4 và C2H2 lần lượt là x, y, z, dựa vào phản ứng cháy có phương trình :

16x+28y+26z = 2,6 (III)

và phương trình 2x+3y+2,5z =30,24.5

22,4 (IV)

có x a

x y z 0,25

a = 0,25x

x y z ;

Tương tự có b = 0,25y

(x y z) và c = 0,25z

(x y z) Thay b, c vào (II) được phương trình : 13x+3y–7z = 0 (V)Lấy (III) – (IV) và (III) – (V) được hệ hai phương trình 2 ẩn rồi giải tiếp được z

= 0,04 ; y = 0,05 ; và x= 0,01 ;

Suy ra : 4 2 4 2 2

% 10%;% 50%;% 40%.CH C H C HV V V

Bài 3.7.Cho 43,2 gam hỗn hợp X gồm Ca và CaC2 tác dụng hết với nước thu được hỗn hợp khí A. Cho A đi nhanh qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng (phản ứng không hoàn toàn) thu được hỗn hợp khí B. Chia B thành 2 phần bằng nhau. Cho phần 1 qua bình đựng dung dịch brom dư (phản ứng xảy ra hoàn toàn) thì có 4,48 lit (đktc) hỗn hợp khí C đi ra khỏi bình và khi đó khối lượng bình tăng lên 2,7 gam. Biết 1 mol hỗn hợp khí C (đktc) có khối lượng 9 gam.

298

a. Xác định % theo thể tích mỗi khí trong từng hỗn hợp A, B, C.

b. Tính khối lượng CO2 và khối lượng H2O tạo ra khi đốt cháy hết phần 2 hỗn hợp B.

Hướng dẫnTheo bài ra ta có phương trình hóa học của phản ứng :

Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 (1)

CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 (2)

Do đó hỗn hợp A gồm H2, C2H2.

Khi cho A đi qua Ni, nung nóng :

C2H2 + H2 oNit

C2H4(3)

C2H2 + 2H2 oNit

C2H6(4)

Hỗn hợp B gồm : C2H4, C2H6, H2, C2H2.

Khi cho B qua dung dịch Br2 dư :

C2H4 + Br2 C2H4Br2(5)

C2H2 + 2Br2 C2H4Br4(6)

Hỗn hợp C gồm C2H6 và H2 có trong 12

hỗn hợp B. Khi qua bình đựng dung dịch

brom dư, khối lượng bình tăng là khối lượng C2H4 và C2H2 có trong 12

hỗn hợp B.

a. Theo bài : 1 mol hỗn hợp C có khối lượng 9 gam

Nên : 4,48 0,222,4

mol hỗn hợp C có khối lượng m gam

Suy ra : m = 0,2 . 9 = 1,8 (gam)

Gọi a, b lần lượt là số mol H2 và C2H6 trong hỗn hợp C.

Ta có : 0,2 0,15

2 30 1,8 0,05a b a

a b b

2

2 6

0,15% .100% 75%0,2

% 25%

H

C H

Số gam trong 12

hỗn hợp B :

299

m1/2B = mC + mbình tăng = 1,8 + 2,7 = 4,5(gam)

Mà : mA = mB = 4,5 . 2 = 9(gam)

Gọi x, y lần lượt là số mol H2 và C2H2 tạo thành ở phản ứng (1), (2)

Ta có : 2 26 9 0,640 64 43,2 0,3

x y xx y y

2 2

2

% 33,33%% 66,67%

C HH

Trong B, số mol C2H6 và số mol H2 là :

2 60,05.2 0,1( )C Hn mol

20,15.2 0,3( )Hn mol

Số mol H2 phản ứng tạo ra C2H6 = 2. số mol C2H6 = 2. 0,1 = 0,2(mol)

Vậy 2 6 2C H Hn n phản ứng (3)= 0,6 – 0,2 –

2Hn dư

= 0,6 – 0,2 – 0,3 = 0,1(mol)

Số mol C2H2 còn dư trong B = 2 2 2 4 2 6( )C H bd C H C Hn n n

= 0,3 – 0,1 – 0,1 = 0,1(mol)

Vậy B gồm 0,1 mol C2H6 ; 0,1 mol C2H4, 0,1 mol C2H2 ; 0,3 mol H2

Do đó : %C2H6 = %C2H4=%C2H2=5016,67%3

; %H2= 50%

b. Đốt cháy hỗn hợp B :

2C2H2 + 5O2 ot 4CO2 + 2H2O

Mol: 0,3 0,6 0,3

H2 + 12

O2 ot H2O

Mol: 0,6 0,6

Vì đốt cháy 12

hỗn hợp B nên :

2

1 .(0,3 0,6).18 8,1( )2H Om gam

2

1 .0,6.44 13,2( )2COm gam

300

Bài 3.8. Dẫn 8 lit hỗn hợp khí A ở điều kiện tiêu chuẩn gồm hiđro, etan và axetilen đi qua bột Ni nung nóng thì thu được 5 lit chất khí duy nhất. Hỏi hỗn hợp khí A ban đầu nặng hơn hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần ?

Hướng dẫnC2H2 + H2 Nit o , C2H4 (1)

C2H4 + H2 Nit o , C2H6 (2)

Khí duy nhất còn lại là C2H6. Các phản ứng (1) và (2) xảy ra hoàn toàn, H2 và C2H2

đều hết.

V hỗn hợp (A) giảm là do 2HV phản ứng = 8 – 5 = 3 lit

2 2C HV ban đầu = 2H

1 V2

=1,5 lit

2 6C HV ban đầu = 8 –1,5 – 3 = 3,5 lit

Do đó tỉ lệ khối lượng hỗn hợp A so với không khí bằng :

dhhA/kk = 3,5.30 1,5.26 3.2

8.29

= 0,65

Vậy so với không khí, hỗn hợp khí A nhẹ hơn, bằng 0,65 lần không khí.

Bài 3. 9. Hỗn hợp khí A gồm C2H2 và H2 có khối lượng 3,48 gam, có thể tích 6,72 lít ở đktc. Dẫn hỗn hợp A qua ống đựng Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí B. Cho B qua bình đựng dung dịch brom dư, thu được hỗn hợp khí thoát ra X. Đốt cháy hoàn toàn X rồi cho toàn bộ sản phẩm vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 12 gam kết tủa và khối lượng bình tăng lên 8,88 gam.

a. Xác định thể tích của từng khí trong hỗn hợp A (đktc).b. Tính độ tăng khối lượng của bình đựng dung dịch brom

Hướng dẫna. Gọi x, y lần lượt là số mol của C2H2 và H2 có trong hỗn hợp A

Theo đề ra ta có :

26 2 3,486,72 0,322,4

x y

x y

x = 0,12 mol , y = 0,18 molVậy

2 2C HV = 0,12.22,4 =2,688 lit ; 2HV = 0,18.22,4 = 4,032 lit

b. Các phương trình phản ứng có thể xảy ra :

C2H2 + H2 Nit o , C2H4

C2H2 +2 H2 Nit o , C2H6.

301

Hỗn hợp khí B có thể chứa : C2H6 , C2H4 , C2H2 dư , H2 dư.

Dẫn B qua dung dịch Br2 dư :

C2H4 + Br2 C2H4Br2

C2H2 +2Br2 C2H2Br4

Hỗn hợp khí X gồm C2H6 , H2 dư đem đốt:

C2H6 + 72

O2 ot 2CO2 + 3H2O

2H2 + O2 ot 2H2O

Sản phẩm đốt X cho vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư tạo CaCO3 và nước bị giữ lại.

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)Vậy khối lượng bình tăng lên bằng khối lượng H2O và CO2

Khối lượng bình Br2 tăng bằng khối lượng của C2H2 và C2H4 bị giữ lại:mtăng =mA – ( khối lượng H2 dư + khối lượng C2H6)

Theo (1) : 2 3

12 0,12( )100CO CaCOn n mol

mc = 0,12.12= 1,44 gam

2H On = 18

44.12,088,8 = 0,2 mol

mH = 0,2.2 = 0,4 gam

2Hm dư + 2 6C Hm = 1,44 + 0,4 = 1,84 gam = mX

Vậy khối lượng bình brom tăng = 3,48 – 1,84 = 1,64 gam

Bài tập tự luyệnBài 3.10. Cho m gam hỗn hợp A gồm metan và axetilen qua bình đựng dung dịch brom dư thấy khối lượng bình tăng 5,2 gam, thu khí thoát ra khỏi bình brom đem đốt cháy hoàn toàn được 6,72 lit CO2. Biết các khí đo ở đktc.

a. Tính thể tích hỗn hợp A. b. Tính m.

Đáp số: a. 11,2 lit b. 10 gamBài 3.11. Trộn 10 ml một hiđrocacbon ở thể khí với 70 ml khí oxi trong bình kín. Đốt cháy hỗn hợp khí rồi đưa về điều kiện nhiệt độ và áp suất ban đầu thấy trong bình còn lại 55 ml khí. Trong đó có 40 ml là khí CO2, còn lại là khí O2. Xác định CTPT của hiđrocacbon.

Đáp số: C4H6

Bài 3.12. Để điều chế 5,617 lit C2H2 ở đktc cần bao nhiêu lượng CaC2 chứa 10% tạp chất. Biết hiệu suất phản ứng là 95%. Đáp số : 16,54 gam.

Bài 3.13. Hấp thụ 3,36 lít hỗn hợp khí A (đktc) gồm etilen và axetilen vào bình đựng dung dịch brom dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng bình brom tăng thêm 4,1 gam. Hãy tính khối lượng brom đã tham gia phản ứng cộng.

Đáp số : 32 gam.-----------------------------------------

302

TIẾT 4: BENZEN VÀ DÃY ĐỒNG ĐẲNGI- Cấu tạo của Benzen (C6H6 )

Phân tử ben zen có mạch vòng 6 cạnh đều nhau, chứa 3 liên kết đôi xen kẽ 3 liên kết đơn (tạo nên một hệ liên hợp). Vì vậy benzen dễ tham gia phản ứng thế và khó tham gia phản ứng cộng.

hay

Các liên kết là liên kết chung của cả 6 nguyên tử cacbon (hệ liên hợp )

II- Tính chất hóa học của Benzen

1) Tác dụng với oxi : benzen cháy trong không khí cho nhiều muội than (do hàm lượng C trong benzen rất cao)

2C6H6 + 15 O2 0t 12CO2 + 6H2O

2) Tác dụng với brom lỏng nguyên chất (Phản ứng thế):

C6H6 + Br2 o,tFe C6H5Br + HBr

Brombenzen Hiđrobromua

Lưu ý: Benzen không làm mất màu da cam của dung dịch brom

3) Phản ứng cộng:

* Với H2: C6H6 + 3H2 0 ;t Ni C6H12

(Xiclohecxan )

* Với Cl2: C6H6 + 3Cl2 a.s C6H6Cl6

( Hecxaclo xiclohecxan)

4) Phản ứng với HNO3 ( phản ứng Nitro hóa ):

C6H5 –H + HO –NO2 2 40

.H SOt

C6H5 –NO2 + H2O

Nitro benzen

303

III- Điều chế Benzen

1) Trùng hợp 3 phân tử axetilen (tam hợp)

3C2H2 0600 xt, C C6H6

2) Đóng vòng ankan tương ứng:

C6H14 0,xt t C6H6 + 4H2

(n- hecxan)

IV- Dãy đồng đẳng của BenzenDãy đồng đẳng của benzen có tên gọi là Aren, có công thức chung là CnH2n – 6

(n 6). Các đồng đẳng của benzen có cấu tạo vòng giống như benzen và tính chất cũng tương tự như benzen.V. Toán

Bài 4.1. Cho benzen tác dụng với brom có bột sắt làm xúc tác, người ta thu được 15,7 gam brombenzen. Tính khối lượng các chất tham gia phản ứng. Biết H = 75%

Hướng dẫn

Ta có:

6 5

15,7 0,1( )157C H Brn mol


C6H6 + Br2 , oFe t C6H5Br + HBr

Mol: 1 1 1


6 6 2 6 5

0,1( )C H Br C H Brn n n mol

Vì H = 75% nên khối lượng C6H6 và Br2 là:

6 6

0,1.78.100 10,4( )75C Hm gam

2

0,1.160.100 21,33( )75Brm gam

Bài 4.2. Một hiđrocacbon A ở thể lỏng có tỉ khối hơi so với H2 là 39.

a. Đốt cháy hoàn toàn A thu được CO2 và hơi nước theo tỉ lệ khối lượn 4,9: 1. Tìm CTPT của A.

304

b. Cho A tác dụng với brom theo tỉ lệ số mol 1: 1 (xt bột Fe), thu được hợp chất hữu cơ B và hợp chất vô cơ C. Dẫn toàn lượng C vào 2 lit dung dịch NaOH 0,5M. Để trung hòa lượng NaOH dư cần 0,5 lit dung dịch HCl 1M. Tính khối lượng hiđrocacbon A tham gia và khối lượng hợp chất hữu cơ B được tạo ra.

Hướng dẫn

Gọi công thức tổng quát của A là CxHy( y *2 2; , )x x y N Ta có: MA = 2. 39 = 78

a.Giả sử đốt cháy 1 mol CxHy

Phương trình đốt cháy:

CxHy + ( )4yx O2

ot xCO2 + 2y

H2O (1)

Theo PT: 1 mol ( )4yx mol x mol

2y

mol

Hay: 1 mol 44x(g) 9y(g)

Theo bài ra ta có: 44 4,99 1

xy

Suy ra: x = y

Lại có: 12 x + y = 78

Nên: x = y = 6.


b. Các phương trình hóa học của phản ứng:

C6H6 + Br2 , oFe t C6H5Br + HBr (2)

Mol: 1 1 1

HBr + NaOH NaBr + H2O (3)

Mol: 1 1

NaOH + HCl NaCl + H2O (4)

Mol: 1 1

Số mol NaOH tham gia phản ứng (3), (4):

nNaOH = 0,5 . 2 = 1(mol)

Số mol HCl tham gia ở phương trình (4):

nHCl = 0,5 . 1 = 0,5(mol)

Số mol NaOH tham gia tham gia ở (3):

nNaOH = 1 – 0,5 = 0,5(mol)

305

Suy ra số mol HBr sinh ra ở (2) là 0,5 mol


6 6 6 5

0,5( )C H HBr C H Brn n n mol

Vậy:

Khối lượng C6H6 tham gia:

6 6

78.0,5 39( )C Hm gam

Khối lượng C6H5Br tạo thành:

6 5

157.0,5 78,5( )C H Brm gam

Bài 4. 3. Đốt cháy hoàn toàn m gam benzen trong không khí, sau phản ứng thu được 4,5 gam nước.

a. Tính thể tích không khí cần dùng ở đktc. Biết2O KK

1V = V5

.

b. Tính m.c. Lấy toàn bộ lượng CO2 tạo thành sau phản ứng cháy sục từ từ vào

400ml dung dịch NaOH 2M.Tính khối lượng muối tạo thành.Hướng dẫn

Ta có: 2

4,5 0,25( )18H On mol


2C6H6 + 15 O2 0t 12CO2 + 6H2O (1)

Mol: 2 15 12 6

a. Theo phương trình (1):

2 2

2,5. 2,5.0,25 0,625( )O H On n mol


2

0,625.22,4 14( )OV lit

Thể tích không khí cần dùng:

VKK = 14. 5 = 70(lit)


6 6 2

1 0,25. ( )3 3C H H On n mol

Suy ra: m = 0,25 .78 6,5( )

3gam

306

c. Theo phương trình (1):

2COn = 2

2. H On = 0,5 (mol)Số mol NaOH: nNaOH = 0,4 . 2 = 0,8(mol)

Tỉ lệ: 1 < 2

NaOH

CO

nn =

0,80,5

< 2

Sản phẩm tạo thành là hỗn hợp 2 muối Na2CO3 và NaHCO3

Khi sục CO2 vào dung dịch NaOH thì xảy ra phản ứng: CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O(2)Theo PT : 1 2 1Trước PƯ : 0,5 0,8 PƯ : 0,4 0,8 Sau PƯ : 0,1 0 0,4Sau phản ứng (2) còn dư 0,1 mol CO2 phản ứng với Na2CO3( có mặt nước) CO2 + Na2CO3 + H2O 2NaHCO3(3)Theo PT: 1 1 2Theo bài: 0,1 0,1 0,2Như vậy sau phản ứng (3):

2 3Na COn = 0,4- 0,1= 0,3(mol)

3NaHCOn = 0,2(mol)

Khối lượng muối tạo thành: m muối = 0,3. 106 + 0,2. 84 = 48,6(g)


Bài 4.4. Cho 7,8 benzen tác dụng với brom có bột sắt làm xúc tác, người ta thu được bao nhiêu gam brom benzen. Biết H = 80%

Đáp số: 12,56 gam

Bài 4.5. Phân tích 2 hiđrocacbon khác nhau, người ta thấy chúng có thành phần % các nguyên tố giống nhau: 92,3% C và 7,7% H. Tỉ khối của chất khí thứ nhất với H2

là 13. Khối lượng 1 lit hơi ở đktc của chất thứ 2 là 3,48 gam. Tìm CTPT của 2 hiđrocacbon trên.

Đáp số: C2H2 và C6H6.

Bài 4. 6. Đốt cháy hoàn toàn 7,8 gam benzen trong không khí, sau phản ứng thu được m gam nước.

a. Tính thể tích không khí cần dùng ở đktc. Biết 2O KK

1V = V5

.

b. Tính m. c. Lấy toàn bộ lượng CO2 tạo thành sau phản ứng cháy sục từ từ vào 400ml dung dịch NaOH 2M.Tính khối lượng muối tạo thành.

Đáp số: a. 84 lit b. 5,4 gam c. 50,4 gam

307

Bài 4. 7. Người ta lấy 100ml benzen (D = 0,879 g/ml, ở 20oC), brom lỏng (D =3,1 g/ml, ở 20oC) và bột sắt để điều chế brom benzen. Tính thể tích brom cần dùng. Đáp số: 58,168 ml

--------------------------------------------

DẪN XUẤT CỦA HIĐROCACBONTIẾT 5: RƯỢU ETYLIC VÀ DÃY ĐỒNG ĐẲNG

I- Cấu tạo của rượu etylic

CTPT: C2H6O

CTCT là: H H

H C C O H hay C2H5 – O –H

H H gốc etylat (I)

Nhóm chức của rượu là nhóm –OH (nhóm hyđroxyl) chứa nguyên tử H linh động nên làm cho rượu có tính chất đặc trưng : tham gia phản ứng thế với Na, K… )

II- Tính chất hóa học của Rượu etylic

1) Tác dụng với oxi : Cháy dễ dàng trong không khí, cho lửa màu xanh mờ và toả nhiều nhiệt.

308

(–) (+)

C2H6O + 3O2 t0 2CO2 + 3H2O

2) Tác dụng với kim loại kiềm : K, Na … giải phóng H2

2C2H5 –OH + 2Na 2C2H5 –ONa + H2

Nattri etylat

Nattri etylat dễ bị thuỷ phân trong nước cho ra rượu etylic

C2H5 ONa + HOH t0 C2H5 OH + NaOH

3) Tác dụng với Axit hữu cơ ( xem bài axit axetic )

4) Phản ứng tách nước:

2C2H5 OH 2 40140 H SO ñaëcC C2H5 – O – C2H5 + H2O

đietyl ete

C2H5OH 2 40170

H SO ñaëcC C2H4 + H2O

III- Điều chế rượu etylic

1) Từ tinh bột, đường: (phương pháp cổ truyền)

(C6H10O5)n + nH2O A.xit nC6H12O6

Tinh bột, xenlulozơ glucozơ

C12H22O11 + H2O A.xit C6H12O6 + C6H12O6

Saccarozơ

C6H12O6 men röôïu 2C2H5OH + 2CO2

2) Tổng hợp từ etilen

CH2 = CH2 + HOH xt C2H5OH

3) Từ dẫn xuất halogen có mạch cacbon tương ứng:

C2H5Cl + NaOH oxtt

C2H5OH + NaCl

IV- Độ rượu :

Độ rượu là tỉ lệ % theo thể tích của rượu etylic nguyên chất trong hỗn hợp với nước .

Ví dụ: rượu 450 tức là trong 100 lit rượu có chứa 45 lit rượu nguyên chất.

ĐR = 2

.100R

h

VV (đơn vị : độ 0 )

V- Dãy đồng đẳng của rượu etylic

309

Dãy đồng đẳng của rượu etylic gọi là rượu no đơn chức, có công thức tổng quát là : CnH2n + 1 OH (n 1)

CTPT Tên quốc tế Tên thường dùng

CH3OH Metanol Metylic

C2H5OH Etanol Etylic

C3H7OH Propanol Propylic

C4H9OH Butanol Butylic

C5H11OH Pentanol Amylic

VI. ToánBài 5.1. Đốt cháy hoàn toàn 23 gam rượu etylic trong không khí.

b. Tính thể tích không khí cần dùng.c. Lấy toàn bộ sản phẩm sục qua dung dịch nước vôi trong dư. Tính khối

lượng kết tủa thu được.

( Biết O2 chiếm 15


Hướng dẫn

Ta có: 2 6

23 0,5( )46C H On mol

Phương trình hóa học của phản ứng:C2H6O + 3O2

ot 2CO2 + 3H2O(1)Mol: 1 3 2a. Theo phương trình(1):

2 2 63. 3.0,5 1,5( )O C H On n mol


21,5.22,4 33,6( )OV lit

Do đó thể tích không khí cần dùng:5.33,6 168( )KKV lit


2 2 62. 1( )CO C H On n mol


CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2)Theo phương trình(2):

3 21( )CaCO COn n mol

Khối lượng kết tủa thu được:m = 1 . 100 = 100 (gam)

Bài 5.2. Dung dịch A là hỗn hợp rượu etylic và nước. Cho 20,2 gam A tác dụng với Na dư được 5,6 lit H2(đktc).

310

a. Xác định độ rượu của dung dịch A. b. Nếu dùng rượu 400 cho tác dụng với Na dư thì cần bao nhiêu gam để cũng thu được lượng H2 nói trên.Biết

21H OD g/ml; Dr =0,8 g/ml

Hướng dẫn

Ta có: 2

5,6 0,25( )22,4Hn mol

a. Gọi a, b lần lượt là số mol của rượu etylic và nước tham gia phản ứng2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2

mol: a 0,5a2H2O + 2Na 2NaOH + H2

mol: b 0,5bTống số mol H2 tạo thành:

2Hn = 0,5a+ 0,5b = 0,25 a + b= 0,5(1)Lại có: 46a + 18b = 20,2 (2)Từ 1 và 2 ta có hệ:

46a + 18b = 20,2a+b= 0,5

Giải hệ: a= 0,4; b= 0,1

Khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp:mRượu= 0,4. 46 = 18,4 gam => Vrượu= 18,4 : 0,8 = 23 ml

2 20,1.18 1,8 1,8H O H Om gam V ml

Thể tích hỗn hợp:Vhh= 23 + 1,8 = 24,8 ml

Độ rượu của dung dịch A:

Độ rượu = 23 .100 92,74

24,8o

b. Gọi x, y là số mol rượu và nước trong rượu 400

2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 mol: x 0,5x

2H2O + 2Na 2NaOH + H2 mol: y 0,5yTheo bài ra ta có: 0,5x+ 0,5y = 0,25

x + y = 0,5(3) Khối lượng rượu: 46x(g) Khối lượng nước: 18y(g)Thể tích các chất trong rượu 400

2 5

46 57,5 ( )0,8C H OH

xV x ml

218 :1 18 ( )H OV y y ml

Theo bài ra ta có:

311

57,5 .100 4057,5 18

xx y

(4)

Từ (3) và (4) ta có hệ:x + y = 0,557,5 .100 40

57,5 18x

x y

Giải hệ phương trình ta được:x = 0,086mol; y = 0,414mol

Khối lượng rượu cần dùng:m = 46.0,086 = 3,956 gam

Khối lượng nước cần dùng:m = 18. 0,414 = 7,452 gam

Vậy khối lượng rượu 400 cần dùng:m = 7,452 + 3,956 = 11,408 gam

Bài 5.3. Đun nóng hỗn hợp 18,4 gam rượu etylic và 6 gam axit axetic (H2SO4đ xúc

tác), H = 60%. Tính lượng este thu được.


2 5

18,4 0,4( )46C H OHn mol

3

6 0,1( )60CH COOHn mol

Phương trình hóa học của phản ứng:CH3COOH + C2H5OH 2 4 , oH SO t CH3COOC2H5 + H2O

mol: 1 1 1Tỉ lệ: 0,1 < 0,4 nên rượu dư, axit hết.

Ta có: 3 2 5 3

0,1( )CH COOC H CH COOHn n mol Mà H = 60% nên khối lượng este thực tế thu được là:

meste = 0,1.88.60 5,28( )

100gam

Bài 5.4 Cho 2 lit dung dịch glucozơ lên men rượu làm thoát ra 17,92 lit CO2( đktc). Biết H quá trình lên men đạt 40%.

Tính nồng độ mol của dung dịch glucozơ cần dùng.Hướng dẫn

Ta có:

2

17,92 0,8( )22,4COn mol


C6H12O6 ,30 32oMen C 2C2H5OH + 2CO2

312


6 12 6 2

1 . 0,4( )2C H O COn n mol

Vì H = 40% nên số mol trong dung dịch là:

6 12 6

1000,4. 1( )40C H On mol

Vậy nồng độ của dung dịch glucozơ là:

CM = 1 0,5( )2

M

Bài 5.5 Cho 11 gam hỗn hợp hai rượu kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của rượu etylic tác dụng hết với Na dư, sinh ra 3,36 lit H2 (đktc). Tìm CTPT của 2 rượu.


2

3,36 0,15( )22,4Hn mol

Gọi CTTQ của rượu thứ nhất là CnH2n+1OH, rượu thứ hai là CmH2m+1OHVì 2 rượu kế tiếp nhau nên có m = n + 1Gọi x, y lần lượt là số mol 2 rượu tham giaPhương trình hóa học của phản ứng:

2CnH2n+1OH + 2Na 2CnH2n+1ONa + H2 (1)

Mol: x 12

x

2CmH2m+1OH + 2Na 2CmH2m+1ONa + H2 (2)

Mol: y 12

y

Theo 2 phương trình (1), (2) :n 2 rượu = 2

2Hn 2. 0,15 = 0,3(mol)Theo bài ra ta có:

(14 18) (14 18) 110,31

n x m yx ym n

Giải hệ: y = 5,6 4,2

14n

Nếu n = 1 y = 0,1 (phù hợp)Nếu n 2 y < 0 (loại)

Vậy công thức 2 rượu là CH3OH và C2H5OHBài tập tự luyện Bài 5.6. Cho 20 ml dung dịch X gồm rượu etylic và nước tác dụng với Na có dư thu được 0,76 gam H2. Khối lượng riêng của rượu etylic là 0,8 g/ml. Tính độ rượu, C% , CM của rượu etylic trong dung dịch X.

313

Đáp số: Đ r= 46o

CM = 8 M; C% = 40,5%Bài 5.7. Đốt cháy hoàn toàn 15 ml rượu etylic chưa rõ độ rượu, lấy toàn bộ sản phẩm cháy sục qua dung dịch nước vôi trong dư, thu được 50 gam kết tủa. Xác định độ rượu trên. Biết Drượu = 0,8 g/ml.

Đáp số: 96o

Bài 5.8. Cho 2,84 gam một hỗn hợp 2 rượu kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của rượu etylic tác dụng với Na vừa đủ, sau phản ứng tạo ra 4,6 gam chất rắn. Xác định công thức phân tử của 2 rượu.

Đáp số: CH3OH và C2H5OHBài 5.9. Cho 9,4 gam một hỗn hợp 2 rượu là đồng đẳng kế tiếp nhau của rượu etylic tác dụng với Na vừa đủ, sau phản ứng tạo ra 2,8 lit H2 (đktc). Xác định công thức phân tử của 2 rượu.

Đáp số: CH3OH và C2H5OHBài 5.10 Để điều chế etilen người ta đun nóng rượu etylic 95o với axit sunfuric đặc ở 170oC. Tính thể tích rượu 95o cần đưa vào phản ứng để thu được 2 lít etilen( đktc). Biết hiệu suất phản ứng đạt 60%; Khối lượng riêng của rượu etilic là 0,8 g/ml. Tính lượng ete sinh ra khi đun nóng 1 thể tích rượu như trên ở 140oC với H2SO4

đặc. Biết hiệu suất phản ứng cũng đạt 60%.Đáp số: V = 8,99 ml

mete = 3,3 gam.Bài 5.11 Đốt 200cm3 hơi một chất hữu cơ (A) chứa C, H, O trong 800cm3 O2 (dư). Thể tích sau phản ứng là 1200cm3. Sau khi cho nước ngưng tụ còn 600cm3 và sau khi hỗn hợp khí còn lại lội qua dung dịch KOH dư thấy chỉ còn 200cm 3. Xác định CTPT của A. Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất Đáp số: C2H6O

-----------------------------------------------------

TIẾT 6: AXIT AXETIC VÀ DÃY ĐỒNG ĐẲNGI- Cấu tạo của axit axetic

CTPT: C2H4O2

CTCT: CH3 – C – O H viết gọn : CH3 –COO H

O gốc axetat (I)Do có nhóm –COOH (nhóm caboxyl) nên axit axetic thể hiện đầy đủ tính

chất của một axit (mạnh hơn axit H2CO3 )II- Tính chất hóa học của CH3COOH 1)Tính axit: Axit axetic có tính chất của một axit ( như axit vô cơ)

Ví dụ:2CH3COOH + 2K 2CH3COOK + H2

Kali axetat2CH3COOH + CaO (CH3COO)2Ca + H2O

314

( -) (+)

2CH3COOH + 2KOH 2CH3COOK + H2O 2CH3COOH + CaCO3 (CH3COO)2Ca + H2O + CO2

Canxi axetat2) Tác dụng với rượu (phản ứng este hóa) CH3COOH + HOC2H5 2 4(dd) , oH SO t CH3COOC2H5 + H2O

etyl axetat Tổng quát : Axit + rượu este + nước

* Những hợp chất có thành phần phân tử gồm 1 gốc axit và 1 gốc hiđrocacbon gọi là este. Những chất này thường có mùi đặc trưng.

Ví dụ như etyl axetat. CTTQ : R - COO - R’III- Điều chế Axit axetic

1) Phương pháp lên men giấm:

C2H5OH +O2 men giaám CH3COOH + H2O

2)Từ muối axetat và một axit mạnh, như H2SO4:

2CH3COONa + H2SO4đặc 2CH3COOH + Na2SO4

3) Oxi hóa anđehit tương ứng:

2CH3CHO + O2 Mn

2 CH3COOH

4) Oxi hoá butan, có xúc tác thích hợp

2C4H10 + 5O2 0t

xaùc taùc 4CH3COOH + 2H2O

Lưu ý: Khi oxi hóa anđehit thì nhóm chức của anđehit (nhóm – CHO ) biến thành nhóm chức của axit ( nhóm – COOH ).

IV- Dãy đồng đẳng của Axit axetic

- Dãy đồng đẳng của axit axetic là những axit hữu cơ no đơn chức, có công thức chung là CnH2n + 1 COOH (n 0)

- Các chất đồng đẳng cũng có tính chất tương tự như axit axetic. Riêng axit fomic do có nhóm –CHO nên có khả năng tham gia phản ứng tráng gương.

HCOOH + Ag2O 3o

NHt CO2 + H2O + 2Ag

Giá trị của n CTPT Tên quốc tế Tên thường dùng

0 H – COOH Axit metanoic Axit fomic

1 CH3 – COOH Axit etanoic Axit axetic

2 C2H5 – COOH Axit propanoic Axit propionic

3 C3H7 – COOH Axit butanoic Axit butyric

4 C4H9 – COOH Axit pentanoic Axit valeric

315

Ví dụ :

Như vậy tên axit đơn chức no được đọc theo quy tắc :

Tên quốc tế = Axit + tên ankan tương ứng + oic

Tên thường gọi không có quy tắc cụ thể.

V. Toán

Bài 6.1 Hỗn hợp A gồm CH3COOH và C2H5OH. Chia A làm 3 phần bằng nhau:- Phần 1: Tác dụng với Na dư, thu được 5,6 lit H2 (đktc)- Phân 2: Tác dụng với CaCO3 dư, được 2,24 lit khí (đktc)- Phần 3: Đun nóng với dung dịch H2SO4 đặc để điều chế este.a. Tính khối lượng mỗi chất trong A ban đầu.b. Tính khối lượng este thu được. Biết hiệu suất phản ứng này là 60%.


2

5,6 0,25( )22,4Hn mol ; 2

2,24 0,1( )22,4COn mol

Các phương trình hóa học của phản ứng:

2CH3COOH + 2Na 2CH3COONa + H2 (1)

2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 (2)

2CH3COOH + CaCO3 (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O(3)Theo phương trình (3):

3 22. 2.0,1 0,2( )CH COOH COn n mol


2 2

1 1. .0,2 0,1( )2 2H Hn n mol

Nên số mol H2 sinh ra ở (2)

20,25 0,15 0,1( )Hn mol


2 5 22. 0,3( )C H OH Hn n mol

Khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A ban đầu:

2 53.0,3.46 41,4( )C H OHm gam

30,2.3.60 36( )CH COOHm gam

b. Phản ứng este hóa:CH3COOH + C2H5OH 2 4(dd) , oH SO t CH3COOC2H5 + H2O(4)

Ta thấy: 0,2 0,31 1

Nên theo lý thuyết sau phản ứng dư C2H5OH, tính theo CH3COOHTheo (4):

3 2 5 30,2( )CH COOC H CH COOHn n mol

Vậy khối lượng este thu được với H = 60% là:

316

meste = 0,2.88.60 10,56( )

100gam

Bài 6.2 Đốt cháy hoàn toàn 12 gam chất hữu cơ A chỉ thu được hỗn hợp khí và hơi gồm CO2, H2O. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH)2

dư thấy có 40 gam kết tủa trắng và khối lượng dung dịch giảm 15,2 gam so với khối lượng của dung dịch Ca(OH)2 ban đầu. Biết rằng 3 gam A ở thể hơi có thể tích bằng thể tích của 1,6 gam oxi ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

a. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, biết A phản ứng được với CaCO3.

b. Cho 12 gam A tác dụng với 20 ml rượu etylic 920 có axit H2SO4 đặc làm xúc tác, đun nóng thu được chất hữu cơ E. Tính khối lượng của E, biết hiệu suất của phản ứng là 80% và khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml.

Hướng dẫn

.05,032

6,12

molnO

Theo bài do các khí ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất nên tỷ lệ về thể tích bằng tỷ lệ về số mol của chúng. Vậy số mol A trong 3 gam A bằng số mol oxi.

molnn OA 05,02 => MA = g60

05,03

Số mol trong 12 gam A đem đốt cháy là:

nA = mol2,06012

molnCaCO 4,010040

3

Theo bài, khí CO2 và nước hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 dư, khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 15,2 gam so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 đem dùng.

Vậy: 2,15)(223

OHCOCaCO mmm gam

OHm2

= 40- (0,4.44 + 15,2) = 7,2 gam

=> .4,018

2,72

moln OH

mO (trong 12 gam A)= 12 - 0,4(12 + 2) = 6,4 gam

=> .4,016

4,6 molnO

Vậy A là hợp chất hữu cơ chứa C, H, O. nC : nH : nO = 0,4 : (0,4. 2) : 0,4 = 1:2:1

=> Công thức ĐGN của là CH2O.Công thức Acó dạng (CH2O)n

317

Ta có 30n = 60 => n= 2.Vậy công thức phân tử của A là C2H4O2.Theo bài A phản ứng được với CaCO3. Vậy A là axit, CTCT: CH3COOH.

CaCO3 + 2CH3COOH (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O.

b. Ta có: moln 32,046

8,0.92,0.20OHHC 52

PTHH: CH3COOH + C2H5OH 2 4H SO , od t CH3COOC2H5 + H2O

TheoPTHH 1 1 1Theo bài 0,2 0,32

=> Hiệu suất phải tính theo axit, theo bài H = 80 %Theo (1) ta có

523 HCOOCCHn = 0,2. 0,8 = 0,16 mol

Vậy: )(HCOOCCH 523 Em = 0,16 . 88 = 14,08 gam.

Bài 6.3 Đốt cháy m g chất hữu cơ X, sau phản ứng thu được 8,8g CO2 và 3,6g H2O. Thể tích O2 cần dùng là 4,48 lit (đktc). Xác định công thức phân tử của X, biết ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất m g X có thể tích hơi bằng thể tích của 3,2g O2.

Hướng dẫnTheo định luật bảo toàn khối lượng :

mx = 8,8 + 3,6 - 4,4822,4

32 = 6 g

Theo định Avogađro có nx = 2O

3,2n32

= 0,1

MX = 6

0,1 = 60.

Đặt công thức hợp chất X là CxHyOz(x,y, z *N và y 2x + 2)Phương trình phản ứng cháy :

CxHyOz + (x + y z4 2 )O2

ot xCO2 + y2

H2O

1 (x + y z4 2 ) x

y2

0,1 0,2 0,2 0,2

Giải ra tìm được : x = 2 ; y = 4 ; z = 2.

Vậy công thức phân tử của X : C2H4O2

318

Bài 6.4 Một dung dịch axit axetic CH3COOH có C% =10%. Lấy 300 g dung dịch axit này cho tác dụng với 300 ml dung dịch NaOH 2M tạo ra dung dịch A. Dung dịch A có tính axit hay bazơ ?

Tính nồng độ % các chất tan trong dung dịch A, biết rằng dung dịch NaOH 2M có d = 1,2 g/ml.

Hướng dẫn300 g CH3COOH 10% chứa 30 g CH3COOH

3CH COOH n = 0,5 mol.

300 ml dung dịch NaOH 2M chứa : nNaOH = 0,3.2 = 0,6 mol.

Phản ứng CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol

Tỉ lệ phản ứng là 1:1.

Vậy sau phản ứng còn NaOH = 0,6 – 0,5 = 0,1 mol dung dịch A có tính bazơ.

Khối lượng dung dịch A :

m (dung dịch A) = 3dd CH COOHm + dd NaOHm = 300 + 3001,2 = 660 g.

Vậy nồng độ % các chất tan trong dung dịch A

3%CH COONaC =

0,5.82.100%660

= 6,21% ;

C% NaOH =0,1.40.100%

660= 0,6 %.

Bài 6.5 Chất hữu cơ X có công thức RCOOH và Y có công thức R'(OH)2 trong đó R và R' là các gốc hiđrocacbon mạch hở. Hỗn hợp A vừa trộn gồm X và Y, chia A thành hai phần bằng nhau, mỗi phần chứa tổng số mol hai chất là 0,05 mol.

Phần 1: Cho tác dụng với Na dư được 0,08 gam khí.Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn được 3,136 lít khí CO2 (đktc) và 2,7 gam

nước . Tìm CTPT của X, Y.

Hướng dẫnGọi c, d lần lượt là số mol RCOOH và R,(OH)2 trong mỗi phần:Phần 1: Tác dụng với Na :

2RCOOH + 2Na 2RCOONa + H2

Mol: c 1 .2

c

R,(OH)2 + 2Na R,(ONa)2 + H2Mol: d d

319

Ta có: 0,05

1 0,042

c d

c d

Giải hệ:

c = 0,03 mol, d = 0,02 molPhần 2:Gọi công thức của axit là CxHyO2 và của rượu là CaHbO2

CxHyO2 + (x+ 4)4y O2

ot xCO2 + 2y

H2O

0,02 0,02x 0,01y

CaHbO2 + (a+ 4)4b O2

ot aCO2 + 2b

H2O

0,03 0,03a 0,015bTa có:

0,02x + 0,03a = 0,14 hay 2x + 3a = 14 (1)0,01y + 0,015b = 0,15 hay y + 1,5b = 15 (2)

Vô định (1) ta được 2 cập nghiệm là: a = 2 và x = 4 hoặc a = 4; x = 1Vô định (2) ta được 2 cập nghiệm là: b = 2 và y = 12 hoặc b = 6; y = 6Ghép lại ta được cặp nghiệm phù hợp là:Rượu là : C2H6O2 CTCT CH2(OH) - CH2(OH) etylen glycolAxit là : C4H6O2 (3 đồng phân trong đó có axit meta acrylic)

Bài tập tự luyệnBài 6.6. Cho 16 gam CuO phản ứng hết với dung dịch CH3COOH 2M.

a. Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng.

b. Tính CM của dung dịch sau phản ứng( coi thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể)

Đáp số: a. 0,2(lit) b. 1M

Bài 6.7. Cho 200 gam dung dịch NaOH 8% vào 300 gam dung dịch CH3COOH 12%. Tính C% của dung dịch sau phản ứng. Đáp số:

3% 2,4%CH COOHC ;

3% 6,56%CH COONaC

Bài 6.8 Cho 4,4 gam hỗn hợp A gồm Mg và MgO tác dụng với dung dịch

CH3COOH (dư) thu được 2,24 lít khí (đktc).

a. Tính khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp.

b. Phải dùng bao nhiêu ml dung dịch CH3COOH 2M đủ để hòa tan 4,4 gam hỗn hợp

A trên.

Đáp số: a. 2,4g và 2g b. 0,15 lit

Bài 6.9 Có một dung dịch axit trong dãy đồng đẳng của axit axetic. Để trung hòa 30ml dung dịch axit này cần 40 ml dung dịch NaOH 0,3M

320

a. Tính nồng độ mol của dung dịch axit.

b. Trung hòa 125 ml dung dịch axit trên bằng NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng được 4,8 gam muối khan. Xác định công thức cấu tạo và tên của axit trên.

Đáp số: a. 0,4M; b. CH3CH2COOH (axit propionic)

Bài 6.10 Đốt cháy hoàn toàn 6g chất hữu cơ A thu được 8,8g khí CO2 và 3,6g H2O

a. Hãy xác định công thức phân tử của A, biết 2

30AH

d .

b. Biết A tác dụng với Na2CO3 giải phóng khí CO2. Viết CTCT của A, viết phương

trình phản ứng của A( nếu có) với: Mg, Cu, CuO, NaOH, CaCO3, Na2SO4,

KHCO3.Đáp số: CTPT: C2H4O2; CTCT: CH3COOH.

Bài 6.11 Cho hợp chất hữu cơ Y chứa C, H, O. Đốt cháy hết 0,2 mol Y bằng lượng O2 vừa đủ là 8,96 lit(đktc). Cho sản phẩm cháy lần lượt đi chậm qua bình 1 đựng 100 gam dung dịch H2SO4 96,48% dư, bình 2 đựng lượng dư dung dịch KOH và toàn bộ sản phẩm cháy đó bị hấp thụ hết. Sau thí nghiệm ta thấy nồng độ dung dịch H2SO4 ở bình 1 là 90%, bình 2 có 55,2 gam muối tạo thành. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của Y. Biết rằng Y tác dụng với NaHCO3 giải phóng CO2.

Đáp số: CTPT: C2H4O2; CTCT: CH3COOH.---------------------------------------------

TIẾT 7. ESTE

I. Lý thuyết.1) Khái niệm về este

Este là sản phẩm tách nước từ phân tử rượu và phân tử axit. CTTQ của este là : R- COO- R’

Trong đó R và R’ là các gốc hiđro cacbon giống nhau hoặc khác nhau.

2) Tính chất vật lý:- Este của các axit đơn chức no thường là những chất lỏng có mùi thơm hoa quả dễ chịu, dễ bay hơi.

- Thường không tan trong nước.

Ví dụ: CH3COOC2H5 etyl axetat (mùi hoa quả chín )

321

CH3 – COO – CH2 – CH(CH3) – CH2 – CH3 : Izoamyl axetat (mùi dầu chuối)

(Nhóm - CH3 trong ngoặc là nhánh nằm ngoài mạch chính)

3) Tính chất hóa học của este:a) Phản ứng thuỷ phân : (đây là phản ứng nghịch của phản ứng este hóa )

Este + HOH 0. ; a xit t Axit tương ứng + Rượu tương ứng

Ví dụ:CH3COOC2H5 + HOH xt CH3COOH + C2H5OH

(C17H35COO)3C3H5 + 3HOH a.xit 3C17H35COOH + C3H5(OH)3

b) Tác dụng với NaOH: ( phản ứng xà phòng hóa )

este + NaOH ot Muối natri + Rượu tương ứngVí dụ:

CH3COOC2H5 + NaOH ot CH3COONa + C2H5OH

(C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH ot 3C17H35COONa + C3H5(OH)3

c) Phản ứng cháy : Cho CO2 và H2OVí dụ:

CH3COOC2H5 + 5O2 ot 4CO2 + 4H2O

Lưu ý : chất béo (dầu, mỡ động vật, thực vật) là hỗn hợp nhiều este của glyxerol C3H5(OH)3 và các axit béo. CTTQ : (RCOO )3C3H5 (Trong đó R là gốc hiđrocacbon – C15H31 , – C17H35, – C17H33)

II. ToánBài 7.1.a. Tính khối lượng glixerin thu được khi đun nóng 4,45 kg glixerin stearat với dung dịch NaOH dư. Biết phản ứng xảy ra hoàn toànb. Tính khối lượng NaOH và khối lượng glixerin stearat cần dùng để sản xuất 5 tấn natri stearat (xà phòng). Biết rằng sự hao hụt trong quá trình sản xuất là 25%.

Hướng dẫna. Đổi 4,45 kg = 4450 gam

Ta có: 17 35 3 3 5 (C H COO) C H

4450 5( )890

n mol

Phương trình hóa học của phản ứng:(C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH ot 3C17H35COONa + C3H5(OH)3

glixerin stearat Theo phương trình :

3 5 17 35 3 3 5 C H (C H COO) C H 5( )OHn n mol Do đó khối lượng glixerin thu được:

3 5 C H 5.92 460( )OHm gam hay 0,46 kgb. Theo phương trình:

322

Cứ 890 tấn (C17H35COO)3C3H5 phản ứng với 3. 40 = 120 tấn NaOH tạo ra 3. 306 = 918 tấn C17H35COONaCứ x tấn (C17H35COO)3C3H5 phản ứng với y tấn NaOH tạo ra 5 tấn C17H35COONa

5.890 4,847918

x (tấn)

5.120 0,65918

y (tấn)

Vì trong quá trình sản xuất hao hụt 25% nên khối lương các chất cần dùng là:

17 35 3 3 5(C H COO) C H 4,847.125 6,05875

100m (tấn)

0,65.125 0,8125100NaOHm (tấn)

Bài 7.2. Một loại chất béo glixerin panmitat là este của axit panmitic C15H31COOH và glixerin C3H5(OH)3.

a. Viết công thức cấu tạo thu gọn của chất béo này.b. Đun 4,03 kg chất béo nói trên với lượng NaOH dư. Tính khối lượng

glixerin tạo thành.c. Tính khối lượng xà phòng 72% muối natri panmitat điều chế được.

Hướng dẫna. Công thức cấu tạo thu gọn của chất béo: (C15H31COO)3C3H5

b. Đổi 4,03 kg = 4300 gam

Ta có: 15 31 3 3 5(C H COO) C H

4030 5( )806

n mol

(C15H31COO)3C3H5 + 3NaOH ot 3C15H31COONa + C3H5(OH)3

Theo phương trình : 3 5 15 31 3 3 5 C H (C H COO) C H 5( )OHn n mol

Do đó khối lượng glixerin thu được:

3 5 C H 5.92 460( )OHm gam hay 0,46 kg

c. Theo phương trình: 15 31C H COONa 15( )n mol

Khối lượng xà phòng thu được là:

mXà phòng = 15.278.100 5791,7( )

72gam hay 5,7917 kg.

Bài 7.3 Cho 0,81 gam hỗn hợp A gồm 2 este đơn chức (phân tử chỉ chứa C, H, O) phản ứng vừa đủ với 5 gam dung dịch NaOH 8% thu được 1 muối và 2 rượu là đồng đẳng kế tiếp có số mol bằng nhau. Tìm công thức cấu tạo và tính khối lượng của mỗi este trong hỗn hợp A. Biết rằng một trong hai rượu thu được là rượu etylic.

Hướng dẫnĐặt CT của 2 este là: RCOOR’ và RCOOC2H5, số mol lần lượt là x, y.Số mol NaOH là: nNaOH = 0,01 mol.PTHH: RCOOR’ + NaOH

ot RCOONa + R’OH

323

RCOOC2H5 + NaOH ot RCOONa + C2H5OH

Ta có:

xyyx 01,0

=>

molymolx

005,0005,0

Khối lượng hỗn hợp 2 este: mhh = 81,0)73(005,0)'44(005,0 RRR

=> 2R + R’ = 45TH1: R’ là C3H7 => R =1 => 2 este là HCOOC2H5 và HCOOC3H7;` khối lượng lần lượt là: 0,37 gam và 0,44 gam.TH2: R’ là CH3 => R = 15 => 2 este là: CH3COOC2H5 và CH3COOCH3;

khối lượng lần lượt là: 0,44 gam và 0,37 gam.Bài 7.4 Đốt cháy hoàn toàn một chất hữu cơ thu được khí CO2 và hơi H2O với tỉ lệ số mol CO2: số mol H2O là 1:1. Tổng số mol chất tham gia phản ứng cháy tỉ lệ với tổng số mol CO2 và H2O là 3:4. Trong hợp chất hữu cơ khối lượng oxi so với khối lượng các nguyên tố còn lại theo tỉ lệ 4 : 7.

a. Xác định công thức phân tử của chất hữu cơ.

b. Viết các công thức cấu tạo có thể có ứng với công thức phân tử tìm được, biết rằng trong hợp chất hữu cơ không có liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon.

Hướng dẫna. Đặt công thức hợp chất đã cho là CxHyOz( x,y, z *N và y 2x + 2)Phương trình phản ứng :


ot xCO2 + y2

H2O

Theo đầu bài có các phương trình :

x = y2

(a)

4(1+ x + y z4 2 ) = 3(x+

y2

) (b)

16z 4

12x y 7

(c)

Giải các phương trình (a),(b),(c) tìm được z = 2; x = 4; y = 8.

Vậy công thức phân tử chất hữu cơ : C4H8O2

b. Các công thức cấu tạo : CH3

CH3–CH2–CH2–COOH ; CH3– CH– COOH ;

324

CH3 – CH2–COOCH3 ; CH3– COOC2H5

H COO–CH2–CH2– CH3 ; HCOO– CH –CH3.

CH3

Bài 7.5 Một hỗn hợp P gồm có 2 este được tạo bởi 2 axit với cùng 1 rượu, trong phân tử mỗi chất có 2 nguyên tử oxi. Cho 2,08 gam hỗn hợp P tác dụng vừa hết với 50 ml dung dịch NaOH, sau đó cô cạn dung dịch được 2,32 gam hỗn hợp muối khan.

a. Xác định công thức của rượu và nồng độ mol của dung dịch NaOH đã dùng.

b. Giả sử số mol 2 muối hơn kém nhau 2 lần, xác định CTCT của 2 este.

Hướng dẫnMột hỗn hợp P gồm có 2 este được tạo bởi 2 axit với cùng 1 rượu, trong phân tử mỗi chất có 2 nguyên tử oxi, do đó 2 este đều là este đơn chức.

Gọi công thức trung bình của 2 este là RCOOR,

Phương trình hóa học của phản ứng:RCOOR, + NaOH ot RCOONa + R,OH

Theo phương trình ta có:

Khi thay thế Na cho gốc R, tạo ra muối, nếu R, < 23 thì khối lượng muối thu được lớn hơn este (phù hợp dữ kiện đề bài)

Trong các gốc hiđrocacbon, chỉ có gốc - CH3 là phù hợp.

Do đó rượu là CH3OH

RCOOCH3 + NaOH ot RCOONa + CH3OH(*)

Theo phương trình, từ sự biến đổi khối lượng este thành muối ta có:

Cứ 1mol este chuyển thành muối natri làm tăng 23 – 15 = 8 gam

Theo bài: Sự tăng khối lượng muối là: 2,32 – 2,08 = 0,24 gam

Nên số mol este: neste = 0,24 0,03( )

8mol

Theo phương trình (*):

nNaOH = neste = 0,03(mol)

Nồng độ mol của dung dịch NaOH:

CM = 0,03 0,60,05

M

b. Theo phương trình (*):

325

Cứ (R + 59) gam hỗn hợp este tác dụng hết với NaOH tạo ra (R + 67) gam muối

Cứ 2,08 gam hỗn hợp este tác dụng hết với NaOH tạo ra 2,32 gam muối khan

Suy ra: 2,32. (R+ 59) = 2,08. (R+67)

R = 10,33

Như vậy có một gốc axit là H, este là HCOOCH3.

Công thức este còn lại là: R1COOCH3

Vì bài giả sử số mol 2 muối hơn kém nhau 2 lần, như vậy có 2 trường hợp:

+ Trường hợp 1: số mol HCOOCH3 bằng 0,02 mol, este R1COOCH3 là 0,01 mol.

Ta có: 0,02 . 60 + 0,01 (R1+ 59) = 2,08

R1 = 29, gốc axit là C2H5, este là C2H5COOCH3

+ Trường hợp 2: số mol HCOOCH3 bằng 0,01 mol; este R1COOCH3 là 0,02 mol.

Ta có: 0,01 . 60 + 0,02 (R1+ 59) = 2,08

R1 = 15, gốc axit là CH3, este là CH3COOCH3


Bài 7.6 Đun nóng 20 gam một chất béo với dung dịch chứa 0,25 mol NaOH, sau khi phản ứng xà phòng hóa xảy ra hoàn toàn, người ta phải dùng dung dịch chứa 6,57 gam HCl để trung hòa lượng axit còn dư.

a. Tính khối lượng NaOH cần dùng để tham gia phản ứng xà phòng hóa 1 tấn chất béo nói trên.

b. Tính khối lượng glixerin và khối lượng xà phòng chứa 72% muối natri của axit béo từ 1 tấn chất béo nói trên.

Đáp số: a. 0,14 tấn NaOH b. 1,434 tấn xà phòng.Bài 7.7. Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hợp chất hữ cơ A, thu được 2,24 lit CO2 (đktc) và 1,8 gam H2O. Biết

4A / CHd 3,75 . Viết các công thức cấu tạo của A, biết A tác dụng với NaOH.

Đáp số: CH3COOH và HCOOCH3

Bài 7.8. Đun 8,9 kg (C17H35COO)3C3H5 với một lượng dư NaOHa. Tính lượng glixerol sinh ra.b. Tính lượng xà phòng bánh thu được. Biết trong xà phòng có 60%

C17H35COONa về khối lượng.Đáp số: a. 0,92 kg b. 15,3kg

Bài 7.9. Hợp chất hữu cơ P chứa C, H, O. Cứ 0,37 gam hơi chất P chiếm thể tích bằng 0,16 gam oxi đo ở cùng điều kiện. Cho 22,2 gam chất P vào 100 ml dung dịch NaOH 1M (D= 1,0262 g/ml), sau đó nâng nhiệt độ từ từ cho bay hơi hết đến khô, làm lạnh phần hơi cho ngưng tụ hết, sau thí nghiệm được chất rắn Q khan và 100 gam chất lỏng. Xác định công thức cấu tạo của P.

Đáp số: HCOOC2H5

326

------------------------------------------------------

TIẾT 8. GLUCOZƠ (C6H12O6 = 180 )

I- Cấu tạo :Dạng mạch hở : CH2 –CH – CH – CH – CH – C –H

OH OH OH OH OH O (CTCT để tham khảo)

Thu gọn : CH2OH (CHOH)4 CHO(Chú ý: C6H12O6 có rất nhiều đồng phân, nhưng chỉ có 1 công thức là của

glucozơ)II) Tính chất vật lý :

Chất rắn màu trắng, vị ngọt, tan nhiều trong nước (độ ngọt chỉ bằng 60% so với đường mía – tức đường saccarozơ).

Glucozơ là đại diện đơn giản nhất thuộc nhóm gluxit (bột, đường)III)Tính chất hóa học :1) Phản ứng oxi hóa :(*) Do có nhóm chức anđehit : –CHO Trong các phản ứng oxi hóa, glucozơ đóng vai trò là chất khử.a Tác dụng với Ag2O ( Phản ứng tráng gương )

C6H12O6 + Ag2O 3o

NHt C6H12O7 + 2Ag (lớp gương sáng)

Axit gluconic

b) Tác dụng với Cu(OH)2:(*) Phản ứng oxi hóa glucozơ có ứng dụng lớn trong việc phát hiện bệnh nhân tiểu

đường.

327

C6H12O6 + 2Cu(OH)2 0t C6H12O7 + Cu2O + 2H2O

(đỏ gạch )

2) Phản ứng lên men rượu:

C6H12O6 omen

30-32 C 2C2H5OH + 2CO2 IV. Toán

Bài 8.1 Đun nóng 50 gam dung dịch glucozơ với lượng Ag2O dư, phản ứng sinh ra 4,32 gam Ag. Tính C% của dung dịch glucozơ.

Hướng dẫn

Ta có: nAg = 4,32 0,04( )108

mol


C6H12O6 + Ag2O 3 , odd NH t C6H12O7 + 2Ag

mol: 1 2


6 12 6

1 . 0,02( )2C H O Agn n mol

Khối lượng glucozơ cần dùng:

6 12 60,02.180 3,6( )C H Om gam

Vậy nồng độ % của dung dịch glucozơ:

C% = 3,6 .100% 7,2%50

Bài 8.2 Cho glucozơ lên men thành rượu etylic. Dẫn toàn bộ khí CO2 sinh ra vào dung dịch Ca(OH)2 dư, sau phản ứng được 50 gam kết tủa.

a. Tính khối lượng rượu thu được

b. Tính khối lượng glucozơ lên men. Biết H quá trình lên men đạt 75%.

Hướng dẫn

328

Ta có: 3

50 0,5( )100CaCOn mol


C6H12O6 omen, 30- 32 C 2C2H5OH + 2CO2

mol: 1 2 2

a. Theo phương trình:

2 5 2 30,5( )C H OH CO CaCOn n n mol

Khối lượng rượu thu được:

2 50,5.46 23( )C H OHm gam

b. Theo phương trình:

6 12 6 2 3

1 1. . 0,25( )2 2C H O CO CaCOn n n mol

Khối lượng glucozơ cần dùng với H = 75%:

6 12 6

0,25.180.100 60( )75C H Om gam

Bài 8.3 Đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ A có thành phần C,H,O sau phản ứng thấy số mol CO2 và số mol H2O thu được bằng số mol A và số mol O2 tham gia phản ứng. Xác định công thức cấu tạo của A biết rằng trong phân tử A chỉ có 1 nguyên tử cacbon.

Hướng dẫn

Đặt công thức hợp chất A đã cho là CxHyOz

( x,y, z *N ;y(chẵn) 2x + 2)Phương trình phản ứng :


0t xCO2 + y2

H2O

Theo đầu bài ta có : 1+ x + y z4 2 = x+

y2

y = 4 - 2z

Vì x, y, z nguyên dương nên chỉ thoả mãn với z = 1 => y = 2.

329

Công thức A có dạng: CxH2O. Với điều kiện chỉ có 1C trong phân tử,chỉ thoả mãn với x = 1.

OVậy công thức cấu tạo của A: H– C .

HBài 8.4 Đốt cháy hoàn toàn một chất hữu cơ X, sau phản ứng thu được 4,032 lit CO2 (đktc) và 3,24 g H2O. Thể tích khí CO2 thu được sau phản ứng bằng thể tích khí O2 cần dùng cho phản ứng đốt cháy (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp

suất). Số mol X bằng 16

lần số mol H2O. Xác định công thức phân tử của X. X

tham gia phản ứng tráng gương, viết 1 phương trình phản ứng đặc trưng của X.

Hướng dẫn

Đặt công thức hợp chất A đã cho là CxHyOz

( x,y, z *N và y(chẵn) 2x + 2)

CxHyOz + ( x + 4y

- 2z

)O2 ot xCO2 +

2y

H2O

Số mol CO2 :

2COn = 4,22

032,4= 0,18 (mol).

Số mol H2O :

2H On = 1824,3

= 0,18 (mol) y = 2x.

Theo đầu bài : ( x + 4y

+ 2z

) = x => x = z.

Vì số mol X = 16

số mol H2O => x = z = 6 ; y = 12.

Công thức phân tử của X : C6H12O6 . X tham gia phản ứng tráng gương nên X là glucozơ,

Phương trình phản ứng đặc trưng :

C6H12O6 + Ag2O 3 , odd NH t C6H12O7 + 2Ag

330

Bài tập tự luyệnBài 8.5 Cho một dung dịch có hòa tan 22,5 gam glucozơ lên men rượu, sau phản ứng thu được 4,48 lit CO2 (đktc) và dung dịch A.

a. Tính H quá trình lên men.b. Tính khối lượng các chất có trong A.

Đáp số: a. 80% b. 9,2 gam C2H5OH; 4,5 gam C6H12O6

Bài 8.6 Để tráng một tấm gương, người ta phản dùng dung dịch chứa 18 gam glucozơ. Tính khối lượng Ag bám trên tấm gương, biết H = 90%.

Đáp số: 19,44 gam.Bài 8.7 Đun 10 ml dung dịch glucozơ với một lượng dư Ag2O trong NH3, sau phản ứng thu được 1,08 gam Ag. Tính nồng độ mol của dung dịch glucozơ.

Đáp số: 0,5MBài 8.8 Cho m gam glucozơ lên men rượu với H = 92%, toàn bộ khí thoát ra dẫn vào dung dịch nước vôi trong dư, sau phản ứng được 55,2 gam kết tủa.

a. Tính khối lượng glucozơ lên men.b. Tính khối lượng rượu thu đượcc. Lấy toàn bộ rượu thu được ở trên tác dụng với 300 ml dung dịch CH3COOH

2M (xúc tác thích hợp), thu được 33 gam este. Tính H phản ứng este hóa.Đáp số: a. 54 gam

b. 25,392 gam c. 67,93%

-----------------------------------------------

TIẾT 9: CÁC GLUXXIT THƯỜNG GẶPA. Kiến thức cơ bảnI. Saccarozơ

1. Trạng thái tự nhiên

Có nhiều trong thực vật như mía, củ cải đường, thốt nốt.

2. Tính chất vật lýSaccarozo là chất kết tinh không màu, vị ngọt, dễ tan trong nước.

3. Tính chất hóa học

331

Saccarozo bị thủy phân tạo ra glucozơ và fructozơ

C12H12O11 + H2O , oaxit t C6H12O6 + C6H12O6

Saccarozo Glucozơ FructozơII. Tinh bột và xenlulozơ

1. Trạng thái tự nhiên: Tinh bột có nhiều trong các loại hạt như lúa ngô …. Xelulozơ có nhiều trong sơi bông2. Tính chất vâtl lý:- Tinh bột là chất rắn , không tan trong nước ở nhiệt độ thường, tan trong nước ở

nhiệt độ cao tạo ra dung dịch hồ tinh bột

- Xenlulozơ là chất rắn , không tan trong nước ở nhiệt độ thường, ngay cả khi đun nóng3. Đặc điểm cấu tạo phân tử:

- Tinh bột và xenlulozơ có cấu tạo phân tử rất lớn

- Gồm nhiều mắt xích liên kết với nhau

( - C6H10O5-)n

- Tinh bột n = 1200 đến 6000

- Xenlulozơ : n = 10000 đến 140004. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thủy phân:

(-C6H10O5-)n+ nH2O , oaxit t nC6H12O6

b. Tác dụng của dung dịch hồ tinh bột với iôt

Iôt làm cho dung dịch hồ tinh bột chuyển màu xanh, đun nóng màu xanh biến mất , nguội màu xanh xuất hiệnB. ToánBài 9.1

a. Tính khối lượng các sản phẩm sinh ra khi thủy phân hoàn toàn 2 kg saccarozơ.

b. Tính khối lượng saccarozơ cần đem thủy phân hoàn toàn để thu được 360 gam glucozơ.

Hướng dẫna. Phương trình hóa học của phản ứng:


Theo phương trình: 342 g 180 g 180 g

Theo bài: 2000 g xg yg

Khối lượng glucozơ thu được:

332

6 12 6

180.2000 1502,6( )342C H Om x gam

Khối lượng fructozơ thu được:

6 12 6

180.2000 1502,6( )342C H Om y gam

b. Phương trình hóa học của phản ứng:


Theo phương trình: 342 g 180 g

Theo bài: zg 360g

12 22 11

360.342 684( )180C H Om gam

Bài 9.2 Từ một tấn khoai chứa 20% tinh bột, bằng phương pháp lên men người ta điều chế được 100 lit rượu etylic nguyên chất có khối lượng riêng D = 0,8g/ml. Tính H quá trình phản ứng.

Hướng dẫn

Ta có: mTinh bột = 6 520 .10 2.10 ( )100

gam


(C6H10O5)n + nH2O , oaxit t nC6H12O6(1)

C6H12O6 Men 2C2H5OH + 2CO2 (2)

Theo phương trình (1)(2), ta có khối lượng rượu etylic thu được là:

mrượu= 52.10 . .2.46 113580,24( )

162.n gam

n

Vậy hiệu suất quá trình sản xuất là:

H=100.0,8.1000 .100% 70%113580,24

Bài 9.3 Cho m gam tinh bột lên men thành rượu etylic với H= 81%. Toàn bộ lượng CO2 sinh ra được hấp thụ hoàn toàn trong dung dịch Ca(OH)2 thu được

333

550 gam kết tủa và dung dịch X, đun kỹ dung dịch X thu thêm được 100 gam kết tủa. Tính m?

Hướng dẫn

Ta có: mTinh bột = 6 520 .10 2.10 ( )100

gam


(C6H10O5)n + nH2O , oaxit t nC6H12O6

C6H12O6 Men 2C2H5OH + 2CO2


2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 ot CaCO3 + H2O+ CO2

Theo bài và các phương trình trên:

2

550 100 6,5( )100COn mol

Nên: 6 12 6 2

1 1. .6,5 3,25( )2 2C H O COn n mol

Theo ĐLBTKL:

6 10 5 6 12 6 2( )

3,25.180 3,25.18 526,5( )nC H O C H O H Om m m

gam

Vì H = 81% nên:

m = 526,5 .100 650( )

81gam


Bài 9.4 a. Tính khối lượng các sản phẩm sinh ra khi thủy phân hoàn toàn 4 kg saccarozơ.

b. Tính khối lượng saccarozơ cần đem thủy phân hoàn toàn để thu được 180 gam glucozơ.

334

Đáp số: a. 3005,2(gam); b.342(gam)

Bài 9.5 Giả sử 2 giờ cây xanh hấp thụ 12 mol CO2 trong sự quang hợp thì số mol O2

sinh ra là bao nhiêu.

Đáp số: 12 mol

-------------------------------------------

TIẾT 10: PROTEIN VÀ POLIMEA. Protein

1. Cấu tạo phân tử protein

- Phân tử protein gồm các nguyên tố hóa học C, H, O , N và một số nguyên tố khác

như S, P, Fe ...

- Phân tử protein gồm nhiều đoạn mạch dài liên kết với nhau. Mỗi đoạn mạch lại

gồm nhiều mắt xích liên kết với nhau, mỗi mắt xích là một phân tử aminoaxit

(aminoaxit đơn giản nhất là H2N–CH2–COOH).

- Phân tử protein có phân tử khối rất lớn( hàng triệu đvC)

2. Tính chất hóa học.

a. Phản ứng thủy phân:

Đun nóng protein trong dung dịch axit vô cơ loãng hoặc dung dịch bazơ, protit bị

thủy phân thành các phân tử nhỏ là aminoaxit.

b. Phản ứng đông tụ:

Đun nóng dung dịch keo protein (dung dịch lòng trắng trứng), protein đông tụ lại

thành chất rắn.

c. Phản ứng phân hủy bằng nhiệt:

Đốt nóng protein, nó bị phân hủy thành chất khí có mùi khét đặc trưng (mùi lông,

tóc, thịt ….cháy)

B. polime

I. Khái niệm chung1. Định nghĩa

335

- Định nghĩa: Polime là những chất có phân tử khối rất lớn do nhiều mắt xích liên

kết với nhau

- Theo nguồn gốc chia 2 loại: Polime thiên nhiên và polime tổng hợp

2. Cấu tạo và tính chất

a. Cấu tạo:

Polime là những phân tử có phân tử khối rất lớn gồm nhiều mắt xích liên kết với

nhau tạo thành mạch thẳng , mạch nhánh hoặc mạng không gian

b. Tính chất:

- Là chất rắn không bay hơi

- Hầu hết các polime không tan trong nước hoặc các dung môi thông thường

III. ứng dụng của Polime

1. Chất dẻo là gì?

- Chất dẻo là những vật liệu có tính dẻo được chế tạo từ polime

- Thành phần: polime, chất hóa dẻo, chất độn, chất phụ gia

- Ưu điểm: nhẹ, bền, cách điện, cách nhiệt, dễ gia công. Nhược điểm: kém bền về

nhiệt

2. Tơ là gì?

a.Tơ là những polime (tự nhiên hay tổng hợp) có cấu tạo mạch thẳng hoặc có thể

kéo dài thành sợi

b. Phân loại: Tơ tự nhiên và tơ hóa học (trong đó có tơ nhân tạo và tơ tổng hợp)

3 Cao su là gì?

a. Cao su: là vật liệu polime có tính đàn hồi nghĩa là nó bị biến dạng dưới tác dụng

của lực và trở lại dạng ban đầu khi lực đó không tác dụng nữa.

b. Phân loại: cao su tự nhiên và cao su tổng hợp

c. Ưu điểm: đàn hồi, không thấm nước, không thấm khí, chịu mài mòn, cách điện

C. TOÁNBài 10.1 Một aminoaxit A có phân tử khối là 75

a. Xác định CTPT của hợp chất A, biết rằng thành phần theo khối lượng của các nguyên tố như sau: 32%C; 6,66%H; 42,67%O và 18,76%N.

b. Viết CTCT của hợp chất aminoaxit A.c. Một aminoaxit B là đồng đẳng với A, thành phần có chứa 15,73%N. Hãy

xác định CTPT và CTCT của B.Hướng dẫn

336

a. Gọi công thức tổng quát của A là CxHyOzNt

Theo bài ra ta có:32.75 2

12.100x ;

66,6.75 5100

y

42,67.75 216.100

z ; t=18,67.75 114.100

Vậy công thức phân tử của A là C2H5O2N.b. CTCT của aminoaxit A: H2N - CH2 – COOHc. Do B là đồng đẳng của A nên B có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm -NH2 nhưng khác nhau về số nhóm - CH2-Suy ra công thức của B có dạng: H2N- (CH2)n-COOHDo %N=15,73% nên:

14 .100 15,7361 14

2n

n

Vậy CTCT của B là: H2N – CH2- CH2- COOH hoặc H2N – CH – COOH

3CH

Bài 10.2. Dưới đây là công thức cấu tạo dạng tổng quát của polime:

a. Polietilen PE: (- CH2- CH2-)n có phân tử khối là 5000 đvC

b. Poli(vinyl clorua) PVC: (- CH2 – CH-)n có phân tử khối là 35.000 đvC

Cl

Hãy xác định hệ số trùng hợp n của mỗi loại polime đã cho.

Hướng dẫn

a. Hệ số trùng hợp n của PE: 5000 178

28n

b. Hệ số trùng hợp n của PVC: 35000 56062,5

n

Bài 10.3 Cho 500 m3 CH4( đktc) đi qua hồ quang. Giả sử xảy ra 2 phản ứng:2CH4

ot C2H2 + 3H2

CH4ot C + 2H2

Hỗn hợp khí sau phản ứng (Hỗn hợp A) chứa 12% C2H2, 10% CH4, 78% H2 về thể tích.

a. Tính thể tích hỗn hợp A ở đktc.b. Tính % CH4 bị chuyển hóa thành C2H2 và thành cacbonc. Nếu lấy tất cả C2H2 có trong hỗn hợp A để điều chế PVC thì thu được bao

nhiêu kg PVC. Biết hiệu suất điều chế là 70%.Hướng dẫn

2CH4 ot C2H2 + 3H2(1)

CH4ot C + 2H2 (2)

337

a. Theo phản ứng (1) : Cứ 24 mol CH4 tạo ra 12 mol C2H2 và 36 mol H2

Suy ra :Số mol H2 có ở phản ứng (2) là :

278 36 42( )Hn mol

Theo phản ứng (2) : Cứ 21 mol CH4 tạo ra 21 mol C và 42 mol H2

Ngoài ra có 10 mol CH4 không bị phân hủy.Như vậy cứ 24 + 21 + 10 = 55 mol CH4 tạo ra78 mol H2 + 12 mol C2H2 + 10 mol CH4= 100mol hỗn hợp A.

Do đó : 3500.100 909,0955AV m

b. Phần trăm CH4 bị phân hủy :

%CH4 C2H2 : %CH4= 24.100 43,63%

55

%CH4 C : %CH4= 21.100 38,18%

55

c. Các phản ứng điều chế PVC :

CH CH + HCl x.t CH2 = CHCl (3)

nCH2 = CHCl , ,ot p xt (- CH2 – CH-)n (4)

Cl

Theo phương trình (3), (4): nPVC = 2 2C Hn

Vậy khối lượng PVC thu được:

909,09.12 70.62,5. 213,04( )100.22,4 100PVCm kg

Bài 10.4. Polime X chứa 38,4% cacbon; 56,8% clo và còn lại là hiđro về khối lượng. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của X và gọi tên, cho biết trong thực tế X dùng để làm gì?

Hướng dẫn

Đặt CTTQ của X : CxHyClz %H = 100 - (38,4 + 56,8) = 4,8%

Ta có tỷ lệ x : y : z = 5,358,56:

18,4:

124,38

= 3,2 : 4,8 : 1,6 = 2 : 3 : 1

Vì X là polyme nên công thức phân tử X: (C2H3Cl)n

CTCT X: (- CH2 - CH- )n Poly(vinyl clorua) : PVC Cl Trong thực tế X dùng làm da nhân tạo, dép nhựa, ống nhựa dẫn nước, dụng cụ thí nghiệm...

338

Bài tập tự luyện Bài 10.5 Khi phân tích chất X được tách ra từ sản phẩm thủy phân protein, người ta thấy khối lượng mol phân tử của X là 75 gam.Đốt cháy 1,5 gam X thấy tạo ra 1,76 gam CO2, 0,9 gam H2O và 0,28 gam N2. Xác định CTPT và CTCT của X.

Đáp số: C2H5O2N, CT: H2N- CH2- COOHBài 10.6 Polime X chứa C, H có phân tử khối là 140.000 đvC và hệ số trùng hợp n = 5000. Xác định công thức của X.

Đáp số: (- CH2- CH2-)n

Mục lụcTrang

Phần Vô cơ

Chương I: Các hướng dẫn căn bản để giải các bài toán hóa học.

Chương II: Toán về nồng độ dung dịchChương III: Các loại hợp chất vô cơTiết 1: Tính chất hóa học của oxitTiết 2: Tính chất hóa học của axitTiết 3: Bazơ Tiết 4: MuốiChương IV: Kim loạiChương V:

Phi kim- sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học

Phần Hữu cơ

Chương I: Mở đầuChương II:

Hướng dẫn căn bản để giải các bài toán hóa học hữu cơ.Chương III: Các hợp chất hữu cơ cụ thểTiết 1: Metan và dãy đồng đẳngTiết 2: Etilen và dãy đồng đẳngTiết 3: Axetilen và dãy đồng đẳngTiết 4: Benzen và dãy đồng đẳng

339

Tiết 5 : Rượu etylic và dãy đồng đẳng

Tiết 6: Axit axetic và dãy đồng đẳngTiết 7: EsteTiết 8: GlucozơTiết 9: Các gluxit thường gặpTiết 10: Protein và Polime

340

Documents

Ch¬ng I:static.giaoducthoidai.vn/Uploaded/nhungnt/2016_07_22/... · Web viewCho 416 gam dung dịch BaCl2 12% tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 27,36 gam muối sunfat