Hoá Học Lớp 10 12 dạng bài toán về oxi lưu huỳnh ( file word có lời giải chi tiết )

số mol chất PS : Cỏc bài toỏn xõy dựng dựa trờn nhiều phản ứng oxi húa khử, ta khụng nờn giải theo phương phỏp truyền thống mà nờn ưu tiờn phương phỏp bảo toàn như bảo toàn khối lượng,

OXI – LƯU HUỲNHDạng 1 Đơn chất Oxi, lưu huỳnh tỏc dụng với kim loại.

Phương phỏp giải + Với Oxi phản ứng đưa kim loại lờn số oxi húa cao hoặc thấp, cũn với S phản ứng đưa kim loại lờn số oxi húa

thấp hơn.

+ Phương trỡnh phản ứng tổng quỏt:

2M + xO2 → 2M2Ox

2M + xS → M2Sx

+ Phương phỏp giải: ỏp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyờn tố.

Bảo toàn khối lượng :

electron cho electron nhận

electron cho electron nhận

số mol nguyên tố không đổi

(Số nguyên tử số mol chất) = (Số nguyên tử số mol chất)

PS : Cỏc bài toỏn xõy dựng dựa trờn nhiều phản ứng oxi húa khử, ta khụng nờn giải theo phương phỏp truyền

thống mà nờn ưu tiờn phương phỏp bảo toàn như bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyờn tố.

► Cỏc vớ dụ minh họa ◄

cỏc oxit Giỏ trị của m là:

Hướng dẫn giải:

Gọi a là số mol mỗi kim loại Cu, Al trong hỗn hợp X.

Cách 2: Dùng bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng.

Cách này không cần viết và cân bằng phương trình phản ứng

Gọi a là số mol mỗi kim loại Cu, Al trong hỗn hợp X

Bảo toàn nguyên tố Cu và nguyên tố Al 

Khối lương chất rắn thu được sau phản ứng là :

Cách 2: Nếu Mg dư, S dư hay cả hai cùng dư thì tất cả các chất sau phản ứng đều là chất rắn Về nguyên tắc của

định luật bảo toàn khối lượng thì tổng khối lượng của nó sẽ bằng tổng khối lượng các chất trước phản ứng, mặc dù

ta không cần biết sau phản ứng chứa những chất nào và với lượng là bao nhiêu

Bảo toàn khối lượng  m Rắn = m Mg + m S = 4,8 + 3,2 = 8,0 gam  Đáp án A.

gam chất rắn X Kim loại đó là:

Bảo toàn khối lượng 

gồm Cl2 và O2 Sau phản ứng thu được 23,0 gam chất rắn Y và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 5,6 lít (ở đktc).Kim loại M là:

Cách 1: Hầu hết học sinh sẽ quen hơn, tuy nhiên việc viết phương trình phản ứng, cân bằng, gọi ẩn và lập hệ 3

phương trình 4 ẩn sau đó biện luận sẽ rất khó khăn

Cách 2: Chỉ sử dụng các định luật bảo toàn của hóa học mà không cần viết phương trình hóa học, nó sẽ dễ dàng

hơn cho việc giải toán Vì cách này chúng ta chưa quen nên ban đầu có thể sẽ bỡ ngỡ, khó hiểu, nhưng khi chúng tathành thạo thì đây là cách tối ưu Chúng ta nên sử dụng cách này

Dạng 2 Hỗn hợp khí và Phản ứng ozon phân.

+ Để định lượng (mol, khối lượng, thể tích ) của chất trong hỗn hợp các khí không phản ứng với nhau thì phương

pháp sơ đồ đường chéo qđược sử dụng tương đối hiệu quả.

2

2

O O

thu được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H2 bằng 22,4 Biết thể tích các khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và ápsuất

Hướng dẫn giải:

Ta có: Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X là: MX 24.248

Sơ đồ đường chéo:

2

Y X

được khí Y và thể tích khí tăng lên 30% so với thể tích ban đầu , biết thể tích các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ

và áp suất Phần trăm thể tích của O2 trong hỗn hợp đầu là:

Hay VY = 1,5a + (100 - a) = 130  a = 60  VO2 100 60 40 lit hay40%  Đáp án B.

Phương trình phản ứng: 3O2   tia löa ®iÖn 2O3

Sơ đồ đường chéo:

nạp thêm cho đầy oxi rồi cân, thu được khối lượng là m2 Khối lượng m1 và m2 chênh lệch nhau 0,04 gam Biết các thể tích nạp đều ở điều kiện tiêu chuẩn Thành phần phần trăm về thể tích của ozon trong hỗn hợp sau phản ứng

gần nhất với giá trị nào sau đây?

Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng:

Cứ 1 mol O3 tạo thành có khối lượng nhiều hơn 1 mol O2 là: 48-32 = 16 gam

Vậy x mol O3 tạo thành có khối lượng nhiều hơn x mol O2 là 0,04 gam

hỗn hợp khí X Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn Gía trị của V là:

Sơ đồ bài toán: 2 t0

Cách 2: Sử dụng các định luật bảo toàn.

X

V 0,16.2.22, 4 7,168 lit

Nhận xét:

Cách 1: Phải viết phương trình phản ứng, cân bằng và lập phương trình toán học Cách này thường hạn chế khi

gặp những bài toán phúc tạp gồm nhiều chất, nhiều phản ứng hóa học

Cách 2: Không cần viết và cân bằng các phản ứng hóa học mà ta chỉ cần viết bài toán dưới dạng sơ đồ hóa Sau

đó sử dụng các định luật bảo toàn để giải Nó sẽ áp dụng dễ dàng cho những bài toán gồm nhiều chất, qua nhiều giai đoạn và nhiều phản ứng hóa học Chúng ta nên làm quen và sử dụng cách này cho các bài toán sau này

Dạng 3 Tính oxi hóa mạnh của Ozon.

Phương pháp giải + Ozon có tính oxi hóa rất mạnh, mạnh hơn oxi, nó oxi hóa nhiều đơn chất và hợp chất.

+ Ví dụ:

O3 + 2KI + H2O   O2 + 2KOH + I2

O3 + 2g   Ag2O + O2

► Các ví dụ minh họa ◄

chất rắn màu tím đen Phần trăm thể tích của ozon trong X là:

- Một số muối sunfua không tan trong nước, nhưng tan trong dung dịch axit như FeS, ZnS, MgS

- Một số muối sunfua không tan trong nước và cũng không tan trong các dung dịch axit (HCl, H 2 SO 4

loãng, HNO 3 loãng ) như CuS, PbS

+ Hầu hết muối sunfat đều tan trong nước Một số muối sunfat không tan trong nước và không tan trong axit mạnh (HCl, HNO 3 ) như BaSO 4 , SrSO 4 , PbSO 4

+ Khi giải bài tập chúng ta nên áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng

► Các ví dụ minh họa ◄

Ví dụ 1: Hấp thụ 7,84 lít (đktc) khí H2S vào 64 gam dung dịch CuSO4 10%, sau phản ứng hoàn toàn thu được m gam kết tủa đen Gía trị của m là:

thoát ra 4,928 lít hỗn hợp khí Z Cho hỗn hợp khí Z qua dung dịch Pb(NO3)2 dư thu được 47,8 gam kết tủa đen.Thành phần phần trăm về khối lượng của FeS trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây?

Cách 2: Dùng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố S

2 FeS H S PbS

tan hoàn toàn X trong dung dịch axit clohidric thu được khí Y Dẫn khí Y vào V lit dung dịch CuSO4 dư, sau phảnứng hoàn toàn thu được m gam kết tủa Gía trị của m là:

2

FeS5,6 gam Fe

Cách 2: Dùng định luật bảo toàn

Cả sơ đồ bài toán ta thấy Fe và Zn đều nhường 2 electron còn S nhận 2 electron

Bảo toàn electron, ta có: 2nS 2nFe 2nZn nS 5,6 13 0,3 mol

Bảo toàn nguyên tố lưu huỳnh: nCuS nS0,3 mol mCuS 0,3.9628,8 gam  Đáp án D

không đổi thì dừng lại, thấy hết 500 ml Nồng độ mol/l của dung dịch BaCl2 là:

Phương trình phản ứng: Na2SO4 + BaCl2   BaSO4 (trắng) + 2NaCl

Phản ứng đến khi kết tủa không đổi, tức là Na2SO4 đã hết

Ta có: nBaCl2 nNa SO2 4 0,3.1 0,3 mol CM (BaCl )2 = 0,3 0,6M

0,5

Dạng 6 H 2 S, SO 2 tác dụng với dung dịch bazo.

Phương pháp giải + H 2 S, SO 2 khi tác dụng với dung dịch bazo sẽ tạo ra muối axit, muối trung hòa phụ thuộc vào số mol của chúng với số mol OH - Ta có thể chia ra các trường hợp như bảng sau:

+ Khi giải bài tập chúng ta nên áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng

► Các ví dụ minh họa ◄

X Dung dịch X chứa các chất tan gồm:

HSS

muối có trong dung dịch Y là:

HSOSO

Cách 2: Bảo toàn nguyên tố.

Bảo toàn nguyên tố S 1nNaHSO3 1nNa SO2 3 1nSO2 0,1 (1);

Bảo toàn nguyên tố Na 1nNaHSO3 2nNa SO2 3 1nNaOH0,15 (2);

Nhận xét: Trong các cách giải trên thì cách 1 chỉ áp dụng cho các bài toán đơn giản, có ít phương trình phản

ứng, cách này học sinh chúng ta quen ở các lớp học trước đây nên thấy dễ hiểu Cách 3 về bản chất của các công thức giải nhanh đó là hệ qủa rút ra từ các định luật bảo toàn của hóa học, tức là từ cách 2 Như vậy chúng ta nên sử dụng cách 2, sử dụng các định luật bảo hóa học để giải các bài tập sau này

trên vào 200 gam dung dịch NaOH 5,6% thì thu được dung dịchY Nồng độ phần trăm của chất tan có phân tửkhối lớn hơn trong Y là:

NaOH

2 3 SO

NaOH 1M thì thu được dung dịch chứa 2 muối có cùng nồng độ mol Giá trị của m là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Đại học Vinh, năm 2016)

Phản ứng của lưu huỳnh cháy trong khí oxi: O2 + S   SOt 0 2;

SO2 tác dụng với dung dịch NaOH thu được 2 muối là NaHSO3 và Na2SO3

Vì 2 muối có nồng độ bằng nhau nên chúng có số mol bằng nhau  nNaHSO3 nNa SO2 3

Bảo toàn nguyên tố Na 1.nNaHSO3 2.nNa SO2 3 1.nNaOH 0,12 nNaHSO3 nNa SO2 3 0,04 mol;

Bảo toàn nguyên tố S  nS 1.nNaHSO3 1.nNa SO2 3 0,08 mol mS0,08.322,56gam  Đáp án B

dịch X Cô cạn dung dịch X thu được m gam rắn khan Gía trị của m là:

Ta có: 2

2

SO KOH

Bảo toàn nguyên tố K  1nKOH ban ®Çu2nK S2 1nKOH d  nKOH d 0,5 0,15.2 0,2 (2);

Từ (1), (2)  mR¾ n mK S2 mKOH d 0,15.110 0,2.56 27,7gam  Đáp án D.

25% (d = 1,28) Nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch là :

HSO hay NaHSO3

Bảo toàn nguyên tố S 1.nNaHSO3 1.nSO2 0, 4 mol  mNaHSO3 0, 4.10441,6 gam

Khối lượng dung dịch sau phản ứng = mddNaOHmSO2 mH O2 50.1,28 0, 4.64 0,4.18  96,8 gam

3 NaHSO

41,6

96,8

khí X Dẫn hỗn hợp khí X đi qua dung dịch CuCl2 dư, tạo ra 9,6 gam kết tủa Giá trị m gam hỗn hợp đã dùng là

2

HFe

B¶o toµn electron  2.n = 2.n  n 0,3 mol  m = 0,3.56 + 0,1.88 = 25,6 gam  Đáp án C.

Dạng 7 H 2 S, SO 2 tác dụng với chất oxi hóa mạnh.

Phương pháp giải + H 2 S, SO 2 có tính khử khi tác dụng chất có tính oxi hóa mạnh như dung dịch KMnO 4 , dung dịch Br 2 thì nguyên

vừa đủ 200 ml dung dịch KMnO4 1M Giá trị của V là:

Thêm tiếp vào dung dịch sau phản ứng Ba(NO3)2 dư, thu được m gam kết tủa trắng Giá trị của m là:

thu được dung dịch Y Cho một lượng dư BaCl2 vào dung dịch Y thu được 93,2 gam kết tủa trắng Phần trăm khốilượng của H2S trong hỗn hợp X là:

Hướng dẫn giải:

4 2

H S

H S SO

+Khi pha loãng hoặc trộn lẫn các dung dịch không phản ứng với nhau ta nên sử dụng sơ đồ đường chéo

► Các ví dụ minh họa ◄

H2SO4 a% Gía trị của a là:

phần trăm của H2SO4 trong X là:

Sơ đồ đường chéo:

2 4

38,7 gam H SO 2SO H SO (114%) (a - 30) a

BaCl2 vào X thấy có 186,4 gam kết tủa trắng Công thức của oleum là:

A H2SO4.SO3 B H2SO4.2SO3 C H2SO4.3SO3 D H2SO4.4SO3.

+ Kim loại M (trước H) tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng:

2M + xH2SO4   M2(SO4)x + xH2 (x là hóa trị thấp nhất của kim loại)

Sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố, khối lượng và bảo toàn electron ta có thể thiết lập được một số công thức:

H SO H SO

muèi sunfat Kim lo¹i SO Kimlo¹i H

 Bản chất là đây là phản ứng trao đổi, ta thấy sự kết hợp của 1OH và 1H tạo 1H2O; hoặc 1O kết hợp với 2H tạo ra 1H2O.

 Khi giải bài tập phần này ta nên áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng, cũng như áp dụng linh hoạt các định luật bảo toàn electron, khối lượng, nguyên tố

► Các ví dụ minh họa ◄

9.1 Tác dụng với kim loại

lít khí H2 (đktc) Khối lượng của Fe trong 2m gam X là

khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được bao nhiêu gam muối sunfat khan?

muèi sunfat KL SO KL H

đktc Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là:

sunfuaric loãng, dư, sau phản ứng thu được dung dịch Y và V lít khí (đktc) Gía trị của V gần nhất với?

H2SO4 loãng dư thu được dung dịch Y và 7,056 lit H2 (đktc) Kim loại M là:

dịch Y và V lit khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch Y thu được 36,48 gam muối sunfat khan Kim loại M là:

Gọi k là hóa trị của kim loại M

Bảo toàn electron k.nM 2.nH2 2.5,376 0,48

9.2 Tác dụng với bazo, oxit kim loại

Cách 2: Dựa vào đáp án ta thấy có 3 trường hợp kim loại hóa trị II và chỉ có 1 kim loại hóa trị III Vậy ta giả sử

kim loại ta cần tìm có hóa trị II

dịch chứa 91,3 gam muối Phần trăm khối lượng của Al2O3 trong X là:

Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn

Bảo toàn nguyên tố Cu và Al  nCuSO4 nCuO; nAl (SO )2 4 3 = nAl O2 3

Bảo toàn khối lượng

đủ, sau phản ứng thu được dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được m gam hỗn hợp muối sunfat khan Gía trị của m là:

Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố H  nH O2 nH SO2 4 1,7.0,50,85 mol

Bảo toàn khối lượng  mOxitmH SO2 4 mMuèimH O2  mmuèi46,1 0,85.98 0,85.18 114,1 gam  

 Đáp án A

Cách 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

2 4 4

 Đáp án B

dung dịch Y và thấy có 7,84 lít khí (đktc) thoát ra Thành phần phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X gần

nhất với gía trị nào sau đây?

Để trung hoà dung dịch X người ta phải dùng 125ml dung dịch NaOH 25% (d= 1,28) Nồng độ phần trăm củadung dịch H2SO4 là:

Phương trình phản ứng: Ba(OH)2 + H2SO4   BaSO4 + 2H2O

thu được dung dịch Y và 7,84 lít khí bay ra (đkc) Khi cô cạn dung dịch Y thu được 38,2 muối khan Gía trị m là:

Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố H H SO2 4 H O2 CO2

Cách 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

Muối sunfat và muối cacbonat khác nhau ở ion 2

7,84

22,4

sau phản ứng hoàn toàn, thu được V lít khí (đktc) và dung dịch Y chứa 43 gam muối sunfat Gía trị của V là:

Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố H  nCO2 nH O2 nH SO2 4 a mol

Bảo toàn khối lượng  mmuèi cacbonatmH SO2 4 mmuèi sunfatmH O2 mCO2

2 CO

Cách 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

và nhiều hợp chất như FeO, C 12 H 22 O 11 , H 2 S Trong các phản ứng đó, nguyên tử 6

SO (trong muèi sunfat )

muèi sunfat Kim lo¹i SO Kimlo¹i SO S H S

V lít SO2 ở đktc (sản phẩm khử duy nhất của S+6) Giá trị của V là:

Bảo toàn electron

2,83

Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn

Bảo toàn electron

0,282

dung dịch Y và thoát ra 12,32 lit khí SO2 (đktc), sản phẩm khử duy nhất Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu được m gam muối sunfat khan Gía trị của m là:

2 4

4

Al SO Al

muèi ZnSO Zn

muèi sunfat Kimlo¹i SO Kim lo¹ i SO

được dung dịch Y và thoát ra 12,32 lit khí SO2 (đktc), sản phẩm khử duy nhất Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu

được m gam muối sunfat khan Gía trị của m là:

Ta nhận thấy sau phản ứng có 3 muối, tức là có 3 ẩn mà chỉ có 2 dữ kiện số liệu để lập được 2 phương trình toánhọc Vậy nên ta không thể giải bài toán này theo cách thông thường Bài toán này sẽ giải được theo công thức giải nhanh (Công thức này được thiết lập dựa trên định luật bảo toàn electron , bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn điện tích)

2

2 4

muèi sunfat Kim lo¹i SO Kim lo¹ i SO

(đktc) và dung dịch Y Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là:

Ta có:

2

X

Fe SO

ứng, tạo muối Al2(SO4 )3, H2O và sản phẩm khử X Vậy X là:

(Đề thi thử THPT Cẩm Khê - Phú Thọ, lần 1 năm 2016)

Vì sản phẩm khử của H2SO4 đặc có nhiều dạng như SO2, S, H2S nên bài toán sử dụng cách truyền thống (viết phương trình, cân bằng và đặt ẩn) sẽ không khả thi Vì vậy sử dụng định luật bảo toàn là cách hợp lí.

Gọi sản phẩm khử là X và k là số electron mà H2SO4 nhận để tạo ra X

O ,t (1)



     SO 3    H O(3)2 H 2 SO 4 + Trong thực tế, quá trình sản xuất luôn có hiệu suất H = a% < 100%.

Khi bài toán cho hiệu suất và yêu cầu xác định lượng chất ta cứ tính toán bình thường, sau đó lấy kết quả nhân

cho H

100(nếu chất cần tính ở phía sau phản ứng), hoặc nhân cho 100

H (nếu chất cần tính ở phía trước phản ứng).

► Các ví dụ minh họa ◄

Biết tỉ khối của X so với Y là 0,8 Tính hiệu suất của phản ứng tổng hợp SO3 ?

dX / O2 1,6 dX / Y 0,8

2

SOSO

ta sử dụng 15 tấn quặng pirit sắt (chứa 80% FeS2) để sản xuất ra 39,2 tấn dung dịch H2SO4 40% Vậy hiệu suấtchung cho cả quá trình sản xuất axít sunfuric từ quặng trên là:

Bảo toàn nguyên tố S  nH SO2 4 2.nFeS2 0,2 mH SO (lÝ thuyÕt )2 4 0,2.98 19,6 tÊn.

Lượng H2SO4 thực tế thu được là

m tấn quặng pirit trên và biết hiệu suất của cả quá trình sản xuất H2SO4 là 90% Gía trị của m là:

3 Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp X bằng

một lượng khí O2 vừa đủ, chia sản phẩm cháy thành 2 phần bằng nhau Phần 1 dẫn vào bình đựng dung dịch NaOH

dư thấy khối bình tăng thêm 18,2 gam Phần 2 cho tác dụng hết với dung dịch nước Brom, sau đó cho thêm mộtlượng dư BaCl2 vào ta thấy xuất hiện m gam kết tủa trắng Gía trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

Ta có: m b×nh t¨ng = mSO2 + mH O2 a.64 1,5a.18 18,2 gam   a = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố S  nBaSO4 nH SO2 4 nSO2  a 0,1mol mBaSO40,1.23323,323gam

 Đáp án D

chất rắn X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HCl thu được khí Y và 6,4 gam bã rắn không tan Làm khôchất bã rắn rồi đốt cháy hoàn toàn thu được khí Z Khí Z phản ứng vừa đủ với khí Y thu được 19,2 gam đơn chấtrắn Vậy M là: