Bởi chỉ ngay trong một phản ứng hoỏ học khi cú sự diễn ra sự biến đổi từ chất này thành chất khỏc thỡ cũng đồng thời kộo theo những sự thay đổi về lượng chất, trạng thỏi, màu sắc của cỏc
Trang 1PhầN I - Đặt vấn đề
1.Lớ do:
Trong bộ mụn Húa Học thỡ cỏc dạng bài tập là đa dạng và phong phỳ Bởi chỉ ngay trong một phản ứng hoỏ học khi cú sự diễn ra sự biến đổi từ chất này thành chất khỏc thỡ cũng đồng thời kộo theo những sự thay đổi về lượng chất, trạng thỏi, màu sắc của cỏc chất tham gia và cỏc chất sản phẩm, chớnh những sự thay đổi này đó đặt ra trước mắt học sinh rất nhiều yờu cầu cần phải được giải quyết xong cũng cú thể chia gọn làm 2 kiểu bài tập chớnh đú là cỏc bài tập định lượng và cỏc dạng bài tập định tớnh Trong cỏc dạng bài tập định lượng thỡ dạng bài xỏc định thành phần của hỗn hợp là một trong những kiểu bài mang tớnh đặc trưng của bộ mụn cú tầm ứng dụng cao và thường gặp, đõy cũng là một trong những yờu cầu quan trọng cần đạt được đối với học sinh bậc trung học
Thực tế với cỏc em học sinh bậc trung học cơ sở nhất là học sinh vựng nụng thụn thỡ cơ sở vật chất, điều kiện học tập cũn rất nhiều hạn chế Bài tập của
bộ mụn đặt ra nhiều mà thời gian được rốn luyện trờn lớp lại ớt, nờn việc được hướng dẫn, làm quen với thực hành, thớ nghiệm, rốn kĩ năng làm bài tập cũn nhiều hạn chế Vỡ vậy trong thực tế giảng dạy để cỏc em nhận biết, hiểu và cú kĩ năng làm tốt cỏc dạng bài tập hoỏ học cũng gặp rất nhiều khú khăn Bờn cạnh đú
để làm tốt bài tập xỏc định thành phần của hỗn hợp lại cần cú cỏc kĩ năng giải toỏn nghĩa là học sinh phải biết vận dụng cỏc kĩ năng của giải toỏn nhất là kĩ năng giải toỏn bằng cỏch lập phương trỡnh và hệ phương trỡnh để đưa bài tập húa học thành một bài toỏn giải phương trỡnh hoặc giải hệ phương trỡnh và giải quyết theo yờu cầu của bài
2 Mục đớch nghiờn cứu:
Hoỏ học với đặc thự là mụn khoa học thực nghiệm; nghĩa là từ những kết quả thớ nghiệm để hỡnh thành nờn kiến thức cơ bản hoặc từ kết quả đú để giải quyết cỏc yờu cầu của bài tập Trong đú bài tập xỏc định thành phần của hỗn hợp là một vớ dụ
3 Đối tượng và phạm vi :
Bài tập xỏc định thành phần của hỗn hợp đều cú ở cỏc mức độ khỏc nhau, cho nờn với mỗi đối tượng học sinh thỡ đều cú cỏc loại bài phự hợp Chớnh vỡ thế, để giỳp cỏc em học sinh cấp trung học cơ sở với cỏc năng lực khỏc nhau cú thể phõn loại và làm tốt cỏc bài tập thuộc dạng này, tụi sẽ trỡnh bày một số vấn đề về việc
Trang 2định dạng và giải cỏc bài tập xỏc định thành phần của hỗn hợp dựa vào phương trỡnh húa học
PhầN II: Giải quyết vấn đề
1/ CÁC BIỆN PHÁP THỰC HIỆN
Dựa vào tớnh chất của hỗn hợp, cú thể chia cỏc bài tập hỗn hợp thành 3 dạng chớnh như sau:
Dạng 1: Hỗn hợp gồm cỏc chất cú tớnh chất khỏc nhau
*Tổng quỏt :
A AX
+ X
B B( khụng phản ứng)
* Cỏch giải :
Thường tớnh theo 1 PTHH để tỡm lượng chất A suy ra lượng chất B ( hoặc ngược lại nếu dữ kiện đề cho khụng liờn quan đến PTHH )
Dạng 2: Hỗn hợp gồm cỏc chất cú tớnh chất tương tự nhau
* Tổng quỏt :
A AX
+ X
* Cỏch giải :
Đặt ẩn ( a, b …) cho số mol của mỗi chất trong hỗn hợp
- Viết PTHH tớnh theo PTHH với cỏc ẩn
- Lập cỏc phương trỡnh toỏn liờn lạc giữa cỏc ẩn và cỏc dữ kiện
- Giải phương trỡnh tỡm ẩn
- Hoàn thành yờu cầu của đề
Dạng 3: Hỗn hợp chứa một chất cú cụng thức hoỏ học trựng sản phẩm của chất kia
*Tổng quỏt :
A AX + B( mới sinh)
+ X
B B( ban đầu)
*Cỏch giải:
- Như dạng 2:
Trang 3- Cần chú ý : Lượng B thu được sau phản ứng gồm cả lượng B còn lại và lượng B mới sinh ra trong phản ứng với chất A
2/ BÀI TẬP ÁP DỤNG
Dạng 1: Hỗn hợp gồm các chất có tính chất khác nhau
VÍ DỤ:( Bài 5 T54 SGK hoá học 9)
Cho 10,5g hỗn hợp Cu và Zn tác dụng với dung dịch HCl dư sau phản ứng thu được 2,24 lít khí hiđro(đktc)
a) Viết phương trình hoá học
b) Tính khối lượng chất rắn còn lại trong phản ứng?
Hướng dẫn:
Chỉ có Zn tác dụng với dung dịch HCl
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
2
2, 24
0,1( )
22, 4
H
- Theo phương trình hóa học:
nZn nH2 0,1( mol )
Thành phần hỗn hợp là :
mZn = 0,1.65 = 6,5 gam
Vậy khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng là:
mCu = 10,5 – 6,5 = 4 gam
* VẬN DỤNG:
BÀI 1 ( Bài 4- T14 SGK hoá học 9)
Có 10 gam hỗn hợp hai kim loại đồng và sắt Hãy giới thiệu phương pháp xác định thành phần phần trăm(theo khối lượng) của mỗi kim loại trong hỗn hợp theo:
a) Phương pháp hóa học Viết phương trình hóa học
b) Phương pháp vật lí
BÀI 2: ( Bài 6 T58 SGK hoá học 9)
Để xác định thành phần phần trăm khối lượng của hỗn hợp A gồm bột nhôm và bột magie, người ta thực hiện hai thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp A tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng
dư, thu được 1568 ml khí ở đktc
- Thí nghiệm 2: Cho m gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch NaOH dư, sau
phản ứng thấy còn lại 0,6 gam chất rắn
Trang 4- Tính phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A?
BÀI 3: ( Bài 5- T87 SGK hoá học 9)
Hãy xác định thành phần % về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp CO và
CO2, biết các số liệu thực nghiệm như sau:
- Dẫn 16 lít hỗn hợp CO và CO2 qua nước vôi dư thu được khí A
- Để đốt cháy hoàn toàn khí A cần 2 lít khí oxi
Các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện nhiết độ và áp suất
BÀI 4: ( Bài 5- T167/ SGK hoá học 9)
Cho 4,8 gam hỗn hợp A gồm Fe, Fe2O3 tác dụng với dung dịch CuSO4 dư Sau khi phản ứng kết thúc, lọc lấy phần chất rắn không tan, rửa sạch bằng nước Sau đó, cho phần chất rắn tác dụng với dung dịch HCl dư thì còn lại 3,2 gam chất rắn màu đỏ
a) Viết các phương trình hóa học
b) Tính thành phần % các chất trong hỗn hợp A ban đầu
BÀI 5:
Ngâm 5,12 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 trong dung dịch CuSO4 dư Sau khi phản ứng kết thúc ,lọc lấy chất rắn không tan Để hoà tan lượng chất rắn này cần 80 ml dung dịch HCl 1M Phản ứng xong vẫn còn 3,2 gam chất rắn màu đỏ không tác dụng với axit
- Xác định thành phần % theo khối lượng của các chất trong hỗn hợp ban đầu ? Dạng 2: Hỗn hợp gồm các chất có tính chất tương tự nhau
VÍ DỤ 1: ( Bài 7- T19 SGK hoá học 9)
Hòa tan hoàn toàn 12,1 gam hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 100 ml dung dịch HCl 3M
a) Viết phương trình hóa học;
b) Tính phần trăm khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu?
c) Hãy tính khối lượng dung dịch H2SO4 20% để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên?
Hướng dẫn:
Cách 1:
a) Các phương trình hóa học xảy ra
CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
a 2a
ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O
b 2b
b) Đặt số mol của CuO và ZnO lần lượt là a, b mol (a,b >0)
Trang 5- Theo đầu bài ta có : 2a + 2b = 3.0,1
80a + 81b = 12,1 giải ra a = 0,05 ; b = 0,1
mCuO = 0,05.80 = 4 g ; mZnO =0,1.81 = 8,1 g
%mZnO = 100% - 33,058% = 66,942%
c) Các phương trình hóa hcọ xảy ra
CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O
0,05 0,05
ZnO + H2SO4 ZnSO4 + H2O
0,1 0,1
=> Tổng số mol H2SO4 cần dùng là: 0,05 + 0,1 = 0,15 mol
mH SO2 4 0,15.98 14, 7 g
Khối lượng dung dịch H2SO4 20% cần dùng là:
14, 7.100 73,5
Cách 2:( Nếu HS chưa biết cách giải hệ phương trình)
a) Các phương trình hóa học xảy ra
ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O (1)
0,5x x
CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (2)
(0,3- x):2 (0,3-x)
b) Đặt: nHCl(1) x => nHCl(2) 0, 3 x (x > 0)
Vậy theo PTHH và bài ra ta có:
81.0,5x + 80.(0,3 – x):2 = 12,1 gam Giải ra: x = 0,2
VÍ DỤ 2 :
Hoà tan 34,2 gam hỗn hợp gồm Al2O3 và Fe2O3 vào trong 1 lít dung dịch HCl 2M, sau phản ứng còn dư 25% axit Cho dung dịch tạo thành tác dụng với
dd NaOH 1M sao cho vừa đạt kết tủa bé nhất
a) Tính khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp?
b) Tính thể tích của dung dịch NaOH 1M đã dùng
4.100%
12.1
CuO
Trang 6Hướng dẫn :
a) Đặt ẩn cho số mol Fe2O3 và Al2O3 lần lượt là a, b ( mol)
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O
a 2a
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
b 2b
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
2a 6a 2a
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
2b 6b 2b
Vì lượng kết tủa bé nhất nên Al(OH)3 bị tan ra trong NaOH dư
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
2b 2b
HCl + NaOH NaCl + H2O
0,5 0,5
Số mol HCl ( pư với oxit ) là: 1.2.75% = 1.5 mol
Số mol HCl ( pư với NaOH ) : 2 25% = 0,5 mol
Theo đề bài ta có : 6a + 6b = 1,5
160a + 102b = 34,2
giải ra được a = 0,15 ; b = 0,1
Khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp:
b/ Tổng số mol NaOH = 6a + 8b + 0,5 = 2,2 mol
=> V ddNaOH = 2,2 : 1 = 2,2 lít
* VẬN DỤNG:
BÀI 1: ( Bài 7- T69 SGK hoá học 9)
Cho 0,83g hỗn hợp gồm nhôm và sắt tác dụng với lượng H2SO4 loãng dư Sau phản thu được 0,56 lít khí ở đktc
a) Viết các phương trình hóa học
- Tính thành phần % khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu?
BÀI 2: ( Bài 4- T122/ SGK hoá học 9)
Đốt cháy 28 ml hỗn hợp khí metan và axetilen cần phải dùng 67,2 ml khí oxi
a) Tính phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp
gam
m Fe O 0,15.160 24
3
gam
m Al O 0,1.102 10,2
3
Trang 7b) Tính thể tích khí CO2 sinh ra?(Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)
Hướng dẫn :
Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thì tỉ lệ thể tích chất khí tương đương với tỉ lệ số mol Đặt thể tích các chất khí lần lượt là x, y và làm như trên
BÀI 3: ( Bài 5- T122/ SGK hoá học 9)
Cho 0,56 lit (đktc) hỗn hợp khí gồm C2H4, C2H2 tác dụng hết với dung dịch brom dư, lượng brom đã tham gia phản ứng là 5,6 gam
a) Hãy viết phương trình hóa học
b) Tính phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp
BÀI 4:
Hỗn hợp A chứa Fe và kim loại M có hoá trị không đổi Tỉ lệ số mol của M
và Fe trong A là 2:3 Chia A thành 3 phần bằng nhau
+ Phần 1 : Đốt cháy hết trong O2 thu được 66,8 gam hỗn hợp gồm Fe3O4 và ôxit của M
+ Phần 2 : Hoà tan hết vào dung dịch HCl thu được 26,88 lit khí H2 (đktc)
+ Phần 3 : Tác dụng vừa đủ với 33,6 lít khí Cl2 (đktc)
- Xác định tên kim loại M và khối lượng của từng kim loại trong hỗn hợp BÀI 5:
Một dung dịch A có chứa AlCl3 và FeCl3 Thêm dần dung dịch NaOH vào
100 ml dung dịch A cho đến dư ,sau đó lọc lấy kết tủa rửa sạch ,sấy khô và nung
ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi cân được 2 gam
Mặt khác người ta phải dùng hết 40 ml dung dịch AgNO3 2M mới tác dụng vừa đủ với các muối cloua có trong 50 ml dung dịch A
a) Viết các PTPƯ xảy ra
b) Tính nồng độ mol của AlCl3 và FeCl3 có trong dung dịch A ?
* Một số điểm cần lưu ý khi giải toán hỗn hợp:
- Nếu hỗn hợp được chia phần có tỉ lệ ( gấp đôi, bằng nhau … ) thì đặt ẩn x, y, z
…cho số mol từng chất trong mỗi phần
- Nếu hỗn hợp được chia phần không có quan hệ thì đặt ẩn (x,y,z …)cho số mol mỗi chất ở một phần và giả sử số mol ở phần này gấp k lần số mol ở phần kia
VÍ DỤ 3: ( Trích đề thi HSG thành phố Hải Phòng 2008-2009)
Đốt hoàn toàn 11g hỗn hợp C2H2, C3H6, CH4 tạo ra 12,6g H2O, mặt khác 11,2 lít (đktc) hỗn hợp này làm mất màu 1 lít dung dịch brom 0,625M
- Xác định % thể tích từng khí trong hỗn hợp ?
Hướng dẫn:
- Các PTHH xảy ra:
Trang 82C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O (1)
2C3H6 + 9O2 6CO2 + 6H2O (2)
b 3b
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O (3)
C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (4)
ka 2ka
C3H6 + Br2 C3H6Br2 (5)
kb kb
- Theo bài ra ta có:
- Đặt số mol của C2H2, C3H6, CH4 trong 11g hỗn hợp lần lượt là a, b, c và số mol
ở 11,2 lít hỗn hợp gấp k lần số mol ở 11g hỗn hợp
- Theo bài và phương trình hoá học ta có hệ phương trình:
26a + 42b + 16c = 11 a = 0,2
a + 3b + 2c = 0,7 Giải ra ta được b = 0,1
2ka + kb = 0,625 c = 0,1
k(a + b + c) = 0,5
- Vậy % thể tích các khí trong hỗn hợp là:
* VẬN DỤNG:
BÀI 1:
Một hỗn hợp gồm CH4 , H2 , CO
TN1: Đốt cháy 8,96 lít hỗn hợp thì cần đúng 7,84 lít khí O2
TN2: Dẫn 11,8 gam hỗn hợp qua ống đựng CuO đang nung nóng thì có 48 gam CuO đã phản ứng
%;
50 4
, 0
% 100 2 , 0 )
(
%;
25 4
, 0
% 100 1 , 0 )
(
% 25 ) (
%V CH4
2
2
12, 6
0, 7( ) 18
11, 2
0, 5( )
22, 4 1.0, 625 0, 625( )
H O
hh
Trang 9- Tính % thể tích của mỗi chất trong hỗn hợp?
BÀI 2:
Đốt cháy hoàn toàn 1,14 gam hỗn hợp A gồm CH4 , C2H4 , C3H6 thu được 3,52 gam CO2 Nếu cho 448 ml hỗn hợp A đi qua dung dịch Brôm dư thì có 2,4 gam brôm phản ứng
- Tính % thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A Các thể tích khí đo ở đktc? BÀI 3:
Đốt hoàn toàn 16,8 gam hỗn hợp X gồm Mg, Cu, Ca trong khí oxi thì thu được 23,2 gam hỗn hợp oxit Nếu cho 0,2 mol hỗn hợp X tác dụng với H2O dư thì được dung dịch Y ; m( gam) rắn Q và 0,2 gam khí Z
-Tìm khối lượng mỗi kim loại trong 16,8 gam hỗn hợp X ? Định m ?
( ĐS : 2,4 g Mg ; 6,4 g Cu ; 8 g Ca ) BÀI 4
Một hỗn hợp X gồm Fe , FeO , Fe2O3 Lấy 0,4 gam X cho tác dụng với HCl dư thu được 56 ml khí H2 (đktc) Đem khử 1 gam hỗn hợp X bằng H2 thì thu được 0,2115 gam H2O
a) Tính % về khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp
b) Tính thể tích dung dịch HNO3 0,5M phải dùng để hoà tan hết 1 gam hỗn hợp X trên, phản ứng cho khí NO?
Dạng 3: Hỗn hợp chứa một chất có công thức hóa học trùng sản phẩm của chất kia
VÍ DỤ:
Khử 13,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Fe2O3 bằng khí CO dư thì thu được một rắn B Để hoà tan hoàn toàn rắn B phải dùng đúng 400ml dung dịch HCl 1M Lượng muối sinh ra cho tác dụng với dd NaOH dư thì thu được m ( gam) kết tủa Tính % khối lượng mỗi chất trong A và xác định m?
Hướng dẫn:
Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe và Fe2O3 trong hỗn hợp
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
Rắn B gồm : (a + 2 b ) mol Fe
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
(a+2b) 2(a+2b) (a+2b)
FeCl2 + 2NaOH 2NaCl + Fe(OH)2
(a+2b) (a+2b)
Trang 10Theo đề bài ta có : 56a + 160b = 13,6
2(a + 2b) = 0,4.1 = 0,4 giải ra : a = 0,1 ; b = 0,05
%m Fe = => %Fe2O3 = 58,82%
- Khối lượng kết tủa : m = ( a+ 2b) 90 = 0,2 90 = 18 gam
* VẬN DỤNG:
BÀI 1:
Cho dòng khí H2 dư đi qua 2,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 đang được nung nóng Sau phản ứng trong ống nghiệm còn lại 1,96 gam Fe Nếu cho 2,36 gam hỗn hợp đầu tác dụng với dụng dịch CuSO4 đến phản ứng hoàn toàn, lọc lấy chất rắn làm khô cân nặng 2,48 gam
-Tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp?
BÀI 2:
Ngâm 18,6 gam hỗn hợp Zn, Fe trong 250 ml dung dịch FeSO4 (vừa đủ) Kết thúc phản ứng thu được 16,8 gam Fe
a) Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ?
b) Xác định nồng độ mol của dung dịch FeSO4?
BÀI 3:
Nung 25 gam hỗn hợp A gồm NaHCO3 và Na2CO3 đến khối lượng không đổi thu được 17,25 gam chất rắn
a) Tính phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A
b) Phải cần bao nhiêu lít khí CO2 (đktc) và bao nhiêu gam dung dịch NaOH 16% để tạo ra dung dịch chứa 25 gam hỗn hợp A
BÀI 4:
Hỗn hợp A gồm Na2CO3 và BaCO3 Hoà tan A trong 500 ml dung dịch Ba(HCO3)2 được dung dịch C và phần không tan B Chia dung dịch C thành 2 phần bằng nhau :
+ Phần 1: Cho tác dụng với lượng dư dung dịch CaCl2 được 2 gam kết tủa + Phần 2: Tác dụng vừa hết với 40 ml dung dịch KOH 0,5M
Cho phần không tan B tác dụng với lượng dư dung dịch HCl Toàn bộ khí thoát ra được hấp thụ hết vào 200 ml dung dịch Ba(OH)2 0,25M Sau phản ứng lọc tách kết tủa ,cho dung dịch còn lại tác dụng với dung dịch NaOH dư ,thu được 1,97 gam kết tủa Tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp A và nồng độ mol/l của dung dịch Ba(HCO3)2?
% 18 , 41 6
, 13
% 100 56 1 , 0