Quy tắc hoỏ trị tỡm hoỏ trị lập cụng thức Tổng quỏt hoỏ trị A x a B y b =>ax=by vậy hoỏ trị nguyờn tố A là x by a = * 2.5 Lưu ý: - Để xác định nguyên tố kim loại hoặc phi kim trong hợp
Trang 1Tài liệu bồi dưỡng HSG Húa học 9 GV: Trương Thế thảo
CHUYấN ĐỀ 3: TèM CễNG THỨC HểA HỌC
CÁC CHẤT Vễ CƠ
I Dạng 1 : Phương phỏp giải bài toỏn dựa trờn biều thức dại số (BTĐS)
1 Phương phỏp giải:
- Bước 1 : Đặt cụng thức cần tỡm (ủặt CTTQ)
- Bước 2 : Lập phương trỡnh (dựa trờn biểu thức ủại số)
- Bước 3 : Giải phương trỡnh trờn => Kết luận
2 Cỏc cụng thức ỏp dụng:
2.1 Cụng thức tớnh % của nguyờn tố trong hợp chất với hợp chất AxBy ta luụn cú:
y M
x M B A M
y M B M
x M A
B A
B A B
B A A
y x
y x
%
% 100
%
100
%
=
⇒
ì
=
ì
=
2.Công thức tính khối lượng của nguyên tố trong hợp chất
CTTQ AxBy AxBy
mA = nA
x B y.MA.x >
B
A
m
m
=
y M
x M
B
A
2.3 Gợi ý cỏch ủặt CTTQ oxit
- Nếu M cú hoỏ trị n khụng ủổi (hoặc M cú một hoỏ trị cho trước) => CTTQ Oxit M2On
- Nếu ủề khụng gợi ý nào về hoỏ trị => CTTQ oxit MxOy
2.4 Quy tắc hoỏ trị (tỡm hoỏ trị lập cụng thức)
Tổng quỏt hoỏ trị A x a B y b =>ax=by vậy hoỏ trị nguyờn tố A là
x
by
a = (*)
2.5 Lưu ý:
- Để xác định nguyên tố kim loại hoặc phi kim trong hợp chất có thể phải lập bảng xét hoá trị ứng với nguyên
tử khối của kim loại hoặc phi kim đó
- Hoá trị của kim loại (n): 1 ≤ n ≤ 4, với n nguyên Riêng kim loại Fe phải xét thêm hoá trị 8/3
- Hoá trị của phi kim (n): 1 ≤ n ≤ 7, với n nguyên
- Trong oxit của phi kim thì số nguyên tử phi kim trong oxit không quá 2 nguyên tử
3 Bài tập minh họa:
Bài 1 : Một oxit Nitơ (A) cú cụng thức NOx và cú %N = 30,43 Tỡm cụng thức của A ?
Theo bài ra ta cú: CTTQ của A là NOx
16
14
1 14
+
x
x
Bài 2 : Một oxit sắt cú %Fe = 72,41% Tỡm cụng thức oxit
Giải : Cụng thức oxit FexOy
- Cỏch 1 : Ta cú 100 72,41 : 3:4
16 56
56
+
y x
x
41 , 72 100
41 , 72 16
56
%
ư
=
y
x O
Fe
là Fe3O4
Bài 3 : Một oxit của kim loại M cú %M = 63,218 Tỡm cụng thức oxit
Giải : Đặt CTTQ MxOy : Ta cú
x
y M
y
x M O
M
5 , 27 218
, 63 100
218 , 63 16
%
ư
=
Trang 2Tài liệu bồi dưỡng HSG Húa học 9 GV: Trương Thế thảo
Từ (*) ta cú
x
y x
y
75 , 13 5
,
= với 2y/x là hoỏ trị của M thỡ chỉ cú 2y/x = 4 và M = 55 thoả món kim loại
M là Mn và cụng thức oxit là MnO2
Bài 4 : Oxit của KL M cú cụng thức MxOy và cú mM : mO = 7 : 3 Tỡm cụng thức oxit
Giải : CTTQ MxOy ta cú
x
y x
y M
y
x M y M
x M m
m y M n m
x M n m
O
M
O M O
M O
O M O
M O M M
y
x
y x
y
67 , 18 33 , 37 3
7 16
=
=
⇔
=
⇔
=
=>
=
=
Chỉ cú 2y/x = 3 và M = 56 là Fe Oxit là Fe2O3
4 Bài tập ỏp dụng:
Bài 1: Một quặng sắt có chứa 46,67% Fe, còn lại là S
a) Tìm công thức quặng
b) Từ quặng trên hãy điều chế 2 khí có tính khử
Đáp số:
a) FeS2
b) H2S và SO2
Bài 2: Oxit đồng có công thức CuxOy và có mCu : mO = 4 : 1 Tìm công thức oxit
Đáp số: CuO
Bài 3: Oxit của kim loại M Tìm công thức của oxit trong 2 trường hợp sau:
a) mM : mO = 9 : 8
b) %M : %O = 7 : 3
Đáp số:
a) Al2O3
b) Fe2O3
Bài 4: Một oxit (A) của nitơ có tỉ khối hơi của A so với không khí là 1,59 Tìm công thức oxit A
Đáp số: NO2
Bài 5: Một oxit của phi kim (X) có tỉ khối hơi của (X) so với hiđro bằng 22 Tìm công thức (X)
Đáp số:
TH1: CO2
TH2: N2O
II Dạng 2: Xỏc ủịnh cụng thức phõn tử hợp chất vụ cơ dựa vào tớnh chất húa học
1 Phương phỏp giải:
- B1 Dựa vào phõn tớch ủịnh tớnh xỏc ủịnh thành phần nguyờn tố, ủặt cụng thức tổng quỏt (CTTQ)
- B2 Dựa vào PTHH và ủịnh luật bảo toàn khối lượng tỡm số mol cỏc nguyờn tố trong hợp chất
- B3 Từ CTTQ lập tỷ lệ số nguyờn tử trong phõn tử chất vụ cơ => CTPT
VD Từ CTTQ CxHyOz ta cú :
O H C O H C
n n n m m m z y
16
: 1
: 12 :
2 Bài Tập minh họa:
Bài 5 : Khi ủốt chỏy 9,7g một chất thỡ tạo thành 8,1g oxit kim loại hoỏ trị II chứa 80,2% kim loại và một chất khớ cú tỉ khối so với H2 bằng 32 Khớ sinh ra cú thể làm mất màu một dd chứa 16g Brom Xỏc ủịnh cụng thức của chất ủem ủốt ?
HD Sản phẩm chỏy cú d/H2 = 32 => Mkhớ = 64(M) Khớ này làm mất màu dung dịch Br2 nờn khớ ủú là SO2 Vậy hợp chất ủem ủốt cú chứa S
Ngoài ra sản phẩm chỏy cũn tạo ủược 8,1 gam một oxit kim loại húa trị II nờn chất ủem ủốt chứa kim loai M
và oxit sinh ra là MO
ta cú : = = => =64,8( )=>
8 , 19
2 , 80 16
%
%
U M
M O
M
là Zn Vậy chất ủem ủốt cú chứa kim loại Zn, S và cú thể cú Oxi
Trang 3Tài liệu bồi dưỡng HSG Hóa học 9 GV: Trương Thế thảo
Ta có Ptpư : SO2 + Br2 + 2H2O > 2HBr + H2SO4
6,4 g 16g => mS = 3,2 g
và m Zn 65 6,5g
81
1
,
= Áp dụng ñlbt klg ta có mO = 9,7 – 3,2 – 6,5 = 0 Vậy hợp chất ñem ñốt chỉ chứa hai nguyên tố là Zn và S Đặt CT của hợp chất là ZnaSb ta có
1 : 1 1 , 0 : 1 , 0
Bài 6 : Đốt cháy hoàn toàn 4,08 gam hợp chất vô cơ X thu ñược 2,16 gam H2O và 2,688 lit SO2 (ñktc) Xác ñịnh công thức phân tử của X
Giải : Do X khi cháy thu ñược SO2 và H2O nên X có chứa S, H có thể có O Đặt CTTQ của X là HxSyOz ta
có
mol n
mol
4 , 22
688 , 2 ,
12 , 0 18
16
,
2
2
0 2 12 , 0 32 12 , 0 08 ,
=
−
−
ta có x : y = nH : nS = 0,24 : 0,12 = 2 : 1 => CTPT H2S
3 Bài tập áp dụng :
Bài 1 : Cho 2 ion XO2 −
3 và YO−
3 trong ñó oxi chiếm lần lượt 60% và 77,4% theo khối lượng Tìm X và Y (Đs X là S và Y là N)
Bài 2 : Oxit KL M có mM : mO = 21 : 8 Tìm CT oxit (Đs = Fe3O4)
Bài 3 : Đốt cháy chất X bằng lượng O2 vừa ñủ ta thu ñược hỗn hợp khí duy nhất là CO2 và SO2 có tỷ khối so với hiñro bằng 28,667 và tỷ khối hơi của X so với không khí nhỏ hơn 3, Xác ñịnh CTPT , CTCT của X ?
Giải : X chứa C và S có thể có oxi 2 : 2 =1:2
SO
CO n
n và MX < 3 => X là CS2
Bài 4 : Hoà tan a gam oxit MO (M có hoá trị không ñổi)bằng một lượng vừa ñủ H2SO4 17,5% thu ược dung dịch muối có nồng ñộ 20% Xác ñịnh công thức oxit
Bài 5 : Cho luồng khí CO ñi qua 16 gam oxit sắt nguyên chất ñược nung nóng trong một ống sứ Khi pư thực hiện hoàn toàn và kết thúc , thấy khối lượng ống giảm 4,8 gam Xác ñịnh CT oxit sắt
Bài 6 : Hoà tan một lượng oxit sắt bằng một lượng dd H2SO4 ñặc nóng , thu ñược 4,48 lít SO2 (ñktc), Phần dung dịch thu ñược chứa 240 gam một loại muối sắt duy nhất Xác ñịnh CT oxit sắt
III Phương pháp xác ñịnh tên nguyên tố dựa vào khối lượng mol:
1 Phương pháp giải :
- B1 Gọi M là kí hiệu hóa học nguyên tố cần xác ñịnh, với hóa trị tương ứng là n ( nếu bài toán không cho biết hóa trị nguyên tố ñó)
- B2 Viết phương trình phản ứng, từ phương trình phản ứng xác ñịnh số mol nguyên tố M
- B3 Lập biểu thức tính nguyên tử khối nguyên tố M theo công thức :
x
m
M = (*) (trong ñó m là khối lượng chất pư , x là số mol tương ứng)
+ Đối với bài toán cho biết hoá trị của kim loại thì ta dựa vào PTHH và công thức (*)
“Tìm ñược trực tiếp M.”=> tên nguyên tố cần xác ñịnh
+ Đối với bài toán chưa cho biết hoá trị của nguyên tố thì dựa vào PTHH và công thức*
“Tìm ñược phương trình toán học dạng f(n) và biện luận tìm M theo số hoá trị của nguyên tố (với M là kim
loại thì n = 1 , 2, 3 còn với M là phi kim thì n = 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7)
+ Đối với bài toán xác ñịnh hỗn hợp hai kim loại thì sử dụng khối lượng mol trung bình, hoặc dựa vào
khoảng biến thiên khối lượng mol ñể xác ñịnh tên nguyên tố Khi ñó khối lượng mol nguyên tử tìm ñược dựa vào biểu thức (*) là khối lượng mol nguyên tử trung bình của hai nguyên tố cần xác ñịnh
2 Bài tập minh họa:
Bài 1 : Cho 0,3 gam kim loại M có hoá trị không ñổi tác dụng hết với nước ñược 168ml H2 (ñktc) Xác ñịnh nguyên tố R
Trang 4Tài liệu bồi dưỡng HSG Hóa học 9 GV: Trương Thế thảo
Hướng dẫn : Ta có n H 0,0075mol
4 , 22
168 , 0
Gọi n là hóa trị của kim loại M cần xác ñịnh (với n = 1 , 2 hoặc 3) ta có
ptpư 2M + 2nH2O -> 2M(OH)n + nH2
2mol - - - -→n mol
x mol - 0,0075mol
mol n n
x 0,0075×2 = 0,015
=
⇒
dựa vào * ta có ñược phương trình 20 ( )
015 , 0
3 , 0
u n n x
m
và biện luận tìm M theo n = 1 , 2 , 3 thì chỉ có n = 2 và M = 40 (u) Kim loại M là Ca
Bài 2 : Cho 8,8 gam hỗn hợp hai kim loại thuộc hai chu kỳ liên tiếp và ñều ở nhóm IIA trong HTTH tác dụng với dung dịch HCl thì thu ñược 6,72 lit H2 (ñktc) Hai kim loại ñó là
A Ca và Mg B Be và Mg C Ca và Sr D Sr và Ba
Hướng dẫn :
Ta có n H 0,3mol
4 , 22
72 , 6
2 = =
Gọi M là kim loại chung thay thế cho hai kim loại nhóm IIA
Ta có ptpư : M + 2HCl MCl2 + H2
1 mol - - - -→1 mol
x mol <- - - 0,3 mol
mol
1
1 3 ,
0 × =
=
⇒
ta có 29,33( )
3
,
0
8
,
8
u
M = = hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp nhóm IIA là Mg (M = 24) và Ca (M = 40)
Bài 3 : Cho 3,25 gam hỗn hợp X gồm một kim loại kiềm M và một kim loại M’ có hoá trị II tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch D và có 1,1088 lit khí thoát ra ở 27,30C và 1 atm Chia dung dịch D thành hai phần bằng nhau :
- Phần 1 ñem cô cạn thu ñược 2,03 gam chất rắn A
- Phần 2 Cho tác dụng với 100ml dung dịch HCl 0,35M tạo ra kết tủa B
1- Xác ñịnh kim loại M , M’ và tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp X ban ñầu
2- Tính khối lượng kết tủa B (biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn)
Hướng ñẫn : Do dung dịch sau phản ứng tác dụng với HCl tạo kết tủa nên M’ là kim loại lưỡng tính
Ta có các ptpư :
2M + 2H2O -> 2MOH + H2 (1)
2MOH + M’ -> M2M’O2 + H2 (2)
T R
V P
3 , 300 4 , 22
273 1088 , 1
×
×
=
=
từ pư 1 và 2 ta có khối lượng chất rắn thu ñược khi cô cạn dung dịch D là MOH và M2M’O2 ⇒ dung dịch D
gồm
O
H
O
M
M
MOH
2
2
2 ' theo bài ra thì khi cô cạn ½ dung dịch D thu ñược 2,03 gam chất rắn Vậy khối lượng chất rắn
thu ñược khi cô cạn dung dịch D là 4,06 gam
Áp dụng ñịnh luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng 1 và 2 ta có :
gam m
m m m
m m m
m X + H2O = D + H2 ⇒ H2O = D + H2 − X =4,06+(2×0,045)−3,25=0,9
Trang 5Tài liệu bồi dưỡng HSG Hĩa học 9 GV: Trương Thế thảo
mol
n H2O =0,05
Theo pư 1 ta cĩ n H n H O 0,025mol
2
05 , 0 2
1
2
2 = = = => số mol H2 ở pư 2 bằng 0,045−0,025=0,02mol Vậy ta cĩ : Theo pư 1 thì n M =n H2O =0,05mol, theo pư 2 thì n M' =n H2 =0.02mol
325 ' 2 5 25 , 3 ' 02 , 0 05 , 0 '
+
×
=
M M
mãn => Kim loại M là Kali (K) và kim loại M’ là kẽm (Zn)
2- Cho HCl vào cĩ pư :
KOHdư + HCl -> KCl + H2O (3)
K2ZnO2 + 2HCl -> 2KCl + Zn(OH)2 (4)
ta tìm được mB = 0,0125x99 = 1,2375 gam
Bài 4 : Cho một lượng kim loại M phản ứng hồn tồn với dung dịch CuSO4 sau phản ứng khối lượng chất rắn thu được gấp 3,555 lần khối lượng M đem dùng Nếu dùng 0,02 mol kim loại M cho tác dụng với H2SO4
lỗng dư thì thu được 0,672 lit khí ở đktc Xác định tên kim loại M ?
Hướng đẫn : Đổi n H 0,03mol
4 , 22
672 , 0
Gọi n là hĩa trị của kim loại M cần xác định ta cĩ pư :
2M + nH2SO4 > M2(SO4)n + nH2
2 mol - - - - - -→n mol
Vậy 0,02 mol - - - →0,03 mol => n = 3 nên pư với dung dịch CuSO4 được viết
2M + 3CuSO4 > M2(SO4)3 + 3Cu
theo pư ta cĩ 2M gam kim loại M pư sinh ra (3x64= 192 gam) Cu
) ( 27 555
,
3
2
192
u M
M
=
⇒
=
Bài 5: Có 5,56 g hỗn hợp A gồm Fe và mot kim loại M (có hóa trị không đổi) Chia A làm hai phần bằng nhau Phần I hòa tan hết trong dd HCl được 1,568 lít hydrô Hòa tan hết phần II trong dd HNO3 loãng thu được 1,344 lít khí NO duy nhất Xác định kim loại M và thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong A (các thể tích khí ở đktc)
Bài làm:
Gọi 2a và 2b là số mol Fe và M trong 5,6g A
Khối lượng mỗi phần của A là:
2
A = 56a + Mb =
2
56
5 = 2,78g
Phần tác dụng với HCl:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (1)
a a
M + nHCl → FeCln + n/2 H2↑ (2)
b
2
n b
Theo (1) và (2) :
nH2 = a +
2
n b =
4 , 22
568 , 1
= 0,07 mol ; hay 2a + nB = 0,14 (I)
Phần tác dụng với HNO3:
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O (3)
a a
Trang 6Tài liệu bồi dưỡng HSG Hĩa học 9 GV: Trương Thế thảo
3M + 4nHNO3 → 3M(NO3)n+ NO↑ + 2nH2O (4)
b
3
n b
Theo (3) va (4) :
nNO = a +
3
n b =
4 , 22
344 ,
1 = 0,06 mol
Hay 3a + nb = 0,18 (II)
Giải hệ PT (I,II) ta được : a = 0,04 mol Fe
Thay vào biểu thức trên : 56 0,04 + Mb = 2,78
Mb = 2,78 – 2,24 = 0,54
Thay vào (I) : nb = 0,14 – 0,08 = 0,06
nb
Mb =
n
M =
06 , 0
54 ,
0 = 9 Hay M = 9n Lập bảng :
n 1 2 3 4
M 9 18 27 36
Cặp nghiệm thích hợp : n = 3 ; M = 27 Vậy M là Al
Thay n = 3 vào (I) và (II) được b = 0,02
Thành phần % khối lượng mỗi chất :
%mAl =
78
,
2
27
02
,
0 100 = 19,42%
%mFe =
78
,
2
56
04
,
0 100 = 80,58%
Bài 6: Hoµ tan hoµn toµn 4gam hçn hỵp gåm 1 kim lo¹i ho¸ trÞ II vµ 1 kim lo¹i ho¸ trÞ III cÇn dïng hÕt 170ml
dung dÞch HCl 2M
a TÝnh thĨ tÝch H2 tho¸t ra (ë §KTC)
b C« c¹n dung dÞch thu ®−ỵc bao nhiªu gam muèi kh«
c NÕu biÕt kim lo¹i ho¸ trÞ III lµ Al vµ sè mol b»ng 5 lÇn sè mol kim lo¹i ho¸ trÞ II th× kim lo¹i ho¸ trÞ II lµ nguyªn tè nµo
a Gäi A vµ B lÇn l−ỵt lµ kim lo¹i ho¸ trÞ II vµ ho¸ trÞ III ta cã :
PTP−: A + 2HCl ACl2 + H2 (1)
2B + 6HCl 2BCl3 + 3H2 (2)
nHCl = V.CM = 0,17x2 = 0,34 (mol)
Tõ (1) vµ (2) ta thÊy tỉng sè mol axit HCl gÊp 2 lÇn sè mol H2 t¹o ra
nH2 = 0,34: 2 = 0,17 (mol)
VH2 = 0,17 22,4 3,808 (lit)
b nHCl = 0,34 mol => nCl = 0,34 mol
mCl = 0,34.35,5 = 12,07g
Khèi l−ỵng muèi = m(hçn hỵp) + m(Cl) = 4+ 12,07 = 16,07g
c gäi sè mol cđa Al lµ a => sè mol kim lo¹i (II) lµ a:5 = 0,2a (mol)
tõ (2) => nHCl = 3a vµ tõ (1) => nHCl = 0,4a
3a + 0,4a = 0,34
a = 0,34: 3,4 = 0,1 mol => n(Kimloai) = 0,2.0,1 = 0,02mol
Trang 7Tài liệu bồi dưỡng HSG Húa học 9 GV: Trương Thế thảo
mAl = 0,1.27 = 2,7 g
Mkimloại = 1.3 : 0,02 = 65 => là : Zn
Bài 7: Hoà tan hết hỗn hợp X gồm oxit của một kim loại cú hoỏ trị II và muối cacbonat của kim loại ủú bằng
H2SO4 loóng vừa ủủ, sau phản ứng thu ủược sản phẩm gồm khớ Y và dung dịch Z Biết lượng khớ Y bằng 44% lượng X Đem cụ cạn dung dịch Z thu ủược một lượng muối khan bằng 168% lượng X Hỏi kim loại hoỏ trị II núi trờn là kim loại gỡ? Tớnh thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp X
RO + H2SO4 RSO4 + H2O (1)
RCO3 + H2SO4 RSO4 + CO2 + H2O (2)
Đặt a là khối lượng hỗn hợp X
x, y là số mol RO và RCO3
Ta cú: (R +16)x + (R + 60)y = a (I)
Từ (1,2): (R + 96)(x + y) = 1,68a (II)
Từ (2): y = 0,01a (III)
Giải (I, II, III): x = 0,004a ; R = 24
Vậy R là Mg (24)
%m = = 16% %m = 84%
Bài 8: Trộn CuO với một oxit kim loại hoá trị II không đổi theo tỉ lệ mol 1 : 2 được hỗn hợp X Cho 1 luồng
CO nóng dư đi qua 2,4 gam X đến phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn Y Để hoà tan hết Y cần 40 ml dung dịch HNO3 2,5M , chỉ thoát ra 1 khí NO duy nhất và dung dịch thu được chỉ chứa muối của 2 kim loại nói trên Xác định kim loại chưa biết
Bài giải:
Vì CO chỉ khử được những Oxít kim loại đứng sau Al trong dãy HĐHH
nên có 2 trường hợp xảy ra
a)Trường hợp 1:Kim loại phải tìm đứng sau Al trong dãy HĐHH
và Oxit của nó bị CO khử
CuO + CO → Cu + CO2 (1)
MO + CO → M + CO2 (2)
3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O (3)
3M + 8HNO3 -> 3M(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O (4)
Coi số mol CuO = x thì MO = 2x và Số mol HNO3 = 0,1
Ta có hệ : 80x + (M + 16) + 2x = 2,4
3
8x
+ 2.8
3x = 0,1 giải hệ cho x = 0,0125 và M = 40 ~ Ca
Trường hợp này không thoả mãn vì Canxi đứng trước Al trong dãy HĐHH và CaO không bị khử bởi
CO
b/ Trường hợp 2 : Kim loại phải tìm đứng trước Al trong dãy HĐHH và Ô xit của nó không bị CO
khử Khi đó không xảy ra phản ứng (2) mà xảy ra phản ứng (1) (3) và phản ứng sau :
MO + 2HNO3 -> M(NO3)2 + H2O
Tương tự coi số mol CuO = a -> MO = 2a ta có hệ :
80a + (M + 16)2a = 2,4
3
8a
+ 4a = 0,1 => a = 0,0125 => M=24 ~Mg (thoả mãn)
Bài 9: Hoà tan hoàn toàn 14,2 gam hỗn hợp C gồm MgCO3 và muối cacbonat của kim loại R vào a xit 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%
a) Xác định kim loại R và thành phần % theo khối lượng của mỗi chất trong C
b) Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch D, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài khí đến khi phản ứng hoàn toàn Tính số gam chất rắn còn lại sau khi nung
a
a.100 004 , 0 40
3
Trang 8Tài liệu bồi dưỡng HSG Hóa học 9 GV: Trương Thế thảo
Bài giải:
C«ng thøc cacbonat kim lo¹i R lµ R2(CO3)x sè mol CO2 = 0,15
MgCO3 + 2HCl -> MgCl2 + CO2 ↑ + H2O
R2(CO3)x + 2xHCl -> 2RClx + x CO2 ↑ + x H2O
a/ Theo ph−¬ng tr×nh, sè mol HCl = 0,15 2 = 0,3 mol
L−îng dung dÞch HCl = 0,3.36,5
0, 073 = 150gam L−îng dung dÞch D = l−îng hçn hîp C + l−îng dung HCl - l−îng CO2↑
= 14,2 + 150 - (44 0,15) = 157,6gam
→ L−îng MgCl2 = 157,6 0,06028 = 9,5 gam ~ 0,1mol
→ MgCO3 = 0,1mol ~ 8,4gam → R2(CO3)x =14,2 – 8,4 = 5,8 gam
Ta cã : 2 R+ 60 x
5,8 = 0,15 0,1
x
− → R =28x tho¶ m·n x = 2 → R = 56 lµ Fe Trong C cã 8,4g MgCO3 ~ 59,15% cßn lµ 40,85% FeCO3
TÝnh ®−îc chÊt r¾n cßn l¹i sau khi nung lµ MgO = 4 gam vµ Fe2O3 = 4 gam
Bài 10: Hòa tan 49,6 gam hỗn hợp một muối sunfat và một muối cacbonat của cùng một kim loại hóa trị I vào nước thu ñược dung dịch X Chia dung dịch X thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Cho phản ứng với lượng dư dung dịch axit sunfuric thu ñược 2,24 lít khí (ño ở ñktc)
- Phần 2: Cho phản ứng với lượng dư dung dịch BaCl2 thu ñược 43 gam kết tủa trắng
a Tìm công thức hóa học của hai muối ban ñầu?
b Tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trên có trong hỗn hợp ban ñầu?
Bài giải:
a Gọi công thức hóa học của hai muối trên là A2SO4 và A2CO3; gọi x, y lần lượt là số mol A2CO3 và A2SO4
- Phản ứng ở phần 1:
A2CO3 + H2SO4 -> A2SO4 + CO2 + H2O (1)
- Phản ứng ở phần 2:
A2CO3 + BaCl2 -> BaCO3 + 2ACl (2)
A2SO4 + BaCl2 -> BaSO4 + 2Acl (3)
Theo pt (1) => x = nCO2= 2,24 : 22,4 = 0,1 mol
- Mặt khác, khối lượng hỗn hợp ở mỗi phần: (2A + 60).0,1 + (2A + 96)y = 492, 6 = 24,8 (*)
- Theo pt (2) và (3), khối lượng kết tủa thu ñược: 197.0.1 + 233.y = 43 => y = 0,1
Thế y = 0,1 vào (*) => A = 23 -> Na
Vậy công thức hai muối: Na2CO3 và Na2SO4
b
- Khối lượng muối Na2CO3 trong hỗn hợp: mNa2CO3 = 106.0,1.2 = 21,2g
- Khối lượng muối Na2SO4 trong hỗn hợp: mNa2SO4 = 49,6 – 21,2 = 28,4g
Vậy thành phần % các chất trong hỗn hợp ban ñầu:
% mNa2CO3 = 4921 ,,62.100%= 42,7%
% mNa2SO4 = 4928,,64.100%= 57,3%
Bài 11: Cho 11,2 gam hỗn hợp X gồm Mg và kim loại R (hóa trị II, ñứng sau H trong dãy hoạt ñộng hóa học) thực hiện hai thí nghiệm:
- Thí nghiệm I: Cho hỗn hợp phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng dư thu ñược 4,48 lít khí H2 (ñktc)
- Thí nghiệm II: Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch H2SO4 ñặc, nóng thu ñược 6,72 lít khí SO2 (ñktc)
a Viết các phương trình hóa học
Trang 9Tài liệu bồi dưỡng HSG Hóa học 9 GV: Trương Thế thảo
b Tính khối lượng Mg, R
c Xác ñịnh R
Bài giải:
a Các phương trình phản ứng:
Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2 (1)
Mg + 2H2SO4 -> MgSO4 + SO2 + 2H2O (2)
R + 2H2SO4 -> RSO4 + SO2 + 2H2O (3)
b - Số mol khí H2: nH2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol
Theo phương trình (1): nMg = nH2= 0,2 mol
=> khối lượng của R: mR = 0,2.24 = 4,8 gam
- Khối lượng của R trong hỗn hợp: mR = 11,2 – 4,8 = 6,4 gam
c – Số mol SO2: nSO2= 6,72 : 22,4 = 0,3 mol
Theo phương trình (2): nSO2= nMg = 0,2 mol
=> Số mol SO2 trên phương trình (3): nSO2(pư3) = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol
Theo phương trình (3): nR = nSO2(pư3) = 0,1mol
Vậy khối lượng mol của R: MR = 6,4 : 0,1 = 64 => R là kim loại Đồng (Cu)
Bài 12: Cho 4,32 gam hỗn hợp kim loại A và B Cho hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư thấy xuất hiện 2,688 lít khí H2 ở ñktc Sau phản ứng khối lượng hỗn hợp giảm ñi một nửa Cho phần còn lại tác dụng với dung dịch H2SO4 ñặc, nóng có 756 ml khí SO2 thoát ra ở ñktc Tìm tên kim loại A và B?
Bài giải:
- Vì sau phản ứng khối lượng hỗn hợp giảm ñi một nửa nên chỉ có một kim loại tác dụng ñược với H2SO4
loãng => mA = mB = 4,32 : 2 = 2,16gam
- Gọi n, m lần lượt là hóa trị của hai kim loại A và B
- Giả sử B không tác dụng ñược với H2SO4 loãng
- Phương trình hóa học:
- Số mol H2: nH2 = 2,688: 22,4 = 0,12mol
Theo phương trình (1): nA = n2 nH2 = 0 ,n24mol
=> Khối lượng mol của A: MA = 20, 16,24.n = 9n
Biện luận:
Vậy A là kim loại Al
- Số mol SO2: nSO2= 0,756 : 22,4 = 0,0375mol
Theo phương trình (2): nB = m2 nSO2 = 0 , 0675m mol
=> Khối lượng mol của B: MB = 02,,067516 m= 32m
Biện luận:
=> Vậy B là kim loại Cu
Bài 13: Hòa tan hoàn toàn 46,4 gam một oxit kim loại bằng dung dịch H2SO4 ñặc, nóng ( vừa ñủ ) thu ñược 2,24 lít khí SO2 (ñkc ) và 120 gam muối
a) Viết phương trình hóa học xảy ra
Trang 10Tài liệu bồi dưỡng HSG Húa học 9 GV: Trương Thế thảo
b) Xỏc ủịnh cụng thức của oxit kim loại
c) Viết phương trỡnh húa học của oxit trờn với dung dịch HCl
HD Giải:
Vỡ phản ứng của oxit kim loại với H2SO4 ủặc, núng sinh ra SO2 nờn chứng tỏ kim loại cú nhiều mức húa trị
Gọi x,y lần lượt là húa trị của kim loại R trong oxit và trong muối sunfat
R2Ox + (2y-x) H2SO4 → R2(SO4)y + (2y-x)H2O + (y-x) SO2 ↑
Số mol SO2 = 2,24: 22,4 = 0,1 mol
Gọi a là số mol H2SO4 pư ⇒ số mol H2O = a (mol)
Áp dụng ĐL BTKL ta cú:
46,4 + 98a = 120 + 18a + 0,1ì 64
giải ra a = 1 mol
Số mol SO4 ( tạo muối) = 1 – 0,1 = 0,9 (mol)
m = 120 – 0,9ì 96 = 33,6 gam R
m (oxit) = 46,4 – 33,6 = 12,8 (g) O
Ta cú: 2R 33, 6
16x =12,8 ⇒ R = 21x ( 1 ≤ x ≤ 3, x nguyờn hoặc x = 8/3 )
Chỉ cú x = 8/3 và R = 56 là thỏa món Kim loại là Fe
Vậy CTHH của oxit là : Fe 3 O 4
Phản ứng với dung dịch HCl
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Bài 14: Khi hòa tan hết cùng một lợng kim loại R vào dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ và vào dung dịch HNO3 loãng vừa đủ thì lợng khí H2 và NO thoát ra có thể tích bằng nhau (ở cùng điều kiện) Đem cô cạn hai dung dịch sau phản ứng thì nhận đợc khối lợng muối sunfat bằng 62,81% khối lợng muối nitrat Xác định kim loại
R
HD Giải:
Vì khi phản ứng với HNO 3 và H2SO4 hóa trị của R trong các muối tạo thành có thể khác nhau Gọi x, y lần lợt
là hóa trị của R trong muối sun fat và muối nitrat
( x,y ⊂ *
N )
Các PTHH xảy ra: 2R + x H2SO4 →R2(SO4)x + x H2 (1)
a
2
a
2
ax
3R +4 y HNO3 →3R(NO3)y + yNO+ 2yH2O (2)
a a
3
ay
Gọi a là số mol R tham gia phản ứng (1) và (2)( a >0)
Theo bài ra : nH2 = nNO , hay :
2
ax =
3
ay
⇔ x =
3
2y
Mặt khác :
2
a (2R+ 96x ) = 0,6281 a(R +62 y) ⇔ R + 48x = 0,6281R+38,9422y
⇔0,3719 R = 38,9422y – 48x
Thay x =
3
2y
vào ta có : 0,3719 R = 38,9422y – 48
3
2y ⇔ 0,3719 R= 6,9422 y
⇔ R=18,67 y ( xét thấy y= 3, R = 56 thỏa mãn với kim loại Fe)
Vậy R là Fe ( x= 2)