Tài liệu ôn học sinh giỏi môn Hóa 9 Nghệ An 2015

Xác định tên nguyên tố X và thể tích dung dịch axit đã dùng.. Tính thể tích dung dịch NaOH 2M cần thiết để kết tủa hoàn toàn các chất tan trong A.. Tính thể tích dung dịch NaOH 2

NHẬN BIẾT CÁC CHẤT VÔ CƠ

1 Nhận biết dung dịch:

- Axit: Quỳ tím hóa đỏ

(=CO3), sunfit (=SO3), sunfua (=S)

Dung dịch HCl - Muối (=CO3): sủi bọt khí

(CO2)

- Muối (=SO3): khí mùi hắc bay ra (SO2)

- Muối (=S): khí mùi trứng thối bay ra (H2S)

(PO4)

Dung dịch Mg(NO3)2; Zn(NO3)2

- Kết tủa trắng (Mg3(PO4)2)

Zn3(PO4)2

(=SO4)

Dung dịch BaCl2 - Kết tủa trắng (BaSO4)

AgNO3

- Kết tủa trắng (AgCl)

6 Muối nitrat (-NO3)

(Không nhận biết)

- Nếu có nhiều axit (Ví dụ: HCl, H2SO4, H3PO4, HNO3): thì phân biệt các axit dựa vào gốc axit tương tự muối.

- Nếu có nhiều dung dịch bazo (Ví dụ: NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2): phân biệt bằng cách cho tác dụng với dung dịch axit  phân biệt dựa vào sự kết tủa của muối.

- Nếu có nhiều muối có cùng gốc axit (Ví dụ: NaCl, FeCl3, CuCl2, MgCl2): cho các muối đó tác dụng với dung dịch NaOH  phân biệt dựa vào màu của hidroxit được tạo ra.

o Mg(OH)2:  trắng

o Fe(OH)2:  trắng xanh

o Fe(OH)3:  đỏ nâu

o Cu(OH)2:  xanh lam

o Al(OH)3, Zn(OH)2:  keo trắng, tan trong NaOH dư.

o AgOH (không tồn tại)  Ag2O + H2O: Ag2O màu đen.

2 Nhận biết chất rắn :

Thứ tự Kim loại Thuốc thử Hiện tượng

(Ca tạo dung dịch vẩn đục)

3 Các kim loại đứng

trước H trong dãy hoạt động hóa học

Dung dịch HCl - Tan, có sủi bọt khí (H2)

xanh, có khí bay ra

- Tan, tạo dung dịch không màu, có khí bay ra

1 Na2O, K2O, BaO,

CaO, P2O5

Tan, dung dịch làm quỳ tím hóa xanh (CaO tạo dung dịch vẩn đục)

- P2O5: Tan, dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ.

suốt.

4 CuO, FeO, Fe2O3 Dung dịch HCl - Tan, tạo dung dịch có màu

đặc trưng tương tự màu hidroxit.

màu.

3 Nhận biết chất khí :

- Cl2: quỳ tím hóa đỏ sau đó mất màu.

trắng)

- CuSO4 hóa màu xanh lam.

DẠNG TOÁN: HIỆU SUẤT CỦA PHẢN ỨNG - QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT

* Nh ận dạng : Trong dữ kiện đề yêu cầu tính hiệu suất, cho hiệu suất hoặc cho biết

lượng hao hụt của quá trình

* Hướng dẫn giải:

- Tính độ tinh khiết của chất tham gia (m%) và khối lượng nguyên liệu hoặc thành phẩm:

Tacó :m= k h ố i lư ợ ng c h ấ t tin h k h iế t(nguy ê n c h ấ t )

k h ố il ư ợ ng nguy ê nli ệ u hoặc thành phẩm ×100 %(%)

 Khối lượng chất tinh khiết:

khối lượng chất tinh khiết= m× khốilượng nguyên liệu(thành phẩm)

100

(Lưu ý: khối lượng chất tinh khiết luôn ≤ khối lượng nguyên liệu hoặc thành phẩm)

khối lượng nguyênliệu (thành phẩm)= 100× khối lượngchất tinh khiết

m

- Trước khi giải toán, ta cần xét xem:

+ Nếu bài toán tính theo 1 phương trình: sử dụng trực tiếp phương trình để tính lượng chất theo lý thuyết

+ Nếu bài toán tính theo hệ nhiều phương trình nối tiếp nhau: ta sẽ thiết lập hệ các phương trình với số mol tương ứng chỉ số, áp dụng quy tắc tam suất để tính toán lượng các chất theo lý thuyết

+ Tính H% dựa vào sản phẩm: lượng sản phẩm thực tế luôn ≤ lượng sản phẩm lý

thuyết (tính theo phương trình hóa học (PTHH))

H %= Lượng sản phẩmthực tế thu được(đề cho)

Lượng sản phẩm lý thuyết (theo PT HH ) × 100 %

+ Tính H% d ưạ vào ch ất tham gia : lượng chất tham gia thực tế luôn  lượng chất

tham gia lý thuyết (theo PTHH)

H %= Lượng chất tham gia lý thuyết (theo PTHH )

Lượng chất tham giathực tế (đề cho) × 100 %

(Thông thường, ta tính H theo sản phẩm)

* Cách trình bày một bài toán có hiệu suất:

* Bài toán thuận: Tìm H%

- Tính độ tinh khiết của chất tham gia (nếu có)

- Viết PTHH hoặc lập chuỗi các PTHH

- Tính lượng sản phẩm tinh khiết theo PTHH hoặc chuỗi PTHH (lượng lý

- Áp dụng công thức để tính H% theo sản phẩm

BÀI TẬP

1) Người ta luyện gang từ quặng manhetit trong lò cao

a Viết các PTHH cho các phản ứng đã xảy ra

gồm C và một số tạp chất Coi hiệu suất của cả quá trình là 87,5%

2) Nếu lấy quặng hematit chứa 64% Fe2O3 đem luyện gang, rồi luyện thép thì từ 10 tấn quặng sẽ thu được bao nhiêu tấn thép chưa 0,1% gồm C và các tạp chất trơ Coi hiệu suất của cả quá trình là 75%

3) Để sản xuất 1 tấn vôi chứa 85% CaO, người ta phải tiêu thụ bao nhiêu kg đá vôi chứa 94% CaCO3 Biết hiệu suất phản ứng là 85%

thu được 378kg gang thành phẩm Tính hiệu suất của quá trình phản ứng

-CHỦ ĐỀ: XÁC ĐỊNH TÊN KIM LOẠI – CÔNG THỨC HỢP CHẤT

1) Hòa tan hoàn toàn một kim loại M hóa trị II không đổi bằng một lượng vừa đủ dung

kim loại

2) Hòa tan hoàn toàn một hidroxit của kim loại M hóa trị (II) không đổi bằng một lượng

25% Xác định tên kim loại M

3) Hòa tan 4,11 gam kim loại M vào 81,45 gam nước được dung dịch có nồng độ 6% Xác định tên kim loại M

4) Nhiệt phân hoàn toàn 16,2 gam muối hidrocacbonat của kim loại X (hóa trị II không đổi) được chất rắn (A) và hỗn hợp khí (J) Dần từ từ (J) vào dung dịch chưa Ca(OH)2

thì khối lượng bình tăng tối đa 10,6 gam

a Gọi tên X

b Hòa tan (A) vào 100ml dung dịch HCl 5,829M (1,095 gam/ml) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch thu được

5) Hòa tan hoàn toàn một kim loại (X) chưa rõ hóa trị vào dung dịch H2SO4 1M (vừa đủ) thu được 4,48 lít khí H2 (đktc) Đem cô cạn dung dịch thì thu được 22,8 gam muối khan

a Viết PTPU dạng tổng quát

b Xác định tên nguyên tố (X) và thể tích dung dịch axit đã dùng

6) Hòa tan hoàn toàn 1 hidroxit của kim loại M bằng một lượng dung dịch HCl 10% Sau phản ứng thu được dung dịch A thêm vào dung dịch A một lượng vừa đủ dung

của hidroxit nói trên

7) Cho 2,74 gam một kim loại (Z) tan hoàn toàn vào nước thu được một dung dịch có khối lượng lớn hơn so với khối lượng nước đã dùng là 2,52 gam Xác định tên kim loại

8) Hòa tan oxit của kim loại hóa trị II trong một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thì thu được dung dịch muối có nồng độ 22,6% Xác định kim loại đó

9) Đốt cháy hoàn toàn một kim loại R hóa trị II trong bình khí Oxi thi thu được một oxit, trong đó oxi chiếm 40% về khối lượng Xác định tên kim loại R

10) Dẫn một luồng khí Clo dư đi qua 1,3 gam kim loại X thu được 2,72 gam một muối clorua Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn

a Viết PTPU

b Xác định tên kim loại X

c Tính khối lượng clo tham gia phản ứng

11) Hòa tan hoàn toàn 34,25 gam một kim loại hóa trị II vào dung dịch HCl thu được 5,6 lít khí H2 (đktc) Xác định tên kim loại hóa trị II

12) Cho 9,6 gam kim loại Y hóa trị II vào 200ml dung dịch H2SO4 thì phản ứng không xảy ra ở nhiệt độ thường Đun nhẹ dung dịch thì phản ứng xảy ra và thu được 3,36 lít khí SO2

a Viết PTPU xảy ra

b Xác định tên kim loại Y

c Tính nồng độ mol/l của dung dịch H2SO4 đã dùng

13) Cho 27 gam hỗn hợp (M) gồm 2 muối ACO3 và BCO3 tác dụng tối đa với V lít dung dịch HC 1,5M thu được 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch (N)

a Cô cạn dung dịch (N) thu được bao nhiêu gam muối khan

b Tính giá trị của V

c A và B là 2 kim loại có hóa trị II và ở vị trí liên tiếp nhau trong cùng 1 nhóm của bảng tuần hoàn Gọi tên A và B

14) Để hòa tan 3,9 gam kim loại X cần dùng V ml dung dịch HCl và thu được 1,344 lít khí hidro (đktc)

Mặt khác, để hòa tan 3,2 gam oxit của kim loại Y cũng cần dùng V ml dung dịch HCl ở trên Hỏi X, Y là kim loại gì?

15) Hòa tan hoàn toàn 6,4 gam hỗn hợp gồm một bột sắt và một oxit sắt vào dung dịch HCl thu được 2,24 lít khí hidro (đktc)

Nếu đem 3,2 gam hỗn hợp trên khử bằng H2 ở nhiệt độ cao có 0,1 gam H2O tạo thành Hãy tìm công thức phân tử của oxit sắt

* Hướng giải:

 Đặt kim loại M có hóa trị đã biết (khi chưa biết hóa trị đặt thêm n là hóa trị): có khối lượng mol là x (g) hoặc số mol là x (mol)

 Viết phương trình phản ứng

 Dựa vào dữ kiện đề bài để lập tỉ số hoặc tỉ lệ theo PTPU hoặc lập phương trình theo ẩn x và n  Giải phương trình tìm x và n, từ đó xác định được tên nguyên tố

BÀI TOÁN VỀ NHÔM VÀ SẮT

* Một số kiến thức cần nhớ:

2Al + 3H2O  Al(OH)3 + 3H2

Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O  Na2CO3 + 2Al(OH)3

NaAlO2 + CO2dư + 2H2O  NaHCO3 + Al(OH)3

1M (loãng) thu được dung dịch (B) và khí (C)

a Tìm giá trị của x

b Tính thể tích khí (C) sinh ra (đktc)

c Tính khối lượng từng muối trong (B)

2) Hòa tan hoàn toàn 2,7 gam Al bằng một lượng vừa đủ 200gam dung dịch axit sunfuric a% thu được dung dịch (A) và khí (B)

a Tìm giá trị của a

b Tính thể tích của khí (B) (đktc)

c Tính thể tích dung dịch NaOH 2M cần thiết để kết tủa hoàn toàn các chất tan trong (A)

3) Hòa tan hoàn toàn 8,3 gam hỗn hợp (C) gồm Al và Fe bằng một lượng dung dịch vừa

đủ 200ml H2SO4 x mol/lit (loãng) thu được dung dịch (D) và 5,6 lít khí H2 (đktc)

a Tìm giá trị của x

b Tính phần trăm theo khối lượng các chất trong (D) sau khi cô cạn đến khan

c Tính thể tích dung dịch NaOH 2M để khi cho vào (D) thu được lượng kết tủa lớn nhất

d Tính thể tích lớn nhất của dung dịch NaOH 2M cần thiết để khi cho vào (D) thu được lượng kết tủa nhỏ nhất

4) Hòa tan hoàn toàn m gam Al vào 200ml dung dịch (vừa đủ) chứa đồng thời NaOH

e mol/lit và KOH f mol/lit thu được 6,72 lít khí Hidro (đktc) và dung dịch (F) Coi thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể

a Tìm mối liên hệ giữa e và f

b Tìm giá trị của m

c Khi e = 2f, tính nồng độ mol các chất tan trong (F)

d Tính thể tích CO2 (đktc) dẫn vào (F) cần thiết để thu được lượng kết tủa lớn nhất 5) Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Zn, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch axit sunfuric loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch (X) và 7,84 lít khí H2 (đktc) Tính khối lượng muối trong dung dịch

và CuSO4 29,63% thu được dung dịch (D), chất rắn (E) và khí (F)

a) Tính khối lượng chất rắn (E)

b) Tính thể tích khí (F) (đktc)

c) Tính C% chất tan trong (D), coi khối lượng dung dịch thay đổi không đáng kể

DẠNG TOÁN: HỖN HỢP CÁC CHẤT

* Nhận dạng: Cho đồng thời 2 hay nhiều chất cùng tác dụng được với 1 chất.

* H ướng dẫn giải – Cách trình bày:

 Dựa vào dữ kiện đề và PTHH để lập hệ phương trình theo các ẩn (x, y, z)

1) Dẫn dòng khí CO đi qua hỗn hợp A gồm Fe3O4, Al2O3, Fe có khối lượng 6,22 gam đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn B có khối lượng 4,94 gam và 2,688 lít hỗn hợp khí D (đktc) Hòa tan B trong dung dịch H2SO4 loãng dư thấy có 1,568 lít khí (đktc) thoát ra

a Tính tỉ khối hơi của D so với H2

b Tính khối lượng của mỗi chất trong A

dung dịch A Để trung hòa 50 gam dung dịch A cần dùng 40 gam dung dịch HCl 3,65%

a Cô cạn dung dịch sau khi trung hòa thì thu được bao nhiêu gam muối khan

b Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch A.

hợp chất rắn có khối lượng giảm 8,8 gam so với hỗn hợp trước khi nung

a Viết các PTPU đã xảy ra

b Vì sao khối lượng sau phản ứng lại giảm?

c Tính khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp trước khi nung

4) Hòa tan hoàn toàn 24 gam hỗn hợp Al và Mg bằng một lượng dung dịch HCl vừa đủ Thêm một lượng NaOH dư vào dung dịch, sau phản ứng thấy xuất hiện kết tủa Lọc kết tủa, rửa sạch rồi nung ở nhiệt độ cao đến khi khối lượng không đổi thu được 4 gam chất rắn Xác định % khối lượng các kim loại trong hỗn hợp ban đầu

5) Đốt nóng hỗn hợp gồm FeO và CuO với Cacbon có dư thì thu được chất rắn A và khí B Cho B tác dụng với nước vôi trong có dư thu được 8 gam kết tủa Cho chất rắn A tác dụng với dung dịch HCl có nồng độ 10% thì cần một lượng axit là 73 gam thì vừa đủ

a Viết các PTPU xảy ra

b Tính khối lượng FeO và CuO trong hỗn hợp ban đầu và thể tích khí B sinh ra (các khí đo ở đktc)

6) Đem 17,8 gam hỗn hợp hai kim loại Mg và Zn chia làm 2 phần bằng nhau:

 Phần 1: Cho tác dụng với 0,2 lít dung dịch H2SO4 aM thoát ra 0,15 mol H2

 Phần 2: Cho tác dụng với 0,3 lít dung dịch H2SO4 aM thoát ra 0,2 mol H2

Tất cả phản ứng xảy ra hoàn toàn

a Tính aM

b Tính khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu

loãng, đun nóng, khuấy đều Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí

NO duy nhất (đktc), dung dịch Z1 và còn lại 1,46 gam kim loại

a Viết các PTHH xảy ra

c Tính khối lượng muối trong dung dịch Z1

8) Để xác định nồng độ các muối NaHCO3 và Na2CO3 trong một dung dịch hỗn hợp của chúng (dung dịch A), người ta làm các thí nghiệm sau:

1M (dư) đun nóng hỗn hợp, sau đó trung hòa lượng axit dư bằng một lượng vừa đủ là 14ml dung dịch NaOH 2M

BaCl2 Lọc bỏ kết tủa tạo thành, thu lấy nước lọc và nước rửa gộp lại rồi cho tác dụng với lượng vừa đủ là 26ml dung dịch HCl 1M

a Viết các PTHH xảy ra và giải thích vắn tắt cách làm

b Tính nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch A

9) Cho 7,73 gam hỗn hợp gồm Zn và Fe có tỉ lệ nZn : nFe = 5 : 8 vào dung dịch HCl dư ta thu được V lít khí H2 (đktc) Dẫn toàn bộ lượng khí H2 này qua hỗn hợp E (gồm 48%

Fe2O3; 32% CuO, tạp chất chiếm 20%) có nung nóng

a Tính V

b Tính khối lượng hỗn hợp E vừa đủ để phản ứng hoàn toàn với V lít khí H2 nói trên Biết rằng tạp chất không tham gia phản ứng

10) Cho 5,4 gam hỗn hợp gồm 2 kim loại (đứng trước H trong dãy Beketop) lần lượt có hóa trị II và III tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng sinh ra 0,45 mol khí Biết rằng nguyên tử khối của kim loại đầu nhỏ hơn ba lần so với nguyên tử khối của kim loại sau Tỉ lệ số mol trong hỗn hợp là 3 : 1

Xác định tên các kim loại trong hỗn hợp

ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

I – NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI:

Trong tự nhiên chỉ có một số rất ít kim loại ở trạng thái tự do, hầu hết các kim loại tồn tại ở dạng ion trong các hợp chất hóa học Muốn chuyển hóa những ion này thành kim loại ta thực hiện quá trình khử ion kim loại:

Mn+ + ne → M

II – MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

1 Phương pháp thủy luyện:

 Phương pháp thủy luyện còn gọi là phương pháp ướt, được dùng để điều chế những kim loại có độ hoạt động hóa học thấp như Au, Ag, Hg, Cu…

- Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp, như dung dịch

H2SO4, NaOH, NaCN…để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng Sau đó các ion kim loại trong dung dịch được khử bằng kim loại có tính khử mạnh hơn, như Fe, Zn…

Ví dụ 1:

Người ta điều chế Ag bằng cách nghiền nhỏ quặng bạc sunfua Ag2S, xử lí bằng dung dịch NaCN, rồi lọc để thu được dung dịch muối phức bạc:

Ag2S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)2] + Na2S Sau đó, ion Ag+ trong phức được khử bằng kim loại Zn:

Zn + 2Na[Ag(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Ag

Ví dụ 2:

Vàng lẫn trong đất đá có thể hòa tan dần trong dung dịch NaCN cùng với oxi của không khí, được dung dịch muối phức của vàng:

4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH Sau đó, ion Au3+ trong phức được khử bằng kim loại Zn:

Zn + 2Na[Au(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Au

2 Phương pháp nhiệt luyện:

- Phương pháp nhiệt luyện được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để điều chế những kim loại có độ hoạt động hóa học trung bình như Zn, Cr, Fe, Sn, Pb,…

- Cơ sở của phương pháp này là khử những ion kim loại trong các hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử mạnh như C, CO, H2 hoặc Al, kim loại kiềm hoặc kiềm thổ

Ví dụ:

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

WO3 + 3H2 W + 3H2O TiCl4 + 4Na Ti + 4NaCl

V2O5 + 5Ca 2V + 5CaO