HÓA vô cơ nâng cao lớp 12

Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi được 24 gam chất rắn R.. Dẫn luồng khí H2S qua dung dịch A đến dư được kết tủa nhỏ hơn 2.51 lần lượng kết tủa sinh ra khi cho dung dịch Ba

Chuyên đề :

BDHSG

Nếu trong 24 gam R gồm Fe2O3 và MO thì mR > mF (1)

Nhưng theo đề mF phản ứng 39,84 – 3,84 = 36 gam => mF > mR => Loại

Do đó lượng M(OH)n đã tan hết trong NH3

mFe2O3 = 24 gam => nFe2O3 = 0,15 mol => nFe3O4 = 0,1 mol

mR pư với HNO3 =36 – 0,1.232 = 12,8 gam

nNO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol => mol e nhận = 0,2 mol

Gọi x là số mol M phản ứng

* Trường hợp 1: M không tác dụng với Fe3+

số mol M cho = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol => M = 12,8n/0,1 = 128n (loại)

Cho 39,84 gam hỗn hợp F gồm kim loại M và Fe3O4 vào dung dịch HNO3 đun nóng

khuấy đều hỗn hợp để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,48 lít khí NO2 là sản phẩm khử duy nhất (đktc), dung dịch G và 3,84 gam kim loại M Cho lượng dư dung dịch NH3

vào dung dịch G thu được kết tủa B Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi được 24 gam chất rắn R Tìm tên kim loại M ? Cho biết khối lượng muối có trong dung dịch G Biết M có hóa trị không đổi trong các phản ứng trên

Dung dịch G có chứa 0,3 mol Fe(NO3)2 ; 0,05 + 0,15 = 0,2 mol Cu(NO3)2

Khối lượng muối 180.0,3 + 188.0,2 = 91,6 gam

Giải

Gọi x, y, z lần lượt là số mol của CuCl2, MgCl2, FeCl3

+ Tác dụng với dung dịch BaS

CuCl2 + BaS  CuS + 2BaCl2

MgCl2 + BaS + 2H2O  Mg(OH)2 + H2S + BaCl2

2FeCl3 + 3BaS  2FeS + S + 3BaCl2

+ Tác dụng với khí H2S

CuCl2 + H2S  CuS + 2HCl

2FeCl3 + H2S  2FeCl2 + 2HCl + S

Nếu thay FeCl3 bằng FeCl2 cùng khối lượng:

+ Tác dụng với dung dịch BaS

CuCl2 + BaS  CuS + 2BaCl2

MgCl2 + BaS + 2H2O  Mg(OH)2 + H2S + BaCl2

FeCl2 + BaS  FeS + BaCl2

+ Tác dụng với dung dịch H2S

Câu 2) (Tiền Giang – 2008)

Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp MgCl2, FeCl3, CuCl2 vào nước được dung dịch A Dẫn

luồng khí H2S qua dung dịch A đến dư được kết tủa nhỏ hơn 2.51 lần lượng kết tủa sinh

ra khi cho dung dịch BaS dư vào dung dịch A Tương tự nếu thay FeCl3 bằng FeCl2

trong A với khối lượng như nhau (được dung dịch B) thì lượng kết tủa thu được khi cho dung dịch H2S dư vào B nhỏ hơn 3,36 lân lượng kết tủa sinh ra khi cho dung dịch BaS

dư vào B Viết các phương trình phản ứng và tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu

Gọi số mol Zn = x (mol) = số mol FeCO3, số mol Ag = y (mol)

*** Trường hợp: Zn khử HNO 3 xuống NO

3Zn + 8HNO3 = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

3FeCO3 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + 3CO2 + NO + 5H2O

x (mol) x (mol) x (mol) x/3 (mol)

3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + H2O

Câu 3) (Thái Nguyên – 2012)

Hòa tan hỗn hợp rắn X gồm Zn, FeCO3, Ag (số mol Zn bằng số mol FeCO3) với dung

dịch HNO3 dư thu được hỗn hợp A hai khí không màu có tỉ khối so với khí heli là 9,6

và dung dịch B Cho B phản ứng với lượng dư KOH được chất rắn Y Lọc Y nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 2,82 gam chất rắn Z Biết mỗi chất trong X

chỉ khử HNO3 xuống một số oxi hóa duy nhất

1/ Hãy lập luận để tím hai khí trong A

2/ Tính khối lượng mỗi chất ban đầu trong X

y (mol) y (mol) y/3 (mol)

Khí tạo thành có x mol CO2 và (x + y/3) mol NO

3FeCO3 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + 3CO2 + NO + 5H2O

x (mol) x (mol) x (mol) x/3 (mol)

3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + H2O

y (mol) y (mol) y/3 (mol)

Khí tạo thành có (x+y)/3 mol NO và x mol CO2 Vì số mol CO2 = 1,5 số mol NO

Hỗn hợp X nặng 104 gam gồm hai muối nitrat A(NO3)2 và B(NO3)2 (trong đó A là kim

loại nhóm IIA, B là kim loại chuyển tiếp) Nung nóng hoàn toàn hỗn hợp X đến khối

lượng không đổi thu được chất rắn Y chỉ gồm hai oxit và 31,36 lít hỗn hợp Z gồm hai khí

có tỉ khối hơi so với propan là 1 Biết số mol của A(NO3)2 nhỏ hơn số mol của B(NO3)2 Tìm công thức hai muối nitrat

Áp dụng qui tắc đường chéo => số mol NO2 = 6 số mol O2

Đặt x = nNO2; y=nO2 => x = 1,2 (mol), y = 0,2 (mol)

Gọi a là số mol của A(NO3)2 và b là số mol B(NO3)2

2A(NO3)2  2AO + 4NO2 + O2

a (mol) 2a (mol) 0,5a (mol)

2B(NO3)2  B2On + 4NO2 + (4-n)/2O2

b (mol) 2b (mol) b(4-n)/4 mol

Chọn n = 3 => b =0,4 (mol), a = 0,2 (mol) => Tổng mol muối = 0,6 mol

M muối = 104 / 0,6 = 173,33 => M kim loại = 173,33 – 62.2 = 49,33

Kim loại kiềm thổ có M < 49,33

Mặt khác: 0,2 (A + 62.2 ) + 0,4 (B + 62.2 ) = 104

=> A + 2B = 148 => B = 74 – A/2

Biện luận: A là Ca, B là Fe (Đồng vị 2654𝐹𝑒)

=> Hai muối nitrat : Ca(NO 3 ) 2 và Fe(NO 3 ) 2

Bài này anh cũng hơi băn khoăn : Vì trong SGK Phổ thông chỉ đề cập về việc

nhiệt phân Ca(NO 3 ) 2 ra Ca(NO 2 ) 2 ; tác giả bài toán cho hơi cao tay !!!

Giải

Cho dd chứa 4 ion tác dụng với Ba(OH)2 có khí thoát ra

=> Trong dd có chứa ion NH4+ => Khí (X): NH3

2NH4+ + Ba2+ + 2OH-  BaSO4 + 2NH3 + 2H2O

 Z đem axit hóa tạo với AgNO3 cho kết tủa trắng hóa đen ngoài ánh sáng, kết tủa đó

là AgCl Chứng tỏ trong dd có chứa ion Cl

Cl- + Ag+  AgCl

 Y cực đại khi Ba(OH)2 đủ, Y cực tiểu khi Ba(OH)2 dư Chứng tỏ trong dd phải có

chứa ion kim loại tạo hiđroxit lưỡng tính Với Y cực đại đem nung chỉ có hiđroxit

lưỡng tính bị nhiệt phân

Biện luận cặp nghiệm phù hợp là :

n = 3 => M = 27 (Al) Chứng tỏ trong dd có chứa ion Al3+

Câu 5) (Hưng Yên – 1999)

Một dung dịch chứa 4 ion của hai muối vô cơ trong đó ion SO42- khi tác dụng vừa đủ

với dung dịch Ba(OH)2 đun nóng cho khí X, kết tủa Y và dung dịch Z Dung dịch Z sau khi axit hoá bằng HNO3 tạo với AgNO3 kết tủa trắng hoá đen ngoài ánh sáng Kết tủa Y đem nung được a gam chất rắn T Giá trị của a thay đổi khi lượng Ba(OH)2 biến thiên Nếu dùng Ba(OH)2 đủ, a cực đại; nếu dùng dư Ba(OH)2 a giảm đến cực tiểu Khi lấy T với giá trị cực đại a = 7,024 gam thấy T phản ứng hết với 60 ml dung dịch HCl 1,2M,

còn lại bã rắn 5,98 gam Lập luận, tính toán xác định các ion có trong dung dịch

Vậy 4 ion trong dung dịch là: NH4+, Al3+, Cl-, SO4

2-Giải

3Rx(CO3)y + (4nx-2y)H+ +(nx-2y)NO3-  (nx-2y)NO + 3xRn+ + 3yCO2 +

(2nx-y)H2O

3R + 4nH+ + n NO3-  3Rn+ + nNO + 2nH2O

5NO + 3MnO4- + 4H+  5NO3- + 3Mn2+ + 2H2O

CO2 + Ca2+ + 2OH-  CaCO3 + H2O

2 Gọi a là số mol Rx(CO3)y và 2a là số mol R

Ta có: Số mol KMnO4: 0,42 mol => Số mol NO = 0,07 mol

Khối lượng dd giảm: 16,8 = 100t - 44t (Với t là số mol CO2) => t = 0,3 (mol)

Số mol CO2: ay = 0,3 (1)

Số mol NO: a(nx-2y)/3 + 2n/3 = 0,7 (2)

Mà: a(xMR + 60y) + 2aMR + = 68,4 (3)

Từ (1), (2) => a = 2,7/ (nx + 2n) (*)

Và a = 50,4 /(xMR + 2MR) (**)

Từ (*) và (**) => MR = 50,4n/27 = 56n/3

Biện Luận: Nghiệm hợp lí: n=3 => M R = 56 (Fe)

Câu 6) (Quảng Trị - 2012)

Hòa tan hoàn toàn 68,4 g hỗn hợp A gồm R và Rx(CO3)y (trong đó số mol R gấp đôi số mol

Rx(CO3)y) trong V lít dd HNO3 1M (lấy dư 40% so với lượng phản ứng) thoát ra hỗn hợp khí B gồm NO và CO2 (NO là sp khử duy nhất) Khí B làm mất màu vừa đủ 420 ml dd

KMnO4 1M trong H2SO4 loãng dư, đồng thời thấy thoát ra khí X (đã được làm khô) X làm khối lượng dung dịch nước vôi trong dư giảm 16,8 gam Biết các phản ứng xảy ra hoàn

toàn

1/ Viết các phương trình hóa học xảy ra dưới dạng ion thu gọn

2/ Xác định công thức muối cacbonat và % khối lượng mỗi chất trong A

Thế n=3 => (*) => a = 2,7/ (3x + 6)

Từ (1) => a = 0,3/y => 2,7 /(3x + 6) = 0,3/y  3x = x + 2 => x=1, y=1

=> CTPT của muối là FeCO3

Ta có a = 0,3 => Số mol HNO3 pư = 0,6 4 + 1 = 3,4 mol

mdd HNO3 = (63an.100)/37,8 = 500an/3 gam

m ddspư = a.M + 8an + 500an/3

Nồng độ muối (a.M+62n) : (an + 524an/3) = 0,4172 => M = 18,67n

Nghiệm hợp lí n =3 => M = 56 (Fe)

Ta có: a(M+32) = 4,4 => a = 0,05 mol

m Fe(NO3)3 = 0,05.242 = 12,1 gam

Khối lượng dd say khi muối kết tinh tách ra: a.M + 524an/3 – 8,08 = 20,92 gam

Khối lượng Fe(NO3)3 còn lại trong dd: 20,92.34,7/100 = 7,26 gam

Câu 7) (Bình Thuận – 2011)

Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam sunfua của kim loại M (có công thức MS) trong oxi dư

Sau phản ứng hòa tan chất rắn tạo thành trong lượng vừa đủ dd HNO3 37,8% sinh ra

dung dịch muối X có nồng độ 41,72% Làm lạnh dung dd này được 8,08 gam muối kết tinh Lọc tách chất rắn, dung dịch còn lại có nồng độ 34,7% Xác định công thức muối kết tinh

Khối lượng Fe(NO3)3 kết tinh: 12,1 – 7,26 = 4,84 gam

Đặt CT muối Fe(NO3)3.xH2O => (4,84/242) (242+18x) = 8,08 => x = 9

Vậy công thức của muối: Fe(NO 3 ) 3 9H 2 O

Giải

* Trường hợp 1: M có số oxi hóa duy nhất (+n)

Ta có số mol H2 = số mol NO ĐLBT elctron => 0,5nx = nx/3 (Vô lí) => Loại

* Trường hợp 2: M có 2 mức oxi hóa khác nhau:

+) Trong phản ứng ở phần 1 M tác dụng với HCl tạo ra Mn+ và 0,5nx mol H2

+) Trong phản ứng ở phần 3 M tác dụng H+, NO3- tạo ra Mk+ và xk/3 mol NO

Theo bài 0,5nx = nk/3 => n/k = 2/3 = 4/6 = 6/9 = …

Ta biết các kim loại có số oxi hóa n hay k không vượt quá +4

Vậy kim loại M được xét ở đây có đồng thời n=2 và k = 3 => trường hợp 2 đúng

** Xác định M và oxit của nó:

Xét trường hợp M có số oxi hóa k = 3 trong oxit: hỗn hợp A gồm M và M2O3

M2O3 bị khử bởi H2 dư chuyển thành M tác dụng với nước cường toan (chất oxi

hóa rất mạnh) tạo thành M3+ trong pư: M + 3HCl + HNO3  MCl3 + NO + H2O

(*)

Câu 8) (Lâm Đồng - 2011)

Một hỗn hợp rắn A gồm M và oxit của kim loại đó chia làm 3 phần bằng nhau, mỗi phần

có khối lượng là 59,08 gam Hòa tan phần 1 vào dung dịch HCl dư giải phóng 4,48 lít khí

H2 (đktc) Cho toàn bộ phần 2 tan hết trong nước cường toan sinh ra 17,92 lít khí NO duy nhất (đktc) Và cho phần 3 tan hoàn toàn trong 400 ml dung dịch X chứa đồng thời KNO3

và H2SO4 loãng dư được 4,48 lít khí duy nhất là NO (đktc) Xác định tên kim loại M và công thức oxit trong A

Số mol H2 = 0,5nx = 0,2 mà n = 2 => x = 0,2

Thep phương trình (*) => tổng số mol M trong 59,08 gam A là 0,8 mol

 Số mol M trong oxit 0,8 – 0,2 = 0,6 mol

gồm C2H6 và NO là 1,35, đồng thời thu được dung dịch Z

1/ Xác định R và % khối lượng của nó trong X

2/ Cho dung dịch Z tác dụng với 400 ml dung dịch KOH p M thấy xuất hiện 4,77 gam kết tủa Tính giá trị của p Biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn

* Quá trình oxi hóa :

b/ Số mol HNO3 pư = 4.0,01 + 10.0,03 = 0,34 mol => mol HNO3 dư = 0,034 mol

Khi cho KOH vào dung dịch Z :

Vì Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn => mFe(OH)3 = 0,03.107 = 3,21 < 4,77 (theo bài ra)

=> Có Al(OH)3 ; nAl(OH)3 = (4,77 – 3,21) / 78 = 0,02 mol < nAl3+ = 0,06 mol

Có 2 trường hợp xảy ra :

Trường hợp 1 : NaOH không đủ tham gia phản ứng

Số mol NaOH : 0,034 + 0,09 + 0,06 = 0,184 mol

[NaOH] = 0,184/0,4 = 0,46M

Trường hợp 2: NaOH đủ để hết pư (9) và tham gia pư (10)

nOH- (10) = 0,06 – 0,02 = 0,04 mol

số mol NaOH : 0,034 + 0,09 + 0,18 + 0,04 = 0,344 mol

[NaOH] = 0,344/0,4 = 0,86M

Giải

Số mol HCl 0,1 mol ; CO2 : 0,05 mol

Dung dịch D phản ứng hết 0,1 mol HCl giải phóng CO2 => nH+ : nCO2 = 2 : 1

=> D là muối cacbonat kim loại ;

D không bị phân tích khi nóng chảy => D là muối cacbonat kim loại kiềm

2H+ + CO32- = H2O + CO2

=> C là peroxit hay superoxit ; B là oxi

Gọi công thức hóa học của C là AxOy

Lượng oxi có trong 1 mol AxOy là : 16.0,05 + 2,4 = 3,2 gam ;

Câu 10) (Quốc gia – 2002)

Cho kim loại A phản ứng với phi kim B tạo thành hợp chất C có màu vàng cam.Cho

0,1 mol hợp chất C phản ứng với khí CO2 dư tạo thành chất D và 2,4 gam B Hòa tan

hết D vào nước được dung dịch D Dung dịch D phản ứng hết với 1000 ml dd HCl

0,1M giải phóng 1,12 lít khí CO2 (đkc) Xác định A, B, C, D Biết hợp chất C chứa

45,07% A theo khối lượng; D không bị phân tích khi nóng chảy Viết các phương

trình hóa học xảy ra

4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2

K2CO3 + 2HCl = 2KCl + CO2 + H2O

Giải

Áp dụng ĐLBTKL => m khí = 8,08 – 1,6 = 6,48 gam

Sản phẩm khí + dung dịch NaOH được dung dịch muối 2,47%

số mol NaOH = 0,06 mol

mdd muối = m khí + mddNaOH = 6,48 + 200 = 206,48 gam

Vì sản phẩm khí pư với NaOH chỉ cho 1 muối duy nhất là NaNO3

=> sản phẩm khí bao gồm: NO2 ; O2 do đó muối ban đầu là muối nitrat

0,06 0,015  0,06

mkhí = mNO2 + mO2 = 46.0,06 + 32.0,015 = 3,24 < 6,48 gam

=> Trong sản phẩm có hơi nước Vậy muối X phải có dạng M(NO3)n tH2O

2M(NO3)n.t H2O M2On + 2nNO2 + n/2O2 + 2tH2O

0,06/n 0,03/n  0,06  0,015 0,06t/n

Ta có : (2M + 16n) 0,03/n = 1,6 => M = 18,67n

Chỉ có n = 3 ; M = 56 thỏa mãn => t = 9

Vậy công thức muối X là : Fe(NO 3 ) 3 9H 2 O

Câu 11) (Chuyên Trần Hưng Đạo – Bình Thuận – 2009)

Nung 8,08 gam một muối A, thu được các sản phẩm khí và 1,6 gam một chất rắn

không tan trong nước Nếu cho sản phẩm khí đi qua 200 gam dung dịch NaOH 1,2%

thì tác dụng vừa đủ được dung dịch B chỉ chứa 1 muối có nồng độ 2,47% Viết công

thức phân tử của muối A (biết khi nung số oxi hóa của kim loại không đổi)

Giải

1/

Cr2O3 + 3Na2O2 + H2O 2CrO42- + 2OH- + 6Na+ (1)

2Na2O2 + 2H2O  O2 + 4OH- + 4Na+ (2)

Câu 12) (Quốc gia 2011)

Để xác định hàm lượng của Cr và Fe trong 1 mẫu Q gồm Fe2O3 và Cr2O3, người ta đun nóng chảy 1,98 gam mẫu A với Na2O2 để oxi hóa Cr2O3 thành CrO42- Cho khối đã

nung chảy vào nước, đun sôi để phân hủy hết Na2O2 Thêm H2SO4 loãng dư vào hỗn

hợp thu được và pha thành 100 ml được dung dịch A có màu vàng da cam Cho dung

dịch KI dư vào 10 ml dung dịch A, lượng I3- (sản phẩm của phản ứng giữa I- và I2)

giải phóng ra phản ứng hết với 10,05 ml dung dịch Na2S2O3 0,4M Nếu cho dung dịch NaF dư vào 10 ml dung dịch A rồi nhỏ tiếp dung dịch KI đến dư thì lượng I3- giải

phóng ra chỉ phản ứng hết với 7,5 ml dung dịch Na2S2O3 0,4M

1/ Viết các phương trình phản ứng xảy ra

2/ Giải thích vai trò của NaF

3/ Tính % khối lượng Cr và Fe trong Q

2/ Vai trò của dung dịch NaF : F- có mặt trong dung dịch tạo phức bền, không màu với

Fe3+, dùng để che Fe3+

3/ Gọi x, y lần lượt là số mol của Cr2O3 và Fe2O3 trong 1,98 gam Q

Từ (1), (4), (5) trong 10 ml dung dịch A

số mol Cr2O72- = 0,1x (mol) ; số mol Fe3+ = 0,2y (mol)

*Trường hợp NaF không có mặt trong dung dịch A, Cr2O72- và Fe3+ bị khử bởi I-

1/ Viết các phương trình hóa học xảy ra

2/ Cho khí B vào bình kín dung tích V không đổi khi áp suất ổn định (đạt tới trạng thái cân bằng) thấy áp suất tăng 10% so với ban đầu Tính % thể tích khí NH3 ở trạng thái cân bằng

Khi đó (1) vừa đủ => Fe, HNO3 hết Trong dung dịch D ngoài các ion Fe3+ ; NO3

-còn có các ion [Fe(OH)2]+ ; [Fe(OH)]2+ ; H+ do sự thủy phân của Fe3+

Fe3+ + HOH = [Fe(OH)]2+ + H+

Fe3+ + 2HOH = [Fe(OH)2]+ + 2H+

* Trường hợp 2 : x < y/4

Khi đó (1) xảy ra hoàn toàn => HNO3 dư, Fe hết => Trong dung dịch D tồn tại H+ ,

Fe3+, NO3-. Vì môi trường axit (H+) nên các phức [Fe(OH)]2+ ; [Fe(OH)2]+ , tồn tại

Cho x mol Fe tác dụng với y mol HNO3 tạo ra khí NO và dung dịch D Hãy cho biết

trong dung dịch D tồn tại những ion nào (bỏ qua sự điện li của nước) ? Thiết lập mối

quan hệ giữa x và y để có thể tồn tại những ion đó

=> trong dung dịch D tồn tại các ion Fe2+ ; Fe3+ ; NO3- và 1 lượng đáng kể ion

[FeOH]2+ ; [Fe(OH)2]+ ; [Fe(OH)]+ ; H+ do sự thủy phân của Fe3+, Fe2+

 Nếu x ≥ 3y/8 => Fe hết hoặc dư

=> trong dung dịch D ngoài Fe2+ ; NO3- còn có 1 lượng đáng kể ion [Fe(OH)]+ và

H+ do sự thủy phân của ion H+

Câu 15) (Olympic 30/4 lớp 11 năm 2007)

Hòa tan hoàn toàn 48 gam 1 hợp chất vô cơ B trong HNO3 đặc nóng được dung dịch

A Pha loãng dung dịch A bằng nước cất, rồi chia làm 2 phần bằng nhau :

Phần 1 : Cho tác dụng với dung dịch amoniac dư, lọc kết tủa nung trong không khí

được 1,6 gam chất rắn X có khối lượng không đổi là 1 oxit kim loại Để hòa tan lượng oxit đó cần 60 ml dung dịch HNO3 1M thấy phản ứng không tạo khí dung dịch sau

phản ứng chỉ chứa 1 chất tan duy nhất

Phần 2: Thêm vào lượng BaCl2 dư thu được 9,32 gam chất rắn là 1 kết tủa trắng

không tan trong axit mạnh

1/ Xác định công thức hóa học của B Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

2/ Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm B và FeCO3 bằng HNO3 đặc nóng được hỗn hợp

C gồm hai khí D, E; C có tỉ khối so với H2 bằng 22,805 Làm lạnh C được hỗn hợp F

gồm 3 khí D, E, K; biết F có tỉ khối hơi so với H2 bằng 30,61 Tính % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu và % số mol khí D chuyển thành K