12 dạng bài toán về oxi lưu huỳnh 2017 2018 file word có lời giải chi tiết

+ Phương phỏp giải: ỏp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyờn tố.. số mol chất → ⇒ PS : Cỏc bài toỏn xõy dựng dựa trờn nhiều phản ứng oxi húa khử, ta

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 :

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.

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⇒

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 ⇒ mRắn = mMg + mS = 4,8 + 3,2 = 8,0 gam ⇒ Đáp án A.

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 13 gam một kim loại hóa trị II trong oxi dư đến khối lượng không đổi thu được 16,2gam chất rắn X Kim loại đó là:

Bảo toàn khối lượng ⇒

M 24 (Mg)22,4

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

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

Phương trình phản ứng: 3 Ozon ph©n 2

a lit 1,5a lit

2O →3O Không mất tính tổng quát, ta chọn hỗn hợp X ban đầu có thể tích VX = 100 lit ⇒VY =130 lit

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

Ví dụ 4: Phóng điện qua O2 được hỗn hợp khí có khối lượng mol trung bình là 33 g/mol Hiệu suất của phản ứngozon hóa là

Phương trình phản ứng: 3O2→tia löa ®iÖn 2O3

Sơ đồ đường chéo:

Câu 5: Một bình cầu dung tích 0,336 lit được nạp đầy oxi rồi cân được m 1 gam Phóng điện để ozon hoá, sau đó

nạp thêm cho đầy oxi rồi cân, thu được khối lượng là m 2 Khối lượng m 1 và m 2 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

Sơ đồ bài toán: dX /H2 20 2 2 6 t0 2 2

Cách 2: Sử dụng các định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố C và H 2 4

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.

Phương trình phản ứng: 2 KMnO4 →t 0 K2MnO4 + MnO2 + O2.

Để V đạt giá trị lớn nhất thì phản ứng phải xảy ra hoàn toàn, suy ra:

- 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:

A 33,6 gam B 38,4 gam C 3,36 gam D 3,84 gam

mol y y

H S Pb(NO ) PbS 2HNOmol y

Cách 2: Dùng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố S

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:

A 9,6 gam B 19,2 gam C 18,6 gam D 28,8 gam

Hướng dẫn giải:

2

FeS5,6 gam Fe

13 gam Zn

S d

+ +

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: S Fe Zn S 5,6 13

56 65

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

Ví dụ 4: Thêm từ từ dung dịch BaCl2 vào 300ml dung dịch Na2SO4 1M cho đến khi khối lượng kết tủa bắt đầukhông đổi thì dừng lại, thấy hết 500 ml Nồng độ mol/l của dung dịch BaCl2 là:

Hướng dẫn giải:

Phương trình phản ứng: Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓(trắng) + 2NaCl

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

+ 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: Cho 2,24 lit (đktc) khí H2S hấp thụ hết vào 85 ml dung dịch NaOH 2M, sau phản ứng thu được dung dịch

X Dung dịch X chứa các chất tan gồm:

A NaHSvà Na2S B NaHS C Na2S D Na2Svà NaOH

2,24

n

1,722,4

HSS

2,24

n

1,522,4

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

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 6,8 gam khí H2S thu được V lit SO2 (đktc) và m gam hơi nước Hấp thụ toàn bộ SO2 ởtrên 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

B¶o toµn nguyªn tè S 1.n +1 n = 1.n = 0,2 n 0,12 mol

B¶o toµn nguyªn tè Na 1.n + 2.n =1 n = 0,28 n 0,08 mol

A 3,84 gam B 2,56 gam C 3,20 gam D 1,92 gam

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

Hướng dẫn giải:

Phản ứng của lưu huỳnh cháy trong khí oxi: O2 + S →t 0 SO2;

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

Ví dụ 5: Dẫn 3,36 lít khí H2S (đktc) vào 250 ml dung dịch KOH 2M, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được dung

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

A 16,5 gam B 27,5 gam C 14,6 gam D 27,7 gam

Hướng dẫn giải:

Ta có: 2

2

SO KOH

3,3322,4







Bảo toàn nguyên tố S ⇒1nK S2 =1nH S2 =0,15 (1);

Bảo toàn nguyên tố K ⇒1nKOH ban ®Çu=2nK S2 +1nKOH d ⇒nKOH d =0,5 0,15.2 0,2 (2); − =

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+ + =

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

tử lưu huỳnh S−2, S+4 sẽ chuyển lên +S6 Ví dụ:

5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 2H 2 SO 4 ;

H 2 S + 4Br 2 + 4H 2 O → 8HBr + H 2 SO 4 ;

SO 2 + Br 2 + 2H 2 O → 2HBr + H 2 SO 4 ;

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

► Các ví dụ minh họa ◄

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn V lít khí H2S (đktc) bằng một lượng oxi vừa đủ thu được khí Y Hấp thụ hết Y cần vừa

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

Hướng dẫn giải:

Sơ đồ bài toán: 2 Br +H O 2 2 2 4 BaCl 2

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 ◄

Ví dụ 1: Trộn 200 gam dung dịch H2SO4 12% với 300 gam dung dịch H2SO4 40% thu được 500 gam dung dịch

H2SO4 a% Gía trị của a là:

Sơ đồ đường chéo:

2 4

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

100 gam H SO

→

(30%) (114 - a)38,7 a 30

+ 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:

muèi sunfat Kim lo¹i SO Kimlo¹ i 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

Ví dụ 1: Cho m gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe vào dung dịch H2SO4 loãng (dư) , kết thúc phản ứng thu được 2,24lít khí H2 (đktc) Khối lượng của Fe trong 2m gam X là

Mg H SO MgSO Hmol y y y

m 27.2x 24.y 0,78

x 0,01

m 0,01.342 0,01.120 4,62gam0,896

2 4 4 2

Fe H SO FeSO Hmol x x

Mg H SO MgSO Hmol y y

Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn 36,4 gam hỗn hợp X gồm kẽm và sắt, có khối lượng bằng nhau trong dung dịch axit

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

Ví dụ 5: Hoà tan hoàn toàn 6,48 gam hỗn hợp X gồm Mg và kim loại M, có khối lượng bằng nhau, trong dung dịch

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

Bảo toàn electron M H2

5,376k.n 2.n 2 0,48

9.2 Tác dụng với bazo, oxit kim loại

Ví dụ 7: Hòa tan hết m gam hiđroxit của kim loại M có hóa trị không đổi cần dùng vừa đủ 10m gam dung dịch

=



 ⇒ Đáp án D

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

Al O H SO Al (SO ) H Omol y y

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

Ví dụ 9: Hoà tan hoàn toàn 46,1 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 1,7 lit dung dịch axit H2SO4 0,5M vừa

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

46,1gam ZnO 1,7lit H SO 0,5M muèi ZnSO H O

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+ − =

Ví dụ 10: Cho 25,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 tác dụng với dung dịch H2SO4 15% dư, thu được

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?

Ví dụ 11: Cho 855 gam dung dịch Ba(OH)2 10% vào 200 gam dung dịch H2SO4 thu được kết tủa và dung dịch X

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

Ví dụ 12: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm MgCO3, K2CO3, Na2CO3 trong dung dịch H2SO4 loãng, dư

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

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

32,2 98.a 43 18.a 44.a a 0,3mol V 0,3.22,4 6,72lit

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 +S6 bị khử về số oxi hóa thấp hơn

SO (trong muèi sunfat)

muèi sunfat Kim lo¹i SO Kimlo¹ i SO S H S

(1) x.n = 2.n 6.n 8.n

n

2(3) m = m + m m 96.(1.n 3.n 4.n )

Ví dụ 1: Cho 2,8 gam Fe kim loại tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được dung dịch X và

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

Bảo toàn electron

2,83

563.n 2n n 0,075 mol V 0,075.22,4 1,68 lit

Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn

Bảo toàn electron

0,282

0,02522,4

x 20,8125 65

M 65 (Zn)0,025/ x 2

A 118,7 gam B 53,0 gam C 100,6 gam D 67,4 gam

22,4

n 0,1B¶o toµn khèi l î ng m = 27.n + 65.n = 14,6

2 4 4

Al SO Al

muèi ZnSO Zn

B¶o toµn nguyªn tè Al 2.n = n = 0,3 0,3

m 342 0,1.161 67,4 gam B¶o toµn nguyªn tè Zn n n 0,1 2

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

A 52,6 gam B 70,2 gam C 71,3 gam D 67,4 gam

Hướng dẫn giải:

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)

Ví dụ 5: Hòa tan 18,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được 7,84 lít SO2

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

Ta có:

2

X

Fe SO

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

153.n k.n k 8 X lµ H S

O ,t (1)

+

H O (3)

+

→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

2

SOSO