a-Tìm khoảng xác định của DX để Y không có phản ứng cộng với nước brom, biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình dung dịch CaOH2 dư thấy có 40 gam kết
Trang 1BÀI TẬP TỔNG HỢP 1.Hòa tan một muối cacbonat kim loại M bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ta thu được dung
dịch muối có nồng độ phần % là 14,18% Xác định công thức muối cacbonat đó
b Gọi x là số mol M2(CO3)n
M2(CO3)n + nH2SO4 M2(SO4)n + nCO2 + nH2O (1)
x(mol) x(mol) nx(mol)
Từ (1):n =n = x (mol)
nH SO2 4 nCO2 nx(mol)
Ta có : m =(2M + 60n)x (gam)
m =(2M + 96n)x (gam)
m = 98nx (gam) m =98 100 1000
9,8
nx
nx
m = 44nx (gam)
Từ (1), áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, tacó:
m =(2M + 60n)x + 1000nx - 44nx = (2M + 1016n)x (gam)
Vậy: C% (2M 96n)x.100(2M 1016n)x 14,18
n = 1 M = 28 (loại)
n = 2 M = 56 (Fe)
n = 3 M = 84 (loại) Vậy M : Fe, muối : FeCO 3
2- Khối lượng riêng của hỗn hợp X gồm các khí: H2, C2H4, C3H6 ở điều kiện tiêu chuẩn là DX (g/l) Cho X qua
Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y
a-Tìm khoảng xác định của DX để Y không có phản ứng cộng với nước brom, biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn
b-Cho DX = 0,741 g/l Tính thành phần trăm theo thể tích các khí trong X
2
a Gọi x, y, z lần lượt là số mol các khí H2, C2H4, C3H6 ở đktc, theo bài cho có:
2 28 42 22, 4 X
D
x y z
Để Y không làm mất màu nước brom: x y + z
z y
z
y 44 44,8
30
z
y
z
y
X
8 , 44 )
(
30
Hay 0,6696 < DX < 0,9821
*Khi x > y + z giá trị DX càng nhỏ DX < 0,6696
b Khi DX = 0,741 nằm trong khoảng 0,6696 < DX < 0,9821 Vậy x = y + z
197 , 33 741 , 0 8 , 44 44
30
z
y
z
y
Giả sử lấy x + y + z = 1
Giải ra được x = 0,5; y = 0,386; z = 0,114
%VH2 = 50%; %V C2H4 38,6%;%V C H3 6 11, 4%
3.Một hỗn hợp X gồm H2 và N2 có tỷ khối hơi so với H2 là 4,25 Đem V lít X thực hiện phản ứng tổng
M 2 (SO 4 ) n M 2 (CO 3 ) n
M 2 (CO 3 ) n (ct)
M 2 (SO 4 ) n (ct)
H 2 SO 4 (ct) H 2 SO 4 (dd)
CO 2
M 2 (SO 4 ) n (dd)
Trang 2hợp NH3, sau một thời gian được hỗn hợp Y có tỷ khối so với H2 là 34
7 . Hãy xác định hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3
2
MX = 4,25.2 = 8,5
N2(28) 6,5
8,5
H2(2) 19,5 2
2
3 1
H N
n
n
Giả sử số mol N2 là 1 thì số mol H2 là 3
N2 + 3H2 2NH3
Ban đầu: 1 3 mol
Phản ứng: a 3a 2a mol
Sau phản ứng: (1-a) (3-3a) 2a mol
MY = 28(1 ) 2(3 3 ) 17.2 34.2
a
Câu 5 (2 điểm)
Đốt cháy hoàn toàn 12 gam chất hữu cơ A chỉ thu được hỗn hợp khí và hơi gồm CO2, H2O Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 40 gam kết tủa trắng và khối lượng dung dịch giảm 15,2 gam so với khối lượng của dung dịch Ca(OH)2 ban đầu Biết rằng 3 gam A ở thể hơi có thể tích bằng thể tích của 1,6 gam oxi ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất
1 Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, biết A phản ứng được với CaCO3
2 Cho 12 gam A tác dụng với 20 ml rượu etylic 920 có axit H2SO4 đặc làm xúc tác, đun nóng thu được chất hữu cơ E Tính khối lượng của E, biết hiệu suất của phản ứng là 80% và khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml
05 , 0
32
6
,
1
nO Theo bài do các khí ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất nên tỷ lệ về thể tích bằng tỷ lệ về
số mol của chúng Vậy số mol A trong 3 gam A bằng số mol oxi
mol n
n A O 0,05
2
05 , 0
3
Số mol trong 12 gam A đem đốt cháy là 0 , 2mol
60
12
mol
100
40
3
Theo bài, khí CO2 và nước hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 dư, khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 15,2 gam so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 đem dùng
Vậy: m CaCO3 (m CO2 m H2O)15,2gam
O
H
m
2 = 40- (0,4x44 + 15,2) = 7,2 gam => 0 , 4
18
2 , 7
mO (trong 12 gam A)= 12 - 0,4(12 + 2) = 6,4 gam => 0 , 4
16
4 , 6
mol
Vậy A là hợp chất hữu cơ chứa C, H, O
nC : nH : nO = 0,4 : (0,4.2) : 0,4 = 1:2:1 => Công thức ĐGN của là CH2O
Công thức phân tử A là (CH2O)n Ta có 30n = 60 => n= 2
Trang 3Vậy công thức phân tử của A là C2H4O2.
Theo bài A phản ứng được với CaCO3 Vậy A là axit, CTCT: CH3COOH
CaCO3 + 2CH3COOH (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
mol
46
8 , 0 92 , 0 20
OH
H
PTHH: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O (1)
=> Hiệu suất phải tính theo axit, theo bài H = 80 %
Theo (1) ta có nCH 3 COOC 2 H 5= 0,2x0,8 = 0,16 mol
Vậy: mCH3COOC2H5(E)= 0,16 x 88 = 14,08 gam.
2) Hoà tan hết 22,4 gam CaO vào nước (dư) thu được dung dịch A
a) Nếu cho khí cacbonic sục hết vào dung dịch A thì thu được 5,0 gam kết tủa Tính thể tích khí cacbonic (ở đktc) tham gia phản ứng
b) Nếu hoà tan hoàn toàn 56,2 gam hỗn hợp MgCO3 và BaCO3 (có thành phần thay đổi trong đó có a% MgCO3) bằng dung dịch HCl, tất cả khí thoát ra hấp thụ hết vào dung dịch A thì thu được kết tủa B Tính giá trị của a để lượng kết tủa B nhỏ nhất
a) CaO + H2O → Ca(OH)2
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
CaCO3 + H2O + CO2 →Ca(HCO3)2
Số mol CaO = số mol Ca(OH)2 = 22,4/56 = 0,4 mol
Số mol CaCO3 = 5/100 = 0,05 mol
Trường hợp 1:
nCO2 = nCaCO3 = 0,05 mol;
VCO2 = 0,05.22,4 = 1,12 lít
Trường hợp 2: CO2 dư kết tủa sau đó kết tủa tan
số mol CO2 = số mol Ca(OH)2 = 0,4 mol
Sau đó lượng kết tủa đã tan 0,4 - 0,05 = 0,35 mol
Vậy tổng số mol CO2 là: 0,4 + 0,35 = 0,75 mol
VCO2 = 0,75.22,4 = 16,8 lít
b) MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 + H2O
BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O
Lượng CO2 lớn nhất khi a = 100.Số mol CO2 = 56,2/84 = 0,669 mol
Lượng CO2 nhỏ nhất khi a = 0 Số mol CO2 = 56,2/197= 0,285 mol
Số mol CO2 : 0,285< nCO2 < 0,66
Nếu nCO2 bằng 0,28< nCa(OH)2; Tức là không có phản ứng 3
nCaCO3 = nCO2 = 0,28 mol
Nếu nCO2 = 0,66 > nCa(OH)2
Nên lượng kết tủa bằng CaCO3 = 0,4-(0,66 - 0,4) = 0,14 mol
Vậy khi a = 100% thì lượng kết tủa bé nhất
2) Cho 13,9 gam hỗn hợp gồm Al và Fe (biết số mol sắt gấp hai lần số mol nhôm) vào 200 ml dung dịch A chứa
Cu(NO3)2 và AgNO3 Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 37,2 gam chất rắn B gồm ba kim loại Cho toàn bộ chất rắn B vào dung dịch axit HCl (dư) thu được 1,12 lít khí (ở đktc) Tính nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch A
Trong hh KL ban đầu: gọi mol Al = a mol, mol Fe = 2a mol
Ta có: 27a + 56.2a = 13,9
suy ra a = 0,1 = mol Al; mol Fe = 0,2 mol
H2SO4 đặc, t 0
Trang 4Sau các p/ư Fe dư p/ư với HCl:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)
Theo PTHH (1) mol Fe = mol H2 = 1,12/22,4 = 0,05
→ trong hỗn hợp KL ban đầu có 0,2 - 0,05 = 0,15 mol Fe p/ư
Gọi x, y lần lượt là số mol Cu, Ag được tạo thành
Al - 3e → Al3+ (2)
0,1 0,3
Fe - 2e → Fe2+ (3)
0,15 0,3
Cu2+ + 2e → Cu (4)
x 2x x
Ag+ + e → Ag (5)
y y y
Từ (2), (3), (4), (5) ta có: 2x + y = 0,3 + 0,3 = 0,6 (6)
64x + 108y = 37,2 - 0,05.56 = 34,4 (7)
Giải hệ pt (6), (7) ta được x = 0,2; y = 0,2
→ CM Cu(NO3)2 = CM AgNO3 = 0,2/0,2 = 1M
1)
Bằng ph ươ ng pháp hoá học, hãy tách khí metan tinh khiết từ hỗn hợp gồm khí sunfurơ, khí cacbonic, metan, axetilen, etilen và hơi nước
Cho hỗn hợp X qua dung dịch nước vôi trong dư
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O Tiếp tục cho khí còn lại đi qua nước Br2 dư loại khí C2H4, C2H2
C2H4 + Br2 → C2H4Br2 C2H2 + Br2 → C2H2Br4 Hốn hợp khí CH4 và hơi nước cho qua bình P2O5 dư ( hoặc H2SO4 đặc) thì thu CH4 tinh khiết
Câu 4 (3,0 điểm)
Thực hiện phản ứng este hóa giữa axit CxHyCOOH và rượu CnH2n+1OH Sau phản ứng tách lấy hỗn hợp X chỉ gồm este, axit và rượu Đốt cháy hoàn toàn 13,2 gam hỗn hợp X thì thu được 12,768 lít khí CO2 (đktc) và 8,28 gam H2O Nếu cũng cho hỗn hợp X như trên tác dụng vừa đủ với 150 ml dung dịch NaOH 1M thì thu được 3,84 gam rượu và b gam muối khan Hóa hơi hoàn toàn lượng rượu trên thì thu được thể tích hơi đúng bằng thể tích của 3,36 gam N2 (đo ở cùng điều kiện t0, p)
1.Tính b và hiệu suất phản ứng este hóa
2 Xác định CTPT của rượu và axit Tính %m các chất trong X
Câu 4 (3,0 điểm)
Các phương trình phản ứng xảy ra:
CxHyCOOH + CnH2n+1OH H SO dac 2 4
170 C
CxHyCOO CnH2n+1 + H2O (1) Hỗn hợp X tác dụng với nNaOH = 0,15.1 = 0,15 (mol), chỉ có axit và este phản ứng
CxHyCOOHdư + NaOH CxHyCOONa + H2O (2)
CxHyCOO CnH2n+1 + NaOH CxHyCOONa + CnH2n+1OH (3)
Theo các phản ứng (1), (2), (3) thì sau quá trình biến đổi toàn bộ axit ban đầu đều biến thành muối toàn bộ rượu ban đầu đều biến thành rượu sau phản ứng với naxit = nmuối, nrượu bd = nrượu sau pứ
Khi hóa hơi 3,84 gam rượu thì thu được thể tích hơi đúng bằng thể tích của 3,36 gam N2 ở cùng điều kiện nên
ta có số mol của chúng bằng nhau Vậy nrượu = nN2 3,36 0,12(mol)
28
Khối lượng mol của rượu là: nrượu = 3,84 32
0,12 14n+18 = 32 n=1 đó là CH3OH.
Theo các phản ứng (1), (2), (3) thì nNaOH = naxit bđ = nmuối = 0,15 (mol)
Trang 5Gọi số mol este tạo thành trong phản ứng (1) là a (mol) Thì theo phản ứng (3) số mol NaOH, CxHyCOONa, CnH2n+1OH đều là a (mol) Số mol rượu dư sau phản ứng (1) là 0,12-a (mol) Ở phản ứng (2) số mol NaOH là 0,15-a (mol) nên ở phản ứng (2) có số mol NaOH, CxHyCOOH, CxHyCOONa đều là 0,15-a (mol)
Vậy trong 13,2 gam hỗn hợp X có chứa 0,12-a (mol) CH3OH dư, 0,15-a (mol) CxHyCOOH dư, a mol CxHyCOO CH3
Khi đốt cháy 13,2 gam X cho CO2
12,768
22, 4
8, 28
18
mX = 32.(0,12-a) + (0,15-a).(12x+y+45) +a.(12x+y+59) = 13,2 (gam)
3,84 - 32a +1,8x +0,15y + 6,75 -12ax - ay - 45a + 12ax + ay + 59a = 13,2
1,8x +0,15y -18a = 2,61x +0,15y -18x +0,15y -18a = 2,61a = 2,61 (I)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố khi đốt cháy x thì toàn bộ C tạo CO2, H tạo H2O nên có
nCO2 nC 1.(0,12 a) (x 1).(0,15 a) (x 2).a 0,57 (mol)
0,12 -a + 0,15x - ax + 0,15 - a + ax + 2a = 0,57
0,15x = 0,3 x = 2.
nH O2 1nH 2.(0,12 a) y 1.(0,15 a) y 3.a 0, 46 (mol)
0,24 - 2a + 0,075y + 0,075 - 0,5ay - 0,5a + 0,5ay + 1,5a = 0,46
0,075 y -a = 0,145 (II)
Thay x = 2 vào (I) ta có hệ phương trình 0,15y 18a 0,99
0,075y a 0,145
a 0,08
Vậy CTPT của axit là : C2H3COOH, CTCT là: CH2 = CH - COOH
Trong 13,2 gam hỗn hợp X có chứa 0,04 mol CH3OH, 0,07 mol C2H3COOH và 0,08 mol C2H3COO CH3 Phản ứng este hóa là: C2H3COOH + CH3OH H SO dac 2 4
170 C
(mol ban đầu) 0,15 0,12 0 0
(mol phản ứng) 0,08 0,08 0 0
(mol sau phản ứng) 0,07 0,04 0,08 0,08
Nếu hiệu suất phản ứng là 100% thì CH3OH hết nên ta tính hiệu suất theo chất này
1.Hiệu suất phản ứng este hóa là: H% = 0,08.100% 66,67%
Số mol muối C2H3COONa bằng số mol C2H3COOH ban đầu nên nó là 0,15 (mol)
b = mC H COONa2 3 0,15.94 14,1 (gam)
2.Công thức phân tử của rượu là CH3OH, của axit là C2H3OH.
Trong X chứa: mCH OH3 0,04.32 1, 28 (gam) CH OH3
1, 28
13, 2
mC H COOH2 3 0, 07.72 5,04 (gam) C H COOH2 3
5, 04
13, 2
Và %mC H COOCH2 3 3 100%-(9,697%+38,182%)=52,121%
Câu 2 (3,0 điểm)
Cho 3,28 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg vào 400 ml dung dịch CuSO4 Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,24 gam chất rắn B và dung dịch C Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch C, lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 2,40 gam chất rắn D
1.Tính nồng độ mol/lit của dung dịch CuSO4
2.Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A
3 Tính thể tích khí SO2 thoát ra (đktc) khi hòa tan hoàn toàn chất rắn B trong H2SO4 đặc nóng dư
Trang 6Câu 2 (3,0 điểm)
Khi cho A vào dung dịch CuSO4 thì có các phương trình phản ứng xảy ra lần lượt là:
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu (1) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
Chất rắn B gồm Cu, có thể Fe dư, Mg dư Dung dịch C gồm: FeSO4, MgSO4, có thể có CuSO4 dư
Thêm NaOH vào dung dịch C thì có các phản ứng: 2NaOH+FeSO4 Fe(OH)2 + Na2SO4 (3)
2NaOH+CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4 (4) 2NaOH+MgSO4 Mg(OH)2 + Na2SO4 (5)
Nung kết tủa ngoài không khí thì có các phản ứng: 4 Fe(OH)2 + O2 2 Fe2O3 + 4 H2O (6)t 0
Cu(OH)2 CuO + H2O (7) Mg(OH)2t 0 MgO + H2O (8)t 0
Trường hợp 1: Kim loại hết, CuSO4 dư.
Gọi số mol Fe, Mg lần lượt là x, y (mol) ta có: 56x + 24 y = 3,28 (gam)
Chất rắn B chỉ có Cu: 64.(x + y) = 4,28 (gam)
Giải hệ phương trình này được x = 0,0524 (mol) và y = 0,0145 (mol)
Khối lượng hỗn hợp oxit thu được sau các phản ứng (6), (7), (8) là:
mhh mCuO mMgO mFe O2 3 mCuO 40.0,0524 160.0,0145 mCuO 3, 256 gam 2, 4 gam
2
Trường hợp 2: Kim loại dư, CuSO4 hết.(không xảy ra các phản ứng (4), (7))
Gọi số mol MgSO4 và FeSO4 tạo thành từ phản ứng (1), (2) lần lượt là a, b (mol)
Theo phản ứng (3), (5), (6), (8) khối lượng chất rắn D thu được là:
mD = mMgOmFe O2 3= 40a + 80b = 2,4 (gam)
Theo phương trình phản ứng (1), (2) khối lượng kim loại tăng lên là:
(64a-24a) + (64b-56b) = 40a + 8b = 4,24 - 3,28 = 0,96 (gam)
Giải hệ phương trình này ta được a = b = 0,02 (mol)
1.Theo phản ứng (1) (2) ta có tổng số mol CuSO4 là: nCuSO4= 0,02 + 0,02 = 0,04 (mol)
Vậy MCuSO4
0,04
0, 4
2 Theo phản ứng (1) (2) ta có tổng số mol Cu tạo ra là: 0,02 + 0,02 = 0,04 (mol)
Vậy mCu = 0,04.64 = 2,56 (gam) vậy khối lượng kim loại dư là: 4,24 - 2,56 = 1,68 (gam) kim loại dư này phải
là Fe dư vì phản ứng (2) xảy ra sau mà thực tế đã xảy ra có 0,02 mol Fe tham gia phản ứng Vậy khối lượng kim loại phản ứng là 3,28 - 1,68 = 1,6 (gam)
Khối lượng Fe ban đầu là: 1,68 + 0,02.56 = 2,8 (gam) Fe
2,8
3, 28
%mMg = 100% - 85,37% = 14,63%
3 Chất rắn B tạo ra có 0,03 mol Fe và 0,04 mol Cu Các phản ứng xảy ra
2 Fe + 6 H2SO4 đ/n Fe2(SO4)3 + 3 SO2 + 6 H2O (9)
(mol) 0,03 0,045
Cu + 2 H2SO4 đ/n CuSO4 + SO2 + 2 H2O (10)
(mol) 0,04 0,04
Thể tích SO2 (đktc) thu được là: (0,045 + 0,04).22,4 = 1,904 (lít)
Câu 5 (3,0 điểm)
X là một hợp chất hữu cơ Trong X tỷ lệ khối lượng của O so với các nguyên tố còn lại là 4:7 Đốt cháy hoàn toàn X chỉ thu được CO2 và hơi nước với tỷ lệ số mol là 1:1 Tổng số mol các chất tham gia phản ứng cháy tỷ lệ với tổng số mol các sản phẩm là 3:4
1.Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X
2.Xác định công thức cấu tạo có thể có ứng với công thức phân tử vừa tìm được, biết X đơn chức
Câu 5 (3,0 điểm)
Trang 71.Vì khi đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ X chỉ thu được CO2, H2O theo tỷ lệ mol là 1 : 1 nên trong X chỉ chứa
C, H, O với số nguyên tử H gấp đôi số nguyên tử C
Đặt CTPT của X là: CxH2xOy vì bài ra không n, m, V của bất kỳ một chất cụ thể nào nên để đơn giản mà không mất đi tính tổng quát của bài tập ta coi nX = 1 (mol) thì ta có phản ứng cháy
CxH2xOy + (3x 2y
2
) O2 t 0
x CO2 + x H2O (1) (mol) 1 3x 2y
2
x x Theo bài ra ta có tỷ lệ ( 1 + 3x 2y
2
) : 2x = 3 : 4 6x = 4 + 6x + 2y y = 2 Trong X lại có: mO : (mC + mH) = 32 : 14 x = 4 : 7 x = 4
Vậy CTPT của X là C4H8O2
2.X có CTPT là C4H8O2 mà lại là đơn chức nên nó là axit hoặc este nó có các CTCT là:
CH3-CH2-CH2-COOH; (CH3)2CH-COOH;
H-COO- CH2-CH2-CH3; H-COO- CH(CH3)2;
CH3-COO-CH2-CH3; CH3-CH2-COO-CH3
Câu 3: (3,5 đ)
1)Đốt cháy hoàn toàn 5,8g chất hữu cơ A thu được 2,65g Na2CO3; 2,25g H2Ovà 12,1g CO2 Xác định công thức phân tử của A, biết phân tử A chỉ chứa một nguyên tử oxi