Giải bài toán bằng nhiều cách

VD 2: Hỗn hợp khí A gồm H2 và 2 olêphin là đồng đẳng liên tiếp nhau.. Biết hỗn hợp B làm nhạt màu nước Brôm.. Xác định CTPT của 2 olêphin, biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và tốc độ ph

HÖ thèng bµi tËp hãa häc gi¶i

b»ng nhiÒu c¸ch

thêi gian thu ®­îc 104,8 gam hçn hîp chÊt r¾n A gåm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Hoµ tan hoµn toµn A trong dung dÞch HNO3 d­, thu ®­îc dung dÞch B vµ 12,096 lÝt hçn hîp khÝ X (®ktc) gåm NO vµ NO2 cã tØ khèi so víi heli lµ 10,167 TÝnh m.

Sè mol: nX = 0,54 mol.

Lêi gi¶i

668 ,

40 4

167 ,

10

36 , 0 n

; 18 , 0

n 2

1 30

668 ,

40

668 ,

40

46 n

n

2

NO

NO NO

−

−

=

§Æt sè mol c¸c chÊt trong 104,8 gam A nh­ sau:

{ Fe: x ; FeO: y ; Fe2O3: z ; Fe3O4: t }

A + HNO3: X¶y ra c¸c ph¶n øng

B¶o toµn sè mol e ta cã: 3x + y + t = 3.0,18 + 1.0,36 = 0,9 (III)

Tõ (I), (III) ⇒ 10x + 10y + 20z + 30t = 14 ⇒ x + y + 2z +3t = 1,4 Thay vµo (II) ⇒ nFe = 1,4 ⇒ m = 56.1,4 = 78,4g

B¶o toµn nguyªn tö: nFe = x + y + 2z + 3t (II)

C¸ch 1:

⇒ 56x + 72y + 160z + 232t = 104,8 ⇒ 7x + 9y + 20z + 29t =13,1 (I)

Cách 2:

Theo định luật BTKL ta có:

O H X

) NO ( Fe HNO

Trong đó:

56

m n

nFe(NO ) Fe

3

3 = =

54 ,

0 56

m 3 n

n n

3

n

2 3

3 )

ư p (

3 Fe ( NO ) NO NO

) 54 ,

0 56

m 3

.(

2

1 n

2

1 n

)

ư p ( 3

Thay vào (*) ⇒ m = 78,4g.

O H )

NO ( Fe

n 63 8

,

Bảo toàn số mol e:

Cách 3:

Theo định luật BTKL ta có:

mA = mO + m ⇒ mO = 104,8 – m ⇒ nO = 6,55 – 0,0625m

g 4 , 78 m

m 125 ,

0

14 56

m 3

=

⇒

−

=

Thay vào (**) ta được:

2

NO NO

O

Fe 2 n 3 n n n

Đặt công thức chung của 2 khí là: NOn

Cách 4:

Ta có: M X = 14 + 16n = 40,668 ⇒ n = 1,66675

Bảo toàn số mol e:

mA = mO + m ⇒ mO = 104,8 – m ⇒ nO = 6,55 – 0,0625m

g 4 , 78 m

m 125 ,

0

14 56

m 3

=

⇒

−

=

Thay vào (***) ta được:

(***)

X

NO

O ( 5 2 n ) n n

2 56

m

3

− +

=

Theo định luật BTKL ta có:

Cách 5:

Coi Fe3O4 ⇔ FeO.Fe2O3 ⇒ A gồm {Fe ; FeO ; Fe2O3 }

Cách 6: Đặt công thức chung của 3 oxit là: FenOm

Trong 104,8 gam A gồm { Fedư: x ; FenOm: y }

Làm tương tự như cách 1 ⇒ m = 78,4g

Đặt số mol các chất trong 104,8 gam A

{ Fe: x ; FeO: y ; Fe2O3: z }

Làm tương tự như cách 1 ⇒ m = 78,4g

Cách 7:

Đặt công thức chung của các chất trong A là: FenOm: x

⇒ (56n + 16m)x = 104,8 Bảo toàn số mol e: (3n – 2m)x = 3.0,18 + 1.0,36 = 0,9

⇒ nx = 1,4 ⇒ m = 56.1,4 = 78,4g

C¸ch 8:

V× A chØ gåm c¸c nguyªn tè Fe vµ Oxi.

§Æt sè mol c¸c chÊt trong 104,8g A { Fe: x ; O: y }

⇒ 56x + 16y = 104,8 (IV)

B¶o toµn sè mol e:

2

NO NO

O

Fe 2 n 3 n n n

⇒ 3x = 2y + 0,36 + 0,18.3 ⇒ 3x = 2y + 0,9 (V)

Tõ (IV), (V) ⇒ x = 1,4 ; y = 1,65

⇒ m = 56x = 56.1,4 = 78,4g.

C¸ch 9:

ChÊt r¾n A gåm: { Fe: x ; Fe2O3: y }

A + HNO3:

B¶o toµn sè mol e: 3 x = 3 0 , 18 + 1 0 , 36 = 0 , 9

55 , 0 y

3 , 0

⇒

B¶o toµn nguyªn tö Fe: nFe (Cã) = x + 2 y = 1 , 4

g 4 , 78 4

, 1 56

⇒

⇒ 56x + 160y = 104,8

VD 2: Hỗn hợp khí A gồm H2 và 2 olêphin là đồng

đẳng liên tiếp nhau Cho 1,904 lít (đktc) hỗn hợp khí A đi qua bột Ni, nung nóng thu được hỗn hợp khí B Biết hỗn hợp B làm nhạt màu nước Brôm

Đốt cháy hoàn toàn B thì thu được 8,668 gam CO2

và 4,086 gam H2O.

Xác định CTPT của 2 olêphin, biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và tốc độ phản ứng của 2 olêphin là như nhau

Lời giải

085 ,

0 4

, 22

904 ,

1

Số mol các chất:

197 ,

0 44

668 ,

8

nCO2 = = ; nH2O = 4 , 18 086 = 0 , 227

Vì hỗn hợp B làm nhạt màu nước Brôm, chứng tỏ trong B còn dư olêphin ⇒ Sau phản ứng H2 hết

Cách 1:

Đặt CTPT của 2 olêphin là: CnH2n và CmH2m (m = n + 1)

Đặt số mol các chất trong A { H2: x ; CnH2n: y ; CmH2m: z }

⇒ x + y + z = 0,085 (I)

CnH2n + H2 → CnH2n + 2 ; CmH2m + H2 → CmH2m + 2

x1 x1 x1 x2 x2 x2

Vì H2 hết ⇒ x = (x1 + x2)

Hỗn hợp khí B gồm

{ CnH2n + 2: x1 ; CmH2m + 2: x2 ; CnH2n: (y – x1) ; CmH2m: (z – x2) }

197 ,

0 ) x z ( m mx

) x y ( n nx

2 = + − + + − =

227 ,

0 ) x z

( m x

) 1 m ( ) x y ( n x

) 1 n (

Từ (I), (II), (III)

⇒ x = x1 + x2 = 0,03 ; y + z = 0,055 ; ny + mz = 0,197

⇒ ny + (n + 1)(0,055 – y) = 0,197 ⇒ y = 0,055n – 0,142 Vì 0 < y < 0,055 ⇒ 2,58 < n < 3,58 ⇒ n = 3 ; m = 4

Vậy CTPT của 2 olêphin là: C3H6 và C4H8

Từ phản ứng đốt cháy B

Cách 2:

n 2

n H C

Đặt CTPTTB của 2 olefin là

n 2

n H

C : (0,085 – x) }

Đặt số mol các chất trong A { H2: x ;

n 2

nH

C + H2 → CnH2n + 2

x x x

n 2

nH

C CnH2n + 2

Hỗn hợp B gồm: { : (0,085 – 2x) ; : x }

197 ,

0 x

n n

) x 2 085

, 0 (

nCO2 = − + =

227 ,

0 x

) 1 n

( n

) x 2 085

, 0 (

nH2O = − + + =

58 , 3

n ≈

⇒ x = 0,03 ;

⇒ CTPT của 2 olêphin là: C3H6 và C4H8

Từ phản ứng đốt cháy B

Vì 2 olefin là đồng đẳng liên tiếp nhau

Cách 3:

Nhận xét:

03 , 0 n

n n

n

2 2

2 2

n 2

58 ,

3 055

, 0

197 ,

0 n

n n

) A ( H C

CO

n 2 n

=

⇒

n 2

nH C

Đặt CTPTTB của 2 olefin là

⇒ CTPT của 2 olêphin là: C3H6 và C4H8.

Vì 2 olefin là đồng đẳng liên tiếp nhau

n 2

nH

C + H2 → CnH2n + 2

055 ,

0

nC H (A)

n 2

⇒

Cách 4:

Nhận xét: Đốt cháy B ⇔ Đốt cháy A

055 ,

0 n

03 , 0 n

n

n

n 2 n 2

2

58 ,

3 055

, 0

197 ,

0 n

n n

n 2 n

2

H C

CO = ≈

=

⇒

⇒ CTPT của 2 olêphin là: C3H6 và C4H8.

Vì 2 olefin là đồng đẳng liên tiếp nhau