BÀI tập vô cơ HAY và KHÓ DẠNG TOÁN LIÊN QUAN đến h+ và NO3

Để giải quyết tốt các bài toán trắc nghiệm trong hoá học, chúng ta phải biết vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn, có các mẹo thay thế chất để có thể chuyển đổi từ hỗn hợp phức tạp thành dạng đơn giản hơn, một trong số dạng bài toán hoá phức tạp hay gặp trong các đề thi THPT Quốc gia. Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường trung học phổ thông, đặc biệt là trong quá trình ôn luyện cho học sinh thi THPT Quốc gia, chuyên đề các bài toán vô cơ là một chuyên đề hay và khá quan trọng nên các bài tập về bài toán vô cơ hay và khó thường xuyên có mặt trong các đề thi THPT Quốc gia. Nhiều câu hỏi trong khung điểm 9 – 10, thực tế với thời lượng 50 phút các em phải trả lời 40 câu trắc nghiệm là không dễ để đạt điểm tối đa, Qua quá trình giảng dạy, nghiên cứu tôi đã hệ thống hóa các dạng bài tập về bài toán vô cơ hay và khó và phương pháp giải các dạng bài tập đó cho học sinh một cách dễ hiểu, dễ vận dụng, tránh được những lúng túng, sai lầm nhằm nâng cao kết quả trong các kỳ thi. Trên cơ sở đó tôi đã nghiên cứu và xây dựng chuyên đề “Bài tập vô cơ hay và khó dạng toán liên quan đến H+ và NO3 ”. Với hy vọng chuyên đề này sẽ là một tài liệu tham khảo phục vụ cho việc học tập của các em học sinh 12 ôn thi THPT Quốc gia và cho công tác giảng dạy của các bạn đồng nghiệp.

BỘ MÔN: HÓA HỌC

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VÔ CƠ HAY VÀ KHÓ

-A PHẦN MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong những năm gần đây, với hình thức thi trắc nghiệm yêu cầu học sinh trong một khoảng thờigian ngắn các em phải giải quyết một số lượng bài tập tương đối lớn Hầu như với khoảng thời gian đócác em chỉ đủ để phân tích đề phân loại bài toán Do vậy, giáo viên phải có những hình thức phân chiacác dạng bài để các em nhạy bén hơn trong việc nhận dạng và cách xử sự đối với mỗi dạng bài toán đó,đặc biệt là những bài toán hoá khá phức tạp có nhiều phản ứng xảy ra, hoặc có nhiều giai đoạn phảnứng

Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì việc giải nhanh các bài toán Hóa học là yêu cầuhàng đầu của người học; yêu cầu tìm ra được phương pháp giải toán một cách nhanh nhất, đi bằng conđường ngắn nhất không những giúp người học tiết kiệm được thời gian làm bài mà còn rèn luyện được

tư duy và năng lực phát hiện vấn đề của người học

Để giải quyết tốt các bài toán trắc nghiệm trong hoá học, chúng ta phải biết vận dụng linh hoạt cácđịnh luật bảo toàn, có các mẹo thay thế chất để có thể chuyển đổi từ hỗn hợp phức tạp thành dạng đơngiản hơn, một trong số dạng bài toán hoá phức tạp hay gặp trong các đề thi THPT Quốc gia

Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường trung học phổ thông, đặc biệt là trong quá trình

ôn luyện cho học sinh thi THPT Quốc gia, chuyên đề các bài toán vô cơ là một chuyên đề hay và kháquan trọng nên các bài tập về bài toán vô cơ hay và khó thường xuyên có mặt trong các đề thi THPTQuốc gia Nhiều câu hỏi trong khung điểm 9 – 10, thực tế với thời lượng 50 phút các em phải trả lời 40câu trắc nghiệm là không dễ để đạt điểm tối đa, Qua quá trình giảng dạy, nghiên cứu tôi đã hệ thống hóacác dạng bài tập về bài toán vô cơ hay và khó và phương pháp giải các dạng bài tập đó cho học sinh mộtcách dễ hiểu, dễ vận dụng, tránh được những lúng túng, sai lầm nhằm nâng cao kết quả trong các kỳ thi.Trên cơ sở đó tôi đã nghiên cứu và xây dựng chuyên đề

“Bài tập vô cơ hay và khó dạng toán liên quan đến H + và NO 3 - ” Với hy vọng chuyên đề này sẽ là một

tài liệu tham khảo phục vụ cho việc học tập của các em học sinh 12 ôn thi THPT Quốc gia và cho côngtác giảng dạy của các bạn đồng nghiệp

II CÁC PHƯƠNG PHÁP CẦN VẬN DỤNG

Những bài toán vô cơ khó thường sử dụng kết hợp các phương pháp giải toán.

1 Phương pháp bảo toàn khối lượng:

Nội dung: Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau phản

ứng

Hệ quả 1: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, ms là khối lượng các chất sauphản ứng Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều có: mT = mS

Hệ quả 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất ta luôn có: Khối

lượng chất = khối lượng của cation+khối lượng anion Khối lượng của cation hoặc anion ta coi như bằngkhối lượng của nguyên tử cấu tạo thành

2 Phương pháp bảo toàn nguyên tố

Nội dung định luật: Tổng khối lượng một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng củanguyên tố đó sau phản ứng Nội dung định luật có thể hiểu là tổng số mol của một nguyên tố được bảotoàn trong phản ứng

3 Phương pháp bảo toàn electron

Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho đi bằng số mol electron mà chấtoxi hóa nhận về

Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán này cần lưu ý:

- Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm đến trạng thái đầu và trạng thái cuối màkhông cần quan tâm đến trạng thái trung gian

- Nếu có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là tổng số mol của tất cả chấtnhường hoặc nhận electron

4 Phương pháp bảo toàn điện tích

Nguyên tử, phân tử, dung dịch luôn luôn trung hòa về điện

- Trong nguyên tử: số proton = số electron

- Trong dung dịch:

số mol × điện tích ion dương =  số mol × điện tích ion âm

Khối lượng dung dịch muối (trong dung dịch) = khối lượng các ion tạo muối

5 Phương pháp quy đổi

Quy đổi là một phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toán ban đầu là một hỗn hợp phức tạp

về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho các phép tính trở nên dàng, thuận tiện

Khi áp dụng phương pháp quy đổi phải tuân thủ 2 nguyên tắc sau :

+ Bảo toàn nguyên tố

+ Bảo toàn số oxi hoá

6 Phương pháp sử dụng phương trình ion rút gọn

Phương trình hóa học thường được viết dưới hai dạng là phương trình hóa học ở dạng phân tử và dạngion thu gọn Ngoài việc thể hiện được đúng bản chất của phản ứng hóa học, phương trình ion thu gọn

còn giúp giải nhanh rất nhiều dạng bài tập khó hoặc không thể giải theo các phương trình hóa học ởdạng phân tử.

III BÀI TẬP VẬN DỤNG

các phản ứng thu được Mg dư, dung dịch Y chứa m gam muối và thấy chỉ bay ra 2,24 lít khí NO (đkc)

+

Áp dụng bảo toàn mol electron

Câu 3: Cho 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe(NO3)2, Al tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 3,1 molKHSO4 loãng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa 466,6 gam muốisunfat trung hòa và 10,08 lít (đktc) khí Z gồm 2 khí, trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí Biết

tỉ khối của Z so với He là Phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào

sau đây? A 15 B 20 C 25 D 30

Hướng dẫn giải

Khi đó áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

Áp dụng bảo toàn nguyên tố H

Áp dụng bảo toàn nguyên tố N

Áp dụng bảo toàn nguyên tố O (O/ triệt tiêu nhau)

Khi đó theo khối lượng X, ta có:

phản ứng thu được dung dịch A chỉ chứa m gam hỗn hợp các muối trung hòa và 2,24 lít hỗn hợp khí Bgồm NO và H2 Khí B có tỉ khối so với H2 bằng 8 Giá trị của m gần giá trị nào nhất?

Hướng dẫn giải

hoàn toàn thu được dung dịch A ; 0,896 lít (đktc) hỗn hợp khí B có khối lượng 0,92 gam gồm 2 khíkhông màu có một khí hóa nâu trong không khí và còn lại 2,04 gam chất rắn không tan Cô cạn cẩn thậndung dịch A thu được m gam muối khan Giá trị của m là:

Hướng dẫn giải

=> m = 14,9 (gam)

Câu 6: Cho 31,15 gam hỗn hợp bột Zn và Mg (tỷ lệ mol 1:1) tan hết trong dung dịch hỗn hợp gồm

NaNO3 và NaHSO4 thu được dung dịch A chỉ chứa m gam hỗn hợp các muối và 4,48 lít (đktc) hỗn hợpkhí B gồm N2O và H2 Khí B có tỷ khối so với H2 bằng 11,5 m gần giá trị nào nhất?

Hướng dẫn giải

Đặt x là số mol NaHSO4

=> m = 240,1 (gam)

Câu 7: Cho 5,6 gam hỗn hợp X gồm Mg và MgO có tỉ lệ mol tương ứng là 5 : 4 tan vừa đủ trong dung

dịch hỗn hợp chứa HCl và KNO3 Sau phản ứng thu được 0,224 lít khí N2O (đktc) và dung dịch Y chỉchứa muối clorua Biết các phản ứng hoàn toàn Cô cạn cẩn thận Y thu được m gam muối Giá trị của m

Hướng dẫn giải

=> m = 20,51 (gam)

mol HCl và x mol KNO3 Sau phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa muối clorua và 0,04 mol khí N2

Cô cạn cẩn thận Y thu được m gam muối khan Biết các phản ứng hoàn toàn Giá trị của m là:

ứng thu được dung dịch X chứa m gam muối, 0,125 mol hỗn hợp khí Y gồm hai khí không màu, trong

đó có một khí hóa nâu ngoài không khí Tỉ khối hơi của Y so với H2 là 12,2 Giá trị của m là:

Hướng dẫn giải

Vậy m = 64,05 (gam)

chứa 1,8 mol KHSO4 loãng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa275,42 gam muối sunfat trung hòa và 6,272 lít khí (đktc) Z gồm 2 khí trong đó có một khí hóa nâu trongkhông khí Biết tỉ khối của Z so với H2 là 11 Phần trăm khối lượng Mg trong hỗn hợp X là:

Hướng dẫn giải

Chú ý: Kinh nghiệm cho thấy khi có khí có H 2 thì 60% - 70% ra Fe 2+

Vậy %Mg = 25,5%

Bài này có thể đặt x, y, z, t lần lượt là số mol các chất trong hỗn hợp X giải cũng được

hết m gam X trong 2107 gam dung dịch H2SO4 loãng, nồng độ 10% thu được dung dịch Y chỉ chứamuối sunfat trung hòa và 11,2 lít (đkc) hỗn hợp NO, H2 có tỉ khối so với H2 là 6,6 Cô cạn dung dịch sauphản ứng được rắn khan Z và 1922,4 gam H2O Phần trăm khối lượng FeO trong X gần với giá trị nào

Hướng dẫn giải

=> mX = 100 (gam) => %FeO = 32,4%

Chú ý: Bài này không cần xác định sắt có số oxi hóa bao nhiêu trong dung dịch Y.

chứa 1,14 mol HCl và x mol NaNO3 vừa đủ Sau phản ứng thu được 0,04 mol N2 và dung dịch Y chỉchứa 3 muối Cho NaOH dư vào Y thì thấy có a mol NaOH tham gia phản ứng Biết trong X phần trămkhối lượng của MgO là 20,30457% Giá trị của a là:

Hướng dẫn giải

Mặt khác : 24y + 148z = 15,76 – 0,08.40 => 24y + 148z = 12,56 (3)

=> a = 1,05 (mol)

ZnO) vào 88,2 gam dung dịch HNO3 20% thu được dung dịch Y và 0,2688 lít khí NO duy nhất (đktc).Cho từ từ V lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y cho đến khi phản ứng hết với các chất trong Y thuđược lượng kết tủa cực đại, nung lượng kết tủa này trong không khí đến khối lượng không đổi thu được7,38 gam rắn Giá trị của V là:

Hướng dẫn giải

Ta có :

NaOH tác dụng với => V = 0,267 lít

theo khối lượng) trong dung dịch HCl dư thấy có 4,61 mol HCl phản ứng Sau khi các phản ứng xảy raxong thu được dung dịch Y chỉ chứa 231,575 gam muối clorua và 14,56 lít (đkc) khí Z gồm NO, H2 Z

có tỉ khối so với H2 là Thêm dung dịch NaOH dư vào Y, sau phản ứng thu được kết tủa Z Nung Ztrong không khí đến khối lượng không đổi được 102,2 gam chất rắn T Phần trăm khối lượng MgO trong

X gần nhất với giá trị nào sau đây?

20,16 lít khí (đktc) Mặt khác cũng hòa tan hết 35,4 gam hỗn hợp trên cần dùng dung dịch hỗn hợp chứaH2SO4 0,25M và HNO3 0,75M đun nóng Sau khi kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y chứa m gammuối và hỗn hợp khí Z gồm 2 khí không màu, trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí Tỉ khối của

Z so với He bằng 8,8125 Giá trị của m là:

Hướng dẫn giải

=> m (muối trong Y) = 142,72 (gam)

Câu 16: Nung nóng hỗn hợp chất rắn A gồm a mol Mg và 0,25 mol Cu(NO3)2, sau một thời gian thuđược chất rắn X và 0,45 mol hỗn hợp khí NO2 và O2 X tan hoàn toàn trong dung dịch chứa vừa đủ 1,3mol HCl, thu được dung dịch Y chứa m gam hỗn hợp muối clorua, và thoát ra 0,05 mol hỗn hợp khí Zgồm N2 và H2, tỉ khối của Z so với H2 là 11,4 Giá trị m gần nhất là

Hướng dẫn giải

C2

Vậy m = 71,87 gam

mol NaNO3, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X chứa 22,47 gam muối và0,448 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO, N2 có tỷ khối so với H2 bằng 14,5 Cho dung dịch NaOH (dư) vào

dung dịch X thu được kết tủa Y, lấy Y nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 9,6 gamchất rắn Mặc khác nếu cho dung dịch X tác dụng với dung dịch AgNO3 (dư) thu được m gam kết tủa.Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

Ta có:

khối lượng hỗn hợp) vào dung dịch chứa 0,12 mol HNO3 và 1,64 mol NaHSO4, khuấy đều cho các phảnứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chứa các muối trung hòa có khối lượng 215,08 gam và hỗnhợp khí Z gồm N2O, N2, CO2 và H2 (trong đó số mol của N2O bằng số mol của CO2) Tỉ khối hơi của Z

so với He bằng a Giá trị của a gần nhất với giá trị nào sau đây? A 6,5 B 7 C 7,5 D 8

Hướng dẫn giải

Ta có:

Vậy a = 6,83

lượng) vào dung dịch chứa 1,58 mol NaHSO4 và 0,04 mol NaNO3, khuấy đều cho các phản ứng xảy rahoàn toàn, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối trung hòa và 0,18 mol hỗn hợp khí Z gồm N2O; N2

và H2 Để tác dụng tối đa các chất tan có trong dung dịch Y cần dùng dung dịch chứa 2,04 mol NaOH.Phần trăm khối lượng của N2 có trong hỗn hợp khí Z gần giá trị nào nhất

Hướng dẫn giải

Ta có:

Vậy %N2 = 21,875%

0,725 mol H2SO4 loãng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y chỉ chứa 96,55gam muối sunfat trung hòa và 3,92 lít (đktc) khí Z gồm hai khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài khôngkhí Biết tỉ khối của Z so với H2 là 9 Phần trăm số mol của Mg trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị

nào sau đây?

Hướng dẫn giải

mol HCl thu được dung dịch Y và 1,6128 lít khí NO (đktc) Cho từ từ AgNO3 vào dung dịch Y đến khithấy các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì lượng AgNO3 phản ứng là 99,96 gam, sau phản ứng thu được82,248 gam kết tủa; 0,448 lít khí NO2 (đktc) thoát ra và dung dịch Z chỉ chứa m gam muối Giá trị của m

gần nhất với giá trị nào sau đây?

Hướng dẫn giải

=> mZ = 43,9 (gam)

dịch HCl 1M sau phản ứng thu được dung dịch X chứa 30,585 gam chất tan và 1,12 lít (đktc) hỗn hợp

khí gồm (N2O, NO, H2) có tỉ khối với He là 6,8 Cho AgNO3 dư vào dung dịch X ở trên thấy thu được0,112 lít khí NO (đktc) (sản phẩm khử duy nhất ) và 72,66 gam kết tủa Phần trăm khối lượng củaFe(NO3)2 trong hỗn hợp ban đầu là

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

Do dung dịch X có sinh khí NO trong X có H+ dư

Mặt khác, ta có:

Áp dụng bảo toàn mol electron, ta có:

Áp dụng bảo toàn nguyên tố O = (3y + 6z – 0,2) mol

H2 = 0,05 – (3y + 6z – 0,2) = 0,25 – 3y – 6z

Áp dụng bảo toàn nguyên tố H NH4+ =

Theo giả thuyết, khối lượng chất tan X và bảo toàn điện tích trong dung dịch X, ta có:

32,85% và HNO3 9,45%, sau phản ứng thu được 5,824 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất vàdung dịch X chứa (m + 60,24) gam chất tan Cho a gam Mg vào dung dịch X, khi kết thúc phản ứng

thấy thoát ra khí Y gồm 2 khí, trong đó có khí hóa nâu trong không khí; tỉ khối của Y đối với He bằng4,7 và (m - 6,04) gam chất rắn T Giá trị của a là

1,08 mol HCl (đun nóng) Sau khi kết thức phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối và 3,136lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N2O và H2 Tỷ khối của Z so với He bằng 5 Dung dịch Y tác dụng tối đavới dung dịch chứa 1,14 mol NaOH, lấy kết tủa nung ngoài không khí tới khối lượng không đổi thuđược 9,6 gam rắn Phần trăm khối lượng của Al có trong hỗn hợp X là

Hướng dẫn giải

=> nMg = 0,22 (mol)

=> %Al = 23,96%

Câu 25: Hòa tan hết 14,88 gam hỗn hợp gồm Mg , Fe3O4 , Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,58 mol HCl,sau khi các phản ứng kết thúc thu được dung dịch X chứa 30,05 gam chất tan và thấy thoát ra 1,344 lít(đktc) hỗn hợp khí Y gồm H2, NO, NO2 có tỷ khối so với H2 bằng 14 Cho dung dịch AgNO3 (dư) vàodung dịch X , sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Z; 84,31 gam kết tủa và thấythoát ra 0,224 lít (đktc) khí NO là sản phẩm khử duy nhất của NO3- Phần trăm khối lượng của Mg trong

hỗn hợp ban đầu gần nhất với giá trị nào sau đây?

Hướng dẫn giải

=> %Mg = 16,9%

gồm 1,04 mol HCl và 0,08 mol HNO3, đun nhẹ thu được dung dịch Y và 2,24 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có

tỉ khối hơi đối với H2 là 10,8 gồm hai khí không màu trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí Chodung dịch Y tác dụng với một lượng dung dịch AgNO3 vừa đủ thu được m gam kết tủa và dung dịch T.Cho dung dịch T tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH, lọc kết tủa nung đến đến khối lượngkhông đổi thu được 20,8 gam chất rắn Các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

==>

NaHSO4 Sau khi kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối trung hòa và 0,2 mol hỗnhợp khí Z gồm CO2, N2O, N2 và H2 Đế tác dụng tối đa các chất tan trong dung dịch Y cần dùng dungdịch chứa 1,75 mol NaOH, thu được 40,6 gam kết tủa Phần trăm khối lượng của N2O có trong hỗn hợp

Hướng dẫn giải

A Sau đó cho m gam hỗn hợp B gồm Mg, Al, Al2O3 và MgO vào dung dịch A rồi khuấy đều tới khi cácphản ứng xảy ra hoàn toàn thấy B tan hết, thu được dung dịch C chỉ chứa các muối và có 2,016 lít hỗnhợp khí D có tổng khối lượng là 1,84 gam gồm 5 khí ở (đktc) thoát ra trong đó về thể tích H2, N2O, NO2lần lượt chiếm Cho BaCl2 dư vào C thấy xuất hiện 356,49 gam kết tủa trắng Biết trong Boxi chiếm về khối lượng Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?