Axit HNO3,H2SO4 đặc,nóng

a Tính hiệu suất phản ứng xảy ra, biết rằng sản phẩm của phản ứng sắt và khí cacbon oxit b Đem toàn bộ chất rắn X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được V lít hỗn hợp hai khí

Phần 1: Axit H 2 SO 4 đặc, nóng

Axit H2SO4 đặc, nóng có tính OXH rất mạnh nên sẽ đưa nguyên tố lên số OXH cao nhất

Sản phẩm khử của H2SO4 đặc nóng 2

2

: hay gap nhat

H , : it gap (chat khu manh)

SO

S S





Phương pháp

e cho e nhan

BT mol e: n BTNT: mol nguyen to khong doi BTDT : ( ) ( )

n











Chat khu: kim loai Chat oxi hoa: khi (SO ; ; )

n







Al -3e → Al+3

(NO)

Zn -2e → Zn+2 2N+5 +8e → N2+1 (N2O)

Bài 1: HSG Cần Thơ 2016

Chia 32 gam hỗn hợp X gồm Mg và kim loại R thành hai phần bằng nhau:

- Phần 1: Cho vào lượng dư dung dịch HCl đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được

8,96 lít H2 (đktc)

- Phần 2: Hòa tan hoàn toàn vào lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng thì thu được 11,2 lít khí SO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất

Hãy xác định kim loại R

Hướng dẫn

Giả sử mỗi phần có : ( )

e :

Mg x

mol

F y





2 4

: 56 (Fe) : 1,5 0,5 (BT mol e) 0, 2

m g

R





2 4

32 : 64 (Cu) : 0,5 0,5 (BT mol e) 0, 2

My





lí)

(hóa trị của R là n)

Vậy kim loại R là Fe hoặc Cu

Bài 2: HSG Hà Nội 2016

HSG Hà Nội 2016

Trộn 6 gam cacbon với 28,8 gam sắt (II) oxit, sau đó nung nóng hỗn hợp, phản ứng xong thu được hỗn hợp chất rắn X có khối lượng là 26,4 gam

a) Tính hiệu suất phản ứng xảy ra, biết rằng sản phẩm của phản ứng sắt và khí cacbon oxit b) Đem toàn bộ chất rắn X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được V lít hỗn hợp hai khí SO2 và CO2 (đktc) Tìm giá trị V

Hướng dẫn

a) C + FeO → Fe + CO

0,5 0,4

BTKL: mC + mFeO = mX + mCO → mCO = 8,4g → nCO = 0,3 → nFeO pứ = 0,3

Hiệu suất tính theo FeO nên → H% =

x100% = 75%

b) Rắn Fe: 0,3 SO2

FeO dư: 0,1 +H2SO4 CO2

C dư: 0,2

BTNT C: nCO2 = 0,2

BT mol e: ne cho = 3nFe + nFeO + 4nC = 1,8 → nSO2 = 0,9 → V = 24,64 (lít)

ne nhận = 2nSO2

Bài 3: HSG Hà Nội 2016

Có hỗn hợp X gồm Cu và kim loại M (M có hóa trị thường gặp < 4) Cho 12 gam hỗn hợp

X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được khí SO2 duy nhất, lượng khí này được hấp thụ hoàn toàn trong 1 lít dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được 51,5 gam chất rắn khan Nếu cho 12 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thì thu được 2,24 lít khí H2 (đktc), trong thí nghiệm này thu được muối clorua mà kim loại

M có hóa trị 2.Xác định kim loại M và tính thành phần phần trăm khối lượng kim loại trong hỗn hợp X

Hướng dẫn

Cu: a +H2SO4 SO2 +NaOH Rắn: 51,5g

M: 0,1 +HCl MCl2

H2: 0,1

Rắn gồm: Na2SO3: x → 2x + y = 1 (BTNT Na) → x = 0,25 → nSO2 = 0,25

NaOH dư: y 126x + 40y = 51,5 y = 0,5

BTĐT: nM = nH2 = 0,1 → 64a + 0,1M = 12

2a + 0,1n = 0,5 (BT mol e)

→ 32n – M = 40 → (n,M) = (2/24) / (3/56)

Vậy M có thể là Mg hoặc Fe

Bài 4: HSG Nghệ An 2016

Hòa tan hết hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 9,28 gam FexOy trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch X và 0,784 lít khí SO2 (đktc) Để phản ứng hết với lượng muối Fe (III) trong dung dịch X cần dùng vừa hết 3,52 gam Cu Xác định công thức của FexOy

Fe: 0,02 +H2SO4đ,n SO2: 0,035

Fe2On: x ddX +Cu ddY

0,055

Cu2+: 0,055 Ta có: 2H2SO4 +2e → SO42- + SO2 + H2O

ddY gồm Fe2+: 2x + 0,02 2H+ + O2- → H2O

SO42-: 4x + 0,15 → nH2SO4 pứ = 2nSO2 + nO(oxit) = 2.0,035 + xn

→ nSO4(Y) = nS(H2SO4) – nS(SO2) = 0,035 + xn

→ 4x + 0,15 = 0,035 + xn (1) → x = 0,06 → n = 8/3 →

Fe3O4

Và: (2.56 + 16n)x = 9,28 (2) xn = 0,16

Bài 5: HSG Quảng Trị 2016

HSG Quảng Trị 2016

Hòa tan hết 20,88 gam một oxit kim loại bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) Xác định oxit kim loại

Hướng dẫn

Gọi CTPT của oxit là: M2Oa Khi tác dụng với H2SO4 đặc nóng thì M sẽ lên hóa trị cao nhất

là b

M2Oa + (2b – a)H2SO4 → M2(SO4)b + (b –a)SO2 + (2b – a)H2O

0,145

→ (2M + 16a) 0,145

ba = 20,88 → M + 8a = 72(b – a) → M = 72b – 80a

b 2 3

Chọn Chọn Loại Vậy oxit kim loại có thể là: FeO hoặc Cu2O

Chú ý: hóa trị cao nhất của kim loại là hóa trị 3 Và thầy không chọn b = 1 vì khi đó a = 1 thì không xảy ra phản ứng oxi hóa khử → không có khí SO2 (vô lí)

Bài 6: HSG Thanh Hóa 2016

Hỗn hợp X gồm Al và FexOy Nung m gam X trong điều kiện không có không khí (giả sử chỉ tạo ra kim loại Fe) Sau phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn Y Chia Y thành hai phần Phần 1: Cho tác dụng với NaOH dư thu được 1,68 lít khí (đktc) và 12,6 gam chất rắn

Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, sau phản ứng thu được 27,72 lít khí SO2 (đktc) và dung dịch Z có chứa 263,25gam muối sunfat

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra

b) Tìm m và công thức FexOy

Hướng dẫn

Al +NaOH ↑H2: 0,075

Fe2On t0 hhY Rắn: 12,6g (Fe)

m(g) +H2SO4đ,n SO2: 1,2375

ddZ: 263,25g

P1: nH2 = 0,075 → nAl dư = 0,05

Rắn là Fe: 12,6g → nFe = 0,225 → nAl2O3 = 0,0375n

P2: BT mol e ne cho = 3nAl + 3nFe = 3.0,05k + 3 0,225k = 0,825k → k = 3

ne nhận = 2nSO2 = 2,475

P2 = k.P1 → Al: 0,05k Al3+: 0,225n + 0,15

Al2O3: 0,0375nk → Fe3+: 0,675 → n = 8/3 → oxit Fe3O4

Fe: 0,225k SO42-: 1,2375 + 0,3375n

263,25g

Bài 7: HSG Vĩnh Phúc 2016

Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam một kim loại R bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được

SO2 Hấp thụ hết khí SO2 này vào trong 350 ml dung dịch NaOH 2M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 41,8 gam chất rắn khan Mặt khác, hòa tan 8,4 gam kim loại R vào trong

200 ml dung dịch HCl 2M thu được dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng với AgNO3 dư thu được m gam kết tủa Tính m (Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5)

Hướng dẫn

2 4

3

2 0,7 11,2

8,4

0,4

: 41,8 : ( )

mol g

mol

R









Rắn có thể là: Na2SO3 và NaHSO3 hoặc Na2SO3 và NaOHdư

TH1: 2 3

3

0

 



du

BTNT S n O



Giả sử R có hóa trị n khi tác dụng với H2SO4đặc, nóng

nSO2 = 0,3 → BT mol e: nR = 0,6/n → R.(0,6/n) = 11,2 → R = (56/3).n → R: Fe (56)

3 2

: 0, 4 e : n e 0,15

e : 0,15

AgNO HCl

du

BTNT Cl nAgCl BTNT F F Cl

F











73,6(g)

Bài 8: Chuyên Bắc Giang 2016

Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và hai oxit sắt trong khí trơ, thu được hỗn hợp rắn X Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất không tan

Z và 1,008 lít H2 (đktc) Sục khí CO2 dư vào dung dịch Y, thu được 11,7 gam kết tủa Cho Z tan hết vào dung dịch H2SO4, thu được dung dịch chứa 23,4 gam muối sunfat và 3,696 lít

SO2 (đktc, là sản phẩm khử duy nhất của H2SO4).Tính tổng khối lượng của hai oxit sắt trong m gam hỗn hợp A

Hướng dẫn

Ta qui hai oxit sắt về: Fe và O

0

2

2 4

2

3

2

: 0, 045 :

Z

: 0,165

CO

H SO

H

Al x

Ran

SO















BTNT Al: x = 0,15 [vì: Al ban đầu đi hết vào kết tủa Al(OH)3]

BTNT Fe: y = 2.0,0585 → y = 0,117

BT mol e: 3x + 3y = 2.0,045 + 2z + 2.0,165 → z = 0,1905

Suy ra: m(Fe + O) = 9,6g

Bài 9: Chuyên Cần Thơ 2016

Hòa tan hoàn toàn 15,2 gam hỗn hợp A gồm Cu và Fe3O4 bằng dung dịch H2SO4 loãng (vừa đủ) chỉ thu được dung dịch B Cô cạn dung dịch B thu được 34,4 gam muối khan Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 3,648 gam hỗn hợp A bằng lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng thì thu được V lít SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) Hấp thụ hoàn toàn V lít SO2 và 300 gam dung dịch Ca(OH)2 a% thì thấy khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng lên 0,528 gam

và thu được m gam kết tủa

a Tính khối lượng của từng muối có trong B

b Xác định giá trị của a và m

Hướng dẫn

2 4

74

:

0,528

H SO

mol

Cu x

m g



 











Sau pứ chỉ thu được ddB nên Cu tan hết theo pt: Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

2

2

4

4

2 4 3

: 64x 232 15, 2

e : 160x 152(2x ) 400 34, 4 0, 06

2

e : 2 2x : 3, 2

:15, 2 ( ) :16 g

Fe SO





















mol e

2

: 0, 02 : 0, 0048

: 0, 06 : 0, 0144

BT

Ta có: mddtăng = mSO2 – mCaSO3 = 64.0,012 – mCaSO3 = 0,528g → nCaSO3 = 0,002

→ a = 4,933%

Bài 10: Chuyên Hải Dương 2016

Hòa tan hoàn toàn 42,4 gam hỗn hợp X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng, vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ chứa 93,6 gam hỗn hợp hai muối sunfat trung hòa và 4,48 lit khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc)

a Xác định công thức phân tử của FexOy

b Cho 42,4 gam X vào dung dịch HCl dư Sau phản ứng còn lại m gam chất rắn không tan

Tính m

Hướng dẫn

a Gọi CT oxit sắt là: Fe2On (n là số OXH của Fe, n  N*)

2

4

2 4 3

: 0, 2

: :

( )

H SO n

SO CuSO x

Cu x

Fe SO















3 4 4

2 4 3

4

2 4 3

(0, 3; 0,15; 0, 4) n

( ) :160 400 93, 6

(0, 51; 0, 03; 0, 4) : 2 0, 4 2.(2 )

mol e

( ) : 2 2.(3 ) 0, 4

Fe O

BT







  







40 3









b Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

0,15→ 0,3

Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2

0,15 ← 0,3

Sau pứ Cu dư: (0,3 – 0,15) → mCudư = m = 9,6g

Bài 11: Chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương 2016

Chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương 2016

Cho 122,4g hỗn hợp X gồm Cu, Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 10,08 lít

SO2 (đktc), dung dịch Y và còn lại 4,8g kim loại Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan Tính m

Hướng dẫn

2 4 d,n

2 2

2

4

: 0, 45

: 0, 075 :

: 0, 075

H SO

du

SO

Cu x

SO Cu





















64x 232 122, 4 0,825

256,8 mol e: 2(x-0,075)=2y+2.0,45 0,3

Bài 12: HSG Bắc Ninh 2015

HSG Bắc Ninh 2015

Hòa tan hỗn hợp A gồm Mg, Cu vào một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 70% (đặc, nóng) thu được 1,12 lít SO2 (đktc) và dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa C Lọc C rồi nung đến khối lượng không đổi thu được chất rắn E Cho H2 dư

đi qua rắn E tới phản ứng hoàn toàn thu được 2,72 gam chất rắn F

a Tính khối lượng và phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong A

b Cho 6,8 gam nước vào dung dịch B thu được dung dịch X Tính nồng độ phần trăm các chất trong X (coi rằng lượng nước bay hơi không đáng kể)

Hướng dẫn

a

2 4

0

2

2

,

: 0, 05 :

:

H SO

H NaOH t

d n

SO

Mg x

Cu y

Cu









 







 : 2x 2 2.0, 05

0, 02 : 0, 48

40x 64 2, 72 0, 03 :1,92

BTmole y

m

Mg x MgO x

 









b

2 4

4

2

S : 0, 02

98.0,1

70%

: 0, 05

H SO

Mg O

SO











BTKL: mA + mdd(H2SO4) = mSO2 + mddsau pứ → mddsau pứ = 13,2g

Thêm 6,8 g H2O thì mddsau pứ = 20g 4

4

S :12%

%

: 24%

Mg O C

CuSO



Bài 13: HSG Bắc Ninh 2015

HSG Bắc Ninh 2015

Khử hoàn toàn 4,06 gam oxit bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại Dẫn toàn bộ lượng khí sinh ra qua dung dịch Ca(OH)2 dư, thấy tạo thành 7 gam kết tủa Nếu lấy lượng kim loại sinh ra đem tác dụng hết với dung dịch HCl thì thu được 1,176 lít H2 (đktc)

a Xác định công thức của oxit kim loại

b Cho 4,06 gam oxit kim loại trên tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H2SO4 đặc nóng, sau phản ứng thu được dung dịch X và có khí SO2 bay ra Xác định nồng độ mol/l của muối trong dung dịch sau phản ứng (Coi thể tích dung dịch không đổi trong quá trình phản ứng) Hướng dẫn

2 du ( )

2

2

O : 0, 07

4, 06 M

: 0, 0525

Ca OH







a Giả sử nM2On là: x (mol)

3 4

8 (2 16 ) 4, 06

0, 07

56( )

oxit



b nFe3O4 = 0,0175 → BTNT.Fe: nFe2(SO4)3 = 0,02625 → CM = 0,0525M

Bài 14

Hoà tan hoàn toàn m gam FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được khí A và dung

dịch B Cho khí A hấp thụ hoàn toàn bởi dung dịch NaOH dư tạo ra 12,6 gam muối Mặt

khác, cô cạn dung dịch B thì thu được 120 gam muối khan Công thức của sắt oxit FexOy là Hướng dẫn

Gọi lại CT oxit Fe là Fe2On (dễ làm hơn nhiều)

Khí A là: SO2 tạo ra 12,6 gam muối Na2SO3 → nNa2SO3=0,1 → nSO2=0,1

120 gam muối Fe2(SO4)3 → nFe2(SO4)3=0,3 → Fe2On: 0,3 (mol)

Fe+n -(3-n)e → Fe+3 S+6 + 2e → S+4 0,6 → 0,6(3-n) 0,2 ← 0,1

BT mol e: 0,6(3-n) = 0,2 → n= → Fe3O4

Bài 15

Hòa tan hoàn toàn y gam một oxit sắt bằng H2SO4 đặc, nóng thấy thoát ra khí SO2 duy nhất

Trong thí nghiệm khác, sau khi khử hoàn toàn cũng y gam oxit đó bằng CO ở nhiệt độ cao

rồi hòa tan lượng sắt tạo thành bằng H2SO4 đặc, nóng thì thu được lượng khí SO2 nhiều gấp

9 lần lượng khí SO2 ở thí nghiệm trên Công thức của oxit sắt là

Hướng dẫn

Giả sử lượng SO2

Thí nghiệm 1: SO2 1 (mol)

Thí nghiệm 2: SO2 9 (mol)

BT mol e suy ra oxit sắt là: Fe3O4

Bài 16

Hoà tan hết 9,6 gam kim loại M trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thu được SO2 là sản

phẩm khử duy nhất Cho toàn bộ lượng SO2 này hấp thụ vào 0,5 lít dung dịch NaOH 0,6M,

sau phản ứng đem cô cạn dung dịch được 18,9 gam chất rắn Kim loại M đó là

Hướng dẫn

Rắn là: Na2SO3 18,9 gam → nNa2SO3=0,15 Mà: nNaOH=0,3

Vậy SO2+NaOH → 1Muối: Na2SO3

Suy ra: nSO2=0,15 → ne nhận=0,3 → ne cho =0,3 → nx=0,3

Mặt khác: Mx=9,6 → = 32 → M là Cu(64)