Chú ý : Có thể áp dụng KLMTB của một hỗn hợp vào bài toán xác định tên kim loại.. Thông thường đó là bài toán hỗn hợp hai kim loại thuộc 2 chu kỳ, hai phân nhóm kế tiếp, ...[r]
Trang 1CÁC BÀI TOÁN VẬN DỤNG SỐ MOL TRUNG BÌNH
VÀ XÁC ĐỊNH KHOẢNG SỐ MOL CỦA CHẤT
I LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP
1/ Đối với chất khí (hỗn hợp gồm có 2 khí)
Khối lượng trung bình của 1 lit hỗn hợp khí ở đktc:
MTB = V
V M V M
4 , 22
2 1
1
Khối lượng trung bình của 1 mol hỗn hợp khí ở đktc:
MTB = V
V M V
M1 1 2 2
Hoặc: MTB = M1n1M n2(nn1) (n là tổng số mol khí trong hỗn hợp)
Hoặc: MTB = 1
) 1 ( 1 2 1
(x1là % của khí thứ nhất)
Hoặc: MTB = dhh/khí x Mx
2/ Đối với chất rắn, lỏng MTB của hh = hh
hh
n m
Tính chất 1:
MTB của hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần về lượng các chất thành phần trong hỗn hợp
Tính chất 2:
MTB của hh luôn nằm trong khoảng khối lượng mol phân tử của các chất thành phần nhỏ nhất và lớn nhất
Mmin < nhh < Mmax
Tính chất 3:
Hỗn hợp 2 chất A, B có MA < MB và có thành phần % theo số mol là a(%) và b(%)
Thì khoảng xác định số mol của hỗn hợp là
B
B
M
m
< nhh <
A
A
M m
Giả sử A hoặc B có % = 100% và chất kia có % = 0 hoặc ngược lại
Lưu ý:
Trang 2- Với bài toán hỗn hợp 2 chất A, B (chưa biết số mol) cùng tác dụng với 1 hoặc cả 2 chất X, Y (đã biết
số mol) Để biết sau phản ứng đã hết A, B hay X, Y chưa Có thể giả thiết hỗn hợp A, B chỉ chứa 1 chất
A hoặc B
- Với MA < MB nếu hỗn hợp chỉ chứa A thì:
nA = A
hh
M
m
> nhh = hh
hh
M m
Như vậy nếu X, Y tác dụng với A mà còn dư, thì X, Y sẽ có dư để tác dụng hết với hỗn hợp A, B
Với MA < MB, nếu hỗn hợp chỉ chứa B thì:
nB = B
hh
M
m
< nhh = hh
hh M m
Như vậy nếu X, Y tác dụng chưa đủ với B thì cũng không đủ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B
Nghĩa là sau phản ứng X, Y hết, còn A, B dư
II BÀI TẬP MẪU
Ví dụ 1: Cho 22,2 gam hỗn hợp gồm Fe, Al tan hoàn toàn trong HCl, ta thu được 13,44 lít H2 (đktc) Tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp và khối lượng muối clorua khan thu được
Bài giải
Vì phản ứng hoàn toàn nên ta có thể thay hỗn hợp Fe, Al bằng kim loại tương đương M có hoá trị n
Gọi x là số mol Fe trong 1 mol hỗn hợp
M = 56.x + 27(1 - x)
n = 2.x + 3(1 - x)
PTHH: M + n HCl M Cln +
2
n
H2
M
2 , 22
M
2 , 22
M
2 , 22 2
n
Theo bài ra:
M
2 , 22
2
n
= nH
2 =
4 , 22
44 , 13 = 0,6 (mol)
56 27(1 ).2
) 1 ( 3 2
2
,
22
x x
x x
= 0,6
x = 0,6 mol Fe và 0,4 mol Al
M = 0,6.56 + 27.0,4 = 44,4 (g/mol)
% Fe =
4
,
44
56
6
,
0
.100% = 75,67%
% Al = 100 - 75,67 = 24,33%
Ta có n = 0,6.2 + 0,4.3 = 2,4 (mol)
Khối lượng muối clorua khan:
Trang 3m =
M
2
,
22
(M + 35,5 n ) = 22,2 +
4 , 44
4 , 2 5 , 35
.22,2 = 64,8 gam
Chú ý : Có thể áp dụng KLMTB của một hỗn hợp vào bài toán xác định tên kim loại Thông thường đó
là bài toán hỗn hợp hai kim loại thuộc 2 chu kỳ, hai phân nhóm kế tiếp,
Ví dụ 2: Khi cho 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hai chu kỳ liên tiếp tác dụng hết với nước ta thu được 1,12 lít H2 (đktc) Xác định hai kim loại và tính thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp
Bài giải
Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên ta có thể thay thế hỗn hợp hai kim loại kiềm bằng một kim loại tương đương A có hoá trị 1 (kim loại kiềm)
2A + 2H2O 2AOH + H2 (1)
Theo (1) nA = 2nH2= 2
4 , 22
12 , 1 = 0,1 (mol)
A =
1 , 0
1 , 3 = 31 g/mol
Na = 23 < A = 31 < K = 39
Mặt khác: A = 31 =
2
39
23
số mol hai chất bằng nhau nghĩa là trong 1 mol hỗn hợp mỗi kim loại
có 0,5 mol Thành phần % khối lượng:
% Na =
31
23
5
,
0
.100 = 37,1% và % K = (100 - 37,1)% = 62,9%
Nhận xét: Sử dụng các đại lượng trung bình sẽ cho phép chúng ta giải quyết nhanh các bài tập hoá học III BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1 Cho 4,2g muối cacbonat của kim loại hoá trị II Hoà tan vào dung dịch HCl dư, thì có khí thoát
ra Toàn bộ lượng khí được hấp thụ vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,46M thu được 8,274g kết tủa Tìm công thức của muối và kim loại hoá trị II
Đáp số:
TH1 khi Ba(OH)2 dư, thì công thức của muối là: CaCO3 và kim loại hoá trị II là Ca
TH2 khi Ba(OH)2 thiếu, thì công thức của muối là MgCO3 và kim loại hoá trị II là Mg
Bài 2: Hoà tan 23g một hỗn hợp gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn vào nước thu được dung dịch D và 5,6 lit H2 (đktc)
a/ Nếu trung hoà 1/2 dung dịch D cần bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 0,5M? Cô cạn dung dịch thu được sau khi trung hoà thì được bao nhiêu gam muối khan?
b/ Nếu thêm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì chưa kết tủa hết được Ba(OH)2 Nếu thêm 210ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na2SO4 Xác định 2 kim loại kiềm ở trên
Đáp số:
a/ mhh muối = 23,75g
b/ 2 kim loại kiềm là Na và K