Khi mét nguyªn tö hay nhãm nguyªn tö X ë trong chÊt tham gia ph¶n øng (gäi lµ chÊt ®Çu) ®îc thay thÕ b»ng mét nguyªn tö hay nhãm nguyªn tö Y ®Ó t¹o ra chÊt míi (chÊt cuèi), th× sù chªnh [r]
Trang 1bộ giáo dục và đào tạo
tài liệu bồi dỡng giáo viên
đổi mới ppdh và ktđg
Môn Hóa học
hà nội – tháng 10 năm 2009
Trang 2phơng pháp giải một số bài tập hóa học
có nội dung định lợng
1 Phơng pháp áp dụng sự bảo toàn khối lợng, số mol nguyên tử Cơ sở
Trong các quá trình hoá học thì :
Tổng khối lợng của các chất trớc phản ứng luôn bằng tổng khối lợng của các chất sau phản ứng :
Bài tập minh họa
Bài 1 Ngời ta cho từ từ luồng khí CO đi qua một ống sứ đựng 5,44 g hỗn hợp A
gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, CuO nung nóng, kết thúc phản ứng thu đợc hỗnhợp chất rắn B và hỗn hợp khí C Sục hỗn hợp khí C vào dung dịch nớc vôitrong d thấy có 9 g kết tủa và khí D bay ra Khối lợng chất rắn B thu đợc là
0,09.28 + 5,44 = mB + 0,09.44 m = 4g
Bài 2 Nung nóng m g hỗn hợp X gồm ACO3 và BCO3 thu đợc m g hỗn hợp rắn Y
và 4,48 lít khí CO2 Nung nóng Y đến khối lợng không đổi thu thêm đợc khí
CO2 và hỗn hợp rắn Z Cho toàn bộ khí CO2 thu đợc khi nung Y qua dungdịch NaOH d, sau đó cho dung dịch BaCl2 d vào dung dịch trên thì thu đợc19,7 g kết tủa Mặt khác cho CO d qua hỗn hợp Z nung nóng thu đợc 18,4 ghỗn hợp Q và 4,48 lít khí CO2 (đktc) m có giá trị là
D 19,8g
Lời giải
Trang 3Sơ đồ phản ứng nhiệt phân :
3 3
ACOBCO Y + CO
Bài 3 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol FeO, 0,3 mol Fe2O3,0,4 mol
Fe3O4 vào dung dịch HNO3 2M vừa đủ, thu đợc dung dịch muối và 5,6 lítkhí hỗn hợp khí NO và N2O4 (đktc) có tỉ khối so với H2 là 33,6 Thể tíchdung dịch HNO3 đã tham gia phản ứng là
Trang 4áp dụng sự bảo toàn nguyên tố N :
A 0,12 mol B 0,04 mol C 0,075 mol D 0,06 mol
Bài 5 Khử hoàn toàn m g hỗn hợp CuO, Fe3O4 bằng khí CO ở nhiệt độ cao, thu
đ-ợc hỗn hợp kim loại và khí CO2 Sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu
đ-ợc 20 g kết tủa và dung dịch A, lọc bỏ kết tủa, cho Ba(OH)2 d vào dung dịch
A thu đợc 89,1 g kết tủa nữa Nếu dùng H2 khử hoàn toàn m g hỗn hợp trênthì cần bao nhiêu lít khí H2 (đktc) ?
Cho CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thì
2
2
3 Ca(OH)
Trang 5CO + O(oxit) CO2
0,8 0,8 0,8Nếu dùng H2 để khử m g hỗn hợp CuO, Fe3O4 thì bản chất các phản ứng đó
là
H2 + O(oxit) H2OTổng số mol nguyên tử oxi trong hai quá trình này bằng nhau nên
Bài tập vận dụng
Bài 1 Để tác dụng hết 5,44 g hỗn hợp CuO, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 cần dùng vừa
đủ 90ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, nếu khử hoàn toàn 5,44 g hỗn hợptrên bằng khí CO ở nhiệt độ cao thì khối lợng sắt thu đợc là
D 3,08 g
Bài 2 Cho hỗn hợp gồm : FeO (0,01 mol), Fe2O3 (0,02 mol), Fe3O4 (0,03 mol) tanvừa hết trong dung dịch HNO3 thu đợc dung dịch chứa một muối và 0,448 lítkhí N2O4 (đktc) Khối lợng muối và số mol HNO3 tham gia phản ứng là
A 32,8 g ; 0,4 mol B 33,88 g ; 0,46 mol
C 33,88 g ; 0,06 mol D 33,28 g ; 0,46 mol
Bài 3 Cho 1,1 g hỗn hợp Fe, Al phản ứng với dung dịch HCl thu đợc dung dịch
X, chất rắn Y và khí Z, để hoà tan hết Y cần số mol H2SO4 (loãng) bằng 2lần số mol HCl ở trên, thu đợc dung dịch T và khí Z Tổng thể tích khí Z(đktc) sinh ra trong cả hai phản ứng trên là 0,896 lít Tổng khối l ợngmuối sinh ra trong hai trờng hợp trên là
D 1,06g
Bài 4 Hoà tan hoàn toàn 3,72g hỗn hợp 2 kim loại A, B trong dung dịch HCl d
thấy tạo ra 1,344 lít khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đợcmuối khan có khối lợng là
D 6,12g
Bài 5 Cho hỗn hợp A gồm 0,1 mol Cu, 0,2 mol Ag phản ứng hết với V lít dung
dịch HNO3 1M thu đợc dung dịch X và hỗn hợp Y gồm 2 khí NO, NO2 (
Bài 6 Đốt cháy m g hợp chất A (CnHn–1ONa) với một lợng vừa đủ là 6,272 lít O2
(đktc) thu đợc 2,12 g Na2CO3 và hỗn hợp X chứa CO2, H2O Nếu cho hỗn
Trang 6hợp X qua bình đựng H2SO4 đặc thì khối lợng bình tăng 1,8 g Vậy m có giátrị là
Bài 7 Thuỷ phân hoàn toàn 1 este đơn chức A cần vừa đủ 100ml NaOH 1M thu
đ-ợc ancol etylic và muối của axit hữu cơ B Phân huỷ hoàn toàn B thu đđ-ợc 5,6lít khí CO2 (đktc), 4,5 g H2O và m g Na2CO3 Công thức cấu tạo của A là
A C 2 H 5 COOC 2 H 5 B CH3COOC3H7
C C3H7COOC2H5 D C3H7COOCH3
Bài 8 Cho 13,8g hỗn hợp gồm ancol etylic và glixerol tác dụng vừa đủ với Na thu
đợc 4,48 lít H2 (đktc) và dung dịch muối Cô cạn dung dịch muối, khối lợngchất rắn thu đợc là
Bài 10 Đốt cháy hoàn toàn một chất hữu cơ A chứa 1 nguyên tử oxi thu đợc hỗn
hợp sản phẩm B Cho B đi qua dung dịch Ca(OH)2 d thấy có 15 g kết tủa vàkhối lợng dung dịch giảm 4,8 g CTPT của A là
Thí dụ : CaCO3 CaSO4
Ta thấy thì sự chênh lệch khối lợng giữa hai muối CaCO3 và CaSO4 :
M (40 96) (40 60) 36 g / mol
đúng bằng sự chênh lệch khối ợng của hai anion
l-2 3
CO (60g)
và
2 4
SO (96 g):M96 60 36 g / mol.Cách áp dụng
Khi một chất thay anion cũ bằng anion mới để sinh ra chất mới thì sự chênhlệch khối lợng giữa chất cũ và chất mới chính là sự chênh lệch khối lợng củaanion cũ và anion mới
Khi một chất thay cation cũ bằng cation mới để sinh ra chất mới thì sự chênhlệch khối lợng giữa chất cũ và chất mới chính là sự chênh lệch khối lợng củacation cũ và cation mới
Bài tập minh hoạ
Bài 1 Cho 41,2 g hỗn hợp X gồm Na2CO3, K2CO3 và muối cacbonat của kim loại
Trang 7hoá trị 2 tác dụng với dung dịch H2SO4 d Kết thúc phản ứng thu đợc hỗnhợp Y gồm ba muối sunfat và 8,96 lít khí CO2 (đktc) Khối lợng của Y là
l-Vậy mY = 41,2 + 14,4 =55,6 (g)
Bài 2 Cho 84,6 g hỗn hợp A gồm BaCl2 và CaCl2 vào 1 lít hỗn hợp Na2CO3
0,3M và (NH4)2CO3 0,8 M Sau khi các phản ứng kết thúc ta thu đợc 79,1
g kết tủa A và dung dịch B Phần trăm khối lợng BaCl2 và CaCl2 trong Alần lợt là
3 3
BaCOCaCO + 4
NaCl
NH Cl
Cứ 2 mol Cl– mất đi (71 g) có 1 mol muối CO23
thêm vào (60 g)
Độ chênh lệch (giảm) khối lợng của 1 mol muối là M = 71– 60 =11(g)
Độ giảm khối lợng muối : m = 84,6 – 79,1 = 5,5 (g)
Vậy số mol muối clorua bằng số mol muối cacbonat phản ứng =
Trang 8Bài 3 Hỗn hợp A gồm 10 g MgCO3, CaCO3 và BaCO3 đợc hoà tan bằng HCl d thu
đợc dung dịch B và khí C Cô cạn dung dịch B đợc 14,4 g muối khan Sụckhí C vào dung dịch có chứa 0,3 mol Ca(OH)2 thu đợc số g kết tủa là
CO thành Cl tatính đợc số mol A =
a.MA– 64a = 0,12 MA.a = 64a + 0,12 (1)
Mặt khác khối lợng thanh kim loại giảm = mAg + mA = 0,26 g
2a.108 – MA.a = 0,26 MA.a = 2a.108 – 0,26 (2)
x = 2,5.10–3 mol MA =
3 3
Bài 5 Có 2 dung dịch FeCl2 và CuSO4 có cùng nồng độ mol
– Nhúng thanh kim loại vào M (nhóm IIA) vào V lít dung dịch FeCl2, kếtthúc phản ứng khối lợng thanh kim loại tăng 16g
– Nhúng cùng thanh kim loại ấy vào V lít dung dịch CuSO4 kết thúc phảnứng khối lợng thanh kim tăng 20g Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn
và kim loại thoát ra bám hết vào M Kim loại M là
Trang 9Bài 1 Cho 20 g hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, đơn chức tác dụng vừa đủ
với dung dịch Na2CO3 thu đợc V lít khí CO2 (đktc) và dung dịch muối Côcạn dung dịch thu đợc 28,8 g muối Giá trị của V là
A 3,36 lít B 4,48 lít C 2,24 lít
D 6,72 lít
Bài 2 Cho 5,5 g hỗn hợp 2 ancol đơn chức là đồng đẳng kế tiếp nhau tác dụng vừa
đủ với Na kim loại tạo ra 8,8 g chất rắn và V lít khí H2(đktc) Công thức của
2 ancol là
A CH 3 OH và C 2 H 5 OH. B C2H5OH và C3H7OH
C C3H7OH và C4H9OH D C2H3OH và C3H5OH
Bài 3 Thủy phân 0,01mol este của 1 ancol đa chức với 1 axit đơn chức tiêu tốn hết
1,2g NaOH Mặt khác khi thủy phân 4,36g este đó thì tiêu tốn hết 2,4gNaOH và thu đợc 4,92g muối Công thức của este là
A (CH 3 COO) 3 C 3 H 5 B (C2H3COO)3C3H5
C C3H5(COOCH3)3 D C3H5(COOC2H3)3
Bài 4 Thực hiện phản ứng este hoá giữa axit axetic (d) và hỗn hợp gồm 7,52 g 3
ancol kế tiếp nhau trong cùng một dãy đồng đẳng Sau phản ứng thu đợc15,92 g 3 este Giả sử hiệu suất phản ứng là 100% CTPT của ba ancol là
Bài 5 Hòa tan hoàn toàn 20,85 g hỗn hợp X gồm NaCl và NaI vào nớc đợc dung
dịch A Sục khí Cl2 d vào dung dịch A Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dungdịch thu đợc 11,7 g muối khan Khối lợng NaCl có trong X là
A 5,85 g B 7,55 g C 2,95 g D 5,10 g
Trang 10Bài 6 Cho khí CO qua ống sứ chứa 15,2g hỗn hợp chất rắn CuO và FeO nung
nóng Sau một thời gian thu đợc hỗn hợp khí B và 13,6g chất rắn C Cho hỗnhợp khí B hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 d thấy có kết tủa Lọclấy kết tủa và sấy khô rồi cân thì khối lợng kết tủa thu đợc là
Bài 7 Nhúng thanh kim loại M (hóa trị II) vào dung dịch CuSO4, sau một thờigian lấy thanh kim loại ra thấy khối lợng giảm 0,1% Mặt khác cũng nhúngthanh kim loại trên vào dung dịch AgNO3 Sau một thời gian thấy khối lợngtăng 7,55% Biết số mol CuSO4 và AgNO3 tham gia phản ứng ở hai trờnghợp nh nhau Kim loại M là
A Zn B Mg C Ni D Ca
Bài 8 Hòa tan 3,23 g hỗn hợp muối CuCl2 và Cu(NO3)2 vào nớc thu đợc dungdịch X Nhúng thanh Mg vào dung dịch X cho đến khi mất màu xanh củadung dịch, lấy thanh Mg ra cân lại, thấy tăng thêm 0,8 g Cô cạn dung dịchsau phản ứng thu đợc m g muối khan Giá trị m là
Bài 9 Cho 16,2 g hỗn hợp este của ancol metylic và hai axit cacboxlic no, đơn
chức tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 1M thu đợc dung dịch A Cô cạndung dịch A thu đợc 17,8 g hỗn hợp hai muối khan, thể tích dung dịchNaOH 1 M đã dùng là
A 0,2 lít B 0,3 lít C 0,4 lít D 0,5lít
Bài 10 Đun nóng 3,188 g este của glixerol với ba axit cacboxylic no, đơn chức
mạch hở X, Y, Z (X, Y là đồng phân của nhau và kế tiếp với Z) với dungdịch NaOH d, phản ứng kết thúc thu đợc 3,468 g hỗn hợp muối Công thứcphân tử của các axit là
A C2H4O2 và C3H6O2 B C 3 H 6 O 2 và C 4 H 8 O 2
C C4H8O2 và C5H10O2 D C3H4O2 và C4H8O2
Trang 11Ph¬ng ph¸p sö dông quy t¾c th¨ng b»ng ®iÖn tÝch, th¨ng b»ng
C¸c bíc ¸p dông quy t¾c th¨ng b»ng sè mol electron nh sau :
Trang 12– Phải xác định đợc từ các chất ban đầu tham gia phản ứng đến các chấtsản phẩm có bao nhiêu chất cho electron và số mol từng chất, có bao nhiêuchất nhận electron và số mol từng chất (có thể phải đặt ẩn số).
– Viết các quá trình cho electron để tính tổng số mol e mà các chất khử cho
Đối với những hệ trung hoà điện
Nếu trong hệ tồn tại đồng thời các hạt mang điện thì ta luôn có tổng số mol
Với nđt = số mol ion số đơn vị điện tích của ion đó
Bài tập minh hoạ
Bài 1 Hoà tan hết 7,5 g hỗn hợp Al và Mg trong HNO3 loãng thu đợc dung dịch Agồm 2 muối và 3,36 lít (ở đktc) hỗn hợp 2 khí NO và N2O, khối lợng củahỗn hợp khí là 5,2 g Khối lợng của Al, Mg trong hỗn hợp lần lợt là
NO
N O + H
2OCác chất cho electron : Al : x (mol) ; Mg : y (mol)
Trang 13Bài 3 Để m g Fe ngoài không khí một thời gian nên bị gỉ (giả sử gỉ sắt chỉ toàn là
oxit sắt) cân nặng 10 g Lợng gỉ sắt trên làm mất màu hoàn toàn 200 mldung dịch KMnO4 0,5M trong dung dịch H2SO4 d m có giá trị là
A 17,2g B 9,8g C 9,0g D 15,0g
Lời giải
Sơ đồ phản ứng :
Fe + O FeO KMnO H SO Fe (SO ) MnSO H O
– Chất cho electron : Fe :
m(mol)56
Fe Fe3+ + 3e
(mol) và KMnO4 : 0,1 (mol)
O + 2e O2–
Trang 14
10 m
16
2
10 m16
m 6, 72
(mol)16
=ne cho
Chất nhận electron : HNO3, khí B là NO
N+5 + 3e N+2 (NO ) 0,06 0,02 0,02 ne nhận 0, 06
m 6, 720, 06 m7, 2 g
8
Bài 5 Trộn 60g bột Fe với 30g bột lu huỳnh rồi đun nóng (trong điều kiện không
có không khí) thu đợc chất rắn X Hoà tan X bằng dung dịch axit H2SO4
loãng, d đợc dung dịch B và khí C Đốt cháy C cần V lít O2 (đktc) Các phảnứng xảy ra hoàn toàn thì V có giá trị là
A 39,2 lít B 32,928 lít C 32,29 lít D.38,292 lít
Lời giải
Trang 1556 ; S :
30(mol)32
Fe Fe2+ + 2e
60
56 2
6056
S S+4 (SO2) + 4e
30
32 4
30
32 ChÊt nhËn electron : gäi sè mol O2 lµ x mol
0, 6 = 12n víi n = 2 th× M = 24 lµ MgBµi tËp vËn dông
Trang 16Bài 1 Dung dịch X có chứa 5 ion : Cu2+, Ba2+ , Ca2+ và 0,1mol Cl– và 0,2mol
Bài 2 Cho 0,04 mol Fe; 0,02 mol Al tác dụng với 100 ml dung dịch X chứa
AgNO3 và Cu(NO3)2 thu đợc dung dịch Y và 5,84 g chất rắn D gồm 3 kimloại Cho D tác dụng với dung dịch HCl d đợc 0,448 lít hiđro (đktc) Nồng
độ mol các muối AgNO3 và Cu(NO3)2 trong X lần lợt là
A 0,4M; 0,2M B 0,2M; 0,4M C 0,4M; 0,6M D.0,2M; 0,3M
Bài 3 Hoà tan m g hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R (có hoá trị không đổi) trong
dung dịch HCl d thì thu đợc 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch chứa 4,575gmuối khan Cũng lợng hỗn hợp trên hòa tan trong dung dịch chứa hỗn hợpHNO3 đặc và H2SO4 ở nhiệt độ thích hợp thì thu đợc 0,063 mol khí NO2 và0,021 mol khí SO2 Kim loại R là
Bài 4 Để 10,08 g bột sắt trong không khí sau một thời gian thu đợc hỗn hợp A có
khối lợng m g gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Cho A tác dụng hoàn toàn vớidung dịch HNO3 thấy giải phóng ra 2,24 lít khí NO duy nhất (ở điều kiệntiêu chuẩn) Khối lợng m của hỗn hợp A là
A 11 g B 12g C 13g D 14g
Bài 5 Nung nóng 5,6 g bột sắt trong bình đựng O2 thu đợc 7,36 g hỗn hợp X gồm
Fe, Fe2O3 và Fe3O4 Cho X tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thu đợc Vlít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO và N2O4, tỉ khối hơi của Y so với H2 là25,33 V có giá trị là
Bài 7 Cho m g hỗn hợp ba kim loại Al, Fe, Cu tan hoàn toàn trong dung dịch
HNO3 thu đợc V lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO2 (giả thiết tồn tại NO2 ở
đktc) và NO (không sinh muối NH4NO3) Tỉ khối hơi của D so với hiđrobằng 18,2 Tổng số g muối khan tạo thành theo m và V là
Trang 17– Khối lợng dung dịch thu đợc bằng tổng khối lợng của các dung dịch thành phần
– Khối lợng chất tan thu đợc cũng bằng tổng khối lợng chất tan có trong từng dung dịch thành phần đó
Phạm vi áp dụng
– Pha loãng hay cô cạn dung dịch
– Pha trộn các dung dịch của cùng một chất, cùng loại nồng độ
– Pha trộn các khí
Khi trộn lẫn 2 dung dịch có nồng độ khác nhau hay cho thêm chất tan nguyên chất vào dung dịch chứa chất tan đó, hoặc quá trình cô cạn dung dịch Để tính đợc nồng độ dung dịch ở trạng thái cuối ta có thể giải bằng
ph-ơng pháp bảo toàn khối lợng, tuy nhiên ta nên dùng phph-ơng pháp đờng chéo thì giải bài toán sẽ nhanh hơn
Sau đây giới thiệu một số sơ đồ hay đợc sử dụng :
Nếu trộn dung dịch 1 có khối lợng là m1(g) và nồng độ C1% với dung dịch 2
có khối lợng m2(g) và nồng độ C2% (giả sử C1 < C2) thu đợc dung dịch mới
có nồng độ C% (với C1 < C < C2) ta sử dụng sơ đồ :
Chú ý:
Ta coi H2O có C% = 0
Ta coi chất tan nguyên chất có C = 100%
Nếu trộn dung dịch 1 có thể tích V1 (lít) và nồng độ CM(1) với dung dịch 2
có thể tích V2 (lít) và nồng độ CM(2) (giả sử CM(1) < CM(2)) ta thu đợc dung dịch mới có nồng độ CM (với CM(1) < C < CM(2)) ta sử dụng sơ đồ sau :
Nếu trộn một thể tích V1 (lít) khí A có phân tử khối MA với một thể tích khí
B có phân tử khối MB (giả sử MA < MB) ta thu đợc hỗn hợp khí có phân tử khối trung bình là M (với MA < M< MB) ta sử dụng sơ đồ sau :
Bài toán minh hoạ Bài 1 Cần cho số g H2O vào 100 g dung dịch H2SO4 90% để đợc dung dịch H2SO4 50% là A 90 g B 80 g C 60 g D 70 g Lời giải m 0 40
50
100 90 50
C
M ( ) M ( ) M
M ( ) M M
M M ( )
M ( ) M M ( )
V (lit) C C C
V C
V (lit) C C C
2 1
B A
V (lit) M M M
M
V (lit) M M M
1
1 1
2 2
2
Trang 18
m 80(gam)
100 50
Bài 2 Làm bay hơi 500 ml dung dịch chất A 20% (D = 1,2 g/ml) để chỉ còn 300 g
dung dịch Nồng độ % của dung dịch này là
V 16 lít
V 88 lít
Bài 5 Cho 6,12g Mg tác dụng với dung dịch HNO3 thu đợc dung dịch X chỉ cómột muối và hỗn hợp khí Y gồm NO và N2O có tỉ khối hơi đối với hiđrobằng 16,75 Thể tích NO và N2O (ở đktc) thu đợc lần lợt là