2 Tính lượng kết tủa xuất hiện khi hấp thụ hết một lượng CO2 vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaOH và CaOH2 hoặc BaOH2 Công thức: Tính ứng hết... rồi so sánh với.[r]
Trang 1CÁC CÔNG THỨC GIẢI NHANH
Việc nắm các công thức này sẽ giúp giải nhanh các bài toán Đây là các bài toán thường gặp trong các kỳ thi Đại học, mà nếu giải theo cách thông thường sẽ làm thí sinh mất nhiều thời gian
1) Tính lượng kết tủa xuất hiện khi hấp thụ hết một lượng CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2
Công thức: n nOH nCO 2
Ví dụ 1: Hấp thụ hết 7,84 lít CO2 (đkc) vào 300ml dung dịch Ba(OH)2 1M Tính khối lượng kết tủa thu được
Giải
2
2
CO
Ba(OH)
n 035mol
n 0,6 0,35 0,25mol
m 197.0,35 49,25gam
** Lưu ý: Ở đây n 0,25mol n CO 2 0,35mol
, nên kết quả trên phù hợp Ta cần phải kiểm tra lại vì nếu Ba(OH)2 dùng dư thì khi đó n nCO 2
mà không phụ thuộc vào nOH Tóm lại, khi sử dụng công thức trên, cần nhớ điều kiện ràng buộc giữa nvà nCO 2
là n nCO 2
2) Tính lượng kết tủa xuất hiện khi hấp thụ hết một lượng CO2 vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaOH và Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2
Công thức: Tính 2 2
CO OH
n n n
rồi so sánh với nCa 2 hoặc nBa 2 để xem chất nào phản ứng hết
Ví dụ 2: Hấp thụ hết 6,72 lít CO2 (đkc) vào 300ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,6M Tính khối lượng kết tủa thu được
Giải
2
2 2
CO
Ba(OH)
n 0,3mol
n 0,03mol n 0,39 0,3 0,09mol
n 0,18mol
Mà nBa 2 0,18mol nên n = 0,09mol
Trang 2Vậy m 0,09.197 17,73gam
** Lưu ý: Tương tự như công thức ở trên, trong trường hợp này cũng có điều kiện ràng buộc
giữa nCO 2
và nCO 2
là nCO 2
nCO 2
3) Tính thể tích CO2 cần hấp thụ hết vào một dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 để thu được một lượng kết tủa theo yêu cầu
Dạng này phải có hai kết quả.
Công thức:
2 2
CO
CO OH
n n n
Ví dụ 3: Hấp thụ hết V lít CO (đkc) vào 300ml dung dịch Ba(OH)2 1M được 19,7 gam kết tủa Tìm V
Giải
2
2
CO
CO OH
n n 0,1mol V 2,24lít
n n n 0,6 0,1 0,5mol V 11,2lít
4) Tính thể tích dung dịch NaOH cần cho vào dung dịch Al 3+ để xuất hiện một lượng kết tủa theo yêu cầu
Dạng này phải có hai kết quả
Công thức: 3
OH
n 3.n
Ví dụ 4: Cần cho bao nhiêu lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch chứa 0,5 mol AlCl3 để được 31,2 gam kết tủa
Giải
3
OH
n 3.n 3.0,4mol V 1,2lít
n 4.n n 2 0,4 1,6mol V 1,6lít
Ví dụ 5: Cần cho một thể tích dung dịch NaOH 1M lớn nhất là bao nhiêu vào dung dịch chứa
đồng thời 0,6mol AlCl3 và 0,2mol HCl để xuất hiện 39gam kết tủa
Giải
Trang 3Lưu ý rằng trường hợp này cần thêm một lượng NaOH để trung hoà HCl Mặt khác, để tính thể tích dung dịch NaOH lớn nhất nên chỉ cần xét giá trị nOH (max) 4nAl 3 n
3 HCl
OH (cần) Al
n n (4.n n ) 0,2 (2,4 0,5) 2,1mol
V = 2,1 lít
5) Tính thể tích dung dịch HCl cần cho vào dung dịch Na[Al(OH)4] (hoặc NaAlO2) để xuất hiện một lượng kết tủa theo yêu cầu
Dạng này phải có hai kết quả
H
H [Al(OH) ]
Ví dụ 6: Cần cho bao nhiêu lít dung dịch HCl 1M vào dung dịch chứa 0,7mol Na[Al(OH)4] để thu được 39 gam kết tủa?
Giải
4
H
H [Al(OH) ]
n n 0,5mol V 0,5lít
n 4.n 3.n 1,3mol V 1,3lít
Ví dụ 7: Thể tích dung dịch HCl 1M cực đại cần cho vào dung dịch chứa đồng thời 0,1mol
NaOH và 0,3mol Na[Al(OH)4] là bao nhiêu để xuất hiện 15,6gam kết tủa?
Giải
Tương tự như ví dụ 5, ta có:
4 NaOH
H (cần) [Al(OH) ]
n n (4.n 3.n ) 0,7mol
V = 0,7 lít
I DẠNG 1 Kim loại (R) tác dụng với HCl, H2SO4 tạo muối và giải phĩng H2
* Chú ý: Độ tăng (giảm) khối lượng dung dịch phản ứng ( m) sẽ là:
m = mR phản ứng – m khí sinh ra
(Hĩa trị của kim loại) nhân (số mol kim loại) = 2 số mol H2
1 CƠNG THỨC 1 Kim loại + HCl Muối clorua + H2
2HCl 2Cl- + H2
2
(1)
Trang 4BÀI TẬP ÁP DỤNG
HCl, kết thúc phản ứng thu được 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch X.Cơ cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối clorua khan ?
Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (1),ta cĩ: mmuối = 14,5 + 0,3 71 = 35,8 gam
Bài 2. (Trích đề CĐ – 2007).
Hịa tan hồn tồn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2 SO 4 lỗng, thu được 1,344 lít hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối Giá trị của m là (Cho H = 1; O = 16; Mg = 24; S = 32; Fe = 56; Zn = 65)
A 10,27 B 9,52 C 8,98
D 7,25.
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (1),ta cĩ:
1,344
3, 22 96 8,98
22, 4
=> chọn C
2 CƠNG THỨC 2 Kim loại + H2SO4 lỗng Muối sunfat + H2
H2SO4 SO24
+ H2
2
96.
sunfat KL H
mmuối m pứ n
(2)
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1. (Trích đề CĐ – 2008). Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H 2 SO 4 lỗng nĩng (trong điều kiện khơng cĩ khơng khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít khí H 2 (ở đktc).Cơ cạn dung dịch X (trong điều kiện khơng cĩ khơng khí) được m gam muối khan Giá trị của m là
D.47,1
Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (2),ta cĩ: m = 13,5 +
7,84 96
22, 4 = 47,1 gam Chọn D
Bài 2. (Trích đề CĐ – 2008). Hồ tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H 2 SO 4 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít khí
H 2 (ở đktc) Cơ cạn dung dịch X thu được lượng muối khan là
Giải : Vì 8, 736 2 0,5 1 0, 28.2 0,78
22, 4 , suy ra hh axit vừa hết.
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (1) và (2),ta cĩ: m = 7,74 + 0,5.( 1.35,5 + 0,28.96) = 38,93 gam => chọn
A
II DẠNG 2 Kim loại tác dụng với dd H2SO4 đặc
R + H 2 SO 4 R 2 (SO 4 ) n + sản phẩm khử
x
S (S, SO 2 , H 2 S) + H 2 O
NHƠ:Ù BẢN CHẤT CỦA PHẢN ỨNG:
+ Kim loại R cho e chuyển thành
n
R
(trong muối) Vậy i kim loại = hóa trị = n
+ Nguyên tố S (trong H2SO4) nhận e để tạo thành sản phẩm khử:
x
S Vậy x (6 )
S
i x
Trang 5Nhớ: iS = 6;
i SO i H S
Vậy, phản ứng luơn cĩ trao đổi giữa kim loại và S:
sp
VD i n A A i n B B n S n SO n H S
khử khử
(3)
Trong cơng thức trên, A, B là hai kim loại tham gia phản ứng
2 CƠNG THỨC 4. Cách tìm khối lượng muối:
Chú ý:
R + axit Muối + sản phẩm khử
Khối lượng muối sẽ được tính nhanh như sau:
m muối = m pứ + (i n ) hóa trị gốc axitgốc axit = m pứ + (isp khử.nsp khử) hóa trị gốc axitgốc axit
Kim loại + H2SO4 Muối + sản phẩm khử + H2O
spk spk
H 2
96
m = m KL + ( ) = m KL + (3.n +n S SO +4n S ).
muối
(4)
3 CƠNG THỨC 5 Cách tìm số mol axit tham gia phản ứng:
2 4
2 4
.
( 2
isp
sp
khử
số S/ sản phẩm khử).
khử (5) III DẠNG 3 Kim loại tác dụng với dd HNO3
R + HNO 3 R(NO 3 ) n + sản phẩm khử
x
Nt (NO, NO 2 , N 2 , N 2 O, NH 4 NO 3 ) + H 2 O NHƠ:Ù BẢN CHẤT CỦA PHẢN ỨNG:
+ Kim loại R cho e chuyển thành
n
R
(trong muối) Vậy i kim loại = hóa trị +Nguyên tử N (trong
5 3
HNO ) nhận e để tạo thành sản phẩm khử:Nxt Vậy: x (5 ).
t
N
i x t
Nhớ:
i NO = 3; i NO 1;i N 10;i N O 8;i NH NO 8
2
Vậy, phản ứng luơn sự trao đổi giữa kim loại và N:
Trang 6/ 3
2
n NO
i KL KL n i sp n
sp
VD i n A A i n B B n NO n NO n N n N O n NH NO
tạo muối
khử khử
(6)
Trong cơng thức trên, A, B là hai kim loại tham gia phản ứng
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1 Hồ tan hồn tồn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng axit H 2 SO 4 đậm đặc, nĩng, dư, thu được V lít ( đktc) khí SO 2 và dd Y ( chỉ chứa hai muối và axit dư) Giá trị của V là
Hướng dẫn giải
Số mol Fe = số mol Cu = 12:( 56+64) = 0,1 (mol)
Suy luận: Fe, Cu cho e, S nhận e chuyển thành SO2
Áp dụng hệ thức (6),ta cĩ:
Số mol SO2 = (3nFe + 2nCu):2 = 0,25 (mol) Thể tích SO2 = 5,6 lít.
2 CƠNG THỨC 7. Cách tìm khối lượng muối:
Kim loại + HNO3 Muối + sản phẩm khử + H2O
m = m KL + ( i n ).62 R R
= m KL + (3.n NO +n NO +8n N O +10n N +8n NH NO ).62
2
pứ muối
pứ
(7)
3 CƠNG THỨC 8. Cách tìm số mol axit tham gia phản ứng:
( 3
3
.
2
sp
VD n HNO n NO n NO n N n N O n NH NO
số N/ sản phẩm khử).
(8)
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1 Thể tích dung dịch HNO 3 1M (lỗng) ít nhất cần dùng để hồ tan hồn tồn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO)
A 1,0 lít B 0,6 lít C 0,8 lít D 1,2 lít
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (6) và (8), ta cĩ: V =
0,15.2 0,15.2
1
=> Chọn C
IV DẠNG TỐN OXI HỐ 2 LẦN
Fe + O2 hỗn hợp A (FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe dư)
HNO 3
Fe(NO3)3 + SPK + H2O Hoặc: Fe + O2 hỗn hợp A (FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe dư)
H SO 2 4
Fe2(SO4)3 + SPK + H2O
Cơng thức tính nhanh: m Fe = 0,7 mhhA + 5,6 ne/trao đổi (9)
Suy ra khối lượng muối = (mFe/56) Mmuối
Trang 7BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1. (Câu 12 – đề ĐH khối B – 2007) Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc)
NO (là sản phẩm khử duy nhất) Giá trị của m là (cho O = 16, Fe = 56
A 2,52 B 2,22 C 2,62 D 2,32.
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (9),ta có: m = 0,7.3 + 5,6.3.(0,56:22,4) = 2,52 gam
Bài 2. (Đề ĐH– 2008) Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 phản ứng hết với dung dịch HNO 3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc)
và dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan Giá trị của m là
A 38,72 B 35,50 C 49,09 D 34,36
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (9),ta có:
1,344 0,7.11,36 5,6.3.
22, 4 242 38,72 56
Để m gam bột Fe trong không khí sau một thời gian thu được 19,2 gam hỗn hợp B gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 Cho B vào dd HNO 3 loãng khuấy kỹ để phản ứng hoàn toàn thấy B tan hết thu được dd X chứa 1 muối và 2,24 lit NO (đktc) Hỏi m có giá trị nào sau đây?
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (9),ta có: m = 0,7.19,2 + 5,6.3.(2,24:22,4) = 15,12 gam
Cu + O2 hỗn hợp A (CuO, Cu2O, Cu dư)
HNO 3
Cu(NO3)2 + SPK + H2O Hoặc: Cu + O2 hỗn hợp A (CuO, Cu2O, Cu dư)
H SO 2 4
CuSO4 + SPK + H2O
Công thức tính nhanh: m Cu = 0,8 mhhA + 6,4 ne/trao đổi (10) Suy ra khối lượng muối = (mCu/56) Mmuối
V DẠNG 5 Muối tác dụng với axit
1 CÔNG THỨC 11 Muối cacbonat + ddHCl Muối clorua + CO2 + H2O
(Rn+, CO2-3 ) + 2HCl (Rn+, 2Cl –) + CO2 + H2O
( R + 60) gam m = 11gam
(R + 71) gam 1 mol
2
m muoái clorua m muoái cacbonat n
(11)
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1 Nung m (g) hỗn hợp X gồm 2 muối carbonat trung tính của 2 kim loại A và B đều
có hóa trị 2 Sau một thời gian thu được 3,36 lit CO 2 (đkc) còn lại hỗn hợp chất rắn Y Cho Y tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thì thu được ddC và khí D Phần dung dịch
C cô cạn thu 32,5g hỗn hợp muối khan Cho khí D thoát ra hấp thụ hoàn toàn bởi dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 15g kết tủa Tính m.
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (11),ta có: m = 32,5 – 11 (3,36/22,4 + 15/100) = 29,2 gam.
Trang 82 CÔNG THỨC 12 Muối cacbonat + H2SO4 loãng Muối sunfat + CO2 + H2O
(Rn+, CO2-3 ) + H2SO4 (Rn+, SO2-4 ) + CO2 + H2O
( R + 60) gam m = 36gam
(R + 96) gam 1 mol
2
m muoái sunfat m muoái cacbonat n
(12)
3 CÔNG THỨC 13 Muối sunfit + ddHCl Muối clorua + SO2 + H2O
(Rn+, SO32-) + 2HCl (Rn+, 2Cl –) + SO2 + H2O
( R + 80) gam m = 9gam
(R + 71) gam 1 mol
2
m muoái clorua m muoái sunfit n
(13)
4 CÔNG THỨC 14 Muối sunfit + ddH2SO4 loãng Muối sunfat + SO2 + H2O
(Rn+, SO32-) + H2SO4 (Rn+, SO24
) + SO2 + H2O ( R + 80) gam m = 16gam
(R + 96) gam 1 mol
2
m muoái sunfat m muoái sunfit n
(14)
VI DẠNG 6 Oxit tác dụng với axit tạo muối + H2O
* Chú ý : Ta có thể xem phản ứng như sau: [O]+ 2[H] H2 O
1 2
O oxit O H O H
2 2
it HCl Muoi Cl H O
it H SO Muoi SO H O
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1 ( Trích đề ĐH – 2008) Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 3 O 4 và
Fe 2 O 3 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe 2 O 3 ), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M Giá trị của V là
A 0,23 B 0,18 C 0,08 D 0,16.
Hướng dẫn giải:
Áp dụng hệ thức công thức trên ta có: V =
2,32 4.2 0,08
232 Chọn C
Bài 1 ( Trích đề ĐH – 2008) Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với
oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là
Trang 9A 57 ml B 50 ml C 75 ml D 90
ml
Hướng dẫn giải:
Áp dụng hệ thức công thức trên ta có: V =
3,33 2,13 1
.2 0,075 75
16 2 l Ýt ml
=> Chọn C
1 CÔNG THỨC 15 Oxit + ddH2SO4 loãng Muối sunfat + H2O
(Rn+, O2- ) + H2SO4 (Rn+,
2 4
SO
) + H2O ( R + 16) gam m = 80gam
(R + 96) gam 1 mol H2O hoặc 1 mol H2SO4
hoặc 1 mol O
2-2 4
m muoái sunfat m oxit n
(15)
* Chú ý: Áp dụng đúng công thức trên khi kim loại không thay đổi hoá trị
BÀI TẬP ÁP DỤNG
hợp gồm Fe 2 O 3 , MgO, ZnO trong 500 ml H 2 SO 4 0,1 M (vừa đủ) Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là
g
Hướng dẫn giải:
Số mol H 2 SO 4 là 0,05 mol
Áp dụng hệ thức (15),ta có: m muối sunfat = 2,81+0,05.80 = 6,81 g
Đáp án: A
2 CÔNG THỨC 16 Oxit + ddHCl Muối clorua + H2O
(Rn+, O2- ) + 2HCl (Rn+, 2Cl- ) + H2O
( R + 16) gam m = 55gam
(R + 71) gam 1 mol H2O hoặc 2 mol HCl hoặc 1 mol O
2-2
mmuoái clorua moxit n moxit n
(16) VII DẠNG 7 Oxit tác dụng với chất khử
TH 1 Oxit + CO :
PTHH TQ: R x O y + yCO xR + yCO 2 (1)
R là những kim loại sau Al.
Phản ứng (1) có thể viết gọn như sau: [O] oxit + CO CO 2
Suy ra : mR = moxit – m[O]oxit
TH 2 Oxit + H2 :
PTHH TQ: R x O y + yH 2 xR + yH 2 O (2)
R là những kim loại sau Al.
Chú ý : Phản ứng (2) có thể viết gọn như sau: [O] oxit + H 2 H 2 O
Suy ra : mR = moxit – m[O]oxit
TH 3 Oxit + Al (phản ứng nhiệt nhôm) :
PTHH TQ: 3R x O y + 2yAl 3xR + yAl 2 O 3 (3)
Chú ý : Phản ứng (3) có thể viết gọn như sau: 3[O] oxit + 2Al Al 2 O 3
Suy ra : mR = moxit – m[O]oxit
Trang 10VẬY cả 3 trường hợp có CT chung:
[O]/oxit CO H CO H O
R oxit [O]/oxit
m = m - m
(17)
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1 Để khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 cần vừa đủ 2,24 lít CO(đktc) Khối lượng Fe thu được sau phản ứng là:
Áp dụng hệ thức (17),ta có: m = 17,6 – 0,1.16 = 16 gam Đáp án B.
Bài 2 ( Trích đề ĐH – 2008) Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H 2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe 3 O 4 nung nóng Sau khi các phản ứng xảy
ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam Giá trị của V là
A 0,448 B 0,112 C 0,224 D 0,560
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (17),ta có: V =
0,32 22, 4 0, 448
16 => Chọn A
Bài 3 ( Trích đề CĐ – 2008) Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe 2 O 3 (ở nhiệt độ cao) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH) 2
thì tạo thành 4 gam kết tủa Giá trị của V là
A.1,12 B.0,896 C.0,448
D.0,224
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (17),ta có V =
4 22, 4 0,896
100 l Ýt
=> Chọn B
VIII DẠNG 8 kim loại + H2O hoặc axit hoặc dd kiềm hoặc dd NH3 giải phóng khí H2
2
a n = 2 n
(18)
Ví dụ:
3 Al ddNaOH 2H2
2 Zn ddNH 3
2H2 hay Zn ddNH 3
H2
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1 (Đề ĐH khối B – 2007) Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II) tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), thoát ra 0,672 lít khí H 2 (ở đktc) Hai kim loại đó là (cho Be = 9, Mg = 24, Ca = 40, Sr = 87, Ba = 137)
A Be và Mg B Mg và Ca C Sr và Ba D Ca
và Sr
Hướng dẫn giải :
Áp dụng hệ thức (18),ta có:
1,67.22, 4
55, 67
0, 672
=> Chọn D