Cho A tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thấy sinh ra 2,24 lít khí NO duy nhất ở đktc.. Viết phương trình phản ứng hóa học của các phản ứng xảy ra và tính m... Sau khi để nguội rồi
Trang 1Giải bài toán bằng phương pháp qui đổi
Bài 1: ( ĐHQG Hà Nội 1998).
Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp A có khối lượng 12g gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Cho A tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thấy sinh ra 2,24 lít khí NO duy nhất ở đktc Viết phương trình phản ứng hóa học của các phản ứng xảy ra và tính m
Cách giải:
Các phương trình phản ứng :
2Fe + O2 2FeO (1) 3Fe + 2O2 Fe3O4 (2) 4Fe + 3 O2 2Fe2O3 (3) Sau phản ứng (1, 2, 3) thu được 12g hỗn hợp A gồm : Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (4) 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (5) 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO +14H2O (6)
Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (7)
Không qui đổi.
Trong hỗn hợp A đặt Fe: x mol, FeO: y mol, Fe3O4: z mol, Fe2O3: t mol Theo đề bài ta có
hệ phương trình sau: 56 72 232 160 12(1)
x y z
(Nhân 8 với (2) rồi cộng với (1) ta được 80.(x+y+3z+2t) = 14,4 )
mFe = (x + y + 3z + 2t).56 = 0,18.56 = 10,08 gam
áp dụng phương pháp qui đổi.
Ta có thể qui đổi như sau:
4FeO Fe.Fe3O4 ; 3FeO Fe.Fe2O3 3Fe3O4 Fe.4Fe2O3 ; Fe3O4 FeO.Fe2O3 Vì vậy hỗn hợp A có thể qui đổi về hỗn hợp gồm
- 3 chất: Fe, FeO, Fe2O3; Fe, Fe3O4, Fe2O3; FeO, Fe3O4, Fe2O3
- 2 chất: Fe, FeO; Fe, Fe3O4; Fe, Fe2O3; FeO, Fe3O4; FeO, Fe2O3; Fe3O4, Fe2O3
- 1 chất: FexOy hoặc FeOa
ứng với mỗi cách qui đổi ta có một cách giải bài toán, sau đó áp dụng định luận bảo toàn nguyên tử Fe ( nFe ban đầu = nFe trong hỗn hợp A = nFe + nFeO+ 3.nFe3O4 + 2.nFe2O3 ), hoặc định luật bảo toàn khối lượng ( mFe + moxi phản ứng = moxít )
Ta có N+5 + 3e N+2 (NO) , suy ra ne nhận = 3.nNO = 3.2, 24
22, 4 = 0,3 mol Quá trình nhường e: Fe0– 3e Fe+3 ; Fe+2– 1e Fe+3 ; 3Fe+8/3– 1e 3Fe+3
a 3a b b 3c c
(Giả sử Fe: a mol; FeO: b mol; Fe 3 O 4 : c mol ) Qui đổi về 3 chất.
Trang 21/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm 3 chất Fe:x mol,FeO:y mol,Fe2O3:z mol Ta có hệ phương trình sau: 56 72 160 12(1)
3 0, 3(2)
x y
(Nhân 8 với (2) rồi cộng với (1) ta được 80.(x+y+2z) = 14,4 )
mFe= (x+y+2z).56 = 0,18.56 = 10,08 gam
2/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm 3 chất Fe:x mol,Fe3O4:y mol,Fe2O3:z mol Ta có
hệ phương trình sau: 56 232 160 12(1)
3 0, 3(2)
x y
(Nhân 8 với(2) rồi cộng với (1) ta được 80.(x+3y+2x) = 14,4 )
mFe = (x+3y+2z).56 = 0,18.56 = 10,08 gam
3/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm 3 chất FeO:x mol,Fe3O4:y mol,Fe2O3:z mol Ta có
hệ phương trình sau: 72 232 160 12(1)
0, 3(2)
x y
(Nhân 8 với(2) rồi cộng với (1) ta được 80.(x+3y+2x) = 14,4 )
mFe = (x+3y+2z).56 = 0,18.56 = 10,08 gam
Qui đổi về hai chất.
4/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm Fe: x mol, FeO: y mol ta có hệ phương trình sau: 56 72 12 0, 06
mFe = (0,06 + 0,12).56 = 10,08 gam
5/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm Fe: x mol, Fe3O4: y mol ta có hệ phương trình sau: 56 232 12 0, 09
mFe = (0,09 + 3.0,03).56 = 10,08 gam
6/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm Fe: x mol, Fe2O3: y mol ta có hệ phương trình sau: 56 160 12 0,1
mFe = (0,1 + 2.0,4).56 = 10,08 gam
7/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm FeO: x mol, Fe3O4: y mol ta có hệ phương trình sau: 72 232 12 0, 36
mFe =0,36 + 3.(-0,06).56 = 10,08g
8/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm FeO: x mol, Fe2O3: y mol Ta có hệ phương trình sau: 72 160 12 0, 3
mFe =0,3 + 2.(-0,06).56 = 10,08g
9/ Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm Fe3O4: x mol, Fe2O3: y mol Ta có hệ phương trình sau:
232 160 12 0, 3
mFe =3.0,3 + 2.(-0,36).56 = 10,08g
Qui đổi về một chất.
Trang 310/ Do hỗn hợp A chỉ gồm 2 nguyên tố là sắt và oxi nên có thể qui đổi về một chất có công thức qui đổi là FexOy Viết PTHH của phản ứng với công thức qui đổi:
3FexOy +(12x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 +(3x-2y)NO +(6x-y)H2O (8)
12
56 16
x y
Fe O
n
x y
; nNO = 0,1 Ta có tỉ lệ: 3 3 2
56 16
x y
x y
(*)
Từ (*) rút ra: 3
2
x
y Công thức qui đổi là Fe3O2
3 2
12 200; 3 0,18
200
M m 56 = 10,08 gam
11/ Do hỗn hợp A chỉ gồm 2 nguyên tố là sắt và oxi nên có thể qui đổi về một chất có công thức qui đổi là FeOx Viết PTHH của phản ứng với công thức qui đổi:
3FeOx + (12-2x)HNO3 3Fe(NO3)3+ (3-2x)NO + (6-x)H2O (9)
0,1.3 (3 2 ) x mol 0,1 mol
Ta có 12 0,1.3 2
x
FeO
Công thức qui đổi là FeO2/3
2 / 3
200
3
Bài 2: (ĐHDL Hải Phòng 2000).
Đốt nóng một chiếc lò xo bằng sắt khối lượng 23,52g trong không khí một thời gian, thì một phần sắt bị oxi hóa thành Fe3O4 Sau khi để nguội rồi đem hòa tan hết trong dung dịch HNO3
đun nóng nhẹ, thấy giải phóng ra 4,032 lít khí duy nhất NO (đo ở đktc)
1/ Viết các phương trình phản ứng xảy ra
2/ Tính % lượng Fe của lò xo bị oxi hóa khi đốt nóng
ĐS: %Fe = 64,28%
Bài 3: (ĐH Thái Nguyên 2000).
Nung m gam Fe trong không khí, sau một thời gian người ta thu được 104,800 gam hỗn hợp rắn A gồm: Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Hòa tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO3 dư, thu được dung dịch B và 12,096 lít hỗn hợp khí NO và NO2 (ở đktc) có tỉ khối so với He là 10,167
1/ Viết các phương trình phản ứng xảy ra
2/ Tính khối lượng m = ?
3/ Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được kết tủa C, Lọc kết tủa rồi nung đến khối lượng không đổi thu được chất rắn D
a D là hỗn hợp hay nguyên chất ; b Tính khối lượng chất rắn D
ĐS: m = 78,40g ; mD = 112g
Bài 4: ( HV Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 2001).
Cho hỗn hợp A gồm 3 oxit sắt (Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol bằng nhau Lấy m1 gam A cho vào ống sứ chịu nhiệt, nung nóng nó rồi cho luồng khí CO đi qua ống, CO phản ứng hết, toàn
bộ khí CO2 ra khỏi ống được hấp thụ hết vào bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH)2, thu được m2 gam kết tủa trắng Chất rắn còn lại trong ống sứ sau phản ứng có khối lượng là 19,20 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Cho hỗn hợp này tác dụng tác dụng hết với dung dịch HNO3, đun nóng được 2,24 lít khí NO duy nhất (ở đktc)
Trang 41/ Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
2/ Tính khối lượng m1, m2 và số mol HNO3 đã phản ứng
ĐS: m1 = 20,88g ; m2 = 20,685g ; số mol HNO3 = 0,91 mol
Bài 5:
Cho luồng khí H2 đi qua m gam Fe2O3 ở nhiệt độ cao thu được 52g hỗn hợp rắn A gồm 4 chất Hòa tan hỗn hợp A ở trên bằng dung dịch HNO3 thu được 6,72 lít hỗn hợp khí B gồm NO2 và
NO Biết
2
61 3
B
d
H Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính m = ?
Bài 6:
a gam hỗn hợp A gồm FeO, CuO, Fe2O3 có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ 250 ml dung dịch HNO3, khi đun nóng nhẹ thu được dung dịch B và 3,136 lít hỗn hợp khí C gồm NO2 và NO (đktc) có tỷ khối so với hiđro là 20,143
Tính a và nồng độ mol của dung dịch HNO3 đã dùng
Bài 7:
Đốt cháy 5,6g bột Fe trong bình đựng O2 thu được 7,36g hỗn hợp A gồm Fe2O3, Fe3O4 và
Fe Hòa tan hoàn toàn lượng hỗn hợp A bằng dung dịch HNO3 thu được V lít hỗn hợp B gồm NO
và NO2 Tỉ khối của B so với H2 bằng 19
1/ Viết các phương trình phản ứng
2/ Tính thể tích V ở đktc
3/ Cho 1 bình kín dung tích không đổi là 4 lít chứa 640 ml H2O (d = 1g/ml), phần khí trong bình chứa 1/5 thể tích O2, còn lại là N2 (ở đktc) Bơm tất cả khí B vào bình lắc kĩ cho đến khi phản ứng xong, thu được dung dịch X Tính C% của dung dịch X
Bài 8:
1/ A là oxit của kim loại M (hóa trị n) có chứa 30% oxi theo khối lượng Xác định công thức phân tử của A
2/ Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam oxit A (ở ý 1) ở nhiệt độ cao một thời gian, người ta thu được 6,72g hỗn hợp gồm bốn chất rắn khác nhau Đem hòa tan hoàn toàn hỗn hợp này vào dung dịch HNO3 dư thấy tạo thành 0,448 lít khí B duy nhất có tỷ khối so với H2 là 15 Tính giá trị m ?
Bài 9:
Đốt cháy hoàn toàn 8,6g hỗn hợp A gồm H2, C2H2, C2H4, C2H6 cần V lít khí O2 (ở đktc) Sản phẩm sau phản ứng dẫn lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch NaOH dư thấy khối lượng bình 1 tăng 12,6g bình 2 tăng m gam
Tính V, m = ?
Bài10:
Đốt cháy hoàn toàn 14,4g hỗn hợp A gồm CH4, C2H4, C3H6, C4H10 cần V lít khí O2 (ở đktc) Sản phẩm sau phản ứng dẫn lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch NaOH dư thấy khối lượng bình 1 tăng 21,6g bình 2 tăng m gam
Tính V, m = ?
Bài 11:
Đốt cháy hoàn toàn 13,8g hỗn hợp A gồm CH3OH, C2H5OH, C3H7OH cần V lít khí O2 (ở
đktc) Sản phẩm sau phản ứng dẫn lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch NaOH dư thấy khối lượng bình 1 tăng 16,2g bình 2 tăng m gam
Tính V, m = ?
Bài 12:
Trang 5Oxi hóa m gam C2H4 sau một thời gian thu được 13,2g hỗn hợp A gồm C2H4, CH3CHO,
CH3COOH Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A cần V lít khí O2 (ở đktc) Sản phẩm sau phản ứng dẫn lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch NaOH dư thấy khối lượng bình 1 tăng 10,8g bình 2 tăng x gam
Tính V, m, x = ?