Chuyên đề 13: bài tập tổng hợp về tính theo phương trình hóa học

Chuyên đề 13: bài tập tổng hợp về tính theo PTHH Bài 1: Chia hỗn hợp gồm 2 kim loại A, B có hoá trị n, m làm 3 phần bằng nhau. Phần 1: Hoà tan hết trong axit HCl thu được 1,792 lit H2 (đktc). Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,344 lit khí (đktc) và còn lại chất rắn không tan có khối lượng bằng 4/13 khối lượng mỗi phần. Phần 3: Nung trong oxi dư thu được 2,84g hỗn hợp gồm 2 oxit là A2On và B2Om . Tính tổng khối lượng mỗi phần và xác định 2 kim loại A và B. Hướng dẫn: Gọi a, b là số mol của A, B trong mỗi phần. Phần 1: Viết PTHH: Số mol H2 = + = 1,792 : 22,4 = 0,08 mol ----> na + mb = 0,16 (I) Phần 2: Tác dụng với NaOH dư chỉ có 1 kim loại tan, giả sử A tan. A + (4 – n)NaOH + (n – 2)H2O ---> Na4 – nAO2 + n/2 H2 a (mol) na/2 (mol) Số mol H2 = na/2 = 1,344 : 22,4 ---> na = 0,12 (II) Thay vào (I) --> mb = 0,04. Mặt khác khối lượng B trong mỗi phần: mB = 4/13.m1/3 hh Phần 3: Viết PTHH: mhh oxit = (2MA + 16n).a/2 + (2MB + 16m).b/2 = 2,84 = MA + MB + 8(na + mb) = 2,84 ---> MA + MB = 1,56 (g) (*) mB = 4/13. 1,56 = 0,48 (g) ----> mA = 1,08 (g) ---> MA = 1,08n : 0,12 = 9n --> n = 3 và MA = 27 là phù hợp. Vậy A là Al ---> MB = 0,48m : 0,04 = 12m --> m = 2 và MB = 24 là phù hợp. Vậy B là Mg. Bài 2: Nung a(g) hỗn hợp A gồm MgCO3, Fe2O3 và CaCO3 ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn B có khối lượng bằng 60% khối lượng hỗn hợp A. Mặt khác hoà tan hoàn toàn a(g) hỗn hợp A trong dung dịch HCl thu được khí C và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lượng không đổi, thu được 12,92g hỗn hợp 2 oxit. Cho khí C hấp thụ hoàn toàn vào 2 lit dung dịch Ba(OH)2 0,075M, sau khi phản ứng xong, lọc lấy dung dịch, thêm nước vôi trong dư vào trong dung dịch thu được thêm 14,85g kết tủa. a/ Tính thể tích khí C ở đktc. b/ Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp A. Hướng dẫn: Đặt số mol MgCO3, Fe2O3, CaCO3 lần lượt là x, y, z (mol) trong hỗn hợp A. Ta có: 84x + 160y + 100z = a(g) (I) Sau khi nung chất rắn B gồm: x mol MgO, y mol Fe2O3 và z mol CaO. 40x + 160y + 56z = 0,6a (II) Từ (I, II) ta có: 44(x + y) = 0,4a ---> a = 110(x + y) (III) Cho A + HCl. Khí C gồm có: Số mol CO2 = x + y (mol) Hỗn hợp D gồm có: x mol MgCl2, y mol FeCl3, z mol CaCl2. Cho D + NaOH dư thu được 2 kết tủa: x mol Mg(OH)2 và y mol Fe(OH)3 ---> 2 oxit tương ứng là: x mol MgO, y mol Fe2O3 . moxit = 40x + 160y = 12,92 (IV) Cho C + dd Ba(OH)2 ---> a mol BaCO3 và b mol Ba(HCO3)2 Ta có: Số mol CO2 phản ứng là: a + 2b = x + z Số mol Ba(OH)2 phản ứng là: a + b = 2 . 0,075 ---> b = (x + y) – 0,15 (V) PTHH: Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2 -----> CaCO3 + BaCO3 + 2H2O b mol b mol b mol Ta có: 100b + 197b = 14,85 ---> b = 0,05. Từ (V) --> x + y = 0,2 Từ (III) --> a = 110 . 0,2 = 22g a/ Thể tích khí CO2 thu được ở đktc là: 4,48 lit b/ Giải hệ PT (I, III, V) ---> x = 0,195, y = 0,032, z = 0,005. Khối lượng và thành phần % của các chất là: mMgCO3 = 16,38g ( 74,45%) mFe2O3 = 5,12g (23,27%) mCaCO3 = 0,5g ( 2,27%) Bài 3: Hỗn hợp bột A gồm Fe và Mg có khối lượng 2,72g được chia thành 2 phần bằng nhau. Phần 1: Cho vào 400ml dung dịch CuSO4 a(M) chờ cho phản ứng xong thu được 1,84g chất rắn B và dung dịch C. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch C thu được kết tủa. Sấy nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi cân được 1,2g chất rắn D. Tính thành phần % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A và trị số a? Phần 2: Cho tác dụng với V(ml) dung dịch AgNO3 0,1M. Sau khi phản ứng xong thu được chất rắn E có khối lượng 3,36g. Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong chất rắn E? Tính V? Hướng dẫn: Xét phần 1: m(Mg + Fe) = 2,72 : 2 = 1,36g. TH1: 1/2 hh A phản ứng hết với CuSO4. ---> dd C gồm có: FeSO4, MgSO4, CuSO4. Chất rắn B là Cu (có khối lượng 1,84g) Cho dd C + dd NaOH ---> kết tủa Fe(OH)2, Mg(OH)2, Cu(OH)2 ---> Oxit tương ứng sau khi nung trong kk là Fe2O3, MgO, CuO có khối lượng là 1,2g Vậy A chưa tham gia phản ứng hết. TH2: 1/2 hh A phản ứng chưa hết với CuSO4. Giả thiết Mg Mg phản ứng chưa hết (mà Mg lại hoạt động hoá học mạnh hơn Fe) thì dd CuSO4 phải hết và Fe chưa tham gia phản ứng --> dd C là MgSO4 và chất rắn D chỉ có MgO. ---> Số mol Mg phản ứng = nCu = nMgO = 1,2 : 40 = 0,03 mol Chất rắn B gồm Cu, Fe và Mg còn dư. Nhưng ta thấy mCu tạo ra = 0,03 . 64 = 1,92g > 1,84g --> Trái với điều kiện bài toán. Vậy Mg phải hết và Fe tham gia 1 phần. Như vậy: chất rắn B gồm có: Cu và Fe còn dư dd C gồm có MgSO4 và FeSO4 chất rắn D gồm có MgO và Fe2O3 có khối lượng là 1,2g. Đặt x, y là số mol Fe, Mg trong 1/2 hh A và số mol Fe còn dư là z (mol) 56x + 24y = 1,36 (x – z).64 + y.64 + 56z = 1,84 160(x – z) : 2 + 40y = 1,2 Giải hệ phương trình trên ta được: x = 0,02, y = 0,01, z = 0,01. ---> %Fe = 82,35% và %Mg = 17,65% Số mol của CuSO4 = 0,02 mol ----> a = 0,02 : 0,4 = 0,05M Xét phần 2: 1/2 hh A có khối lượng là 1,36g Độ tăng khối lượng chất rắn = 3,36 – 1,36 = 2,0g Giả thiết Fe chưa phản ứng. Ta có: số mol Mg phản ứng = 2 : (2 . 108 – 24) = 0,0104 mol > nMg trong phần 1. ----> Như vậy Fe đã tham gia phản ứng và Mg đã phản ứng hết. mrắn do Mg sinh ra = 0,01 . (2. 108 – 24) = 1,92g mrắn do Fe sinh ra = 2 – 1,92 = 0,08 g nFe phản ứng = 0,08 : (2. 108 – 56) = 0,0005 mol. nFe dư = 0,02 – 0,0005 = 0,0195mol Vậy chất rắn E gồm có Fe còn dư và Ag được sinh ra sau phản ứng. Tổng số mol AgNO3 đã phản ứng = (0,01 + 0,0005).2 = 0,021 mol Thể tích của dd AgNO3 0,1M đã dùng = 0,021 : 0,1 = 0,21 lit. Bài 4: Cho 9,86g hỗn hợp gồm Mg và Zn vào 1 cốc chứa 430ml dung dịch H2SO4 1M loãng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thêm tiếp vào cốc 1,2 lit dung dịch hỗn hợp gồm Ba(OH)2 0,05M và NaOH 0,7M, khuấy đều cho phản ứng hoàn toàn, rồi lọc lấy kết tủa và nung nóng đến khối lượng không đổi thì thu được 26,08g chất rắn. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. Hướng dẫn; Đặt số mol Mg và Zn là x và y. Ta có: 24x + 65y = 9,86 (I) Số mol H2SO4 = 043.1= 0,43 mol Đặt HX là công thức tương đương của H2SO4 ---> nHX = 2nHSO= 0,43.2 = 0,86 mol Số mol Ba(OH)2 = 1,2 . 0,05 = 0,06 mol Số mol NaOH = 0,7 . 1,2 = 0,84 mol Đặt ROH là công thức tưng đương cho 2 bazơ đã cho. Ta có: nROH = 2nBa(OH)+ nNaOH = 0,06.2 + 0,84 = 0,96 mol PTHH xảy ra Giả sử hỗn hợp chỉ chứa mình Zn ---> x = 0. Vậy y = 9,86 : 65 = 0,1517 mol Giả sử hỗn hợp chỉ Mg ---> y = 0 Vậy x = 9,86 : 24 = 0,4108 mol 0,1517 < nhh kim loại < 0,4108 Vì x > 0 và y > 0 nên số mol axit tham gia phản ứng với kim loại là: 0,3034 < 2x + 2y < 0,8216 nhận thấy lượng axit đã dùng < 0,86 mol. Vậy axit dư --> Do đó Zn và Mg đã phản ứng hết. Sau khi hoà tan hết trong dung dịch có. x mol MgX2 ; y mol ZnX2 ; 0,86 – 2(x + y) mol HX và 0,43 mol SO4. Cho dung dịch tác dụng với dung dịch bazơ. HX + ROH ---> RX + H2O. 0,86 – 2(x + y) 0,86 – 2(x + y) mol MgX2 + 2ROH ----> Mg(OH)2 + 2RX x 2x x mol ZnX2 + 2ROH ----> Zn(OH)2 + 2RX y 2y y mol Ta có nROH đã phản ứng = 0,86 – 2(x + y) + 2x + 2y = 0,86 mol Vậy nROH dư = 0,96 – 0,86 = 0,1mol Tiếp tục có phản ứng xảy ra: Zn(OH)2 + 2ROH ----> R2ZnO2 + 2H2O bđ: y 0,1 mol Pứ: y1 2y1 mol còn: y – y1 0,1 – 2y1 mol ( Điều kiện: y y1) Phản ứng tạo kết tủa. Ba(OH)2 + H2SO4 ---> BaSO4 + 2H2O bđ: 0,06 0,43 0 mol pứ: 0,06 0,06 0,06 mol còn: 0 0,43 – 0,06 0,06 mol Nung kết tủa. Mg(OH)2 -----> MgO + H2O x x mol Zn(OH)2 -------> ZnO + H2O y – y1 y – y1 mol BaSO4 ----> không bị nhiệt phân huỷ. 0,06 mol Ta có: 40x + 81(y – y1) + 233.0,06 = 26,08 ---> 40x + 81(y – y1) = 12,1 (II) Khi y – y1 = 0 ---> y = y1 ta thấy 0,1 – 2y1 0 ---> y1 0,05 Vậy 40x = 12,1 ---> x = 12,1 : 40 = 0,3025 mol Thay vào (I) ta được y = 0,04 ( y = y1 0,05) phù hợp Vậy mMg = 24 . 0,3025 = 7,26g và mZn = 65 . 0,04 = 2,6g Khi y – y1 > 0 --> y > y1 ta có 0,1 – 2y1 = 0 (vì nROH phản ứng hết) ----> y1 = 0,05 mol, thay vào (II) ta được: 40x + 81y = 16,15. Giải hệ phương trình (I, II) ---> x = 0,38275 và y = 0,01036 Kết quả y loại. Bài 5: Cho X là hỗn hợp của 3 chất gồm kim loại R, oxit và muối sunfat của kim loại R. biết R có hoá trị II không đổi trong các hợp chất. Chia 29,6 gam X thành 2 phần bằng nhau. Phần 1: Đem hoà tan trong dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch A, khí B. lượng khí B này vừa đủ để khử hết 16g CuO. Sau đó cho dung dịch A tác dụng với dung dịch KOH dư cho đến khi kết thúc phản ứng thu được kết tủa C. Nung C đến khối lượng không đổi thì thu được 14g chất rắn. Phần 2: Cho tác dụng với 200ml dung dịch CuSO4 1,5M. Sau khi phản ứng kết thúc tách bỏ chất rắn, cô cạn phần dung dịch thì thu được 46g muối khan. a/ Viết các PTHH xảy ra. b/ Xác định kim loại R. c/ Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong X. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hướng dẫn: Đặt x, y, z là số mol R, RO, RSO4 trong 1/2 hh X ta có: x.MR + (MR + 16).y + (MR + 96).z = 14,8g phần 1; Viết các PTHH xảy ra; dd A có RSO4 = (x + y + z) mol và H2SO4 dư Khí B là H2 = x mol H2 + CuO -----> Cu + H2O x x x mol nCuO = x = 16 : 80 = 0,2 mol dd A + KOH dư H2SO4 + 2KOH ----> K2SO4 + H2O RSO4 + 2KOH ----> K2SO4 + R(OH)2 R(OH)2 ------> RO + H2O (x + y + z) (x + y + z) mol Ta có: (MR + 16). (x + y + z) = 14 (II). Thay x = 0,2 vào (I, II) --> z = 0,05 Phần 2: R + CuSO4 ----> RSO4 + Cu bđ: 0,2 0,3 mol pứ: 0,2 0,2 0,2 mol Số mol CuSO4 dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol Tổng số mol RSO4 = (0,2 + z) mol mMuối khan = mRSO+ mCuSO= 0,1.160 + (MR + 96)(0,2 + z) = 46. Thay z = 0,05 ---> MR = 24, R có hoá trị II ---> R là Mg Thay các giá trị vào tính được y = 0,1. mMg = 4,8g --> %Mg = 32,43% mMgO = 4,0g --> %MgO = 27,03% mMgSO= 6,0g --> %MgSO4 = 40,54% Bài 6: Hoà tan hết 7,74g hỗn hợp bột 2 kim loại Mg và Al bằng 500ml dung dịch hỗn hợp chứa axit HCl 1M và axit H2SO4 loãng 0,28M, thu được dung dịch A và 8,736 lit khí H2 (đktc). Cho rằng các axit phản ứng đồng thời với 2 kim loại. a/ Tính tổng khối lượng muối tạo thành sau phản ứng. b/ Cho dung dịch A phản ứng với V lit dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 1M và Ba(OH)2 0,5M. Tính thể tích V cần dùng để sau phản ứng thu được lượng kết tủa lớn nhất, tính khối lượng kết tủa đó. Hướng dẫn: Đặt x, y là số mol Mg và Al 24x + 27y = 7,74 (I) Đặt HA là công thức tương đương của hỗn hợp gồm 2 axit HCl và H2SO4. nHA = nHCl + 2nHSO= 0,5 + 2.0,14 = 0,78 mol. Viết các PTHH xảy ra. nH= x + 1,5y = 8,736 : 22,4 = 0,39 (II) Từ (I, II) --> x = 0,12 và y = 0,18. mmuối = mhh kim loai + mhh axit - mH = 38,93g Đặt ROH là công thức tương đương của hỗn hợp gồm 2 bazơ là NaOH và Ba(OH)2 nROH = nNaOH + 2nBa(OH) = 1V + 2.0,5V = 2V (mol) Viết các PTHH xảy ra. ----> Tổng số mol ROH = 0,78 mol. Vậy thể tích V cần dùng là: V = 0,39 lit Ngoài 2 kết tủa Mg(OH)2 và Al(OH)3 thì trong dung dịch còn xảy ra phản ứng tạo kết tủa BaSO4.Ta có nBaSO = nH SO= 0,14 mol (Vì nBa(OH)= 0,5.0,39 = 0,195 mol > nH SO= 0,14 mol) ---> nH SOphản ứng hết. Vậy khối lượng kết tủa tối đa có thể thu được là. mkết tủa = mMg(OH) + mAl(OH) + mBaSO= 53,62g Bài 7: 1. Hoà tan vừa đủ axit của kim loại M có công thức MO vào dung dịch H2SO4 loãng nồng độ 4,9% được dung dịch chỉ chứa một muối tan có nồng độ 7,6 %. a) Cho biết tên kim loại M. b) Tính khối lượng dung dịch H2SO4 đã dùng 2. Hấp thụ toàn bộ hỗn hợp gồm khí CO2 và hơi H2O vào 900 ml dung dịch Ca(OH)2 1M, thu được 40 gam kết tủa. Tách bỏ phần kết tủa, thấy khối lượng dung dịch tăng 7,8 gam so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu. Hãy tìm khối lượng CO2 và khối lượng H2O đem dùng. Hướng dẫn: Gọi x là số mol MO MO + H2SO4 MSO4 + H2O Khối lượng chất tan MSO4 là: (M+96)x. Khối lượng MO là: (M+16)x. Khối lượng H2SO4 ban đầu: m = Khối lượng dung dịch MSO4: 2000x + (M + 16)x m = m = 2000 (g) (x=1) Do x có nhiều giá trị nên có rất nhiều giá trị khối lượng dung dịch H2SO4 tương ứng. 2, a . Khi số mol CO2 số mol Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Số mol CaCO3 = = 0,4 mol Khối lượng CO2 là 0,4 . 44 = 17,6 (g) 17,6 + mdd+mH2O= m' + 40 (m' = mdd+7,8) mH2O=7,8+40-17,6 = 30,2 (g) b) Khi nCa(OH)2 < nCO2 < 2nCa(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O ? 0,9 0,9 CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 Số mol kết tủa: 0,9- t = Số mol CO2: 0,9 + 0,5 = 1,4 (mol) Khối lượng CO2: 1,4.44 = 61,6 (g) Khối lượng H2O: 40 +7,8 - 61,6 Ta loại trường hợp này. Bài 8: Hoà tan hoàn toàn 25,2 g một muối cacbonat của kim loại hóa trị II bằng dung dịch HCl 7,3% (D = 1,038 g/ml). Cho toàn bộ khí CO2 thu được vào 500 ml dung dịch NaOH 1M thì thu được 29,6g muối. Xác định CTHH của muối cacbonat. Tính thể tích của dung dịch HCl đã dùng. Hướng dẫn: a/ Đặt công thức của muối cacbonat là MCO3. Các PTHH: MCO3 + 2 HCl MCl2 + CO2 + H2O (2) NaOH + CO2 NaHCO3. (3) a a a 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O. (4) 2b b b Số mol NaOH: nNaOH = 0,5. 1 = 0,5 mol Gọi a, b lần lượt là số mol CO2 tham gia ở phản ứng (3) và (4). Theo phương trình và bài ta có: nNaOH = a + 2b = 0,5 mol (5). mmuối = 84 a + 106 b = 29,6 g (6) Giải (5) và (6) ta được: a = 0,1mol ; b = 0,2mol. Số mol CO2 tạo thành ở (2): nCO2 = a + b = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol. Theo pt (2): nMCO3= nCO2 = 0,3 mol. Khối lượng phân tử của muối ban đầu: = 84. M + 60 = 84 M = 24 đvC. Vậy M là Mg suy ra CTHH của muối cần tìm: MgCO3 Lưu ý: HS có thể biện luận để chứng minh xảy ra cả (3) và (4). Ta thấy: < nmuối < 0,28 mol < nmuối < 0,35 mol. Mà nCO2 = nmuối. : 0,28 < nCO2 < 0,35. 1< nNaOH/ nCO2 < 2 ra tạo 2 muối có cả (3 ) và (4) xảy ra. Theo phương trình (2) nHCl =2nCO2 =2 . 0,3 = 0,6 mol Khối lượng HCl đã dùng: MHCl =0,6 .36,5 =21,9 (g) Khối lượng dung dịch HCl đã dùng: mddHCl = = 300g. Thể tích dung dịch HCl đã dùng: Vdd HCl = = 289ml = 0,289 (lit) Bài 9: Cho 4g Fe và một kim loại hoá trị II vào dung dịch H2SO4 loãng lấy dư thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Nếu cho 1,2g kim loại hoá trị II nói trên phản ứng với 0,7 lít khí O2(đktc) thì lượng Oxi còn dư sau phản ứng. a, Xác định kim loại hóa trị II. b, Tính % khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp. Hướng dẫn: a/ Các PTPƯ: Fe + H2SO4 đ FeSO4 + H2 xmol xmol xmol A + H2SO4 đ ASO4 + H2 ymol ymol ymol n = Theo bài ra ta có hệ phương trình: (a) ị Ay - 56y = - 1,6 0 < (1) 2A + O2 đ 2AO (*) n Theo PTPƯ (*): (do oxi dư) ---> 2A > 38,4 Vậy A > 19,2 (2) (1) và (2) Ta có 19,2 < MA < 40. Do A là kim loại có hoá trị II nên A là Mg. b. Thay A vào hệ PT (a) mFe = 0,05. 56= 2,8g mMg = 1,2g % Fe = % Mg = 100% - 70% = 30% Bài 10: Nhiệt phân hoàn toàn 20 g hỗn hợp MgCO3, CaCO3 , BaCO3 thu được khí B. Cho khí B hấp thụ hết vào nước vôi trong thu được 10 gam kết tủa và dung dịch C. Đun nóng dung dịch C tới phản ứng hoàn toàn thấy tạo thành thêm 6 gam kết tủa. Hỏi % khối lượng của MgCO3 nằm trong khoảng nào? Hướng dẫn: Các PTHH: MgCO3 MgO + CO2(k) (1) (B) CaCO3 Ca0 + CO2(k) (2) (B) BaCO3 BaO + CO2;k) (3) (B) CO2(k) + Ca (OH)2(dd) ----> CaCO3(r) + H2O(l) (4) (B) 2CO2(k) + Ca(OH)2(dd) ----> Ca(HCO3)2(dd) (5) (B) (C) Ca(HCO3)2 CaCO3(r) + CO2(k) + H2O(l) (6) (C) Theo phương trình phản ứng (4) và (6) ta có: nCaCO3 = 0,1 + 0,06 = 0,16 (mol) ----> n cO2 = 0,1 + 0,06 x 2 = 0,22 (mol) theo phương trình phản ứng (1) , (2) , (3), (4 ), (5) ta có: Tổng số mol muối: n muối = n CO2 = 0,22 (mol) Gọi x, y, z lần lượt là số mol của muối: MgCO3, CaCO3, BaCO3 có trong 100 gam hỗn hợp và tổng số mol của các muối sẽ là: x + y + z = 1,1 mol Vì ban đầu là 20 gam hỗn hợp ta quy về 100 gam hỗn hợp nên nmuối = 1,1 (mol) Ta có: 84x + 100y + 197z = 100 ---> 100y + 197z = 100 – 84x Và x + y + z = 1,1 ---> y + z = 1,1 – x 100 < < 197 ----> 52,5 < 84x < 86,75 Vậy % lượng MgCO3 nằm trong khoảng từ 52,6% đến 86,75 % Bài 11: Hoà tan 11,2g CaO vào nước ta được dd A. 1/ Nếu khí CO2 sục qua A và sau khi kết thúc thí nghiệm có 2,5 g kết tủa thì có bao nhiêu lít khí CO2 đã tham gia phản ứng? 2/ Nếu hoà tan 28,1g hỗn hợp MgCO3 và BaCO3 có thành phần thay đổi trong đó chứa a% MgCO3 bằng dd HCl và cho tất cả khí thoát ra hấp thụ hết vào dd A thì thu được kết tủa D. Hỏi: a có giá trị bao nhiêu thì lượng kết tủa D nhiều nhất và ít nhất? 1. nCaO = = 0,2 mol Phương trình hoá học: CaO + H2O Ca(OH)2 (1) 0,2 0,2 mol Khi sục CO2 vào có phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư và CO2 phản ứng hết thì: Theo (2) nCO2 = nCaCO3 = = 0,025 mol VCO2 = 0,025 . 22,4 = 0,56 Lít. Trường hợp 2: CO2 dư, Ca(OH)2 phản ứng hết có thêm phản ứng: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (3) Theo (1) nCO2 = nCa(OH)2 = nCaCO3 = 0,2 mol. nCaCO3 phản ứng ở (3): = 0,2 - 0,025 = 0, 175 mol. Theo (3) nCO2 = nCaCO3 = 0,175 Mol. Tổng nCO2 ở (2) và (3) là: 0,2 + 0,175 = 0,375 mol. VCO2 = 0,375 . 22,4 = 8,4 Lít. 2. Các phản ửng xảy ra: MgCO3 + 2 HCl MgCl2 + CO2 + H2O (1) BaCO3 + 2 HCl BaCl2 + CO2 + H2O (2) Khi sục CO2 vào dd A có thể xảy ra các phản ứng : CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3) 2 CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (4) Để lượng kết tủa CaCO3 thu được là lớn nhất thì chỉ xảy ra phản ứng (3). Khi đó: nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2mol. Theo đề bài khối lượng MgCO3 có trong 28,1 g hỗn hợp là: mMgCO3 = = 0,281a nMgCO3 = nBaCO3 = Theo (1) và (2) nCO2 = nMgCO3 + nBaCO3 Ta có phương trình: = 0,2. Giải ra ta được: a = 29,89 % . Vậy khi a = 29,89 % thì lượng kết tủa lớn nhất. Khi a = 0 % thì nghĩa là hỗn hợp chỉ toàn muối BaCO3 Khi đó nCO2 = = 0,143 mol. Ta có: nCO2 < nCa(OH)2. Theo (3): nCaCO3 = nCO2 = 0,143 mol. m CaCO3 = 0,143 . 100 = 14,3g. Khi a = 100% nghĩa là hỗn hợp chỉ toàn muối MgCO3 khi đó: nCO2 = = 0,334 > nCa(OH)2 = 0,2 mol. Theo (3): nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2 mol. Vì CO2 dư nên CaCO3 tiếp tục phản ứng: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (5) Theo (5): nCaCO3 = nCO2 dư = 0,334 - 0,2 = 0,134. nCaCO3 còn lại : 0,2 - 0,134 = 0,066 mCaCO3 = 0,066 . 100 = 6,6 < 14,3g. Vậy khi a = 100% thì lượng kết tủa thu được bé nhất. Bài 12: Hoà tan 7,74g hỗn hợp 2 kim loại Mg, Al trong 500ml dung dịch hỗn hợp chứa HCl 1M và H2SO4 0,38M (loãng). Thu được dung dịch A và 8,736 lít khí H2(đktc). Kim loại đã tan hết chưa? giải thích? Tính khối lượng muối có trong dung dịch A? Hướng dẫn: n = 0,5 mol ; n= 0,19 mol ; n = 0,39 mol a/ Các P.T.H.H: Mỗi PTHH đúng cho. Mg + 2 HCl MgCl2 + H2 (1) 2 Al + 6 HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 (3) 2 Al + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (4) Từ 1,2 : n = n = .0,5 = 0,25 (mol). Từ 3, 4 n = n= 0,19 (mol) Suy ra: Tổng n = 0,25 + 0,19 = 0,44 (mol) Ta thấy: 0,44 > 0,39 Vậy: Axít dư, kim loại tan hết. b/ Theo câu a: Axít dư. * TH1: Giả sử HCl phản ứng hết, H2SO4 dư: n = 0,5 mol n=0,25 mol (1,2) n= 0,39 - 0,25 = 0,14 (mol) suy ra n = 0,14 mol (3,4) (pư) Theo định luật BTKL: m muối = 7,74 + 0,5 .35,5 + 0,14 .96 = 38,93g (A) * TH2: Giả sử H2SO4  phản ứng hết, HCl dư Suy ra n= 0,19 mol suy ra n = 0,19 mol 3,4 n= 0,39 – 0,19 = 0,2 (mol) suy ra n = 0,2.2 =0,4 (mol) (1,2) (p ứ) Theo định luật bảo toàn khối lượng: m muối = 7,74 + 0,19.96 + 0,4.35,5 = 40,18 (g) Vì thực tế phản ứng xảy ra đồng thời. Nên cả 2 axít đều dư. Suy ra tổng khối lượng muối trong A thu được là: 38,93 (g) < m muối A <40,18 (g) Bài 13: Cho hỗn hợp gồm MgO, Al2O3 và một oxit của kim loại hoá trị II kém hoạt động. Lấy 16,2 gam A cho vào ống sứ nung nóng rồi cho một luồng khí H2 đi qua cho đến phản ứng hoàn toàn. Lượng hơi nước thoát ra được hấp thụ bằng 15,3 gam dung dịch H2SO4 90%, thu được dung dịch H2SO4 85%. Chất rắn còn lại trong ống đem hoà tan trong HCl với lượng vừa đủ, thu được dung dịch B và 3,2 gam chất rắn không tan. Cho dung dịch B tác dụng với 0,82 lít dung dịch NaOH 1M, lọc lấy kết tủa, sấy khô và nung nóng đến khối lượng không đổi, được 6,08 gam chất rắn. Xác định tên kim loại hoá trị II và thành phần % khối lượng của A. Hướng dẫn: Gọi R là KHHH của kim loại hoá trị II, RO là CTHH của oxit. Đặt a, b, c lần lượt là số mol của MgO, Al2O3, RO trong hỗn hợp A. Theo bài ra ta có: 40a + 102b + (MR + 16)c = 16,2 (I) Các PTHH xảy ra: RO + H2 -----> R + H2O (1) MgO + 2HCl ----> MgCl2 + H2O (2) Al2O3 + 6HCl ---> 2AlCl3 + 3H2O (3) MgCl2 + 2NaOH ----> Mg(OH)2 + 2NaCl (4) AlCl3 + 3NaOH -----> Al(OH)3 + 3NaCl (5) Có thể có: Al(OH)3 + NaOH -----> NaAlO2 + H2O (6) x x x Gọi x là số mol của NaOH còn dư tham gia phản ứng với Al(OH)3 Mg(OH)2 -----> MgO + H2O (7) 2Al(OH)3 ------> Al2O3 + 3H2O (8) 2b – x mol Ta có: Khối lượng của axit H2SO4 trong dd 90% là: m = 15,3 . 0,9 = 13,77 (g) Khối lượng của axit H2SO4 trong dd 85% vẫn là 13,77(g). Vì khi pha loãng bằng H2O thì khối lượng chất tan được bảo toàn. Khối lượng dd H2SO4 85% là: (15,3 + 18c) Ta có: C% = .100% = 85% Giải phương trình: c = 0,05 (mol) Chất rắn không tan trong axit HCl là R, có khối lượng 3,2g. MR = = 64. Vậy R là Cu. Thay vào (I) ---> 40a + 102b = 12,2 (II) Số mol NaOH = 0,82.1 = 0,82 (mol) TH1: Phản ứng 6 xảy ra nhưng Al(OH)3 tan chưa hết. nNaOH = 2a + 6b + x = 0,82 (III) 40a + 102() = 6,08 (IV) Giải hệ phương trình (II) và (IV) được: x = 0,12 (mol) Thay vào (III) ---> 2a + 6b = 0,7 (III)/ Giải hệ phương trình: (II) và (III)/ được: a = 0,05 và b = 0,1 %CuO = 24,69% ; %MgO = 12,35% và %Al2O3 = 62,96% TH2: Phản ứng 6 xảy ra và Al(OH)3 tan hết mrắn = mMgO = 6,08g nMgO = 6,08 : 40 = 0,152 mol mAlO= 12,2 – 6,08 = 6,12 g nAlO= 6,12 : 102 = 0,06 mol nNaOH = 2nMgO + 6nAlO= 2.0,152 + 6.0,06 = 0,664 mol nAl(OH)= 2nAlO= 0,12 mol nNaOH dư = 0,82 – 0,664 = 0,156 mol Nhận thấy: nNaOH dư = 0,156 > nAl(OH)= 0,12 mol => Al(OH)3 tan hết. Tính được: mCuO = 4g => %mCuO = 24,69% mMgO = 6,08g => %mMgO = 37,53% mAlO= 6,12 => % mAlO= 37,78%