Dạng 3: Bài toán hỗn hợp

Dạng 3: Bài toán hỗn hợp Bài 1: Cho 10 gam hỗn hợp kim loại Al, Mg, Cu hòa tan bằng dd HCl dư thu được 8,96 dm3 khí (đktc) và dd A, chất rắn B, lọc lấy chất B đem nung đến khối lượng không đổi thu được chất rắn cân nặng 2,75 gam. Tìm % về khối lượng của từng Kl có trong hỗn hợp ban đầu. Tìm thể tích dd HCl 0,5M cần dùng. Đốt cháy hết 10 gam hỗn hợp trên. Tìm thể tích oxi cần dùng. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Al, Mg, Cu (a, b. c >0) Cu + HCl không phản ứng 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) a 3a a 1,5a Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) b 2b b b 2Cu + O2 2CuO (3) c c theo đề ta có: 27a + 24b + 64c = 10 1,5a + b = 0,4 c = 0,034375 giải HPT trên ta có: a = 0,2 b = 0,1 c = 0,034375 b/ c/ 4Al + 3O2 2Al2O3 (6) a 0,75a 2Mg + O2 2MgO (5) b 0,5b 2Cu + O2 2CuO (4) c 0,5c Bài 2: Hòa tan 20 gam hỗn hợp Cu, Fe, Mg bằng H2SO4 loãng tạo khí A, dd B và chất rắn C. Thêm NaOH dư vào dd B, sục không khí đến khi hoàn toàn thu được kết tủa D, lọc lấy kết tủa D đem nung đến khối lượng không đổi thu được chất rắn E nặng 24 gam. Lấy chất rắn C nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn F nặng 5 gam. Xác định A, B, C, D, E, F. Tìm % khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Đốt cháy hoàn toàn 20 gam hỗn hợp thì cần dung bao nhiêu lít không khí. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Cu, Fe, Mg (a, b, c > 0) Cu không phản ứng với H2SO4 Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (1) b b b b Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 (2) c c c c khí A: H2 dd B: H2SO4 dư, MgSO4, FeSO4 chất rắn C: Cu FeSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Fe(OH)2 (3) b 2b b b MgSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Mg(OH)2 (4) c 2c c c H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + H2O (5) Kết tủa D: Fe(OH)2 và Mg(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (6) b 2b 0,5b b Mg(OH)2 MgO + H2O (7) c c Chất rắn E: MgO và Fe2O3 2Cu + O2 2CuO (8) a a Chất rắn F: CuO a = Từ (5) (6) ta có: 0,5b.160 + 40c = 24 (g) Theo đề ta có: 64a + 56b + 24c = 20 a = 0,0625 giải HPT trên ta có: a = 0,0625 b = 0,2 c = 0,2 2Cu + O2 2CuO (6) a 0,5a 3Fe + 2O2 Fe3O4 (4) c 2c/3 2Mg + O2 2MgO (5) b 0,5b Bài 3: Cho 17,4 gam hỗn hợp 3 kim loại Fe, Al, Cu. Nếu hòa tan hỗn hợp bằng dd H2SO4 loãng thì thu được 8,96 dm3 khí H2. Nếu hòa tan hỗn hợp bằng H2SO4 đặc nóng dư thì thu được 12,32 dm3 SO2 (đktc). Tìm % về khối lượng của từng Kl có trong hỗn hợp ban đầu. Tìm khối lượng dd H2SO4 98% đã dùng. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Fe, Al, Cu (a, b, c > 0) Cu không phản ứng Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (1) a a a a 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (2) b 1,5b b 1,5b 2Fe + 6H2SO4 đn Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (3) a 3a 1,5a 2Al + 6H2SO4 đn Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (4) b 3b 1,5b Cu + 2H2SO4 đn CuSO4 + SO2 + 2H2O (5) c 2c c từ (1) và (2) ta có: a + 1,5b = 0,4 từ (3), (4) và (5) ta có: 1,5a + 1,5b + c = 0,55 theo đề ta có: 56a + 27b + 64c = 17,4 giải HPT trên ta có: a = 0,1 b = 0,2 c = 0,1 Bài 4: Có một hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al nặng 10 gam. + Cho hỗn hợp này tác dụng với dd HCl dư, lọc lấy phần không tan, đem đun nóng hoàn toàn thu được chất rắn nặng 8 gam. + Mặc khác cho dung dịch nước lọc tác dụng với dd NaOH dư thu được kết tủa. Đun nóng kết tủa thu được 4 gam chất rắn. Tìm % khối lượng mỗi kim loại có trong hỗn hợp. Oxi hóa hoàn toàn hỗn hợp thu được chất rắn A, muốn hòa tan hoàn toàn A thì dùng bao nhiêu gam H2SO4 49% BÀI GIẢI Chất rắn nặng 8 g là CuO Kết tủa là MgO Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Cu, Mg, Al (a, b, c > 0) Cu không phản ứng với HCl Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) b 2b b b 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) c 3c c 1,5c 2Cu + O2 2CuO(6) a 1,5a a MgCl2 + 2NaOH 2NaCl + Mg(OH)2(3) b 2b 2b b AlCl3 + 3NaOH 3NaCl + Al(OH)3(4) c 3c 3c c NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O (5) Mg(OH)2 MgO + H2O (6) b b từ (6) ta có b = 0,1 a = 0,1 theo đề ta có: 64a + 24b + 27c = 10 giải PT trên ta có: c = 0,044 2Cu + O2 2CuO (7) a a 2Mg + O2 2MgO (8) b b 4Al + 3O2 2Al2O3 (9) c 0,5c CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O a a MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O b b Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O 0,5c 1,5c Bài 5: Cho 35 gam hỗn hợp Mg, Al, Zn tác dụng với dd HCl dư thoát ra 19,04 lít khí A, dd B. Cho NaOH dư vào dd B thu được kết tủa C. Nung C thu được chất rắn D. Tìm % khối lượng mỗi kim loại có trong hỗn hợp. Biết rằng thể tích H2 do Al tạo ra gấp hai lần thể tích H2 do Mg tạo ra. Tìm khối lượng chất rắn D. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Mg, Al, Zn (a, b, c > 0) Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) a 2a a a 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) b 3b b 1,5b Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 (3) c 2c c c dd B: gồm MgCl2, AlCl3, ZnCl2, HCl dư tác dụng với NaOH dư MgCl2 + 2NaOH 2NaCl + Mg(OH)2(4) a 2a 2a a AlCl3 + 3NaOH 3NaCl + Al(OH)3(5) b 3b 3b b ZnCl2 + 2NaOH 2NaCl + Zn(OH)2(6) c 2c 2c c Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (7) b b b Zn(OH)2 + 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O (8) c 2c c Mg(OH)2 MgO + H2O (9) a a từ (1), (2), (3) ta có: a + 1,5b + c = 0,85 theo đề ta có: 3a = 2b 24a + 27b + 65c = 35 Giải HPT trên ta có: a = 0,15 b = 0,2 c= 0,4 Bài 6: Hòa tan 1,42 gam hỗn hợp Mg, Al, Cu vào dd HCl dư thu được dd A khí B, chất rắn C. Cho dd A tác dụng với dd NaOH dư thu được kết tủa E, nung E trong không khí thu được 0,4 gam chất rắn F. Mặc khác đốt nóng C thu được 0,8 gam chất rắn D. Xác định A, B, C, D, E, F. Tìm % khối lượng các kim loại trong hỗn hợp. Hòa tan hỗn hợp bằng dd H2SO4 49% vừa đủ. Tìm khối lượng dd H2SO4 đã dùng. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Mg, Al, Cu (a, b, c > 0) Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) a 2a a a 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) b 3b b 1,5b Cu + 2HCl không phản ứng dd A: gồm MgCl2, AlCl3, HCl dư khí B: H2 chất rắn C: Cu dd A: gồm MgCl2, AlCl3, HCl dư tác dụng với NaOH dư MgCl2 + 2NaOH 2NaCl + Mg(OH)2(3) a 2a 2a a AlCl3 + 3NaOH 3NaCl + Al(OH)3(4) b 3b 3b b Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (5) b b b HCl + NaOH NaCl + H2O (6) kết tủa E: Mg(OH)2 Mg(OH)2 MgO + H2O (7) a a chất rắn F: MgO 2Cu + O2 2CuO (8) Chất rắn D: CuO Theo đề ta có: 24a + 27b + 64c = 1,42 thay a, c vào ta có b = 0,02 Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 a a 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 b 1,5b Cu không phản ứng Bài 7: Hòa tan hoàn toàn 8,32 gam hỗn hợp X gồm MgCO3 và FeCO3 vào 50ml dd HCl (D=1,28g/ml) thì thu được dd Y và thoát ra 1,792 lít CO2 (đktc). Nhỏ dd AgNO3 lấy dư vào ½ dd Y, thì thu được 14,35 gam kết tủa trắng. Tính khối lượng mỗi muối có trong hỗn hợp ban đầu. Tính nồng độ % của dd HCl ban đầu. Tính nồng độ % của các chất có trong dd Y. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của MgCl2, FeCl2 và HCl dư (a, b, c >0) MgCO3 + 2HCl MgCl2 + H2O + CO2 (1) a 2a a a FeCO3 + 2HCl FeCl2 + H2O + CO2 (2) b 2b b b chỉ lấy ½ dd Y 2AgNO3 + MgCl2 Mg(NO3)2 + 2AgCl (3) a a/2 a/2 a 2AgNO3 + FeCl2 Fe(NO3)2 + 2AgCl (4) b b/2 b/2 b từ (3) và (4) ta có a + b = 0,08 HCl dư AgNO3 + HCl HNO3 + AgCl (5) c c c c từ (1) và(2) ta có a + b = 0,08 từ (3), (4), (5) ta có: a + b + c = 0,1 Đề ta có: 84a + 116b = 8,32 Giải HPT trên ta có: a = 0,03 b = 0,05 c = 0,02 Từ (1) và (2) ta có Bài 8: Cho 40 gam hỗn hợp Al, Al2O3, MgO. Hòa tan hỗn hợp bằng 300ml dd NaOH 2M vừa đủ thu được 6,72 dm3 khí A, dd B và chất rắn C. Tìm khối lượng chất rắn C. Tìm % khối lượng của các chất có trong hỗn hợp. Lấy 5 gam hỗn hợp hòa tan bằng dd HCl dư. Tìm khối lượng dd HCl 5% cần dùng. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Al, Al2O3 và MgO (a, b, c >0) 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (1) a a a 1,5a Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (2) b 2b Khí A: H2 dd B: NaAlO2 rắn C: MgO Từ (1) và (2) ta có: a + 2b = 0,6 1,5a = 0,3 Theo đề ta có: 27a + 102b + 40c = 40 Giải HPT trên ta có: a = 0,2 b = 0,2 c = 0,355 Lấy 5 gam hỗn hợp 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 a/8 3a/8 Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O b/8 6b/8 MgO + 2HCl MgCl2 + H2O c/8 2c/8 Bài 9: Cho 23,22 gam hỗn hợp G gồm Cu, Fe, Zn, Al vào cốc chứa dung dịch NaOH dư thấy còn lại 7,52 gam chất rắn không tan và thu được 7,84 lít khí (đktc). Lọc lấy phần chất rắn không tan rồi hoà tan rồi hoà tan hết nó vào lượng dư dung dịch HNO3 loãng, các phản ứng đều tạo ra khí NO, tổng thể tích NO là 2,688 lít (đktc). Giả thiết các phản ứng đều đạt hiệu suất 100%, xác định % khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp G. BÀI GIẢI Gọi a, b, c, d lần lượt là số mol của Al, Zn, Cu, Fe (a, b, c, d >0) 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (1) a 1,5a Zn + 2NaOH Na2ZnO2 + H2(2) b b 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (3) c 2c/3 Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (4) d d từ (1) và (2) ta có: 1,5a + b = 0,35 từ (3) và (4) ta có: 2c/3 + d = 0,12 theo đề ta có: 27a + 65b + 64c + 56d = 23,22 64c + 56d = 7,52 Giải HPT trên ta có: a = 0,1 b = 0,2 c = 0,03 d = 0,1 Bài 10: Cho 30 gam hỗn hợp Al2O3, MgO, Fe2O3. Nếu hòa tan vào dd H2SO4 49% thì dùng hết 158 gam dd axit. Nếu hòa tan hỗn hợp vào dd NaOH 2M thì dùng hết 200ml dd NaOH. Tìm % khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu. Lấy 10 gam hỗn hợp oxit tác dụng với dd HCl 0,5 M. tìm thể tích dd HCl cần dùng BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Al2O3, MgO và Fe2O3 (a, b, c >0) Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (1) a 3a MgO+ H2SO4 MgSO4 + H2O (2) b b Fe2O3+ 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (3) c 3c Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (4) a 2a từ (1) , (2), (3) ta có: 3a + b + 3c = 0,79 từ (4) ta có: 2a = 0,4 theo đề ta có: 102a + 40b + 160c = 30 giải HPT trên ta có: a = 0,2 b = 0,04 c = 0,05 Lấy 10 gam hỗn hợp Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (5) a/3 2a MgO+ 2HCl MgCl2 + H2O (6) b/3 2b/3 Fe2O3+ 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (7) c/3 2b Bài 11: Hỗn hợp X gồm ba kim loại Al, Fe, Cu. Cho m gam hỗn hợp X vào dung dịch CuSO4 (dư) sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 35,2 gam kim loại. Nếu cũng hòa tan m gam hỗn hợp X vào 500 ml dung dịch HCl 2M đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,96 lít khí H2 (đktc), dung dịch Y và a gam chất rắn. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tìm giá trị của a. b. Cho từ từ dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y và khuấy đều đến khi thấy bắt đầu xuất hiện kết tủa thì dùng hết V1 lít dung dịch NaOH 2M, tiếp tục cho tiếp dung dịch NaOH vào đến khi lượng kết tủa không có sự thay đổi nữa thì lượng dung dịch NaOH 2M đã dùng hết 600 ml. Tìm các giá trị m và V1. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Al, Fe và Cu (a, b, c >0) 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu (1) a 1,5a 0,5a 1,5a Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) b b b b từ (1), (2) ta có: 1,5a + b + c = 0,55 (II) 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (3) a 3a a 1,5a Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (4) b 2b b b từ (3), (4) ta có mà theo đề vậy HCl dư Al, Fe phản ứng hết vậy 1,5a + b = 0,4 (II) từ (I), (II) ta có c = 0,15 HCl + NaOH NaCl + H2O (5) 0,2 0,2 Khi phản ứng (5) kết thúc, kết tủa bắt đầu xuất hiện. Lượng NaOH đã dùng trong phản ứng (5) là: 0,2 mol. Suy ra V1 = = 0,1 lít. AlCl3 + 3NaOH 3NaCl + Al(OH)3 (6) a 3a a FeCl2 + 2NaOH 2NaCl + Fe(OH)2 (7) b 2b b Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (8) a a a Sau khi kết thúc các phản ứng (6), (7), (8) lượng kết tủa không có sự thay đổi nữa. Số mol NaOH đã thực hiện ở các phản ứng (5), (6), (7), (8) là: 0,2 + 3x + 2y + x = 1,2 mol 4x + 2y = 1 mol 2x + y = 0,5 (**) Từ (*), (**) ta có: x = 0,2 mol, y = 0,1 mol. Khối lượng của hỗn hợp X ban đầu là: m = 0,2. 27 + 0,1. 56 + 9,6 = 20,6 gam. Bài 12: Cho 0,51 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg vào 100ml dung dịch CuSO4 . Sau khi các phản ứng hoàn toàn, lọc thu được 0,69 gam chất rắn B và dd C. Thêm dd NaOH (dư) vào C, lấy kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi, được 0,45 gam chất rắn D. Tìm nồng độ mol của dung dịch CuSO4, tính thành phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A và thể tích khí SO2 (đktc) bay ra khi hòa tan hoàn toàn chất rắn B trong H2SO4 đặc, nóng dư. BÀI GIẢI a/ Theo đầu bài: lúc đầu dung 0,51 gam hỗn hợp , qua những biến đổi chỉ thu được 0,45 gam MgO và Fe2O3 như vậy thiếu CuSO4 dư Fe Gọi a, b lần lượt là số mol của Mg, Fe phản ứng và Fe dư (a, b, c > 0) Mg + CuSO4 FeSO4 + Cu (1) a a a a Fe + CuSO4 MgSO4 + Cu (2) b b b b chất rắn B: Cu, Fe dư MgSO4 + NaOH Na2SO4 + Mg(OH)2(3) a a a a FeSO4 + NaOH Na2SO4 + Fe(OH)2(4) b b b b Mg(OH)2 MgO + H2O (5) a a 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (6) b 0,5b Từ (1) và (2) ta có: (a + b)64 + 56c = 0,69 Từ (6) và (7) ta có: 40a + 0,5.160b = 0,45 Theo đề ta có: 24a + 56b + 56c = 0,51 Giải HPT trên ta có: a = 0,00375 b = 0,00375 c = 0,00375 b/ thành phần phần trăm: c/ Thể tích khí SO2: 2Fe + 6H2SO4 đn Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (7) c 1,5c Cu + 2H2SO4 đn CuSO4 + SO2 + 2H2O (8) a+b a+b Bài 13: Cho hỗn hợp Mg và Al tác dụng với 200ml dd ZnSO4 0,3M (lượng dư) thu được chất rắn A và dd B, chất rắn A tan hoàn toàn trong dd HCl giải phóng 1,008 lít khí ở đktc. Đem dd B tác dụng với dd NaOH dư thu được 0,87 gam kết tủa. a/ Viết PTHH b/ Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Mg, Al và ZnSO4 dư (a, b, c > 0) Mg + ZnSO4 MgSO4 + Zn (1) a a a a 2Al + 3ZnSO4 Al2(SO4)3 + 3Zn (2) b 1,5b 0,5b 1,5b Chất rắn A : Zn dd B: ZnSO4 dư, MgSO4, Al2(SO4)3 Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 (3) a +1,5b a +1,5b MgSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Mg(OH)2(4) a 2a a a Al2(SO4)3 + 6NaOH 3Na2SO4 + 2Al(OH)3(5) 0,5b 3b 1,5b b ZnSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Zn(OH)2(6) Zn(OH)2 + 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O (7) Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (8) Từ (5) ta có: Từ (5) ta có: a + 1,5b = 0,045 thay a = 0,015 vào trên ta có b = 0,02 Vậy Bài 14: Cho 14,3 gam hỗn hợp gồm Mg, Zn, Al tác dụng với 800ml dd HCl 3M. Chứng minh rằng sau phản ứng vẫn còn dư axit. Nếu phản ứng thoát ra 11,2 lít khí (đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu, biết nMg và nZn có tỉ lệ là 1:1. Tìm thể tích dung dịch đồng thời của Ca(OH)2 3M và Ba(OH)2 2M cần dùng để trung hòa lượng axit còn dư. BÀI GIẢI Giả sử hỗn hợp chỉ có Mg Mg + 2HCl MgCl2 + H2 Từ PTHH ta thấy cứ 0,6 mol Mg chỉ cần 1,2 mol Theo đề số mol HCl = 2,4 mol gấp 4 lần số mol Mg Mà số mol Mg lớn hơn số mol của hỗn hợp vậy sau phản ứng vẫn còn dư HCl Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Mg, Zn và Al (a, b, c > 0) Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) a 2a a a Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 (2) b 2b b b 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (3) c 3c c 1,5c từ (1) (2) (3) ta có: a + b + 1,5c = 0,5 theo đề ta có: 24a + 65b + 27c = 14,3 a = b giải HPT trên ta có: a = 0,1 b = 0,1 c = 0,2 Gọi a lít là thể tích Ca(OH)2 và Ba(OH)2 Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + H2O (4) 3a 6a Ba(OH)2 + 2HCl BaCl2 + H2O (5) 2a 4a Từ (4) và (5) ta có 6a + 4a = 1,4 a = 0,14(lít) = 140(ml) Bài 15: Có 1,5 gam hỗn hợp bột các kim loại Fe, Al, Cu. Chia hỗn hợp thành hai phần bằng nhau: Phần I: Cho tác dụng với dd HCl dư, phản ứng xong, còn lại 0,2 gam chất rắn không tan và thu được 448ml khí (đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Phần II: Cho tác dụng với 400ml dd có chứa hai muối AgNO3 0,08M và Cu(NO3)3 0,5M. Phản ứng xong, thu được chất rắn A và dd B. 1/ Xác định thành phần định tính và định lượng của chất rắn A. 2/ Tính nồng độ mol của chất có trong dd B. Biết rằng Al phản ứng hết mới đến Fe phản ứng và AgNO3 bị phản ứng trước, hết AgNO3 mới đến Cu(NO3)2, thể tích dd xem như không thay đổi trong quá trình phản ứng. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Fe, Al, Cu trong mỗi phần Phần I: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 a a 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 b 1,5b Cu không phản ứng vậy chất rắn SPƯ là Cu ® mCu = 0,2(g) Theo đề ta có HPT: 56a + 27b + 0,2 = 1,5:2 a+ 1,5b = 0,02 giải HPT ta có: a = 0,005 b = 0,01 khối lượng mỗi KL trong hỗn hợp ban đầu là: mCu = 0,2.2 = 0,4 (g) mFe = 0,005.2.56 = 0,56 (g) mAl = 0,01.2.27 = 0,54 (g) Phần II: Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag(1) 0,010,03 0,01 0,03 2Al + 3Cu(NO3)2 2Al(NO3)3 + 3Cu(2) Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag(3) 0,0010,002 0,001 0,002 Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu(4) 0,0040,004 0,004 0,004 Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag(5) Xác định thành phần định tính và định lượng của A Từ các phản ứng trên ta có hỗn hợp gồm Ag và Cu nAgNO3 = 0,08.0,4 = 0,032 (mol) n Cu(NO3)2 = 0,5.0,4 = 0,2 (mol) từ (1) nAgNO3 dư = 0,032 – 0,03 = 0,002 (mol) từ (3) nFe tham gia phản ứng = 0,005 – 0,001 = 0,004 (mol) = nCu(NO3)2 phản ứng nCu(NO3)2 còn dư = 0,2 – 0,004 = 0,196 (mol) Từ (1), (3), (4) nCu sinh ra = 0,004 (mol) mCu thu được = 0,004.64 + 0,2 = 0,456 (g) nAg sinh ra 0,03 + 0,002 = 0,032 (mol) mAg = 0,032.108 = 3,456 (g) Tính nồng độ mol các chất trong dd B: Bài 16: Cho hỗn hợp A gồm Na, Al, Mg. + Cho m gam hỗn hợp A vào nước dư thì thu được 8,96 lít H2. + Cho m gam hỗn hợp A vào NaOH dư thì thu được 15,68 lít H2. + Cho m gam hỗn hợp A vào HCl dư thì thu được 26,88 lít H2. Tìm m và % về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. BÀI GIẢI Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Na, Al, Mg (a, b, c > 0) + Khi A vào H2O dư: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 a a a 0,5a 2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 a a a a 1,5a + Khi A vào dd NaOH dư: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 a a a 0,5a 2Al(dư) + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 b b b b 1,5 b vì thể tích H2 ở TN2 > thể tích H2 ở TN1 vậy ở TN1 Al còn dư, ở TN2 Al tác dụng hết vậy từ TN1 ta có: 0,5a + 1,5a = 0,4 a = 0,2 (mol) ở TN2 ta có: 0,5a + 1,5b = 0,7 b = 0,4 (mol) + Khi A vào dd HCl dư: 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 a a a 0,5a 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 b 3b b 1,5b Mg + 2HCl MgCl2 + H2 c 2c c c từ các PƯ trên ta có: 0,5a + 1,5b + c = 1,2 thay a = 0,2 b = 0,4 ta có: c = 0,5 Bài 17: Hỗn hợp A gồm bột nhôm và sắt được chia thành 2 phần bằng nhau: Hòa tan hoàn toàn phần 1 bằng dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch B. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch B, lấy toàn bộ kết tủa nung trong không khí ở nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi thì thu được 8 gam chất rắn. Cho phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy thể tích khí thoát ra là 3,36 lít (đktc). Tính % khối lượng của hỗn hợp A. BÀI GIẢI Gọi số mol Al, Fe trong mỗi phần lần lượt là x và y. Ở phần 1, các phản ứng xảy ra là: 2Al + 2H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 (1) x x Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (2) y y 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O (3) Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 (4) x 2x Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (5) FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 (6) y y 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (7) y 0,5y Ở phần 2, các phản ứng xảy ra là: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (8) x 1,5x Từ các phản ứng (2,6,7) ta có Theo phản ứng (8) có nH2 = 1,5x = => x = 0,1 % khối lượng Al trong hỗn hợp ban đầu là: % khối lượng Fe trong hỗn hợp ban đầu là 100 – 32,53 = 67,47 (%) Bài 18: Cho 4,15 gam hỗn hợp Fe và Al dạng bột tác dụng với 200ml dd CuSO4 0,525M khuấy kỹ hỗn hợp để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Đem lọc kết tủa thu được, kết tủa A gồm hai kim loại có khối lượng 7,84 gam và dd nước lọc B. Để hoà tan hoàn toàn kết tủa A cần dùng tối thiểu V lít dd HNO3 2M.(Phản ứng tạo khí NO) a/ Tính % khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp trên. b/ Tính thể tích dd HNO3 tối thiểu phải dùng : Bài giải Giả sử hỗn hợp chỉ có Al > Vậy Fe dư gọi a, b lần lượt là số mol của Al và Fe phản ứng với CuSO4 và c là số mol của Fe dư (a,b,c >0) 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu (1) a 1.5a 1.5a Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) b b b 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (3) 1.5a+b 8(1,5a+b)/3 Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (4) c 4c Từ (1) và (2) ta có: (1.5a + b).64 + 56c =7.84 1.5a + b = 0.105 Giải HPT trên ta có: c = 0.02 (mol) 1.5a + b = 0.105 27a + 56b = 3.03 Giải HPT trên ta có: a= 0.05 b= 0.03 m Al = 0.05x27= 1.35 (g) m Fe = 0.03x56 + 1.12 = 2.8 (g) Số mol của HNO3 cần = 4a +8b/3+4c = 0.36(mol) V HNO3 2M cần dùng Bài 19: Cho hỗn hợp gồm KCl và KBr tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO3, làm khô kết tủa đến khối lượng không đổi, thấy khối lượng kết tủa này bằng khối lượng của AgNO3 đã phản ứng. Tìm % về khối lượng KCl và KBr trong hỗn hợp ban đầu. BÀI GIẢI Cách 1: Gọi a, b lần lượt là số mol của KCl và KBr KCl + AgNO3 KNO3 + AgCl a a a KBr + AgNO3 KNO3 + AgBr b b b từ 2 PTPƯ trên ta có: 143.5a + 188b = (a + b)170 Biến đổi ta có Dụa vào tỷ số trên ta có thể tính tỉ lệ % như sau: Cách 2: Giả sử số mol hỗn hợp KCl và KBr là 1 mol Gọi a, b lần lượt là số mol của KCl và KBr KCl + AgNO3 KNO3 + AgCl a a a a KBr + AgNO3 KNO3 + AgBr b b b b theo đề ta có: (a + b)170 = 143,5a + 188b -> 143,5a + 188b = 170 a + b =1 giải HPT ta có a = 0,36 b= 0,53 Bài 20: Cho m1 gam hỗn hợp gồm Na2CO3 và K2CO3 hòa tan m1 gam hỗn hợp vào 61,8 gam H2O thu được dd A. Cho A tác dụng với dd HCl dư thu được chất khí, cho khí này hấp thụ vào 500ml dd Ba(OH)2 0,5M thì thu được m2 gam kết tủa, lọc lấy kết tủa, dd còn lại được trung hòa bởi 50ml dd NaOH 2M. Biết Tìm m1 và m2. Tìm nồng độ % của dd A. BÀI GIẢI Gọi a, b lần lượt là số mol của Na2CO3 và K2CO3 (a, b > 0) Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 (1) a 2a 2a a K2CO3 + 2HCl 2KCl + H2O + CO2 (2) b 2b 2b b CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (3) 0,2 (0,25-0,05) 0,2 2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 (4) 0,1 0,05 0,05 Ba(HCO3)2 + 2NaOH Na2CO3 + BaCO3 + 2H2O (5) 0,05 0,1 Từ (1), (2), (3), (4), (5) ta có: a + b = 0,2 + 0,1 = 0,3 (mol) Từ (3) ta có: Theo đề ta có: Giải HPT: a + b = 0,3 276,024a – 138b = 0 Ta có: a = 0,1 b = 0,2 Bài 21: Cho hỗn hợp A gồm 3 oxit: Al2O3, CuO, K2O tiến hành 3 thí nghiệm: Thí nghiệm 1: Nếu cho hỗn hợp A vào nước dư, khuấy kỹ thấy còn 15 gam chất rắn không tan. Thí nghiệm 2: Nếu cho thêm vào hỗn hợp A một lượng Al2O3 bằng 50% lượng Al2O3 trong A ban đầu rồi lại hoà tan vào nước dư, sau thí nghiệm thấy còn lại 21 gam chất rắn không tan. Thí nghiệm 3: Nếu cho vào hỗn hợp A một lượng Al2O3 bằng 75% lượng Al2O3 trong A, rồi lại hoà tan vào nước dư, thấy còn lại 25 gam chất rắn không tan. Tính khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp A. BÀI GIẢI Cách 1: Cho A vào nước dư: CuO không tan K2O + H2O 2KOH (1) Al2O3 + 2KOH 2KAlO2 + H2O (2) Từ TN2 và TN3 khi tăng thêm 25% lượng chất rắn không tan tăng 4 gam vậy lượng Al2O3 ban đầu là 16 gam ở TN2 khi thêm 50% Al2O3 có nghĩa là thêm 8 gam nhưng sau phản ứng ta thấy khối lượng chất rắn sau phản ứng chỉ tăng 6 gam. Vậy sau TN1 lượng KOH còn dư và có thể hòa tan thêm 2 gam Al2O3. Suy ra lượng chất rắn không tan sau TN1 là CuO = 15 gam. Từ phản ứng (2) ta có Cách 2: Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Al2O3, K2O, CuO K2O + H2O 2KOH (1) b 2b Al2O3 + 2KOH 2KAlO2 + H2O (2) b 2b 2b Bài 22: Cho hỗn hợp A gồm MgO và Al2O3, chia A thành hai phần hoàn toàn đều nhau, mỗi phần có khối lượng là 19,88 gam. Cho phần I tác dụng với 200ml dd HCl đun nóng và khuấy đều. Sau khi kết thúc phản ứng, làm bay hơi cẩn thận hỗn hợp, thu được 47,38 gam chất rắn khan. Cho phần II tác dụng với 400ml dd HCl đã dùng ở thí nghiệm trên, đun nóng khuấy đều và sau khi kết thúc phản ứng cũng lại làm bay hơi hỗn hợp như trên và cuối cùng thu được 50,68 gam chất rắn khan. 1/ Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2/ Tính nồng độ mol của dd HCl đã dùng. 3/ Tính hàm lượng % theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp A BÀI GIẢI Cách 1: MgO + 2HCl MgCl2 + H2O (1) Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (2) Theo phương trình phản ứng từ các oxit tạo nên các muối, khi cô cạn hỗn hợp khối lượng chất rắn khan tăng lên so với khối lượng ban đầu. Vì hai phần có khối lượng bằng nhau nên nếu ở hai lần hòa tan mà oxit vừa tan hết hoặc trong HCl dư thì khối lượng chất rắn khan phải bằng nhau và chất rắn khan là hỗn hợp hai muối. Theo đề khối lượng chất khan của hai lần là khác nhau nên có lần lượng các oxit chưa tan hết và đó là phần 1. Theo phương trình phản ứng cứ 1 mol HCl phản ứng hết thì khối lượng chất rắn khan tăng lên: (2 Í 35,5 – 16) : 2 = (6 Í35,5 - 3 Í16) : 6 = 27,5g/mol HCl. Lần 1, axit phản ứng hết hoặc axit dư. Số mol HCl phản ứng = (47,38 – 19,88) : 27,5 = 1mol; CMHCl = 1: 0,2 = 5M. b) Nếu lần 2 các oxit cũng chưa tan hết thì: CHCl Í 0,4 = (50,68 – 19,88) : 27,5 => CHCl = 2,8 M, vô lí. Lần này các oxit tan hết, thu được MgCl2 và AlCl3, số mol MgCl2 = x; số mol Al2O3 = y. Ta có hệ phương trình: 40x + 102y = 19,88 (1) 95x + 2Í133,5y = 50,68 (2) x = y = 0,14 => %MgO = 28,17%; %Al2O3 = 100% - 28,17% = 71,83% Bài 23: Lấy 4,72 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 đem nung nóng rồi cho H2 đi qua, sau phản ứng còn lại 3,92 gam Fe. Mặc khác cho 4,72 gam hỗn hợp nói trên vào dd CuSO4 lắc kỹ, lọc lấy chất rắn làm khô cân nặng 4,96 gam. Tìm % khối lượng các chất trong hỗn hợp. Hòa tan 1/5 hỗn hợp trên vào dd HCl thu được dd A, cho NaOH dư vào A, rồi sục không khí vào đến khi hòa tan thu được kết tủa B, nung B thu được chất rắn C. Tìm khối lượng chất rắn C. BÀI GIẢI Fe a FeO + H2 Fe + H2O (1) b b b Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O (2) c 3c 2c theo (1), (2) ta có: a + b + 2c = 0,07 Fe + CuSO4 Cu + FeSO4 (3) a a a a Ta có: 64a + 56b + 160c = 4,96 a + b + 2c = 0,07 a = 0,03 giải HPT trên ta có: a = 0,03 b = Bài 24: Hỗn hợp X có: MgO, CaO; hỗn hợp Y có: MgO, Al2O3. Khối lượng hỗn hợp X= khối lư