Một số bài toán chương oxi – lưu huỳnh

MỘT SỐ BÀI TOÁN CHƯƠNG OXI – LƯU HUỲNHI. Xác định % theo thể tích, % theo khối lượng của hỗn hợp khí dựa vào tỉ khối hơi* Các công thức:- Thành phần phần trăm theo thể tích của khí A trong hỗn hợp- Thành phần phần trăm theo khối lượng của A trong hỗn hợp- Tỉ khối của khí A so với khí B:- Tỉ khối của hỗn hợp khí A so với khí B:- Tỉ khối của khí A so với hỗn hợp khí B:- Tỉ khối của hỗn hợp khí A so với hỗn hợp khí B:Khối lượng phân tử trung bình:A1, A2, A3, … là phân tử khối của các khí A1, A2, A3 có trong hỗn hợpX1, x2, x3, … là số mol khí ( hoặc thể tích khí)X1, x2, x3,… có thể là % số mol hoặc % theo thể tích của khí A1, A2, A3, … khi đó: x1 +x2 +x3+…=100%Đối với không khí:Ví dụ:1) Hỗn hợp khí A gồm oxi và ozon có tỉ khối so với hiđro là 19,2. Tính % thể tích của các khí trong A?gọi thể tích O2 trong 1 lit hỗn hợp là x (lit)=> thể tích O3 trong 1 lit hỗn hợp là 1-x ( lit)Ta có: => Trong 1 lit hỗn hợp có 0,4 lit O2 và 0,6 lit O3Vậy % O2 = 0,4*100/1 = 40%%O3 = 100% - 40% = 60%2) Hỗn hợp khí B gồm hiđro và cacbon(II) oxit có tỉ khối so với hiđro là 3,6. Tính % theo khối lượng của từng khí trong B?3) 1,12 lit hỗn hợp khí A gồm NO và N2O có tỉ khối so với hiđro là 16,75. Tính số mol và % theo thể tích từng khí trong hỗn hợp?Gọi số mol của NO trong 1 mol hỗn hợp khí là x (mol)=> Số mol của N2O trong 1 mol hỗn hợp khí là 1-x (mol)4) 0,896 lit khí A gồm NO2 và NO có tỉ khối so với hiđro bằng 21. Tính số mol và % theo thể tích từng khí trong hỗn hợp?II. Giải toán dùng định luật bảo toàn electron- Dùng định luật bảo toàn electron đối với các bài toán có:+ Cho hỗn hợp nhiều chất tác dụng với nhau+ Các phản ứng là phản ứng oxi hoá - khử- Nội dung định luật: tổng số electron cho = tổng số electron nhậnVí dụ1) Hỗn hợp khí A gồm clo và oxi. A phản ứng hết với 1 hỗn hợp gồm 4,80 gam magiê và 8,10 gam nhôm tạo ra 37,05 gam hỗn hợp các muối clorua và oxit của 2 kim loại. Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng và theo thể tích của hỗn hợp A?* Phân tích đề:Theo đề: có 4 phương trình phản ứngCl2 + Mg -> MgCl2x —–x——– x ( mol)3Cl2 + 2Al -> 2AlCl33y/2—– y—— y (mol)O2 + 2Mg -> 2MgOz/2—– z——– z (mol)3O2 + 2Al -> 2Al2O33t/2—- t ——–t (mol)Giải thông thường: đặt 4 ẩn số -> lập hệ; ở đây chỉ lập được hệ gồm 3 phương trình.gọi x, y, z, t là số mol của MgCl2, AlCl3, MgO, Al2O3khối lượng Mg = 24(x+z) = 4,80 (1)khối lượng Al = 27( y+t) = 8,10 (2)khối lượng hỗn hợp muối và oxit:= 95x + 133.5y+40z+102t = 37,05 (3)Giải hệ gồm 3 pt, 4 ẩn số: không dễ!!!!!!!!Dùng định luật bảo toàn electron:Bước 1: viết quá trình cho nhận electron của các phản ứng trênQuá trình cho e:Mg - 2e -> Mg2+0.20- 0.04– 0.02 (mol)Al - 3e –> Al3+0.30- 0.90–0.30Quá trình nhận e:Cl2 +2e -> 2Cl-x—- 2x—– 2x (mol)O2 +4e -> 2O2-y—- 4y—– 2y (mol)Bước 2: đặt ẩn số ( x, y,… là số mol các chất đề bài yêu cầu tính)Gọi x, y lần lượt là số mol của Cl2 và O2 trong hỗn hợpBước 3: lập phương trình (1) dựa vào định luật bảo toàn eSố mol Mg = 4,80/24 = 0,20 (mol)=> số electron Mg cho = 0,20*2=0,40 (mol)Số mol Al = 8,10/27 = 0,30 (mol)=> Số electron Al cho = 0,30*3 = 0,90 (mol)Theo định luật bảo toàn e:Số electron cho = số electron nhận=> 2x+4y = 0,20+0,90=1,3 (1)Bước 4: kết hợp các dữ kiện khác để lập thêm phương trình (2)Theo định luật bảo toàn khối lượng:2) 11,2 lit (đkc) hỗn hợp khí A gồm clo và oxi tác dụng hết với 16,98 gam hỗn hợp B gồm magiê và nhôm tạo ra 42,34 gam hỗn hợp clorua và oxit của 2 kim loại. Tính thành phần phần trăm về thể tích của từng chất trong hỗn hợp A? thành phần phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp B?3) Hoà tan hoàn toàn một lượng bột sắt vào dung dịch HNO3 thu được muối sắt (III) nitrat và hỗn hợp khí gồm 0,015 mol N2O và 0,01 mol NO. Tính khối lượng sắt đã hoà tan?4) Cho 11 gam hỗn hợp sắt và nhôm vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 10,08 lit khí SO2 (đkc). Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp?5) Hoà tan hoàn toàn a gam FexOy bằng dung dịch H2SO4 thu được b gam một muối và có 168 ml khí SO2 (đkc) duy nhất thoát ra. Tính trị số a, b và công thức FexOy?6) Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp M có khối lượng 12 gam gồm: Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. Hoà tan hoàn toàn M vào dung dịch H2SO4 đặc thu đựoc 3,36 lit SO2 duy nhất (đkc). Tính giá trị m?7) Hoà tan hoàn toàn 11,9 g hỗn hợp kim loại Al, Zn bằng dd H2SO4 đặc nóng thu được dd X; 7,616 lit SO2 (đkc) và 0,64 g lưu huỳnh. Tính tổng khối lượng muối trong X? III. Kim loại tác dụng với lưu huỳnh Phản ứng giữa kim loại (M) và lưu huỳnh (S) M + S -> muối sunfua Phản ứng có thể hoàn toàn hoặc không hoàn toàn * Phản ứng hoàn toàn thì sau pư thu được : - Muối sunfua ( Kim loại M hết, S hết) - Hoặc muối sunfua, Kim loại (M) dư: khi cho hh các chất trên tác dụng với dung dịch axit sẽ cho hỗn hợp khí H2S và H2 - Hoặc muối sunfua, lưu huỳnh (S) dư: khi cho các chất trên tác dụng với dung dịch axit sẽ cho khí H2S và chất rắn (S) không tan. * Nếu phản ứng không hoàn toàn thì sau pư thu được: - Muối sunfua, S dư, M dư: khi hoà tan trong axit thì thu đuợc hỗn hợp 2 khí H2S và H2 và 1 chất rắn (S) không tan Ví dụ: 1) Đun nóng hoàn toàn hỗn hợp bột gồm sắt và lưu huỳnh. Đem hoà tan chất rắn sau phản ứng trong dung dịch HCl dư thấy có 4,48 lit khí thoát ra. Nếu đem hết lượng khí này cho vào dung dịch Pb(NO3)2 dư thì còn lại 2,24 lit khí. Các thể tích đều đo ở đktc.Tính % khối lượng của sắt và lưu huỳnh trong hỗn hợp đầu và tính khối lượng kết tủa tạo thành trong dung dịch Pb(NO3)2? Giải 2) Cho sản phẩm tạo thành khi nung hỗn hợp 5,6 gam sắt và 1,6 gam bột lưu huỳnh vào 500 ml dung dịch HCl thì được 1 hỗn hợp khí bay ra và một dung dịch A ( hiệu suất phản ứng 100%). a) Tính thành phần phần trăm thể tích hỗn hợp khí tạo thành? b) Để trung hoà HCl còn dư trong dung dịch A phải dùng 125 ml dung dịch NaOH 0,1 M. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl? 3) Cho 6,45 gam một hỗn hợp gồm lưu huỳnh và 1 kim loại M ( hoá trị 2) vào một bình kín không chứa Oxi. Nung bình cho đến khi phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp B. Cho hỗn hợp B tác dụng với dung dịch HCl dư thu đựoc khí C và 1,6 gam chất rắn D không tan. Cho khí C đi từ từ qua 1 dung dịch Pb(CH3COO)2 có kết tủa cân nặng 11,95 g. Xác định kim loại M và tính khối lượng M và lưu huỳnh trong hỗn hợp ban đầu? 4) Một hỗn hợp X gồm bột lưu huỳnh và một kim loại M hoá trị 2 có khối lượng là 25,9 g. Cho X vào 1 bình kín không chứa không khí. Thực hiện phản ứng giữa M và S ( phản ứng hoàn toàn) thu được chất rắn A. khi cho A tác dụng với dung dịch HCl dư, A tan hết tạo ra hỗn hợp khí B có V=6,72 lit (đkc) và tỉ khối đối với Hiđro bằng 11,666. Xác định thành phần hỗn hợp khí B, tên kim loại M và khối lượng S và M trong hỗn hợp X? 5) Một hỗn hợp Y gồm Zn và lưu huỳnh; Cho M và S phản ứng hoàn toàn với nhau tạo ra chất rắn C. Khi cho C tác dụng với dung dịch HCl dư thì còn lại 1 chất rắn D không tan cân nặng 6 gam và thu được 4,48 lit khí E có tỉ khối của E đối với hiđro là 17. Tính khối lượng Y? 6) Một hỗn hợp Z gồm kẽm và lưu huỳnh; nung nóng hỗn hợp trong bình kín không có oxi thu được chất rắn F. Khi cho F tác dụng với dung dịch HCl dư để lại một chất rắn G không tan cân nặng 1,6 gam và tạo ra 8,96 lit hỗn hợp khí (đkc) có tỉ khối đối với hiđro bằng 17. Tính khối lượng hỗn hợp Z và hiệu suất phản ứng giữa M và S? IV. Các oxit axit ( CO2, SO2) hoặc các đa axit ( H2S, H3PO4,…) tác dụng với dung dịch kiềm: NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2,… Cho SO2 tác dụng với dung dịch NaOH thì có thể xảy ra các phản ứng: SO2 + NaOH -> NaHSO3 (1) SO2 + 2NaOH -> Na2SO3 + H2O (2) Cho CO2 tác dụng với dung dịch NaOH thì có thể xảy ra các phản ứng: CO2 + NaOH -> NaHCO3 (1) CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O (2) Lập tỉ lệ tương tự bảng trên Cho H2S tác dụng với dung dịch NaOH thì có thể xảy ra các phản ứng: H2S+ NaOH -> NaHS + H2O (1) H2S+ 2NaOH -> Na2S +   2H2O (2) Lập tỉ lệ tương tự bảng trên Ví dụ: Bài 1: Tính khối lượng các chất thu được sau phản ứng trong các trường hợp sau: a) Dẫn 2,24 lit khí hiđrosunfua vào 300 ml dung dịch NaOH 1M b) Dẫn 13,44 lit SO2 vào 200 ml dung dịch NaOH 2M c) Dẫn 0,672 lit SO2 vào 1 lit dung dịch Ca(OH)2 0.02 M Giải * Hướng dẫn: Bước 1: Tính số mol H2S và số mol NaOH Bước 2: Lập tỉ lệ: xác định sản phẩm và viết phương trình phản ứng Bước 3: tiến hành tính số mol sản phẩm => khối lượng sản phẩm a) b) c) Bài 2: Dẫn 12, 8 gam SO2 vào 50 ml dung dịch NaOH 25% ( d= 1,28 gam /ml). Muối nào được tạo thành? Tính C% của nó trong dung dịch thu được? Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lit H2S (đktc) rồi hoà tan tất cả sản phẩm sinh ra vào 80 ml dung dịch NaOH 25% ( d= 1,28 g/ml). Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch thu được? Bài 4: Một hỗn hợp X gồm 2muối sunfit và hiđrosunfit của cùng một kim loại kiềm - Cho 43,6 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư. Chất khí A sinh ra làm mất màu vừa đủ 400 ml dung dịch KMnO4 0,3M 2KMnO4 + 5SO2 +2 H2O ® 2MnSO4 + 2KHSO4 + H2SO4 - Mặt khác, 43,6 gam hỗn hợp X cũng tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 1M. a) Xác định tên kim loại kiềm? % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp X? b) Cho toàn bộ khí A sinh ra hấp thụ vào 500 gam dung dịch Ba(OH)2 6,84%. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch thu được? c) Tính khối lượng dung dịch Ba(OH)2 6,84% tối thiểu dùng để hấp thu toàn bộ lượng khí A nói trên? Bài 5: Dẫn V lit (đkc) khí CO2 qua dung dịch có chứa 0,1 mol Ca(OH)2 thu được 6 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, lấy dung dịch nước lọc đun nóng lại thu được kết tủa nữa. Tính V? Bài 6: Cho 16,8 lit khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 600 ml dung dịch NaOH 2M thu được dung dịch X. Nếu cho một lượng dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch X thì thu đựoc lượng kết tủa bao nhiêu? Bài 7: Dẫn V lit khí CO2 (đkc) hấp thụ vào dung dịch có chứa 0,5 mol Ca(OH)2 thấy có 25 gam kết tủa. Tính V