Phương pháp về giải toán tự do chọn lượng chất

TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TỰ DO CHỌN LƯỢNG CHẤT I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1) Nguyên tắc áp dụng Khi gặp các bài toán có lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chất đề cho đều có chứa chung một tham số: m (g), V(l), x(mol)…) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đã cho. Phương pháp : tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản. Sau khi đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều. 2) Lưu ý : Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì thường chọn hỗn hợp có khối lượng 100 gam ( hoặc 100 lít ). Khi khảo sát về 1 PƯHH thì chọn hệ số làm số mol chất phản ứng. II- BÀI TẬP MINH HỌA 1)Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dd H2SO4 4,9% ( vừa đủ ) thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,87%. Xác định CTPT của oxit kim loại. * Giải : Đặt công thức tổng quát của oxit là R2Ox ( x là hoá trị của R ) Giả sử hoà tan 1 mol R2Ox R2Ox + xH2SO4 ® R2 (SO4)x + xH2O 1mol x(mol) 1mol (2MR + 16x) g 98x (g) (2MR + 96x)g Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : Phương trình nồng độ % của dung dịch muối là : suy ra ta có MR = 12x Vì x là hoá trị của kim loại trong oxit bazơ nên : 1 £ x £ 4 Biện luận: x 1 2 3 4 MR 12 24 36 48 Vậy kim loại là Mg ; oxit kim loại là : MgO 2) Hỗn hợp chứa Fe,FeO, Fe2O3 . Nếu hoà tan hết a gam hỗn hợp bằng HCl thì lượng H2 thoát ra bằng 1% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm. Nếu khử a (g ) hỗn hợp bằng H2 đun nóng, dư thì thu được một lượng nước bằng 21,15% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm. Xác định % mỗi chất trong hỗn hợp đem thí nghiệm. ( ĐS: 28%, 36%, 36% ) 3) Cho a gam dung dịch H2SO4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ). Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là 0,04694 a (g). Tìm C% * Giải : Giả sử a = 100 g Þ Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy ra các phản ứng sau : 2K + H2SO4 K2SO4 + H2 ­ (1) Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 ­ (2) 2K (dư) + 2H2O 2KOH + H2 ­ (3) Theo các ptpư (1),(2),(3) ta có : Þ 31 C = 760 Þ C = 24,5 Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 đã dùng là C% = 24,5% 4) Hoà tan muối cacbonat của kim loại M bằng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ( loãng ) thu được dung dịch muối có nồng độ 14,18%. Hỏi R là kim loại nào. Hướng dẫn: giải tương tự như bài 1 5) Hỗn hợp NaCl và KCl ( hỗn hợp A ) tan trong nước thành dung dịch. Thêm AgNO3 dư vào trong A thì thấy tách ra một lượng kết tủa bằng 229,6% so với lượng A. Tìm % mỗi chất trong A. Hướng dẫn: Chọn lượng A = 100gam ( hoặc đặt số mol a,b rồi lập phương trình biểu diễn quan hệ giữa lượng A và lượng kết tủa, rút ra tỷ lệ a : b ) 6) Nung 1,32 a (g) hỗn hợp Mg(OH)2 và Fe(OH)2 trong không khí đến khối lượng không đổi nhận được một chất rắn có khối lượng bằng a(g). Tính % mỗi oxit tạo ra. Hướng dẫn: Chọn a = 1 7)* Hỗn hợp X gồm CO2; CO; H2 có % thể tích lần lượt là a,b,c và % khối lượng lần lượt là a’,b’,c’ . Đặt a) Hỏi x,y,z nhỏ hơn hay lớn hơn 1 b) Nếu y =1 thì tỉ lệ thể tích của CO2 và H2 trong hõn hợp như thế nào. Hướng dẫn: Chọn hỗn hợp X là 1mol 8) Một lượng vôi bị biến chất gồm CaCO3 và Ca(OH)2 . Nung nóng A ở nhiệt độ cao thì khối lượng chất rắn còn lại bằng 60% khối lượng hỗn hợp ba đầu. Hãy tính % khối lượng hỗn hợp ban đầu. Hướng dẫn: Chọn hỗn hợp đầu là 100gam ( ĐS: 80% ; 20% ) 9) Một loại đá gồm CaCO3; MgCO3 và Al2O3 trong đó Al2O3 bằng khối lượng muối cacbonat. Khi nung đá ở 12000C thu được sản phẩm rắn có khối lượng bằng khối lượng đá trước khi nung. Tính % khối lượng mỗi chất trong đá. Hướng dẫn : Cách 1: giả sử khối lượng đá là 100g số mol mỗi chất là x,y,z ( mol) Þ 100x + 84y + 102z = 100 (1) 100x + 84y = 8. 102z (2) Từ (1) và (2) Þ z = 0,1089 Þ %Al2O3 = 11,1% (2) Û 100x + 84y = 88,8 (2’) Rắn sau khi nung gồm: CaO, MgO, Al2O3 có khối lượng ´ 100 = 60 gam Từ pthh Þ 56x + 40y = 60 - 11,1 = 48,9 ( 3) Giải hệ (2’ và 3) được : x = 0,78 ; y = 0,125 Þ %m = 78,4 % ; 10,5 % Cách 2: giả sử khối lượng đá là 100g Þ mrắn sau = 60 g ; Viết PTHH : Þ hệ phương trình : giải hệ pt tìm x,y 10) Hỗn hợp NaCl và NaBr tác dụng với AgNO3 dư thì lượng kết tủa tạo ra có khối lượng bằng lượng AgNO3 đã phản ứng. Tìm % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. Hướng dẫn : Giải như bài 5 (ĐS: 72,16% ; 27,84% ) 11) Một hỗn hợp Na, Al, Fe Nếu cho hỗn hợp tác dụng với nước dư thì thu được V lít khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với NaOH dư thì thu được V lít khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với HCl dư thì được V lít khí a/ Tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp b/ Nếu giữ nguyên lượng Al còn thay Na và Fe bằng 1 kim loại hoá trị II với lượng bằng ½ tổng khối lượng của Na và Fe rồi cho tác dụng với HCl dư thì vẫn thu được V lít khí ( các thể tích khí đo ở cùng t0, p ). Xác định tên kim loại hoá trị II. Hướng dẫn: a) chọn các số mol H2 ở mỗi TN lần lượt là 1; 1,75 và 2,25 mol b) Dùng phương pháp trung bình cộng : 23 < M < 28 ( chọn Mg ) 12) Một loại đá chứa 80% CaCO3; 10,2% Al2O3 ; 9,8% Fe2O3 . Nung đá ở nhiệt độ cao thu được chất rắn có khối lượng bằng 78% khối lượng đá trước khi nung. a/ Tính hiệu suất của phản ứng phân huỷ CaCO3 b/ Tính % CaO trong đá sau khi nung c/ Cần bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,5M để hoà tan 10 gam đá sau khi nung, giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hướng dẫn: Giả sử hỗn hợp đá là 100g ( ĐS: 62,5% ; 35,9% ; 658ml ) 13) Cho hỗn hợp Fe, Na( lấy dư ) tác dụng với m(gam ) dung dịch HCl x% thì thấy có 0,56m(lít) H2 ( đktc) . Xác định x %. Hướng dẫn: Giải tương tự như bài 3 Trong một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm chúng ta có thể gặp mốt số trường hợp đặc biệt sau: - Có một số bài toán tưởng như thiếu dự kiện gây bế tắc cho việc tính toán. - Có một số bài toán người ta cho ở dưới dạng giá trị tổng quát như a gam, V lít, n mol hoặc cho tỉ lệ thể tích hoặc tỉ lệ số mol các chất... Như vậy kết quả giải bài toán không phụ thuộc vào chất đã cho. Trong các trường hợp trên tốt nhất ta tự chọn một giá trị như thế nào để cho việc giải bài toán trở thành đơn giản nhất. Cách 1: Chọn một mol nguyên tử, phân tử hoặc một mol hỗn hợp các chất phản ứng. Cách 2: Chọn đúng tỉ lệ lượng chất trong đầu bài đã cho. Cách 3: Chọn cho thông số một giá trị phù hợp để chuyển phân số phức tạp về số đơn giản để tính toán. Sau đây là một số ví dụ điển hình: Cách 1: CHỌN 1 MOL CHẤT HOẶC HỖN HỢP CHẤT PHẢN ỨNG Ví dụ 1: Hoà tan một muối cacbonat kim loại M hóa trị n bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ta thu được dung dịch muối sunfat 14,18%. M là kim loại gì? A. Cu. PB. Fe. C. Al. D. Zn. Hướng dẫn giải Chọn 1 mol muối M2(CO3)n. M2(CO3)n + nH2SO4 ¾® M2(SO4)n + nCO2­ + nH2O Cứ (2M + 60n) gam ¾® 98n gam ® (2M + 96n) gam Þ Þ = 2M + 60n + 1000.n - 44.n = (2M + 1016.n) gam. Þ M = 28.n ® n = 2 ; M = 56 là phù hợp vậy M là Fe. (Đáp án B) Ví dụ 2: Cho dung dịch axit axetic có nồng độ x% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 10% thì thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%. Vậy x có giá trị nào sau đây? A. 20%. B. 16%. PC. 15%. D.13%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol CH3COOH: CH3COOH + NaOH ¾® CH3COONa + H2O 60 gam ® 40 gam ® 82 gam gam. Þ x = 15%. (Đáp án C). Ví dụ 3: (Câu 1 - Mã đề 231 - Khối A - TSCĐ 2007) Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH)2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu được dung dịch muối trung hoà có nồng độ 27,21%. Kim loại M là PA. Cu. B. Zn. C. Fe. D. Mg. Hướng dẫn giải Xét 1 mol M(OH)2 tham gia phản ứng M(OH)2 + H2SO4 ¾® MSO4 + 2H2O Cứ (M + 34) gam ® 98 gam ® (M + 96) gam Þ Þ Þ M = 64 ® M là Cu. (Đáp án A) Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm N2 và có H2 có tỉ khối hơi so với H2 bằng 3,6. Sau khi tiến hành phản ứng tổng hợp được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H2 bằng 4. Hiệu suất phản ứng tổng hợp là A. 10%. B. 15%. C. 20%. PD. 25%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp X, ta có: mx = = 7,2 gam. Đặt , ta có: 28a + 2(1 - a) = 7,2 Þ a = 0,2 Þ và ® H2 dư. N2 + 3H2 2NH3 Ban đầu: 0,2 0,8 Phản ứng: x 3x 2x Sau phản ứng: (0,2 - x) (0,8 - 3x) 2x nY = (1 - 2x) mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mX = mY Þ Þ ® x = 0,05. Hiệu suất phản ứng tính theo N2 là . (Đáp án D) Ví dụ 5: Hỗn hợp A gồm một Anken và hiđro có tỉ khối so với H2 bằng 6,4. Cho A đi qua niken nung nóng được hỗn hợp B có tỉ khối so với H2 bằng 8 (giả thiết hiệu suất phản ứng xảy ra là 100%). Công thức phân tử của anken là A. C2H4. B. C3H6. PC. C4H8. D. C5H10. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp A gồm (a mol CnH2n và (1-a) mol H2) Ta có: 14.n.a + 2(1 - a) = 12,8 (1) Hỗn hợp B có (với n ³ 2) ® trong hỗn hợp B có H2 dư CnH2n + H2 CnH2n+2 Ban đầu: a mol (1-a) mol Phản ứng: a ® a ¾¾¾® a mol Sau phản ứng hỗn hợp B gồm (1 - 2a) mol H2 dư và a mol CnH2n+2. ® tổng nB = 1 - 2a. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mA = mB Þ ® ® a = 0,2 mol. Thay a = 0,2 vào (1) ta có 14´0,2´n + 2´(1 - 0,2) = 12,8 Þ n = 4 ® anken là C4H8. (Đáp án C) Ví dụ 6: Oxi hóa C2H5OH bằng CuO nung nóng, thu được hỗn hợp chất lỏng gồm CH3CHO, C2H5OH dư và H2O có = 40 đvC. Hiệu suất phản ứng oxi hóa là PA. 25%. B. 35%. C. 45%. D. 55%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol C2H5OH. Đặt a mol C2H5OH bị oxi hóa. Vậy a là hiệu suất của phản ứng oxi hóa rượu. C2H5OH + CuO CH3CHO + H2O + Cu¯ Ban đầu: 1 mol Oxi hóa: a mol ¾¾¾¾¾¾¾® a mol ® a mol Sau phản ứng: (1 - a) mol C2H5OH dư a mol ® a mol Þ a = 0,25 hay hiệu suất là 25%. (Đáp án A) Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có . Dẫn X đi qua bình đựng bột Fe rồi nung nóng biết rằng hiệu suất tổng hợp NH3 đạt 40% thì thu được hỗn hợp Y. có giá trị là A. 15,12. B. 18,23. PC. 14,76. D. 13,48. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp X ® mX = 12,4 gam gồm a mol N2 và (1 - a) mol H2. 28a + 2(1 - a) = 12,4 ® a = 0,4 mol ® N2 + 3H2 2NH3 (với hiệu suất 40%) Ban đầu: 0,4 0,6 Phản ứng: 0,08 ¬ 0,6´0,4 ¾¾¾® 0,16 mol Sau phản ứng: 0,32 0,36 0,16 mol Tổng: nY = 0,32 + 0,36 + 0,16 = 0,84 mol; Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mX = mY. Þ . (Đáp án C) Ví dụ 8: Phóng điện qua O2 được hỗn hợp khí O2, O3 có gam. Hiệu suất phản ứng là A. 7,09%. PB. 9,09%. C. 11,09%. D.13,09%. Hướng dẫn giải 3O2 2O3 Chọn 1 mol hỗn hợp O2, O3 ta có: ® . ® Þ Þ mol Hiệu suất phản ứng là: . (Đáp án B) Ví dụ 9: Hoà tan hoàn toàn một lượng kim loại R hóa trị n bằng dung dịch H2SO4 loãng rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được một lượng muối khan có khối lượng gấp 5 lần khối lượng kim loại R ban đầu đem hoà tan. Kim loại R đó là A. Al. B. Ba. C. Zn. PD. Mg. Hướng dẫn giải Xét 1 mol kim loại ứng với R (gam) tham gia phản ứng. 2R + nH2SO4 ¾® R2(SO4)n + nH2 Cứ R (gam) ® Þ ® R = 12n thỏa mãn với n = 2. Vậy: R = 24 (Mg). (Đáp án D) Cách 2: CHỌN ĐÚNG TỈ LỆ LƯỢNG CHẤT TRONG ĐẦU BÀI ĐÃ CHO Ví dụ 10: (Câu 48 - Mã đề 182 - khối A - TSĐH 2007) Hỗn hợp gồm hiđrocacbon X và oxi có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:10. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y qua dung dịch H2SO4 đặc, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối đối với hiđro bằng 19. Công thức phân tử của X là A. C3H8. B. C3H6. PC. C4H8. D. C3H4. Hướng dẫn giải Đốt hỗn hợp gồm hiđrocacbon X gồm CxHy (1 mol) và O2 (10 mol ). CxHy + O2 ¾® xCO2 + H2O 1 mol ® mol ¾® x mol mol Þ Hỗn hợp khí Z gồm x mol CO2 và mol O2 dư. ® Vậy: ® 8x = 40 - y. Þ x = 4, y = 8 ® thoả mãn đáp án C. Ví dụ 11: A là hỗn hợp gồm một số hiđrocacbon ở thể khí, B là không khí. Trộn A với B ở cùng nhiệt độ áp suất theo tỉ lệ thể tích (1:15) được hỗn hợp khí D. Cho D vào bình kín dung tích không đổi V. Nhiệt độ và áp suất trong bình là toC và p atm. Sau khi đốt cháy A trong bình chỉ có N2, CO2 và hơi nước với đưa bình về toC. Áp suất trong bình sau khi đốt là p1 có giá trị là PA. B. p1 = p. C. D. Hướng dẫn giải Đốt A: CxHy + ¾® xCO2 + Vì phản ứng chỉ có N2, H2O, CO2 ® các hiđrocacbon bị cháy hết và O2 vừa đủ. Chọn ® nB = 15 mol ® mol. Þ Þ ® x = ; y = Vì nhiệt độ và thể tích không đổi nên áp suất tỉ lệ với số mol khí, ta có: ® (Đáp án A) Cách 3: CHỌN GIÁ TRỊ CHO THÔNG SỐ Ví dụ 12: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp X hai hiđrocacbon A, B thu được gam CO2 và . Nếu thêm vào hỗn hợp X một nửa lượng A có trong hỗn hợp X rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được và . Biết A, B không làm mất mầu nước Br2. a) Công thức phân tử của A là A. C2H2. B. C2H6. C. C6H12. PD. C6H14. b) Công thức phân tử của B là A. C2H2. PB. C6H6. C. C4H4. D. C8H8. c) Phần trăm số mol của A, B trong hỗn hợp X là. A. 60%; 40%. B. 25%; 75%. PC. 50%; 50%. D. 30%; 70%. Hướng dẫn giải a) Chọn a = 41 gam. Đốt X ® và . Đốt ® và . Đốt thu được (3,75 - 3) = 0,75 mol CO2 và (3,375 - 2,5) = 0,875 mol H2O. Đốt cháy A thu được và . vì ® A thuộc loại ankan, do đó: Þ ® n = 6 ® A là C6H14. (Đáp án D) b) Đốt B thu được (3 - 1,5) = 1,5 mol CO2 và (2,5 - 1,75) = 0,75 mol H2O Như vậy ® công thức tổng quát của B là (CH)n vì X không làm mất mầu nước Brom nên B thuộc aren ® B là C6H6. (Đáp án B) c) Vì A, B có cùng số nguyên tử C (6C) mà lượng CO2 do A, B tạo ra bằng nhau (1,5 mol) ® nA = nB. Þ %nA = %nB = 50%. (Đáp án C) Ví dụ 13: Trộn a gam hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon C6H14 và C6H6 theo tỉ lệ số mol (1:1) với m gam một hiđrocacbon D rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được và gam H2O. a) D thuộc loại hiđrocacbon nào A. CnH2n+2. B. CmH2m-2. PC. CnH2n. D. CnHn. b) Giá trị m là A. 2,75 gam. B. 3,75 gam. C. 5 gam. PD. 3,5 gam. Hướng dẫn giải a) Chọn a = 82 gam Đốt X và m gam D (CxHy) ta có: C6H14 + O2 ¾® 6CO2 + 7H2O C6H6 + O2 ¾® 6CO2 + 3H2O Đốt D: Đặt ta có: 86b + 78b = 82 Þ b = 0,5 mol. Đốt 82 gam hỗn hợp X thu được: Þ Đốt cháy m gam D thu được: Do ® D thuộc CnH2n. (Đáp án C) b) mD = mC + mH = 0,25´(12 + 2) = 3,5 gam. (Đáp án D) Ví dụ 14: X là hợp kim gồm (Fe, C, Fe3C), trong đó hàm lượng tổng cộng của Fe là 96%, hàm lượng C đơn chất là 3,1%, hàm lượng Fe3C là a%. Giá trị a là A. 10,5. PB. 13,5. C. 14,5. D. 16. Hướng dẫn giải Xét 100 gam hỗn hợp X ta có mC = 3,1 gam, và số gam Fe tổng cộng là 96 gam. Þ Þ a = 13,5. (Đáp án B) Ví dụ 15: Nung m gam đá X chứa 80% khối lượng gam CaCO3 (phần còn lại là tạp chất trơ) một thời gian thu được chất rắn Y chứa 45,65 % CaO. Tính hiệu suất phân hủy CaCO3. A. 50%. PB. 75%. C. 80%. D. 70%. Hướng dẫn giải Chọn mX = 100 gam ® và khối lượng tạp chất bằng 20 gam. CaCO3 CaO + CO2 (hiệu suất = h) Phương trình: 100 gam ¾¾® 56 gam 44 gam Phản ứng: 80 gam ¾¾® Khối lượng chất rắn còn lại sau khi nung là . Þ Þ h = 0,75 ® hiệu suất phản ứng bằng 75%. (Đáp án B) Phương pháp 10 TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Trong một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm chúng ta có thể gặp mốt số trường hợp đặc biệt sau: - Có một số bài toán tưởng như thiếu dự kiện gây bế tắc cho việc tính toán. - Có một số bài toán người ta cho ở dưới dạng giá trị tổng quát như a gam, V lít, n mol hoặc cho tỉ lệ thể tích hoặc tỉ lệ số mol các chất... Như vậy kết quả giải bài toán không phụ thuộc vào chất đã cho. Trong các trường hợp trên tốt nhất ta tự chọn một giá trị như thế nào để cho việc giải bài toán trở thành đơn giản nhất. Cách 1: Chọn một mol nguyên tử, phân tử hoặc một mol hỗn hợp các chất phản ứng. Cách 2: Chọn đúng tỉ lệ lượng chất trong đầu bài đã cho. 99 Cách 3: Chọn cho thông số một giá trị phù hợp để chuyển phân số phức tạp về số đơn giản để tính toán. Sau đây là một số ví dụ điển hình: Cách 1: CHỌN 1 MOL CHẤT HOẶC HỖN HỢP CHẤT PHẢN ỨNG Ví dụ 1: Hoà tan một muối cacbonat kim loại M hóa trị n bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ta thu được dung dịch muối sunfat 14,18%. M là kim loại gì? A. Cu. PB. Fe. C. Al. D. Zn. Hướng dẫn giải Chọn 1 mol muối M2(CO3)n. M2(CO3)n + nH2SO4 M2(SO4)n + nCO2 + nH2O Cứ (2M + 60n) gam  98n gam (2M + 96n) gam mdd H2SO4  98n 100 2 3 n 9,8  2 4 2 1000n gam mddm uèi m M ( CO ) mdd H SO mCO = 2M + 60n + 1000.n 44.n = (2M + 1016.n) gam. 2M 96 100 C% dd m uèi  2M 1016n 14,18 M = 28.n n = 2 ; M = 56 là phù hợp vậy M là Fe. (Đáp án B) Ví dụ 2: Cho dung dịch axit axetic có nồng độ x% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 10% thì thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%. Vậy x có giá trị nào sau đây? A. 20%. B. 16%. PC. 15%. D.13%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol CH3COOH: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O 100 60 gam 40 gam 82 gam mdd CH3COOH 60 100 x  gam mddNaOH  40 100 10  400 gam m 60 100  400  82 100 dd m uèi  x 10, 25 gam. x = 15%. (Đáp án C). Ví dụ 3: (Câu 1 - Mã đề 231 - Khối A - TSCĐ 2007) Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH)2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu được dung dịch muối trung hoà có nồng độ 27,21%. Kim loại M là PA. Cu. B. Zn. C. Fe. D. Mg. Hướng dẫn giải Xét 1 mol M(OH)2 tham gia phản ứng M(OH)2 + H2SO4 MSO4 + 2H2O Cứ (M + 34) gam  98 gam (M + 96) gam mdd H2SO4  98 100 20  490 gam M 96 100 4 mdd MSO M 34 490 27, 21 M = 64 M là Cu. (Đáp án A) Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm N2 và có H2 có tỉ khối hơi so với H2 bằng 3,6. Sau khi tiến hành phản ứng tổng hợp được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H2 bằng 4. Hiệu suất phản ứng tổng hợp là A. 10%. B. 15%. C. 20%. PD. 25%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp X, ta có: mx = M X = 7,2 gam. 101 N 2 Đặt n a mol , ta có: 28a + 2(1 a) = 7,2 a = 0,2 N 2 2 n 0, 2 mol và n H  0,8 mol H2 dư. Ban đầu:  N2 + 3H2 0,2 0,8  xt , to p  2NH3 Phản ứng:  x 3x 2x Sau phản ứng: (0,2  x) (0,8 3x) 2x nY = (1 2x) mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mX = mY Y n mY MY 1 2x  7, 2 8 x = 0,05. 0, 05 100 25% Hiệu suất phản ứng tính theo N2 là 0, 2 . (Đáp án D) Ví dụ 5: Hỗn hợp A gồm một Anken và hiđro có tỉ khối so với H2 bằng 6,4. Cho A đi qua niken nung nóng được hỗn hợp B có tỉ khối so với H2 bằng 8 (giả thiết hiệu suất phản ứng xảy ra là 100%). Công thức phân tử của anken là A. C2H4. B. C3H6. PC. C4H8. D. C5H10. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp A gồm (a mol CnH2n và (1 a) mol H2) Ta có: 14.n.a + 2(1 a) = 12,8 (1) Hỗn hợp B có  M 16 14n (với n Ni , to  2) trong hỗn hợp B có H2 dư Ban đầu: CnH2n + H2 a mol (1 a) mol CnH2n+2 Phản ứng:  a a a mol 102 Sau phản ứng hỗn hợp B gồm (1 nB = 1 2a. 2a) mol H2 dư và a mol CnH2n+2. tổng Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mA = mB B n m B M B  1 2a  12,8 16  a = 0,2 mol. Thay a = 0,2 vào (1) ta có 14 0,2 n + 2 (1 0,2) = 12,8 n = 4 anken là C4H8. (Đáp án C) Ví dụ 6: Oxi hóa C2H5OH bằng CuO nung nóng, thu được hỗn hợp chất lỏng gồm CH3CHO, C2H5OH dư và H2O có M = 40 đvC. Hiệu suất phản ứng oxi hóa là PA. 25%. B. 35%. C. 45%. D. 55%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol C2H5OH. Đặt a mol C2H5OH bị oxi hóa. Vậy a là hiệu suất của phản ứng oxi hóa rượu. Ban đầu:  o C2H5OH + CuO t 1 mol  CH3CHO + H2O + Cu Oxi hóa: a mol a mol a mol Sau phản ứng: (1 M  a) mol C2H5OH dư 46(1 a ) 44a 18a 1 a  a mol 40  a mol a = 0,25 hay hiệu suất là 25%. (Đáp án A) Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có M X 12, 4 . Dẫn X đi qua bình đựng bột Fe rồi nung nóng biết rằng hiệu suất tổng hợp NH3 đạt 40% thì thu được hỗn hợp Y. MY có giá trị là A. 15,12. B. 18,23. PC. 14,76. D. 13,48. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp X mX = 12,4 gam gồm a mol N2 và (1 a) mol H2. 28a + 2(1 a) = 12,4 a = 0,4 mol  H n 0,6 mol 2 103 Ban đầu:  N2 + 3H2 0,4 0,6 xt , to p  2NH3 (với hiệu suất 40%) Phản ứng:  0,08 0,6 0,4 0,16 mol Sau phản ứng: Tổng: 0,32 0,36 0,16 mol nY = 0,32 + 0,36 + 0,16 = 0,84 mol; Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mX = mY. M 12, 4  14, 76 gam Y 0,84 . (Đáp án C) Ví dụ 8: Phóng điện qua O2 được hỗn hợp khí O2, O3 có M 33 gam. Hiệu suất phản ứng là A. 7,09%. PB. 9,09%. C. 11,09%. D.13,09%. Hướng dẫn giải 3O2 TL§ 2O3 Chọn 1 mol hỗn hợp O2, O3 ta có: O n a mol 2  O . n 1 a mol 3 15 32a 48 1 a 33 a 16 mol O2 O n 1 15 1 3 16 16  mol nO2 bÞoxiho¸  1 3 3 16 2 32 mol 3 100 Hiệu suất phản ứng là: 32 9,09% . (Đáp án B) 3 15 32 16 Ví dụ 9: Hoà tan hoàn toàn một lượng kim loại R hóa trị n bằng dung dịch H2SO4 loãng rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được một lượng muối khan có khối lượng gấp 5 lần khối lượng kim loại R ban đầu đem hoà tan. Kim loại R đó là 104 A. Al. B. Ba. C. Zn. PD. Mg. Hướng dẫn giải Xét 1 mol kim loại ứng với R (gam) tham gia phản ứng. 2R + nH2SO4 R2(SO4)n + nH2 2R 96n gam muèi Cứ R (gam) 2R 96n 5R 2  2 R = 12n thỏa mãn với n = 2. Vậy: R = 24 (Mg). (Đáp án D) Cách 2: CHỌN ĐÚNG TỈ LỆ LƯỢNG CHẤT TRONG ĐẦU BÀI ĐÃ CHO Ví dụ 10: (Câu 48 - Mã đề 182 - khối A - TSĐH 2007) Hỗn hợp gồm hiđrocacbon X và oxi có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:10. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y qua dung dịch H2SO4 đặc, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối đối với hiđro bằng 19. Công thức phân tử của X là A. C3H8. B. C3H6. PC. C4H8. D. C3H4. Hướng dẫn giải Đốt hỗn hợp gồm hiđrocacbon X gồm CxHy (1 mol) và O2 (10 mol ). x CxHy + x 1 mol  y 4 O2 xCO2 + y 4 mol x mol 10 x  y H2O 2 y 2 mol y Hỗn hợp khí Z gồm x mol CO2 và 4 mol O2 dư. M Z 19 2 38 2 ( n CO ) 44 6 38 O ( n ) 32 6 2  2 o nco 1 n 1 2 105 Vậy: x 10 x y 4  8x = 40 y. x = 4, y = 8 thoả mãn đáp án C. Ví dụ 11: A là hỗn hợp gồm một số hiđrocacbon ở thể khí, B là không khí. Trộn A với B ở cùng nhiệt độ áp suất theo tỉ lệ thể tích (1:15) được hỗn hợp khí D. Cho D vào bình kín dung tích không đổi V. Nhiệt độ và áp suất trong bình là toC và p atm. Sau khi đốt cháy A trong bình 2 2 chỉ có N2, CO2 và hơi nước với VCO : VH O 7 : 4 đưa bình về toC. Áp suất trong bình sau khi đốt là p1 có giá trị là PA. p1  p. 47 48 B. p1 = p. C. p1  16 p. 17  D. p1  3 p. 5 Hướng dẫn giải x y O  y H O Đốt A: CxHy + 4 2 xCO2 + 2 2 Vì phản ứng chỉ có N2, H2O, CO2 các hiđrocacbon bị cháy hết và O2 vừa đủ. y 15 x y Chọn nC H 1 nB = 15 mol n x 3 mol. N O n 4n 2 2  12 mol O2 p.ø 4 5 x y 3 4  7 8 x = ; y = x : y 2 7 : 4 3 3 Vì nhiệt độ và thể tích không đổi nên áp suất tỉ lệ với số mol khí, ta có: p1 7 3 4 3 12 47 p 1 15 48 p 47 p. (Đáp án A) 1 48 Cách 3: CHỌN GIÁ TRỊ CHO THÔNG SỐ 106 Ví dụ 12: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp X hai hiđrocacbon A, B thu được 132.a 41  gam CO2 và  45a gam H O . Nếu thêm vào hỗn hợp X một 41 2 nửa lượng A có trong hỗn hợp X rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được 165a gam CO  và 60, 75a gam H O . Biết A, B không làm mất mầu 41 2 41 2 nước Br2. a) Công thức phân tử của A là A. C2H2. B. C2H6. C. C6H12. PD. C6H14. b) Công thức phân tử của B là A. C2H2. PB. C6H6. C. C4H4. D. C8H8. c) Phần trăm số mol của A, B trong hỗn hợp X là. A. 60%; 40%. B. 25%; 75%. PC. 50%; 50%. D. 30%; 70%. Hướng dẫn giải a) Chọn a = 41 gam. Đốt X  nCO2  132 44  3 mol và  n H2O  . 45 2,5 mol 18 1 Đốt X A 2 1  2 nCO  165 44  2 3, 75 mol và n H O  60, 75 18  3, 375 mol . Đốt A thu được (3,75 2 3) = 0,75 mol CO2 và (3,375 2,5) = 0,875 mol H2O. Đốt cháy A thu được  2 nCO  1,5 mol  2 và n H O  1, 75 mol . 2 vì n H O  2 nCO C H  A thuộc loại ankan, do đó: 3n 1 O nCO n 1 H O nCO2 n 1, 5 n H2O n 1 1, 75 n 2 n 2 2 2 2 2 n = 6 A là C6H14. (Đáp án D) b) Đốt B thu được (3 1,5) = 1,5 mol CO2 và (2,5 1,75) = 0,75 mol H2O 107 Như vậy -nC - 1,5 1  công thức tổng quát của B là (CH)n  vì X n H 0, 75 2 1 không làm mất mầu nước Brom nên B thuộc aren B là C6H6. (Đáp án B) c) Vì A, B có cùng số nguyên tử C (6C) mà lượng CO2 do A, B tạo ra bằng nhau (1,5 mol) nA = nB. %nA = %nB = 50%. (Đáp án C) Ví dụ 13: Trộn a gam hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon C6H14 và C6H6 theo tỉ lệ số mol (1:1) với m gam một hiđrocacbon D rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được 275a 82  gam CO2 và 94, 5a gam H2O. 82 a) D thuộc loại hiđrocacbon nào A. CnH2n+2. B. CmH2m 2. PC. CnH2n. D. CnHn. b) Giá trị m là A. 2,75 gam. B. 3,75 gam. C. 5 gam. PD. 3,5 gam. Hướng dẫn giải a) Chọn a = 82 gam Đốt X và m gam D (CxHy) ta có: nCO2 n H2O C6H14 + C6H6 +  275 44 94, 5 18 19 2 15 2  6, 25 mol 5, 25 mol O2 6CO2 + 7H2O O2 6CO2 + 3H2O C H x  y O xCO