Đang tải... (xem toàn văn)
CÁC DẠNG TOÁN HÓA vô cơ
CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN NGUYÊN TỐ VD1 : Cho chuỗi phản ứng sau : Fe → Fe3O4 → Fe2O3 → Fe2(SO4)3 → Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe3O4 Viết phương trình phản ứng xảy Và tính số mol nguyên tố hợp chất Đưa nhận xét VD2 :Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol Fe ; 0,2 mol FeO , O,2 mol Fe2O3 0,1 mol Fe3O4 tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc nóng Viết phương trình phản ứng xảy tính khối lượng muối thu Bài tốn em giải bình thường phải viết nhiều phương trình Nếu dùng phương pháp bảo tồn nguyên tố : Số mol Fe có FeO = 0,2 ; Fe2O3 = 0,4 ; Fe3O4 = 0,3 mol , Fe ban đầu 0,1 → Tổng số mol Fe : 0,2 + 0,4 + 0,3 + 0,1 = mol (Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 ) + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O mol 0,5 mol (Bảo toàn nguyên tố Fe ) → Khối lượng muối : 0,5.400 = 200 gam Câu 1:Cho 1,6 gam bột Fe2O3 tác dụng với axit dư HCl Khối lượng muối dung dịch sau phản ứng ? 0,1 mol Fe2O3 có 0,2 mol Fe → FeCl3 0,2 0,2 → Khối lượng muối Câu :Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 dung dịch HNO3 lỗng nóng dư thu 4,48 lít khí NO đktc 96,8 gam muối Fe(NO3)3 phản ứng Tính số mol HNO3 Đs : 1,4 mol ( Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 ) + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O 0,4 0,2 Số mol muối : Fe(NO3)3 = 0,4 mol → Số mol N : 3.0,4 = 1,2 mol Số mol N : 4,48/22,4 = 0,2 mol → Tỏng số mol N vế phải : 1,2 + 0,2 = 1,4 → Số mol N vế trái = 1,4 → Số mol HNO3 = 1,4 mol Câu hỏi phụ : Tính m H2O tạo thành , m ôxit ban đầu Câu :Hỗn hợp X gồm ơxit sắt có khối lượng 2,6 gam Cho khí CO dư qua X nung nóng , khí hấp thụ vào dung dịch nước vơi dư thu 10 gam kết tủa Tính tổng khối lượng Fe có X ? ĐS : gam (Fe , FexOy ) + CO → Fe + CO2 2,6 gam CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 0,1 0,1 (tính từ 10 gam kết tủa ) → Số mol CO = CO2 = 0,2 (Bảo toàn C ) → Số mol O có FexOy + O CO = O CO2 → n O (FexOy ) = 0,1.2 – 0,1.1 = 0,1 → Khối lượng O = 1.16 = 1,6 → m Fe = 2,6 – 1,6 = gam Câu :Hoà tan hoàn toàn m gam Fe dung dịch HCl thu x gam muối clorua Nếu hoà tan hoàn toàn m gam Fe dung dịch HNO loãng dư thu y gam muối nitrat Khối lượng muối chênh -1- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ lệch 23 gam Gía trị m ? Fe + HCl → FeCl2 a a Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 a a → Khối lượng FeCl2 = x = 127a → Khối lượng Fe(NO3)3 = y = 242a y – x = 23 → 242a – 127a = 115a = 23 → a = 0,2 m Fe = 0,2.56 = 11,2 gam Câu :Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 a mol Cu2S vào axit HNO3 vừa đủ thu dung dịch X chứa hai muối sunfat khí NO Gía trị a ? ĐS : a = 0,06 mol Dùng phơng pháp bảo toàn nguyên tố : FeS2 → Fe2(SO4)3 (1) 0,12 0,06 Cu2S → CuSO4 a (Bảo toàn nguyên tố Fe ) (2) 2a (Bảo toàn nguyên tố Cu ) Bảo toàn nguyên tố S : Vế trái :0,24 + a Vế phải :0,18 + 2a → 0,24 + a = 0,18 + 2a → a = 0,06 mol → Chọn đáp án D Câu :Cho khí CO qua ống sứ chứa 16 gam Fe2O3 đun nóng sau phản ứng thu hỗn hợp rắn X gồm Fe , FeO , Fe3O4 , Fe2O3 Hoà tan hoàn toàn X H2SO4 đặc nóng thu dung dịch Y Cơ cạn dung dịch Y thu lương muối khan ĐS : 40 CO + Fe2O3 → (Fe , FeO , Fe3O4 , Fe2O3 ) + CO2 (Fe , FeO , Fe3O4 , Fe2O3 ) + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Như : Fe2O3 → Fe2(SO4)3 0,1 0,1 ( Bào toàn nguyên tố Fe ) Khối lượng Fe2(SO4)3 = 400.0,1 = 40 Câu hỏi thêm : Nếu cho biết khí SO2 thu đuợc 0,3 mol , Tính n H2SO4 , Câu :Hồ tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 6,4 gam Cu 5,6 gam Fe dung dịch HNO 1M sau phản ứng thu dung dịch A khí NO Cho tiếp dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu kết tủa B dung dịch C Lọc kết tủa B đem nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi khối lượng chất rắn thu ? ĐS : 16 -2- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ Cu → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2 → CuO 0,1 0,1 ( Bảo toàn nguyên tố Cu ) Fe → Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 0,1 0,05 ( Bảo toàn nguyên tố Fe ) → Chất rắn : CuO 0,1 mol ; Fe2O3 0,05 mol → Khối lượng : 80.0,1 + 0,05.160 = 16 gam Câu :Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,4 mol FeO 0,1 mol Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng dư , thu dung dịch A khí NO Dung dịch A cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Lấy tồn kết tủa nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu chất rắn có khối lượng ? ĐS : 48 gam FeO → Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 0,4 0,2 (bảo toàn Fe ) Fe2O3 → Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 0,1 0,1 → Chất rắn sau nung : Fe2O3 : 0,3 mol → Khối lượng 0,3.16 = 48 gam Câu :Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe Fe2O3 dung dịch HCl thu 2,24 lít khí H2 đktc dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư lọc lấy kết tủa , nung không khí đến khối lượng khơng đổi thu chất rắn có khối lượng 24 gam Tính m ? Đs : 21.6 gam Fe + HCl → H 0,1 0,1 Fe → FeCl2 → Fe(OH)2 → Fe2O3 0,1 0,05 (bảo toàn Fe ) Fe2O3 → FeCl3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 a a → Theo phương trình số mol Fe2O3 thu : 0,05 + a → Chất rắn sau nung : Fe2O3 : 24/160 = 0,15 mol → 0,05 + a = 0,15 → a = 0,1 m = 0,1.56 + 0,1.160 = 21,6 Bài tập làm thêm : BÀI TỐN CO2 Dẫn khí CO2 vào dung dịch kiềm NaOH , KOH thứ tự xảy phản ứng : -3- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ CO2 + KOH → KHCO3 KHCO3 + KOH → K2CO3 + H2O Ngồi ta viết ln hai phản ứng : CO2 + KOH → KHCO3 (1) CO2 + 2KOH → K2CO3 (2) Xét tỉ số mol : k = n KOH / n CO2 Nếu k ≤ → Chỉ có phản ứng (1) , muối thu KHCO3 (Dư CO2 ) Nếu < k < → Có hai phản ứng , muối thu hai muối KHCO3 , K2CO3 (Sau phản ứng CO2 KOH hết ) Nếu k ≥ → Chỉ có phản ứng (2) , muối thu muối trung hòa K2CO3 (dư KOH) Câu 1:Cho 1,568 lít CO2 đktc lội chậm qua dung dịch có hịa tan 3,2 gam NaOH Hãy xác định khối lượng muối sinh ? n CO2 = 0,07 mol , n NaOH = 0,08 mol → k = 0,08/0,07 = 1,14 > < → Có hai phản ứng (1) , (2) , hai muối tạo thành CO2 , NaOH hết -CO2 + NaOH → NaHCO3 (1) x x x -CO2 + 2NaOH → Na2CO3 (2) y 2y y Gọi số mol khí CO2 tham gia phản ứng : x , y → Số mol CO2 phản ứng : x + y = 0,07 , số mol NaOH : x + 2y = 0,08 → x = 0,06 , y = 0,01 mol → Muối thu : NaHCO3 : 0,06 mol , Na2CO3 : 0,01 mol → Khối lượng muối : 0,06.84 + 0,01.56 = 6,1 gam Dẫn khí CO2 vào dung dịch kiềm Ca(OH)2 , Ba(OH)2 thứ tự xảy phản ứng : CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O (1) CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2) Ngồi ta viết hai phản ứng : CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2) Xét tỉ số mol : k = n CO2 / n Ca(OH)2 Nếu k ≤ → Chỉ có phản ứng (1) , muối thu CaCO3 ↓ (Dư Ca(OH)2) Nếu < k < → Có hai phản ứng , muối thu hai muối CaCO3 ↓ , Ca(HCO3)2 (Sau phản ứng CO2 Ca(OH)2 hết ) Nếu k ≥ → Chỉ có phản ứng (2) , muối thu muối trung hòa Ca(HCO3)2 (dư CO2 ) -4- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ Câu :Cho lít hỗn hợp khí CO CO2 CO2 chiếm 39,2 % qua dung dịch có chứa 7,4 gam Ca(OH)2 Hãy xác định số gam kết tủa thu sau phản ứng ? Hỗn hợp khí CO , CO2 có CO2 phản ứng với Ca(OH)2 → Thể tích khí CO2 = 8.39,2/100 = 313,6 → n = 0,14 mol nCa(OH)2 = 7,4/74 = 0,1 mol → k = 1,4 → Có hai phản ứng -CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O (1) x x x -2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2) y y/2 Gọi số mol CO2 Ca(OH)2 phản ứng x , y → Số mol CO2 : x + y = 0,14 , số mol Ca(OH)2 : x + y/2 = 0,1 mol → x = 0,06 ; y = 0,08 mol → Khối lượng kết tủa : 0,06.100 = gam Câu :Cho m gam tinh bột lên men thành ancol etylíc với hiệu suất 81% Tồn lượng CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu 550 gam kết tủa dung dịch X Đun kĩ dung dịch X thu thêm đựơc 100 gam kết tủa Gía trị m ? (C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6 3,75/n 3,75 Phản ứng lên men : C6H12O6 → 2CO2 + 2H2O 3,75 -7,5 Dẫn CO2 vào dung dịch nước vôi mà thu dung dịch X đun nóng X thu kết tủa chứng tỏ có Ca(HCO3)2 tạo thành Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O 1- mol Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + Ca(HCO3)2 + H2O 5,5 Bảo toàn nguyên tố C → Số mol CO2 = 7,5 → Khối lượng tinh bột : 162.3,75.100/81 = 750 Câu : Hấp thụ hoàn tồn 2,688 lít khí CO2 đktc vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l , thu 15,76 gam kết tủa Gía trị a ? n CO2 = 0,12 mol , n BaCO3 ↓ = 0,08 mol n CO2 > n BaCO3 → Xảy phản ứng : CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + Ba(HCO3)2 + H2O 0,12 0,08 Bảo toàn nguyên tố C → Số mol C Ba(HCO3)2 : 0,12 – 0,08 = 0,04 mol → Số mol Ba(HCO3)2 = 0,02 mol Bảo toàn nguyên tố Ba → Số mol Ba(OH)2 = 0,08 + 0,02 = 0,1 mol → CM Ba(OH)2 = 0,1/2,5 = 0,04 M Câu :Cho 3,36 lít khí CO2 đktc vào 200 ml dung dịch chứa NaOH 1M Ba(OH)2 0,5M Khối lượng kết tủa thu sau phản ứng ? -5- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ n CO2 = 0,15 mol , n OH- = 0,2 + 0,2 = 0,4 mol , n Ba2+ = 0,1 mol CO2 + OH- → HCO30,15 0,4 0,15 OH- dư = 0,4 – 0,15 = 0,25 mol , HCO3- + OH- → CO32- + H2O 0,15 0,25 -0,15 mol OH dư : 0,25 – 0,15 = 0,1 mol Ba2+ + CO32- → BaCO3 ↓ 0,1 0,15 0,1 mol → Khối lượng kết tủa : 0,1.197 = 19,7 gam Câu :Dẫn 5,6 lít CO2 hấp thụ hồn tồn vào 500 ml dung dịch Ca(OH)2 nồng độ a M thu 15 gam kết tủa Gía trị a ? Giải tương tự Câu :Dẫn 112 ml CO2 đktc hấp thụ hịan tồn vào 200 ml dung dịch Ca(OH)2 thu 0,1 gam kết tủa Nông độ mol nước vôi ? Giải tương tự Câu :Dẫn 5,6 lít CO2 hấp thụ hồn tồn vào 200 ml dung dịch NaOH nồng độ a M thu dung dịch X có khả tác dụng tối đa 100 ml dung dịch KOH 1M Tính a ? n CO2 = 0,25 mol , n KOH = 0,1 mol Dung dịch X có khả hịa tan KOH nên X phải có muối NaHCO3 NaHCO3 + KOH → Na2CO3 + K2CO3 + H2O 0,1 -0,1 Ta viết tóm tắt phản ứng : CO2 + NaOH → Na2CO3 + NaHCO3 + H2O 0,25 0,1 Bảo toàn nguyên tố C → Số mol Na2CO3 = 0,15 mol Bảo toàn nguyên tố Na → Số mol NaOH = 0,1 + 0,15.2 = 0,4 → CM NaOH = 0,4/0,2 = M C©u Cho toàn 0,448 lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn 200 ml dung dịch Ba(OH)2 thu đợc 1,97 gam kÕt tđa H·y lùa chän nång ®é mol/l cđa dung dịch Ba(OH)2 A 0,05M B 0,1M C 0,15M D đáp ¸n kh¸c Giải tương tự Câu -6- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ C©u 10 Cho 3,36lÝt khÝ CO2 (đktc) hấp thụ 100 ml dung dịch NaOH 1M Ba(OH)2 1M thu đợc bao gam kÕt tña A 19,7 gam B 24,625 gam C 14,775 gam D A, B Gii tng t cõu Câu 11 Hỗn hợp X gồm muối cacbonat kim loại thuộc chu kì liên tiếp phân nhóm nhóm II Hòa tan hết 16,18 gam hỗn hợp A dung dịch HCl thu đợc khí B Cho toàn khí B hấp thụ vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2 1M Lọc bỏ kết tủa , lấy dung dịch nớc lọc tác dụng với lợng d dung dịch Na2SO4 thu đợc 11,65 gam kết tủa Xác định công thức muối A BeCO3 vµ MgCO3 B MgCO3 vµ CaCO3 C CaCO3 vµ SrCO3 D A, B n Ba(OH)2 = 0,5mol , n BaSO4 ↓ = 0,05 mol Xét tốn từ : phần dẫn khí CO2 qua dung dịch Ba(OH)2 1M Trường hợp (1) xảy phản ứng CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O (1) 0,15 -0,45 Sau phản ứng Ba(OH)2 dư Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4 ↓ + 2NaOH 0,05 0,05 mol → Số mol Ba(OH)2 tham gia phản ứng (1) = 0,5 – 0,05 = 0,45 Gọi cơng thức trung bình hai muối : MCO3 MCO3 + 2HCl → MCl2 + CO2 ↑ + H2O 0,2 -0,2 → MCO3 = 16,18/0,2 = 80,9 → M = 20,19 → Mg , Be thỏa mãn Trường hợp : Có phản ứng : Viết tóm tắt lại Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 ↓ + Ba(HCO3)2 + H2O (1’) 0,5 0,05 Ba(HCO3)2 + Na2SO4 → BaSO4 ↓ + 2NaHCO3 0,05 -0,05 Bảo toàn số mol Ba (1’) → Số mol BaCO3 = 0,045 Bảo toàn C (1’) → Số mol CO2 = 0,45 + 0,1 = 0,55 MCO3 + 2HCl → MCl2 + CO2 ↑ + H2O 0,55 -0,55 → MCO3 = 16,18/0,55 = 29,4 → Mg , Ca thỏa mãn Chọn D C©u 12 : Mét bình chứa 15 lít dd Ba(OH)2 0,01M Sục vào dd ®ã V lÝt khÝ CO2 (®ktc) ta thu ®ỵc 19,7g kết tủa trắng giá trị V là: A 2,24 lÝt B 4,48 lÝt C 2,24 lÝt vµ 1,12 lÝt D 4,48 lÝt vµ 2,24 lÝt n Ba(OH)2 = 0,15 mol , n BaCO3 ↓ = 0,1 mol Vì CO2 nhân tố gây hai phản ứng nên có đáp án CO2 thỏa mãn đầu -7- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ Trường hợp (1) có phản ứng : CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O 0,15 0,1 → Số mol CO2 tính theo BaCO3 ↓ : n CO2 = 0,1 mol → V CO2 = 2,24 mol Trường hợp : Có phản ứng : Viết tóm tắt lại CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + Ba(HCO3)2 + H2O 0,15 -và 0,1 0,05 Bảo toàn nguyên tố Ba : Số mol Ba(HCO3)2 0,05 mol Bảo toàn nguyên tố C : Số mol CO2 = 0,1 + 0,05.2 = 0,2 mol → V CO2 = 4,48 lít Chọn đáp án C Câu 13 : Đốt cháy hoàn toàn chất hữu X cần 6,72 lít khí O2 đktc , cho tồn sản phẩm cháy vào bình đựng Ba(OH)2 thu 19,7 gam kết tủa khối lượng dung dịch giảm 5,5 gam Lọc bỏ kết tủa đun nóng dung dịch lại thu 9,85 gam kết tủa Tìm cơng thức X Theo giả thiết : Số mol O2 = 0,3 mol ; n BaCO3 lúc đâu = 0,1 mol ; n BaCO3 sau đun nóng dd = 0,05 mol Cách tìm khối lượng nguyên tử C nhanh cho toàn : Đun nóng dd : Ba(HCO3)2 → BaCO3 + CO2 + H2O 0,05 0,05 → CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Ba(HCO3)2 + H2O 0,1 0,05 → Bảo toàn nguyên tố C → Số mol CO2 = 0,1 + 0,05.2 = 0,2 mol Khối lượng dd giảm = m BaCO3 – ( m CO2 + m H2O ) = 5,5 → m H2O = 5,4 → n H2O = 0,3 mol ( > n CO2 → Hợp chất no ) Từ số mol H2O CO2 → n H = 0,6 ; n C = 0,2 , n O CO2 + n O H2O = 0,4 + 0,3 = 0,7 → n O X = 0,7 – 0,6 = 0,1 ( 0,6 số mol O O ) Gọi ctpt X CxHyOz → x : y : z = : : → C2H6O Câu 14 : Hấp thụ hoàn toàn 3,584 lít khí CO2 đktc vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,05M thu kết tủa X dung dịch Y Khi khối lượng dung dịch Y so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 thay đổi ? n CO2 = 0,16 mol , n Ca(OH)2 = 0,1 mol n CO2 / n Ca(OH)2 = 1,6 → Có phản ứng -CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O x x x -2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 y y/2 Gọi số mol CO2 tham gia hai phản ứng x , y mol x + y = 0,16 ; x + y/2 = 0,1 → x = 0,04 , y = 0,12 m CO2 đưa vào = 0,16.44 = 7,04 Khối lượng kết tủa tách khỏi dung dịch : 0,04.100 = gam → Khối lượng dung dịch tăng = m CO2 – m ↓ = 3,04 gam (1) (2) -8- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ Câu 15 : Cho 4,48l khí CO2 (dktc) vao` 500ml hỗn hợp NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,2M thu m gam kết tủa Tính m A:19,7 B:17,72 C:9,85 D:11,82 Bài giải : Giải phương pháp ion : n CO2 = 0,2 mol , n NaOH = 0,05 mol , n Ba(OH)2 = 0,1 mol → Tổng số mol OH- = 0,25 mol , số mol Ba2+ = 0,2 mol Xét phản ứng CO2 với OHCO2 + OH- → HCO3Ban đầu 0,2 0,25 → Tính theo CO2 : HCO3- = 0,2 mol , OH- dư = 0,25 – 0,2 = 0,05 Tiếp tục có phản ứng : HCO3- + OH- → CO32- + H2O Ban đầu 0,2 0,05 → Tính theo HCO3- : Số mol CO32- = 0,05 mol Tiếp tục có phản ứng : CO32- + Ba2+ → BaCO3 ↓ Ban đầu 0,05 0,2 → Tính theo CO32- : BaCO3 ↓ = 0,05 mol → m = 0,05.197 = 9,85 gam → Chọn đáp án C Câu 16: Hấp thụ hoàn tồn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,2M, sinh m gam kết tủa Giá trị m A 19,70 B 17,73 C 9,85 D 11,82 n NaOH = 0,5.0,1 = 0,05 mol,n Ba(OH)2 = 0,5.0,2 = 0,1 mol , n CO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol NaOH → Na+ + OH0,05 0,05 mol Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH0,1 0,1 0,2 mol → n OH- = 0,05 + 0,2 = 0,25 mol CO2 + OH- → HCO3Ban đầu 0,2 0,25 → CO2 hết , n OH- dư : 0,25 – 0,2 = 0,025 mol , n HCO3- = 0,2 mol OH- + HCO3- → CO32- + H2O Ban đầu 0,05 0,2 0,05 → HCO3- dư : 0,2 – 0,05 = 0,15 mol , n CO32- : 0,05 mol Ba2+ + CO32- → BaCO3 Ban đầu 0,1 0,05 → Ba2+ dư : 0,1 – 0,05 = 0,05 mol , n BaCO3 = 0,05 mol → Khối lượng kết tủa : 197.0.05 = 9,85 gam → Chọn C -9- CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Các em thân mến , để giải toán hỗn hợp gồm nhiều chất giải cách thông thường , đặt ẩn , bảo toàn e , bảo tồn khối lượng tốn phức tạp Để giúp em giải nhanh tốn tơi giới thiệu cho em phương pháp QUY ĐỔI hỗn hợp nguyên tố Ví dụ hỗn hợp FeS , FeS2 , S , Fe đặt số mol chất có ẩn , em biết cách quy đổi hỗn hợp F , S hai nguyên tố → Chỉ hai ẩn … Và cịn nhiều ví dụ khác , hy vọng ví dụ giúp em nắm bắt phương pháp giải toán QUY ĐỔI Câu 1: Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4 Fe2O3 (trong số mol FeO số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M Giá trị V A 0,23 B 0,18 C 0,08 D 0,16 Vì số mol FeO , Fe2O3 nên ta quy đổi chúng thành Fe3O4 Vậy hỗn hợp gồm Fe3O4 n Fe3O4 = 2,32 : 232 = 0,01 mol Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O 0,01 0,08 mol → n HCl = 0,08 mol → V HCl = 0,08/1 = 0,08 lít Chọn C Câu 2: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m A 38,72 B 35,50 C 49,09 D 34,36 n NO = 1,344/22,4 = 0,06 mol , gọi x , y số mol Fe(NO3)3 , H2O (Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 ) + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O 11,36 2y.63 x 242x 0,06 0,06.30 y 18.y Trong : x mol Fe(NO3)3 có : 3x mol N , Trong 0,06 mol NO có 0,06 mol N → Số mol N vế trái : 3x + 0,06 mol Theo định luật bảo toàn nguyên tố :→ n N vế trái = 3x + 0,06 → n HNO3 = 3x + 0,06 (vì mol HNO3 tương ứng với mol N ) Mặt khác y mol H2O có 2y mol H → Số H HNO3 2y ( Bảo toàn H ) → n HNO3 = 2y mol → 3x + 0,06 = 2y → 3x – 2y = -0,06 (1) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng : 11,36 + 126y = 242x + 1,8 + 18y → 242x – 108y = 9,56 (2) Giai (1) , (2) → x = 0,16 mol , y = 0,27 → m Fe(NO3)3 = 242.0,16 = 38,72 gam → Chọn A Cách : Hỗn hợp gồm Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 tạo thành từ hai nguyên tố O , Fe Gỉa sử coi hỗn hợp hỗn hợp hai nguyên tố O , Fe Ta quan sát biến đổi số oxi hóa : Fe – 3e → Fe+3 x 3x O + 2e → O-2 y 2y N+5 + 3e → N+2 0,18 0,06 Theo định luật bảo toàn e : 3x – 2y = 0,18 - 10 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ Cu(NO3)2 → Cu2+ + 2NO3Catot(-) Anot (+) NO3- không bị điện phân Cu + 2e → Cu 2H2O - 4e → 4H+ + O2 2+ → Phương trình : Cu + H2O → Cu + 2H+ + ½ O2 Cu(NO3)2 + H2O → Cu + 2HNO3 + ½ O2 2+ → Tương tự với trường hợp điện phân muối kim loại yếu từ Zn → Hg với gốc axit NO3- , SO42- FeSO4 + H2O → Fe + H2SO4 + ½ O2 VD3 : Điện phân dung dịch Na2CO3 : Na2CO3 → 2Na+ + CO32- Catot (-) Na+ không bị điện phân H2O + 2e → H2 + OH- Anot (+) CO32- không bị điện phân H2O – e → H+ + O2 → Phương trình : 2H2O → H2 + OH- + H+ + O2 H2O → H2 + O2 → Tương tự điện phân dung dich NaNO3 , Ca(NO3)2 , K2SO4 … (Muối kim loại từ Na + → Al3+ với gốc axit có chứa Oxi ) điện phân tạo O2 + H2 Công thức Faraday : Số mol e trao đổi điện cực : n = It/96500 I cường độ dòng điện , t thời gian tính s Hoặc : n = It/96500.ne n e : hóa trị kim loại - 50 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ BÀI TỐN ĐIỆN PHÂN Câu 1:Điện phân 100ml dung dịch chứa AgNO3 0.1M Cu(NO3)2 0.1M với cường độ dịng điện I 1.93A.Tính thời gian điện phân (với hiệu xuất 100%) 1)để kết tủa hết Ag (t1) 2)để kết tủa hết Ag Cu (t2) a)t1 = 500s, t2 = 1000s b) t1 = 1000s, t2 = 1500s c)t1 = 500s, t2 = 1200s d) t1 = 500s, t2 = 1500s n AgNO3 = 0,01 mol ; n Cu(NO3)2 = 0,01 mol Để điện phân hết AgNO3 : n 1= It/96500.1 → 0,01 = 1,93.t1 / 96500 → t1 = 500 s Để điện phân hết 0,01 mol Cu(NO3)2 : n = It2/96500.2 → 0,01 = 1,93.t2/96500.2 → t2 = 1000 s → Tổng thời gian để điện phân hết hỗn hợp : t = t1 + t2 = 500 + 1000 = 1500 s → Chọn đáp án d Câu 2:Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0.2M với cường độ I = 9.65 A.Tính khối lượng Cu bám bên catot thời gian điện phân t1 = 200s t2 = 500s(với hiệu suất 100%) a) 0.32g ; 0.64g b) 0.64g ; 1.28g c) 0.64g ; 1.32g d) 0.32g ; 1.28g n CuSO4 = 0,2.0,1 = 0,02 mol Trước tiên ta cần tính thời gian để điện phân hết 0,02 mol CuSO4 : n = It/96500.2 → 0,02 = 9,65.t / 96500.2 → t = 400 s Phương trình điện phân : CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + ½ O2 Khi điện phân thời gian t1 = 200 s : n = It/96500.2 = 9,65.200/96500.2 = 0,01 mol → Khối lượng Cu = 0,01.64 = 0,64 gam Khi điện phân 500 s : Vì để điện phân hết 0,02 mol CuSO4 hết 400s , nên 100s lại điện phân H2O theo phương trình : H2O → H2 + ½ O2 Khối lượng kim loại Cu thu : 0,02.64 = 1,28 gam → Chọn đáp án b Câu 3:Điện phân 100ml dung dịch CuSO4 0.1M vừa bắt đầu sủi bọt bên catot - 51 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ ngừng điện phân Tính pH dung dịch với hiệu suất 100%.Thể tích dung dịch xem khơng đổi Lấy lg2 = 0.30 a) pH = 0.1 b) pH = 0.7 c) pH = 2.0 d) pH = 1.3 Đến vừa bắt đầu sủi bọt khí bên catot Cu2+ vừa hết Điện phân dung dịch : CuSO4 : CuSO4 Catot(-) → Cu2+ + SO42Anot (+) SO42- không bị điện phân Cu + 2e → Cu 2H2O - 4e → 4H+ + O2 0,02 0,01 0,02 -0,02 → Số mol e cho anot = số mol e cho catot → n H+ = 0,01 mol → [H+] = 0,02/0,1 = 0,2 → pH = -lg0,2 = 0,7 → Chọn đáp án B 2+ Câu 4:Điện phân 100ml dung dịch chứa NaCl với điện cực trơ ,có màng ngăn, cường độ dịng điện I 1.93A Tính thời gian điện phân để dung dịch pH = 12, thể tích dung dịch xim không thay đổi,hiêu suất điện phân 100% a) 100s b) 50s c) 150s d) 200s Vì dung dịch có PH = 12 → Mơi trường kiềm p H = 12 → [H+] = 10-12 → [OH-] = 0,01 → Số mol OH- = 0,001 mol NaCl → Na+ + Cl- Catot (-) Na+ không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH- Anot (+) Cl- + 2e → Cl2 0,001< 0,001 → Số mol e trao đổi : n = 0,001 mol → Áp dụng công thức Faraday : n = It/96500 → 0,001 = 1,93.t / 96500 → t = 50 s Câu 5:Điện phân 100 ml dung dịch CuSO4 0,2M AgNO3 0.1M với cường độ dòng điện I = 3.86A.Tính thời gian điện phân để khối lượng kim loại bám bên catot 1.72g.Cho Cu =64 Ag = 108 a) 250s b) 1000s c) 500s d) 750s Số gam kim loại Ag tối đa tạo thành : 0,01.108 = 1,08 gam Số gam Cu tối đa tạo thành : 0,02.64 = 1,28 gam Vì 1,08 < 1,72 < 1,08 + 1,28 → Điện phân hết AgNO3 , Và dư phần CuSO4 → Khối lượng Cu tạo thành : 1,72 – 1,08 = 0,64 gam → n Cu = 0,01 mol Áp dụng công thức Faraday : Cho Ag : 0,01 = 3,86.t1 / 96500.1 → t1 = 250s Cho Cu : 0,01 = 3,86.t2 / 96500.2 → t2 = 500 s - 52 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ → Tổng thời gian : 250 + 500 = 750 s → Chọn d Câu 6:Điện phân 100ml dung dịch CuCl2 0.08M Cho dung dịch thu sau điện phân tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu 0.861g kết tủa Tính khối lượng Cu bám bên catot thể tích thu bên anot Cho Cu = 64 a) 0.16g Cu ; 0.056 l Cl2 b) 0.64g Cu ; 0.112 l Cl2 c) 0.32g Cu ; 0.112 l Cl2 d) 0.64g Cu ; 0.224 l Cl2 n CuCl2 = 0,008 mol CuCl2 → Cu + 0,005 0,005 Cl2 (1) 0,005 mol Dung dịch sau phản ứng có phản ứng với AgNO3 tạo kết tủa → CuCl2 dư CuCl2 + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2AgCl ↓ 0,003 -0,006 → CuCl2 tham gia phản ứng (1) = 0,008 – 0,003 = 0,005 mol → Khối lượng Cu = 0,005.64 = 0,32 gam , thể tích khí Cl2 thu : 0,005.22,4 = 0,112 lít → Chọn đáp án C Câu 7:Điên phân 100ml dung dịch CuSO4 0.1M với cường độ I = 9,65A.Tính thể tích khí thu bên catot bên anot lúc t1 = 200s t2 = 300s a) catot: ; 112ml anot: 112 ; 168ml c) catot: ; 112ml anot: 56 ; 112ml b) catot: 112 ; 168ml anot: 56 ; 84ml d) catot: 56 ; 112ml anot: 28 ; 56ml Điện phân dung dịch : CuSO4 : CuSO4 → Cu2+ + SO42- Catot(-) 2+ Cu + 2e → Cu Thời gian để điện phân hết : 0,01 mol CuSO4 : 0,01 = 9,65.t / 96500.2 → t = 200 s Anot (+) SO42- không bị điện phân 2H2O - 4e → 4H+ + O2 Xét thời điểm t1 = 200 s → n CuSO4 điện phân hết = 0,01 mol Phương trình điện phân CuSO4 : CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + ½ O2 0,01 0,01 0,005 mol → Thể tích khí thu anot : 0,005.22,4 = 0,112 l = 112 ml Khơng có khí catot Xét thời điểm t2 = 300s , điện phân CuSO4 hết 200s , điện phân H2O hết 100s Điện phân dung dịch : CuSO4 : - 53 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ CuSO4 → Cu2+ + SO42- Catot(-) 2+ Cu + 2e → Anot (+) Cu SO42- không bị điện phân 2H2O - 4e → 4H+ + O2 0,01 - 0,02 0,03 0,0075 H2O + 2e → H2 + OH0,01 0,005 Trong 300 s số mol e trao đổi hai điện cực : n = It/96500 = 300.9,65/96500 = 0,03 mol Trong catot Cu2+ nhận 0,01.2 = 0,02 mol e → H2O nhận 0,03 – 0,02 = 0,01 mol e lại → Khí catot : H2 , V = 0,005.22,4 = 0,112 lít Khí anot O2 : V = 0,0075.22,4 = 0,168 lít → Chọn đáp án A Câu 8:Điện phân 100ml dung dịch AgNO3 0.2M Tính cường độ I biết phải điện phân thời gian 1000s bắt đầu sủi bọt bên catot tính pH dung dịch Thể tích dung dịch xem khơng thay đổi trình điện phân Lấy lg2 = 0.30 a) I = 1.93A,pH = 0,7 b) I = 2.86A,pH = 2.0 c) I = 1.93A,pH = 1.3 d) I = 2.86A,pH = 1.7 AgNO3 → Ag+ + Catot(-) NO3Anot (+) NO3- không bị điện phân Ag+ + 1e → Ag 2H2O - 4e → 4H+ + O2 0,02- 0,02 - 0,02 0,02 Khi bắt đầu sủi bọt khí bên catot có nghĩa Ag+ vừa hết n Ag+ = n AgNO3 = 0,2.0,1 = 0,02 mol , Theo công thức faraday : n = It/965000 → 0,02 = I.1000/96500 → I = 1,93 A Theo sơ đồ điện phân : n H+ = 0,02 mol → [H+] = 0,02/0,1 = 0,2 → pH = -lg0,2 = 0,7 → Chọn đáp án A Câu 9:Điện phân 200ml dung dịch CuSO4 0.1M MgSO4 bắt đầu sủi bọt bên catot ngừng điện phân Tinh khối lượng kim loại bám bên catot thể tích(đktc) bên anot.Cho Cu = 64, Mg = 24 a) 1.28g; 2.24 lít b) 0.64; 1.12lít c) 1.28g; 1.12 lít d) 0.64; 2.24 lít n CuSO4 = 0,02 mol Vì ion Mg2+ khơng bị điện phân nên catot bắt đầu sủi bọt khí có nghĩa Cu2+ vừa bị - 54 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ điện phân hết CuSO4 → Cu2+ + Catot(-) 2+ Cu + 2e → SO42Anot (+) Cu 0,02 - 0,04 0,02 SO42- không bị điện phân 2H2O - 4e → 4H+ + O2 0,04 0,01 Khối lượng kim loại thu catot : 0,02.64 = 1,28 gam , thể tích khí anot : 0,01.22,4 = 2,24 lít → Chọn đáp án A Cõu 10 : Khi điện phân dm3 dd NaCl (d = 1,2) Trong trình điện phân thu đợc chất khí điện cực Sau trình điện phân kết thúc, lấy dd lại bình điện phân cô cạn cho hết nớc thu đợc 125g cặn khô Đem cặn khô nhiệt phân khối lợng giảm 8g Hiệu suất trình điện phân là: A 46,8 % B 50% C 56,8 % D 20,3% E Kết khác NaCl Na+ + Cl- Catot (-) Na không bị điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH+ Anot (+) Cl- - 2e → Cl2 Vì sau điện phân thu khí → Cl2 phản ứng hết theo phương trình sau : Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O 0,5 0,5 mol NaClO → NaCl + ½ O2 → Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng O2 → n O2 = 8/32 = 0,25 mol Dung dịch sau phản ứng gồm NaCl , NaClO Cơ cạn Nung chất rắn có phản ứng : NaClO → NaCl + ½ O2 0,5 0,25 2NaCl +2 H2O → 2NaOH + Cl2 + H2 1 0,5 125 gam cặn khô gồm NaCl , NaClO Khối lượng NaClO = 0,5.74,5 = 37,25 gam → Khối lượng NaCl có hỗn hợp trước nung : 125 – 37,25 = 87,75 gam Khối lượng NaCl tạo thành từ (1) : 0,5.58,5 = 29,25 gam → Khối lượng NaCl dư sau pư điện phân = 87,75 – 29,25 = 58,5 gam → Tổng khối lượng NaCl ban đầu = phản ứng + dư = 58,5 + 58,5 = 117→ H = 50% - 55 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ Câu 11 : Điện phân 100 ml hỗn hợp dung dịch gồm FeCl3 1M , FeCl2 2M , CuCl2 1M HCl 2M với điện cực trơ có màng ngăn xốp cường độ dịng điện 5A 40 phút 50 giây catot thu A.5,6 g Fe B.2,8 g Fe C.6,4 g Cu D.4,6 g Cu Theo : n Fe3+ = 0,1 mol ; n Fe2+ = 0,2 mol ; n Cu2+ = 0,1 mol ; n HCl = 0,2 mol Sắp xếp tính oxi hóa ion theo chiều tăng dần : Fe2+ < H+ < Cu2+ < Fe3+ → Thứ tự bị điện phân : Fe3+ + 1e → Fe2+ (1) 0,1 0,1 -0,1 Cu2+ + 2e → Cu (2) 0,1 0,2 -0,1 H+ + 1e → Ho (3) 0,2 -0,2 Fe2+ + 2e → Fe (4) Theo công thức Faraday số mol e trao đổi hai điện cực : n = It/96500 = 5.9650/96500 = 0,5 mol Vì số mol e trao đổi 0,5 mol → Khơng có phản ứng (4) , kim loại thu phản ứng (2) → Khối lượng kim loại thu catot : 0,1.64 = 6,4 gam → Chọn đáp án C Câu 12 : Điện phân hoàn toàn dung dịch hỗn hợp gồm a mol Cu(NO 3)2 b mol NaCl với điện cực trơ , màng ngăn xốp Để dung dịch thu sau điện phân có khả phản ứng với Al2O3 A b = 2a B.b > 2a C.b < 2a D.b < 2a b > 2a Cu(NO3)2 → Cu2+ + 2NO3a a NaCl → Na+ + Clb b Catot(-) Anot (+) Na+ không bị điện phân NO3- không bị điện phân Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- - 2e → Cl2 2+ → Phương trình : Cu + 2Cl → Cu + Cl2 (1) a b Nếu dư Cu2+ sau (1) : a > b/2 ( 2a > b ) Anot có phản ứng : Cu2+ + 2H2O→ Cu + 4H+ + O2 → Dung dịch thu có axit nên có phản ứng với Al2O3 Nếu dư Cl- sau (1) : a < b/2 ( b < 2a) → Thì catot có phản ứng : 2H2O + 2Cl- → 2OH- + H2 + Cl2 → Dung dịch thu có mơi trường bazo → Có phản ứng với Al2O3 : NaOH + Al2O3 → NaAlO2 + H2O → Chọn đáp án D Câu 13 :Điện phân 500 ml dung dịch A : FeSO4 KCl với điện cực trơ , điện cực có màng ngăn xốp ngăn cách Sauk hi điện phân xong anot thu 4,48 lít khí B đktc Ở ca tốt thu khí C bình điện phân thu dung dịch D Dung dịch D hòa tan tối đa 15,3 gam Al2O3 - 56 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ 1.Tính nồng độ mol/l chất A 2.Tính thể tích khí C catot 3.Sau điện phân khối lượng dung dịch A giảm gam ? FeSO4 a KCl b → Fe2+ + SO42a → K+ + Clb Catot(-) Anot (+) Na+ không bị điện phân NO3- không bị điện phân 2+ Fe + 2e → Fe 2Cl- - 2e → Cl2 → Phương trình : Fe2+ + 2Cl- → Fe + Cl2 a b Vì dung dịch thu có phản ứng với Al2O3 lưỡng tính → Có thể mơi trường kiềm (Cl- dư ) , Có thể môi trường axit (Cu2+ dư ) Nếu dư Cl- : Fe2+ + 2Cl- → Fe + Cl2↑ (1) a b → Cl- dư = b – 2a mol a -a 2Cl- + H2O → OH- + Cl2↑ + H2↑(2) b – 2a -b – 2a -b/2-a b-2a Theo giả thiết : Số mol khí thu anot : Cl2 : a + (b/2-a) = b/2 = 0,2 mol → b = 0,4 2OH- + Al2O3 → 2AlO2- + H2O 0,3 -0,15 → b – 2a = 0,3 mol → a = 0,05 mol → Thỏa mãn A.Nồng độ mol FeSO4 = 0,05/0,5 = 0,1M ; Nồng độ mol KCl = 0,4/0,5 = 0,8M B.Khí catot : theo (2) → Số mol H2 = b -2a = 0,4 – 0,1 = 0,3 mol → V H2 = 6,72 lít C.Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng Fe + H2 + Cl2 = 0,05.56 + 0,3.2 + 0,2.35,5 = 10,5 g Nếu Fe2+ dư : Khí anot Cl2 O2 Fe2+ + 2Cl- → Fe + Cl2↑ a b → Fe2+ dư = a – b/2 mol b -b/2 Fe2+ + H2O → Fe + 1/2O2↑ + 2H+ (3) a-b/2 - a/2-b/4 2a – b Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O 0,15 0,9 → 2a – b = 0,9 Tổng Khí Cl2 O2 : (a/2 – b/4) + b/2 = 0,2 → a + b = 0,4 → giải hệ có nghiệm âm → loại Câu 14 : Điện phân 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,1M CuSO4 0,5M điện cực trơ Khi catot có 3,2 gam Cu thể tích khí Anot A.0,56 lít B.0,84 lít C.0,672 lít D.0,448 lít CuSO4 0,1 → Cu2+ + SO420,1 - 57 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ HCl → 0,02 H+ + Cl0,02 Catot(-) Anot (+) 2+ Cu + 2e → Cu 0,1 0,05 SO42- không bị điện phân 2Cl- - 2e → Cl2 0,02-0,01 2H2O – 4e → 4H+ + O2 0,08 0,02 mol Khi catot thoát 3,2 gam Cu tức 0,05 mol → Số mol Cu2+ nhận 0,1 mol , mà Cl- cho tối đa 0,02 mol → 0,08 mol lại H2O cho → Từ sơ đồ điện phân khí anot : Cl2 0,01mol ; O2 0,02 mol → Tổng thể tích : 0,03.22,4 = 0,672 lít → Chọn đáp án C ĐẠI HỌC KHỐI B – 2009 Câu 15: Điện phân có màng ngăn 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl 0,1M NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A 3860 giây Dung dịch thu sau điện phân có khả hồ tan m gam Al Giá trị lớn m A 4,05 B 2,70 C 1,35 D 5,40 Số mol e trao đổi điện phân : n = 5.3860/96500 = 0,2 mol n CuCl2 = 0,1.0,5 = 0,05 mol ; n NaCl = 0,5.0,5 = 0,25 mol → n Cu2+ = 0,05 mol , n Cl- = 0,25 + 0,05 = 0,3 mol → Vậy Cl- dư , Cu2+ hết , nên catot có phản ứng điện phân nước (sao cho đủ số mol e nhận catot 0,2) Tại catot : Tại anot : Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- + 2e → Cl2 0,05 -0,1 0,2 0,2 2H2O + 2e → H2 + 2OH0,1 (0,2 - 0,1)-0,1 Dung dịch sau điện phân có 0,1 mol OH- có khả phản ứng với Al theo phương trình : Al + OH- + H2O → AlO2- + 3/2 H2 0,1-0,1 mAlmax = 0,1.27= 2,7 (g) Đáp án B Câu 16 : Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu m kg Al catot 67,2 m3 (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro 16 Lấy 2,24 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vơi (dư) thu gam kết tủa Giá trị m A 54,0 B 75,6 C 67,5 D 108,0 Tại catot(-) :Al3+ + 3e → Al Tại anot (+) : O-2 – 2e → ½ O2 Khí oxi sinh anot đốt cháy dần C : C + O2 → CO2 CO2 + C → 2CO Co – 4e → C+4 Co – 2e → C+2 Phương trình điện phân : 2Al2O3 + 3C → 4Al + 3CO2 (1) - 58 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VÔ CƠ 0,8 -0,6 Al2O3 + C → 2Al + 3CO (2) 1,2< -1,8 2Al2O3 → 4Al + 3O2 (3) 0,8< -0,6 2,24 lít khí X + Ca(OH)2 → gam ↓ CaCO3 → Số mol CO2 0,02 mol → Số mol CO2 có 67,2 lít 0,6 Xét 67,2 lít khí X : CO : x mol ; CO2 : 0,6 mol , O2 : y mol Ta có : x + 0,6 + y = mol ; M = (28.x + 44.0,6 + 32.y )/3 = 16.2 Giải hệ ta có : x = 1,8 ; y = 0,6 → Thay vào phương trình → Tổng số mol Al = 0,8 + 1,2 + 0,8 = 2,8 mol → m Al = 75,6 gam Đáp án B B – CÂU HỎI Lí THUYT : Bài 1: Trong trình điện phân cation di chuyển về: A Cực dơng, xảy oxi hoá B Cực dơng, xảy khử C Cực âm, xảy oxi hoá D Cực âm, xảy khử Bài 2: Quá trình xảy điện cực điện phân dung dịch AgNO3 : A Cực dơng : Khử ion NO3B Cực ©m : Oxi ho¸ ion NO3C Cùc ©m : Khư ion Ag+ D Cực dơng : Khử H2O Bài 3: Một dung dịch X chứa đồng thời NaNO3, Cu(NO3)2, Fe(NO3)3, Zn(NO3)2, AgNO3 Thứ tự kim loại thoát catot điện phân dung dịch là: A.Ag, Fe,Cu, Zn, B Ag, Fe, Cu, Zn C Ag, Cu, Fe D.Ag,Cu, Fe, Zn, Na Na Bài Phản ứng điện phân nóng chảy dới bị viết sai sản phÈm? dpnc dpnc A Al2O3 2Al+3/2O2 B 2NaOH 2Na+O2+ H2 → → dpnc dpnc C 2NaCl 2Na+Cl2 D CaBr2 Ca + Br2 → → Bµi DÃy gồm kim loại đợc điều chế công nghiệp phơng pháp điện phân hợp chất nóng chảy chúng (ĐH KHốI A 2007) A Na, Ca, Zn B Na, Cu, Al C Na, Ca, Al D Fe, Ca, Al Bài 6: Khi điện phân hỗn hợp dung dịch NaCl CuSO4 , dung dịch sau điện phân hoà tan đợc NaHCO3 xảy trờng hợp sau đây: A NaCl d B NaCl d CuSO4 d C CuSO4 d D NaCl CuSO4 bị điện phân hết Bài 7: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 b mol NaCl ( với điện cực trơ , có màng ngăn xốp ) Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng điều kiện a b ( biết ion SO 42- không bị điện phân dung dịch ) (ĐH KHốI b 2007) A b > 2a B b =2a C b < 2a D 2b =a Bài 8: Khi điện phân có vách ngăn dung dÞch gåm NaCl, HCl Sau mét thêi gian điện phân xác định xảy trờng hợp sau đây, trờng hợp : A Dung dịch thu đợc có làm quỳ tím B Dung dịch thu đợc không đổi màu hóa đỏ quỳ tím C Dung dịch thu đợc làm xanh D A, B, C quỳ tím Bài ứng dụng dới ứng dụng điện phân ? A Điều chế số kim loại, phi kim B Thông qua phản ứng để sản - 59 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ hỵp chÊt sinh dòng điện C Tinh chế số kim loại nh Cu, Pb, D M¹ Zn, sn, Ni, Ag, Au bảo vệ Zn, Fe, Ag, Au trang trí kim loại Bài 10: Natri, canxi, magie, nhôm đợc sản xuất công nghiệp phơng pháp nào: A Phơng pháp thuỷ luyện B Phơng pháp nhiệt luyện C Phơng pháp điện phân D Phơng pháp điện phân hợp chất nóng chảy Bài 11: Thể tích khí hiđro sinh điện phân dung dịch chứa lợng NaCl có màng ngăn (1) màng ngăn (2) là: A B (2) gấp đôi (1) C (1) gấp đôi (2) D không xác định Bài 12: Trong trình điện phân dung dịch KCl, trình sau xảy cực dơng (anot) A ion Cl bị oxi hoá B ion Cl bÞ khư + + C ion K bÞ khư D ion K bị oxi hoá Bài 13: Điều không điều sau: A Điện phân dung dịch NaCl thấy pH dung dịch tăng dần B Điện phân dung dịch CuSO4 thấy pH dung dịch giảm dần C Điện phân dung dịch NaCl + CuSO4 thấy pH dung dich không đổi D Điện phân dung dịch NaCl + HCl thấy pH dung dịch tăng dần Bài 14 Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 b mol NaCl (với điện cực trơ có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau địên phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng điều kiện a b (biết ion SO42- không bị điện phân dung dÞch) A b > 2a B b = 2a C b < 2a D 2b = a Bµi 15: Trong công nghiệp natri hiđroxit đợc sản xuất phơng pháp A điện phân dung dịch NaCl, màng ngăn điện cực B điện phân dung dịch NaNO3, màng ngăn điện cực C điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn điện cực D điện phân NaCl nóng chảy Bài 16: Điều chế Cu từ dung dịch Cu(NO 3)2 phơng pháp thu đợc Cu tinh khiết 99,999% ? A Phơng pháp thủy luyện B Phơng pháp nhiệt luyện C Phơng pháp điện phân D Cả A, B, C c - Bài tập tự giảI SU TP : Bài 1: Tiến hành điện phân điện cực trơ, có màng ngăn dung dịch chứa m(g) hỗn hợp CuSO4, NaCl nớc bắt đầu điện phân điện cực dừng lại anot thu đợc 0,448 lít khí (đktc), dung dịch sau phản ứng hoà tan tối đa 0,68g Al2O3 Tính m Tính khối lợng catot đà tăng trình điện phân Tính khối lợng dung dịch giảm đI sau trình điện phân (Gs nớc bay không đáng kể) Bài 2: Hoà tan 12,5g CuSO4.5H2O vào dung dịch chứa a(g) HCl đợc 100ml dung dịch X Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, dòng điện chiều 5A 386 giây Viết PTHH xảy điện phân Tính nồng độ mol/l chất tan dung dịch sau điện phân - 60 - CC DNG TON HểA Vễ C Sau điện phân lấy điện cực cho vào phần dung dịch 5,9g kim loại M (đứng sau Mg dÃy điện hoá) Khi phản ứng kết thúc, ngời ta thu đợc 0,672 lít khí (1,6atm 54,60C) lọc dung dịch thu đợc 3,26g chất rắn Xác đụnh m tính a Nếu không cho M mà tiếp tục điện phân , nguyên tắc phải điện phân thấy khí thoát K Bài 3: Nung hoàn toàn 45,6g hỗn hợp muối hiđrocacbonat kim loại R R thu đợc hỗn hợp chất rắn A hỗn hợp khí B Cho B hấp thụ hết vào lít dung dịch Ba(OH)2 0,3M (d=1,2) thu đợc 102,44g kết tủa Sau phản ứng khối lợng dung dịch 2325,48g dung dịch có tính bazơ Hoà tan hết chất rắn A cần 500ml dung dịch HCl 3,65% thu đợc muối clorua R R Nếu đem điện phân nóng chảy muối clorua R A cần thời gian t(giây) với cờng ®é I = 10A Trong ®ã, cịng víi thêi gian cờng độ nh đem điện phân nóng chảy muối clorua R A đợc 11,04g R a HÃy xác định R, R b Tính D dung dịch HCl đà dùng Bài 4: Trong 500ml dung dịch A chứa 0,4925g hỗn hợp gồm muối clorua hiđroxit kim loại kiềm Dung dịch A có pH =12 Khi điện phân 1/10 dung dịch A hết clo thu đợc 11,2ml khí clo (2730C 1atm) a) Xác định kim loại b) 1/10 A tác dụng vừa đủ với 25ml dung dịch CuCl2 Tìm nồng độ mol dd CuCl2 c) Hỏi phải điện phân 1/10A với I = 96,5A để đợc dung dịch có chất tan với pH=13 Bài 5: Tiến hành điện phân dung dịch hỗn hỵp gåm HCl 0,01M + CuCl 0,1M + NaCl 0,1M, điện cực trơ, màng ngăn xốp Vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên pH dung dịch theo trình điện phân Bài 6: Điện phân 100ml dung dÞch chøa Cu 2+, Na+; H+; SO42- cã pH = 1, điện cực trơ Sau thời gian điện phân, rút điện cực khỏi dung dịch, thấy khối lợng dung dịch giảm 0,64 gam dung dịch có màu xanh nhạt, thể tích dung dịch không đổi 1.Viết phơng trình phản ứng xảy trình ®iƯn ph©n TÝnh nång ®é H+ cã dung dịch sau điện phân Bài 7: M kim loại có tổng số hạt 87, X halogenua Điện phân dung dịch MXa dòng điện 5A, điện cực trơ, sau 21 phút 27 giây ngừng điện phân, thấy catot sinh 1,9575 gam kimloại M Xác định tên kimloại M nguyên tố X biết MXa có khối lợng phân tử 218,7 Bài 8: Nêu phơng pháp tách chất sau khỏi hỗn hợp: KCl; BaCl2; MgCl2 Bài 9: Điều chế kimloại từ hỗn hợp sau:NaCl; BaCl2; AlCl3; CuCl2 Bài 10: Những trình xảy điện phân dung dịch Cu(NO3)2 than chì? Sau đổi chiều dòng điện điều xảy ra? Bài 11: Tính thời gian để điện phân dung dịch NiSO dòng điện 2A để phủ kín mặt kim loại mỏng có kích thớc 10 ì 10 cm b»ng mét líp niken cã bỊ dµy 0,05mm Biết niken có khối lợng riêng 8,9g/cm3 hiệu suất điện phân 90% Bài 12: Điện phân dung dịch NaCl hết muối với dòng điện 1,61A thấy hết 60phút Tính khối lợng khí thoát ra, biết điện cực trơ, màng ngăn xốp - 61 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ 2.Trén dung dịch sau điện phân với dung dịch H2SO4 chứa 0,04 mol cô cạn dung dịch Tính khối lợng muối khan thu đợc Bài 13: Điện phân lít dung dịch CuSO4 0,5M với điện cực trơ Sau thời gian, ngừng điện phân cho qua dung dịch sau điện phân lợng d khí A thu đợc 72gam chất kết tủa màu đen Biết rằng, đốt cháy A oxi d thu đợc níc vµ khÝ B , B lµm mÊt mµu dung dịch nớc brom Xác định công thức phân tử cđa c¸c khÝ A, B TÝnh thĨ tÝch khÝ thoát anot đktc Tính thể tích dung dịch HNO3 60% ( d= 1,37g/ml) cần thiết để hoà tan lợng kim loại thoát catot Bài 14 Điện phân đến hết 0,1 mol Cu (NO3)2 dung dịch với điện tực trơ, sau điện phân khối lợng dung dịch đà giảm gam A 1,6g B 6,4g C 8,0 gam D 18,8g Bµi 15 Tính thể tích khí (đktc) thu đợc điện phân hết 0,1 mol NaCl dung dịch với điện cực trơ, màng ngăn xốp A 0,024 lit B 1,120 lit C 2,240 lit D 4,489 lit Bài 16: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ , sau thời gian thu đợc 0,32 gam Cu catot lợng khí X anot Hấp thụ hoàn toàn lợng khí X vào 200 ml dung dịch NaOH nhiệt độ thờng) Sau phản ứng nồng độ NaOH lại 0,05M ( giả thiết thể tích dung dịch NaOH không thay đổi) Nồng độ ban đầu dung dịch NaOH (ĐH KHốI A 2007) A 0,15 M B 0,2M C 0,1 M D 0,05M Bµi 17: Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 với điện cực trơ dòng điện chiều I = 9,65 A Khi thể tích khí thoát hai đện cực 1,12 lít (đktc) dừng điện phân Khối lợng kim loại sinh katốt thời gian điện phân là: A 3,2gam và1000 B 2,2 gam vµ 800 C 6,4 gam vµ D 5,4 gam vµ s s 3600 s 1800 s Bµi 18 ĐiƯn phân 200ml dd CuSO4 0,5 M FeSO4 0,5M 15 phút với điện cực trơ dòng điện I= 5A thu đợc catot: A có đồng B Vừa đồng, vừa sắt C có sắt D vừa đồng vừa sắt với lợng kim loại tối đa Bài 19: Điện phân dung dịch CuSO4 điện cực trơ với dòng điện có cờng độ I = 0,5A thời gian 1930 giây khối lợng ®ång vµ thĨ tÝch khÝ O2 sinh lµ A: 0, 64g vµ 0,112 B: 0, 32g vµ 0, C: 0, 96g vµ 0, D: 1, 28g vµ 0, lit 056 lít 168 lít 224 lít Bài 20: Điện phân 200ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,1M CuSO 0,5M điện cực trơ Khi katốt có 3,2g Cu thể tích khí thoát anốt lµ A : 0, 56 lÝt B : 0, 84 lÝt C : 0, 672 lÝt D : 0,448 lit Bài 21: Điện phân dd chứa 0,2 mol FeSO4 0,06mol HCl với dòng điện 1,34 A (điện cực trơ, có màng ngăn) Bỏ qua hoà tan clo nớc coi hiệu suất điện phân 100% Khối lợng kim loại thoát katot thể tích khí thoát anot (đktc) lần lợt là: A 1,12 g Fe 0, 896 lit hỗn hợp khí B 1,12 g Fe 1, 12 lit hỗn hợp khí Cl Cl2 , O2 vµ O2 C 11,2 g Fe vµ 1, 12 lit hỗn hợp khí Cl D 1,12 g Fe 8, 96 lit hỗn hợp khí Cl O2 vµ O - 62 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ C Bài 22: Dung dịch chứa đồng thời 0,01 mol NaCl; 0,02 mol CuCl2; 0,01 mol FeCl3; 0,06 mol CaCl2 Kim loại thoát catot điện phân dung dịch : A Fe B Zn C Cu D Ca Bài 23: Điện phân với điện cực trơ dung dịch muối clorua kim loại hoá trị (II) với cờng độ dòng điện 3A Sau 1930 giây, thấy khối lợng catot tăng1,92 gam Kim loại muối clorua kim loại dới (cho Fe = 56, Ni = 59, Cu = 64, Zn = 65) A Ni B Zn C Cu D Fe Bài 24: Điện phân dùng điện cực trơ dung dịch muối sunfat kim loại hoá trị II với cờng độ dòng điện 3A Sau 1930 giây thấy khối lợng catot tăng 1,92 gam, Cho biết tên kim loại muối sunfat (cho Fe = 56, Ni = 59, Cu = 64, Zn = 65) A Fe B Ca C Cu D Mg (coi thể tích dung dịch điện phân không đổi, có mặt NaCl dùng thêm màng ngăn) Bài 25: Tiến hành điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa AgNO3 Cu(NO3)2 thu đợc 56 gam hỗn hợp kim loại catot 4,48 lít khí anot (đktc) Số mol AgNO3 Cu(NO3)2 X lần lợt (cho Ag = 108, Cu = 64) A 0,2 vµ 0,3 B 0,3 vµ 0,4 C 0,4 0,2 D 0,4 0,2 Bài 26: Điện phân 100ml dung dịch A chứa đồng thời HCl 0,1M NaCl 0,2 M với điện cực trơ có màng ngăn xốp tới anot thoát 0,224 lít khí (đktc) ngừng điện phân Dung dịch sau điện phân có pH (coi thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể) A B C 12 D 13 Bài 27: Điện phân đến hết 0,1 mol Cu(NO3)2 dung dịch với điện cực trơ, sau điện phân khối lợng dung dịch đà giảm bao nhiªu gam ? ( cho Cu = 64; O = 16) A 1,6 gam B 6,4 gam C 8,0 gam D 18,8 gam Bài 28: Khi điện phân 25,98 gam iotua kim loại X nóng chảy, thu đợc 12,69 gam iot Cho biết công thức muối iotua A KI B CaI2 C NaI D CsI Bài 29:Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau thời gian thu đợc 0,32 gam Cu catot lợng khí X anot Hấp thụ hoàn toàn lợng khí X vào 200 ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độ thờng) Sau phản ứng, nồng độ NaOH lại 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi) Nồng độ ban đầu dung dịch NaOH lµ (cho Cu = 64) A 0,15M B 0,2M C 0,1M D 0,05M Bµi 20: Hoµ tan 40 gam muối CdSO4 bị ẩm vào nớc Để điện phân hết cađimi dung dịch cần dùng dòng điện 2,144A thời gian Phần trăm nớc chứa muối lµ A 18,4% B 16,8% C 18,6% D 16% Bµi 31: Điện phân 300ml dung dịch CuSO4 0,2M với cờng độ dòng điện 3,86A Khối lợng kim loại thu đợc catot sau điện phân 20 phút (cho Cu = 64; S = 32; O = 16) A 1,28 gam B.1,536 gam C 1,92 gam D 3,84 gam Bài 32: Điện phân dung dịch MSO4 anot thu đợc 0,672 lít khí (đktc) thấy khối lợng catot tăng 3,84 gam Kim loại M (cho Cu = 64; Fe = 56; Ni = 59; Zn = 65) A Cu B Fe C Ni D Zn Bài 33: Điện phân nóng chảy muối clorua kim loại M, anot thu đợc 1,568 lít khí (đktc), khối lợng kim loại thu đợc catot 2,8 gam Kim loại M - 63 - CC DNG TỐN HĨA VƠ CƠ A Mg B Na C K D Ca Bài 34: Có 200ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO 3)2 AgNO3 Để điện phân hết ion kim loại dung dịch cần dùng dòng điện 0,402A, thời gian giờ, catot thoát 3,44 gam kim loại Nồng độ mol/lit Cu(NO3)2 AgNO3 A 0,1 vµ 0,2 B 0,01 vµ 0,1 C 0,1 vµ 0,01 D 0,1 0,1 Bài 35: Tiến hành điện phân (có màng ngăn xốp) 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp HCl 0,02M NaCl 0,2M Sau anot bay 0,448 lít khí (ở đktc) ngừng điện phân Cần ml dung dịch HNO3 0,1M để trung hoà dung dịch thu đợc sau điện phân A 200 ml B 300 ml C 250 ml D 400 ml Bµi 36: Hoµ tan 1,28 gam CuSO4 vµo nớc đem điện phân tới hoàn toàn, sau thời gian thu đợc 800 ml dung dịch có pH = Hiệu suất phản ứng điện phân A 62,5% B 50% C 75% D 80% Bµi 37: Hoµ tan gam mi ngËm níc CuSO4.nH2O råi ®em ®iƯn phân tới hoàn toàn, thu đợc dung dịch A Trung hoà dung dịch A cần dung dịch chứa 1,6 gam NaOH Giá trị n A B C D Bài 38: Điện phân dung dịch muối nitrat kim loại với hiệu suất dòng điện 100%, cờng độ dòng điện không đổi 7,72A thêi gian 22,5 gi©y Sau kÕt thúc khối lợng catot tăng lên 4,86 gam kim loại bám vào Kim loại A Cu B Ag C Hg D Pb Bài 39: Tiến hành điện phân (có màng ngăn xốp) dung dịch X chứa hỗn hợp gồm 0,02 mol HCl 0,05 mol NaCl với Cờng độ dòng điện 1,93A thời gian 3000 giây, thu đợc dung dịch Y Nếu cho quì tím vào X Y thấy (cho H = 1; Cl = 35,5) A X làm đỏ quì tím, Y làm xanh quì tím B X làm đỏ quì tím, Y làm đỏ quì tím C X đỏ quì tím, Y không đổi màu quì tím D X không đổi màu quì tím, Y làm xanh quì tím - 64 - ... dung dịch chứa NaOH 1M Ba(OH)2 0,5M Khối lượng kết tủa thu sau phản ứng ? -5- CÁC DẠNG TỐN HĨA VÔ CƠ n CO2 = 0,15 mol , n OH- = 0,2 + 0,2 = 0,4 mol , n Ba2+ = 0,1 mol CO2 + OH- → HCO30,15 0,4... , n BaCO3 = 0,05 mol → Khối lượng kết tủa : 197.0.05 = 9,85 gam → Chọn C -9- CÁC DẠNG TỐN HĨA VÔ CƠ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Các em thân mến , để giải toán hỗn hợp gồm nhiều chất giải cách thông thường... 22 - CÁC DẠNG TỐN HĨA VƠ CƠ Câu 20: Cho từ từ 200 ml dung dịch HCl vào 100 ml dung dịch chứa Na2CO3 , K2CO3 , NaHCO3 1M thu 1,12 lít khí CO2 đktc dung dịch X Cho nước vôi dư vào dung dịch X thu