Phòng GD&ĐT huyện Bình Lục Chuyên đề 3 : Toán thành phần % các chất trong hỗn hợp a(g) Hỗn hợp X gồm chất A và chất B tác dụng với b mol chất C Tính thành phần % các chất trong hỗn hợp. Dạng 1. Chỉ 1 chất Atrong hỗn hợp tác dụng . Từ Phơng trình phản ứng của A và C n A theo n C m A %m A %m B Dạng 2. Cả A và B đều tác dụng với C Gọi x là số mol của A và y là số mol của B trong hỗn hợp x.M A + y.M B = a (1) Phơng trình phản ứng : A + C ? x n C (theo x) B + C ? Y n C (theo y) n C ( theo x,y) = b (mol) (2) Giải hệ phơng trình (1)và(2) tìm đợc x và y m A và m B %m A = a m .100 ; %m B = a m .100 hoặc = 100 - %m A Bài1. Cho 10gam hỗn hợp Al và Ag tác dụng với lợng d dung dịch H 2 SO 4 loãng thu đợc 6,72 lít khí (đo ở đktc). Tính thành phần % theo khối lợng hỗn hợp kim loại ban đầu. Giải - Ag đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học nên không phản ứng với dung dịch H 2 SO 4 loãng. - Al phản ứng với dung dịch H 2 SO 4 : 2Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (1) 422 726 2 , , H = n = 0,3 mol - Số mol Al có trong hỗn hợp: n Al = 2 3 2 H n = 0,2 mol - Khối lợng Al có trong hỗn hợp: m Al = 27.0,20 = 5,4 mol - % Khối lợng Al trong hỗn hợp: %Al = % ,, , 100 4564 45 + = 54,0% - % Khối lợng Ag trong hỗn hợp: %Ag = 100 54,0 = 46,0% A B Bài2. Hoà tan 19,00 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al vào dung dịch axit HCl d, sau phản ứng thu đợc 13,44 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn và còn 6,40 gam chất rắn không tan. Hãy tính thành phần % khối lợng mỗi chất trong hỗn hợp trên. Giải - Vì Cu không phản ứng với axit HCl nên chất rắn không tan chính là Cu và m Cu = 6,4 gam. Khối lợng kim loại Mg và Al tan ra là: m Mg + m Al = 19.0 - 6,4 = 12,6 gam Gọi số mol Mg và Al trong hỗn hợp lần lợt là x mol và y mol. Ta có phơng trình phản ứng: Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 (1) 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 (2) Theo các phơng trình phản ứng (1) và (2) ta có hệ phơng trình: ==+ =+ 6,0 4,22 44,13 2 3 6,122724 yx yx Giải hệ phơng trình này thu đợc x = 0,3 mol; y = 0,2 mol Vậy % khối lợng các kim loại trong hỗn hợp dầu là: %m Cu = %. , , 100 019 46 =33,68% %m Mg = %. , ,. %. , x 100 019 3024 100 019 24 = =37,89% %m Al = %. , ,. %. , y 100 019 2027 100 019 27 = =28,42% Bài3. Cho 22,2 gam hỗn hợp gồm Al, Fe hoà tan hoàn toàn trong dung dịch HCl thu đợc 13,44 lít H 2 (đktc). Tính thành phần % khối lợng mỗi chất trong hỗn hợp và khối lợng muối clorua khan thu đợc. Giải Gọi số mol Fe và Al trong 22,2 gam hỗn hợp lần lợt là x mol và y mol. Ta có phơng trình phản ứng: 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 (1) Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 (2) Theo các phơng trình phản ứng (1) và (2) ta có hệ phơng trình: 2 ==+ =+ 60 422 4413 2 3 2222756 , , , yx ,yx Giải hệ phơng trình này thu đợc x = 0,3 mol; y = 0,2 mol Vậy % khối lợng các kim loại trong hỗn hợp dầu là: %m Fe = %. , ,. %. , x 100 222 3056 100 222 56 = =75,68% %m Al = %. , ,. %. , y 100 222 2027 100 222 27 = =24,32% Khối lợng muối clorua thu đợc: m = 32 AlClFeCl mm + =127x + 133,5y = 64,8 gam Bài4. Hoà tan 15,80 gam hỗn hợp Al, Mg và Fe vào 500,0 ml dung dịch HCl 2,50 mol/lít thu đợc 13,44 lít H 2 (đo ở đktc) và dung dịch A. Trong hỗn hợp có số mol Al bằng số mol Mg. Tính % khối lợng mỗi kim loại trong hỗn hợp đã hoà tan và tính khối lợng muối có trong dung dịch A Giải - Gọi số mol Al, Mg và Fe trong hỗn hợp lần lợt là: x mol, x mol, z mol. - Số mol HCl: n HCl = 0,500.2,5 = 1,250 mol - Các phơng trình phản ứng: Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 (1) 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 (2) Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 (3) - Số mol H 2 sinh ra: 600 422 4413 51 2 , , , , H ==++= yxxn mol (I) - Số mol HCl tham gia phản ứng (1), (2) và (3): n HCl = 2 2 H n = 2.0,60 = 1,20 mol < 1,25 mol nên HCl d, kim loại tan hết. - Khối lợng hỗn hợp kim loại: m hỗn hợp kim loại = m Al + m Mg + m Fe = 27x + 24x + 56y = 15,80 gam (II) Giải phơng trình (I) và (II) thu đợc: x = 0,20 mol, y = 0,010 mol %m Al = 34,18%; %m Mg = 30,38%; %m Fe = 35,44%; - Khối lợng hỗn hợp muối: m muối = 3 AlCl m + 2 MgCl m + 2 FeCl m = 58,40 gam 3 Bài5. Đun nóng 16,8 gam bột sắt với 6,4 gam bột lu huỳnh (trong điều kiện không có không khí) đến phản ứng hoàn toàn thu đợc chất rắn A. Hoà tan A bằng dung dịch HCl d thu đợc hỗn hợp khí B. Chia hỗn hợp khí B làm 2 phần bằng nhau, phần 1 cho lội từ từ qua dung dịch CuCl 2 thấy có m gam kết tủa CuS đen. Phần 2 đem đốt cháy trong oxi cần V lít (đo ở đktc). a. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra. b. Tính m, V. Giải - Số mol Fe: n Fe = 56 816, = 0,3 mol; Số mol S: n S = 32 46, = 0,2 mol a. Các phơng trình phản ứng: Fe + S Ct o FeS (1) n Fe > n S => Fe d, hỗn hợp rắn A gồm FeS và Fe FeS + 2HCl FeCl 2 + H 2 S (2) Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 (3) - Hỗn hợp khí B gồm H 2 S và H 2 cho một nửa hỗn hợp khí B qua dung dịch CuCl 2 : H 2 S + CuCl 2 CuS + 2HCl (4) - Đốt cháy một nửa hỗn hợp khí B: 2H 2 S + 3O 2 2SO 2 + 2H 2 O (5) 2H 2 + O 2 2H 2 O (6) b. Tính m, V. - Theo phơng trình phản ứng (1) trong hỗn hợp A gồm FeS 0,2 mol, Fe 0,1 mol. - Theo phơng trình phản ứng (1) và (2) trong hỗn hợp B gồm H 2 S 0,2 mol, H 2 0,1 mol. - Theo phơng trình phản ứng (4) số mol CuS 0,1 mol khối lợng CuS: m CuS = 96.0,1 = 9,6 gam - Theo phơng trình phản ứng (5) và (6) số mol O 2 cần: 222 2 1 2 3 HSHO nnn += = 0,175 mol. 22 422 OO ., nV = = 3,92 lít Bài6. Cho 22,0 gam hỗn hợp X gồm Fe và Al tác dụng với 2 lít dung dịch HCl 0,3 M thu đợc V lít H 2 (đkc). a. Chứng minh hỗn hợp X không tan hết. Tính V. b. Cho 22,0 gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với Cl 2 thu đợc 85,9 gam muối. Tính khối lợng mỗi kim loại trong X. 4 Giải a. Chứng minh hỗn hợp X không tan hết. Tính V. - Gọi số mol của Fe trong 22,0 gam hỗn hợp là a mol. - Gọi số mol của Al trong 22,0 gam hỗn hợp là b mol. Ta có: 56a + 27b = 22,0 gam (I) - Các phơng trình phản ứng: 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 (1) Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 (2) - Số mol HCl: n HCl = 2.0,3 = 0,6 mol - Từ phơng trình (I) ta có: 28(2a + 3b) - 57b = 22,0 (2a + 3b) > 28 22 = 0,79 mol > n HCl = 0,6 nên HCl thiếu, kim loại không tan hết. 2 H n = 2 HCl n = 0,3 mol - Thể tích H 2 thu đợc: 2 H V = 22,4. 2 H n = 6,72 lít b. Tính khối lợng mỗi kim loại trong X. - Các phơng trình phản ứng: 2Al + 3Cl 2 2AlCl 3 (3) 2Fe + 3Cl 2 2FeCl 3 (4) - Khối lợng muối thu đợc: m muối = 162,5a + 133,5b = 85,9 gam (II) - Giải hệ phơng trình (I) và (II) ta đợc: a = 0,2 mol, b = 0,4 mol. m Al = 0,4.27 = 10,8 gam m Fe = 0,2.56 = 11,2 gam Bài7. Khử hoàn toàn 552,0 gam hỗn hợp Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 bằng khí CO thu đợc 392,0 gam sắt. Tính thể tích CO cần dùng (đo ở đktc). Tính thể tích dung dịch Ca(OH) 2 1,00 mol/lít tối thiểu cần dùng để hấp thụ hoàn toàn lợng khí CO 2 sinh ra để tránh gây ô nhiễm môi trờng. Gọi số mol Fe 3 O 4 và số mol Fe 2 O 3 trong hỗn hợp là x mol và y mol. Các phơng trình phản ứng: 5 Fe 3 O 4 + 4CO Ct o 3Fe + 4CO 2 (1) Fe 2 O 3 + 3CO Ct o 2Fe + 3CO 2 (2) Theo các phơng trình phản ứng (1) và (2) ta có: - Khối lợng hỗn hợp oxit: m = 232x + 160y = 552,0 gam (I) - Khối lợng sắt thu đợc: m Fe = 56(3x + 2y) = 392,0 gam (II) x = 1,0 mol, y = 2,0 mol, Theo các phơng trình phản ứng (1) và (2) ta có: n CO = 4x + 3y = 10,0 mol - Thể tích khí CO cần sử dụng: V CO = 22,4.10,0 = 224,0 lít. - Số mol CO 2 = số mol CO = 10,0 mol. Phản ứng hấp thụ CO 2 với thể tích tối thiểu: 2CO 2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO 3 ) 2 (3) - Số mol Ca(OH) 2 = 2 1 số mol CO 2 = 5,0 mol. - Thể tích dung dịch Ca(OH) 2 cần dùng: V = 5,00 lít. Bài8.: Cho hỗn hợp A (Al 2 O 3 ; CuO; K 2 O) tiến hành 3 Thí nghiệm : -TN1 : Cho A vào H 2 O d thu đợc 15g chất rắn -TN2 :Cho thêm vào A 50% lợng Al 2 O 3 ban đầu và cho vào H 2 O d thu đợc 21g chất rắn . -TN3 :Cho thêm vào A 75% lợng Al 2 O 3 ban đầu và cho vào H 2 O d thu đợc 25g chất rắn.Tính số g mỗi chất trong hỗn hợp A Giải *Gọi n Al2O3 = a mol , n CuO = b mol, n K2O = c mol PTPU K 2 O + H 2 O 2KOH (1) 2KOH + Al 2 O 3 KAlO 2 + H 2 O (2) *Giả sử Al 2 O 3 còn d sau thí nghiệm 1 là m gam. Thì khối lợng chất rắn sau PU m rắn = m CuO + m 15 = 80b + m Mặt khác TN2 khi cho thêm 50% lợng Al 2 O 3 ban đầu vào A thì khối lợng chất rắn sau khi pha là : m rắn = m CuO + m + 0,5.a.102 = 21 a = 17 2 Khối lợng chất rắn ở TN3 = Khối lợng chất rắn ở TN1 + 0,75.a.102 = 15 + 9 = 24g <25g Vậy giả sử đặt ra là không đúng Al 2 O 3 đã phản ứng hết trong TN1 m CuO = 15g 6 *TN2 khi cho thêm 50% lợng Al 2 O 3 ban đầu vào A thì khối lợng chất rắn sau khi hoà tan tăng lên 21-15=6g Al 2 O 3 đã phản ứng không hết trong TN2 Khối lợng chất rắn ở TN3 = Khối lợng chất rắn ở TN2 + 0,25.a.102 25 = 21 + 25,5a a = 5,25 4 m Al2O3 = 16 g *Theo TN2 thì m Al2O3 đã phản ứng với KOH là : (16 + 8) 6 = 18g Theo (1)và(2) n K2O = n Al2O3 = 102 18 = 17 3 m K2O = 15,588g Bài9. A là hỗn hợp : Ba; Mg; Al - TN1 Cho m g A vào H 2 O đến phản ứng xong thoát ra 8,96(l) H 2 (đktc) - TN2 Cho m g A vào NaOH d thoát ra 12,32(l) H 2 (đktc) - TN3 Cho m g A vào dung dịch HCl d thoát ra 13,44(l) H 2 (đktc) Tính m và % lợng mỗi kim loại trong A Giải - Số mol H 2 lần lợt ở các thí nghiệm là : 0,4mol ; 0,55 mol ; 0,6 mol TN1: Ba + 2H 2 O Ba(OH) 2 + H 2 x x x Ba(OH) 2 + 2H 2 O+2Al Ba(AlO 2 ) 2 + 3H 2 x 2x 3x TN2 vẫn xảy ra 2 phản ứng trên NaOH + H 2 O + Al NaAlO 2 + 1,5H 2 TN3: Ba + 2HCl BaCl 2 + H 2 0,1 0,1 Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 n Mg n Mg Al + 3HCl AlCl3 + 1,5H 2 0,3 1,5x0,3 - ở TN2 NaOH d Ba và Al PU hết và thu đợc 0,55 mol H 2 > 0,4 mol H 2 ở TN1 Ba đã PU hết và Al phản ứng không hết với Ba(OH) 2 Vậy theo TN1 ta có : x + 3x = 0,4 mol x = 0,1 mol n Ba = 0,1mol ở TN2 n Al phản ứng với NaOH là : 0,1 mol n Al = 0,1 + 2x 0,1 = 0,3 mol. - ở TN3: n Mg = 0,6 (0,1 + 1,5.0,3) = 0,05 mol. Vậy m Ba = 13,7g , m Al = 8,1g ; m Mg = 1,2g m = 3g 7 59,56% 35,21% 5,23% Chuyên đề 5 : Toán giải bằng ph ơng pháp giả định Dạng toán giả định là dạng toán xem nh bài toán cha đủ dữ kiện để giải Cách giải là ta xe giả định lợng chất tham gia phản ứng là 100g hoặc là 1 mol Bài1.Hỗn hợp chứa Fe;FeO và Fe 2 O 3 . Nếu hoà tan hỗn hợp bằng HCl d thì lợng H 2 thoát ra bằng 1% lợng hỗn hợp đem thí nghiệm . Mặt khác nếu khử hỗn hợp trên bằng H 2 thì thu đợc lợng H 2 O bằng 21,15% lợng hỗn hợp đem thí nghiệm. Xác định % mỗi chất trong hỗn hợp. Giải Giả sử lợng hỗn hợp đem thí nghiêm là 100(g). m H2 = 100. 100 1 = 1(g). n H2 = 2 1 = 0,5 mol m H2O =100. 100 15,21 = 21,15(g). n H2O = 18 15,21 = 1,175 mol Phơng trình phản ứng : Thí nghiệm 1. Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 (1) 0,5 mol 0,5 mol Thí nghiệm 2 FeO + H 2 Fe + H 2 O (2) x x Fe 2 O 3 + 3H 2 2Fe + 3H 2 O (3) 3 y y Theo phản ứng (1) n Fe = n H2 = 0,5 mol m Fe = 0,5 . 56 = 28 (g). Theo phản ứng (2),(3) tacó : =+ =++ 175,1 100 3 1607228 yx y x x = 0.5 y = 0.67 Khối lợng hỗn hợp là : Vậy thành phần % các chất trong hỗn hợp là : %m Fe = %100. 100 8,2 = 28% %m FeO = %100. 100 725,0 x =36% %m Fe2O3 =36% 8 Bài2 Hỗn hợp A gồm NaCl và KCl tan trong H 2 O thành dung dịch .Thêm AgNO 3 và dung dịch này tách ra 1 lợng kết tủa bằng 229,6% so với lợng A. Tính % mỗi chất trong hỗn hợp A. Giải Giả sử lợng A dùng là 100g Lợng kết tủa là 229,6g. Gọi x là số mol NaCl và y là số mol KCl PU : NaCl + AgNO 3 NaNO 3 + AgCl x x KCl + AgNO 3 KNO 3 + AgCl y y Ta có : =+ =+ 1005,745,58 5,143 6,229 yx yx x = 1,2 ; y= 0,4 Thành phần % mỗi chất trong hỗn hợp A là : +) %NaCl = 100 5,582,1 x x100 = 70,2% +)% KCl = = 29,8% Bài3. Hỗn hợp gồm NaCl và NaBr khi tác dụng với AgNO 3 d thì tạo ra 1 lợng kết tủa bằng lợng AgNO 3 đã phản ứng .Tính % mỗi chất trong hỗn hợp . Giải Giả sử lợng AgNO 3 đã dùng là : 170g n AgNO3 = 1 mol PUHH : NaCl + AgNO 3 NaNO 3 + AgCl x x x NaBr + AgNO 3 NaNO 3 + AgBr y y y Gọi x là số mol NaCl và y là số mol NaBr Ta có : { 1 1701885,143 =+ =+ yx yx x = 0,4; y= 0,6 Vậy thành phần % : +) %NaCl = 836,05,584,0 5,584,0 xx x + x100 % %NaBr Bài4. Hỗn hợp A gồm Oxit của một KL(II) và muối cacbonat của KL đó dợc hoà tan hết bằng dung dịch H 2 SO 4 loãng vừa đủ tạo ra khí B và dung dịch D . Cô cạn D thu đợc một lợng muối khan bằng 168% lợng A .Biết lợng khí B bằng 44% lợng A .Xác định KL(II) ? % mỗi chất trong A? Giải 9 Đặt công thức của KL(II) là : R khối lợng mol là M . Giả sử lợng A đã dùng là 100g Lợng muối khan : 168g và lợng khí B=44g. Đặt x là số mol của RO và y là số mol của RCO 3 PTPU : RO + H 2 SO 4 RSO 4 + H 2 O x x RCO 3 + H 2 SO 4 RSO 4 + H 2 O + CO 2 y y y Theo các PUHH ta có hệ phơng trình : + =+ =+++ = 96 168 100)60()16( 1 M yx MyMx y x=0,4 ; M = 24 = M Mg Vậy +KL(II) cần tìm là Mg. +%MgO = 100 404,0 x x100 = 16% +%MgCO 3 = 84% Bài5 : Hỗn hợp A gồm các kim loại Mg; Al; Cu . Oxi hoá hoàn toàn m(g) A thu đ- ợc 1,72m gam hỗn hợp ba Oxit với hoá trị cao nhất của mỗi kim loại . Hoà tan m (g) A băng dung dịch HCl 10 . Vậy % khối lợng các kim loại trong hỗn hợp dầu là: %m Cu = %. , , 100 019 46 =33,6 8% %m Mg = %. , ,. %. , x 100 019 3024 100 019 24 = =37,8 9% %m Al = %. . hợp là : Vậy thành phần % các chất trong hỗn hợp là : %m Fe = %1 00. 100 8,2 = 2 8% %m FeO = %1 00. 100 725,0 x =3 6% %m Fe2O3 =3 6% 8 Bài2.. Hỗn hợp A gồm