Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu này mình giới thiệu các bài toán hỗn hợp hay và khó, kèm lời giải chi tiết thường gặp trong các đề thi hcj sinh giỏi cấp trung học sư sở. ........................................................................................................................................................................................................................................................................
Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS Chuyên đề: Toán hỗn hợp BDHSG hóa THCS Bài 1: Cho 10 gam hỗn hợp kim loại Al, Mg, Cu hòa tan dd HCl dư thu 8,96 dm khí (đktc) dd A, chất rắn B, lọc lấy chất B đem nung đến khối lượng không đổi thu chất rắn cân nặng 2,75 gam Tìm % khối lượng Kl có hỗn hợp ban đầu Tìm thể tích dd HCl 0,5M cần dùng Đốt cháy hết 10 gam hỗn hợp Tìm thể tích oxi cần dùng BÀI GIẢI nH = 8,96 = 0,4(mol ) 22,4 nCuO = 2,75 = 0,034375(mol ) 80 Gọi a, b, c số mol Al, Mg, Cu (a, b c >0) Cu + HCl không phản ứng → 2AlCl3 + 3H2 ↑ (2) 2Al + 6HCl a 3a a 1,5a → MgCl2 + H2 ↑ (1) Mg + 2HCl b 2b b b t 2Cu + O2 → 2CuO (3) c c theo đề ta có: 27a + 24b + 64c = 10 1,5a + b = 0,4 c = 0,034375 giải HPT ta có: a = 0,2 b = 0,1 c = 0,034375 0,2.27 0,1.24 100% = 54% % Mg = 100% = 24% 10 10 b/ ∑ n HCl = 3a + 2b = 3.0,2 + 2.0,1 = 0,8(mol ) 0,8 Vdd = = 1,6(l ) 0,5 % Al = %Cu = 100% − (54 + 24) = 22% c/ 4Al + 3O2 t → 2Al2O3 (6) a 0,75a 2Mg + O2 t → 2MgO (5) b 0,5b 2Cu + O2 t → 2CuO (4) c 0,5c 0 ∑ nO2 = 0,75a + 0,5b + 0,5c = 0,2171875(mol ) VO2 = 0,2171875.22,4 = 4,865(l ) Bài 2: Hòa tan 20 gam hỗn hợp Cu, Fe, Mg H 2SO4 loãng tạo khí A, dd B chất rắn C Thêm NaOH dư vào dd B, sục không khí đến hoàn toàn thu kết tủa D, lọc lấy kết tủa D đem nung đến khối lượng không đổi thu chất rắn E nặng 24 gam Lấy chất rắn C nung không khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn F nặng gam Xác định A, B, C, D, E, F Tìm % khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu Đốt cháy hoàn toàn 20 gam hỗn hợp cần dung lít không khí BÀI GIẢI Gọi a, b, c số mol Cu, Fe, Mg (a, b, c > 0) Cu không phản ứng với H2SO4 Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (1) Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS 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 Mg(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 t → 2Fe2O3 + 4H2O (6) b 2b 0,5b b t Mg(OH)2 → MgO + H2O (7) c c Chất rắn E: MgO Fe2O3 2Cu + O2 t → 2CuO (8) a a Chất rắn F: CuO 0 a = nCuO = = 0,0625(mol ) 80 Từ (5) (6) ta có: Theo đề ta có: 0,5b.160 + 40c = 24 (g) 64a + 56b + 24c = 20 a = 0,0625 giải HPT ta có: a = 0,0625 b = 0,2 0,625.64 %Cu = 100% = 20% 20 % Mg = 100 − (20 + 56) = 24% % Fe c = 0,2 0,2.56 = 100% = 56% 20 2Cu + O2 t → 2CuO (6) a 0,5a 3Fe + 2O2 t → Fe3O4 (4) c 2c/3 2Mg + O2 t → 2MgO (5) b 0,5b 0 ∑nO2 = 0,5a + VO2 = 2c 0,79375 + 0,5b = (mol ) 3 0,79375 17,78 22,4 = (l ) 3 Vkk = 17,78 = 29,633(l ) Bài 3: Cho 17,4 gam hỗn hợp kim loại Fe, Al, Cu Nếu hòa tan hỗn hợp dd H 2SO4 loãng thu 8,96 dm3 khí H2 Nếu hòa tan hỗn hợp H2SO4 đặc nóng dư thu 12,32 dm3 SO2 (đktc) Tìm % khối lượng Kl có hỗn hợp ban đầu Tìm khối lượng dd H2SO4 98% dùng BÀI GIẢI nH = 8,96 = 0,4(mol ) 22,4 nSO2 = 13,32 = 0,55(mol ) 22,4 Gọi a, b, c số mol Fe, Al, Cu (a, b, c > 0) Cu không phản ứng Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (1) a a a a Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS 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) (2) ta có: a + 1,5b = 0,4 từ (3), (4) (5) ta có: 1,5a + 1,5b + c = 0,55 theo đề ta có: 56a + 27b + 64c = 17,4 giải HPT ta có: a = 0,1 b = 0,2 c = 0,1 0,1.56 0,2.27 100% = 32,184% % Al = 100% = 31,034% 17,4 17,4 %Cu = 100 − (32,184 + 31,034) = 36,782% ∑ n H 2SO4 = 3a + 3b + 2c = 3.0,1 + 3.0,2 + 2.0,1 = 1,1(mol ) % Fe = mH SO4 đn = 1,1.98 = 107,8( g ) mH SO 98% = 107,8.100 = 110( g ) 98 Bài 4: Có hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al nặng 10 gam + Cho hỗn hợp tác dụng với dd HCl dư, lọc lấy phần không tan, đem đun nóng hoàn toàn thu chất rắn nặng gam + Mặc khác cho dung dịch nước lọc tác dụng với dd NaOH dư thu kết tủa Đun nóng kết tủa thu gam chất rắn Tìm % khối lượng kim loại có hỗn hợp Oxi hóa hoàn toàn hỗn hợp thu chất rắn A, muốn hòa tan hoàn toàn A dùng gam H2SO4 49% BÀI GIẢI Chất rắn nặng g CuO nCuO = Kết tủa MgO nMgO = = 0,1(mol ) 80 = 0,1(mol ) 40 Gọi a, b, c số mol 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 → 2NaCl + Mg(OH)2 ↓ (3) MgCl2 + 2NaOH b 2b 2b b → 3NaCl + Al(OH)3 ↓ (4) AlCl3 + 3NaOH c 3c 3c c NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O (5) → t 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 Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS giải PT ta có: c = 0,044 64.0,1 100% = 64% 10 = 100 − (64 + 24) = 12% %Cu = %Cu % Mg = 24.0,1 100% = 24% 10 2Cu + O2 t → 2CuO (7) a a 2Mg + O2 t → 2MgO (8) b b t 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 0 ∑ n H 2SO4 = a + b + 1,5c = 0,1 + 0,1 + 1,5.0,44 = 0,266(mol ) mH SO4 = 0,266.98 = 26,068( g ) mdd = 26,068 100 = 53,2( g ) 49 Bài 5: Cho 35 gam hỗn hợp Mg, Al, Zn tác dụng với dd HCl dư thoát 19,04 lít khí A, dd B Cho NaOH dư vào dd B thu kết tủa C Nung C thu chất rắn D Tìm % khối lượng kim loại có hỗn hợp Biết thể tích H Al tạo gấp hai lần thể tích H2 Mg tạo Tìm khối lượng chất rắn D BÀI GIẢI nH = 19,04 = 0,85(mol ) 22,4 Gọi a, b, c số mol 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 → 2NaCl + Mg(OH)2 ↓ (4) MgCl2 + 2NaOH a 2a 2a a → 3NaCl + Al(OH)3 ↓ (5) AlCl3 + 3NaOH b 3b 3b b → 2NaCl + Zn(OH)2 ↓ (6) ZnCl2 + 2NaOH c 2c 2c c Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (7) b b b Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O (8) c 2c c t Mg(OH)2 → MgO + H2O (9) a a Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS từ (1), (2), (3) ta có: a + 1,5b + c = 0,85 theo đề ta có: 3a = 2b 24a + 27b + 65c = 35 Giải HPT ta có: a = 0,15 b = 0,2 mMg = 0,15.24 = 3,6( g ) c= 0,4 mAl = 0,2.27 = 5,4( g ) mZn = 0,4.65 = 26( g ) 3,6 5,4 100% = 10,285% % Al = 100% = 15,428% 35 35 % Zn = 100 − (10,285 + 15,428) = 74,287% mD = mMgO = 0,15.40 = 6( g ) % Mg = Bài 6: Hòa tan 1,42 gam hỗn hợp Mg, Al, Cu vào dd HCl dư thu dd A khí B, chất rắn C Cho dd A tác dụng với dd NaOH dư thu kết tủa E, nung E không khí thu 0,4 gam chất rắn F Mặc khác đốt nóng C thu 0,8 gam chất rắn D Xác định A, B, C, D, E, F Tìm % khối lượng kim loại hỗn hợp Hòa tan hỗn hợp dd H2SO4 49% vừa đủ Tìm khối lượng dd H2SO4 dùng BÀI GIẢI Gọi a, b, c số mol 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 → 2NaCl + Mg(OH)2 ↓ (3) MgCl2 + 2NaOH a 2a 2a a → 3NaCl + Al(OH)3 ↓ (4) AlCl3 + 3NaOH 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 t → MgO + H2O (7) a a chất rắn F: MgO 0,4 = 0,01(mol ) 40 2Cu + O2 t → 2CuO (8) a = nMgO = Chất rắn D: CuO c = nCuO = 0,8 = 0,01(mol ) 80 Theo đề ta có: 24a + 27b + 64c = 1,42 thay a, c vào ta có b = 0,02 0,01.24 0,02.27 100% = 17% % Al = 100% = 38% 1,42 1,42 = 100 − (17 + 38) = 45% % Mg = %Cu → MgSO4 + H2 ↑ Mg + H2SO4 a a → Al2(SO4)3 + 3H2 ↑ 2Al + 3H2SO4 Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS b 1,5b Cu không phản ứng ∑ n H 2SO4 = a + 1,5b = 0,01 + 0,03 = 0,04(mol ) ⇒ mH SO4 = 0,04.98 = 3,92( g ) mddH SO4 = 3,92.100 = 80( g ) 49 Bài 7: Hòa tan hoàn toàn 8,32 gam hỗn hợp X gồm MgCO FeCO3 vào 50ml dd HCl (D=1,28g/ml) thu dd Y thoát 1,792 lít CO (đktc) Nhỏ dd AgNO3 lấy dư vào ½ dd Y, thu 14,35 gam kết tủa trắng Tính khối lượng muối có hỗn hợp ban đầu Tính nồng độ % dd HCl ban đầu Tính nồng độ % chất có dd Y BÀI GIẢI Gọi a, b, c số mol MgCl2, FeCl2 HCl dư (a, b, c >0) 1,792 14,35 = 0,08(mol ) n AgCl = = 0,1(mol ) 22,4 143,5 MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2 (1) nCO2 = a 2a a a FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + H2O + CO2 (2) b 2b b b 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) (4) ta có a + b = 0,08 < 0,1 => 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 ta có: a = 0,03 b = 0,05 c = 0,02 mMgCO3 = 0,03.84 = 2,52( g ) mFeCO3 = 0,05.116 = 5,8( g ) ∑ n HCl = 2a + 2b + 2c = 0,06 + 0,1 + 0,04 = 0,2(mol ) mHCl = 0,2.36,5 = 7,3( g ) mddHCl = 50.1,28 = 64( g ) 7,3 C % ddHCl = 100% = 11,4% 64 Từ (1) (2) ta có nMgCl = a = 0,03(mol ) ⇒ mFeCl = 0,03.95 = 2,85( g ) nFeCl = b = 0,05(mol ) ⇒ mFeCl = 0,05.128 = 6,35( g ) mddSPU = ( mhh + mddHCl ) − mCO2 = (8,32 + 64) − 0,08.44 = 68,8( g ) 2,85 100% = 4,14% 68,8 0,04.36,5 = 100% = 31,22% 68,8 % MgCl2 = % HCl du % FeCl2 = 6,35 100% = 9,23% 68,8 Bài 8: Cho 40 gam hỗn hợp Al, Al2O3, MgO Hòa tan hỗn hợp 300ml dd NaOH 2M vừa đủ thu 6,72 dm3 khí A, dd B chất rắn C Tìm khối lượng chất rắn C Tìm % khối lượng chất có hỗn hợp Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS Lấy gam hỗn hợp hòa tan dd HCl dư Tìm khối lượng dd HCl 5% cần dùng BÀI GIẢI nNaOH = 0,3.2 = 0,6(mol ) nH = 6,72 = 0,3(mol ) 22,4 Gọi a, b, c số mol Al, Al2O3 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) (2) ta có: a + 2b = 0,6 1,5a = 0,3 Theo đề ta có: 27a + 102b + 40c = 40 Giải HPT ta có: a = 0,2 b = 0,2 c = 0,355 % Al = % MgO 0,2.27 0,2.102 100 = 13,5% % Al O3 = 100 = 51% 40 40 = 100 − (13,5 + 51) = 35,5% Lấy gam hỗn hợp = 40 a ⇒ n Al = 8 ⇒ n Al O3 = b ⇒ nMgO = c 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 a/8 3a/8 Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O b/8 6b/8 MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O c/8 2c/8 ∑n HCl = 3a + 6b + 2c 0,6 + 1,2 + 0,71 = 8 mddHCl 5% = (0,6 + 1,2 + 0,71).36,5.100 = 229,0375( g ) 8.5 Bài 9: Cho 23,22 gam hỗn hợp G gồm Cu, Fe, Zn, Al vào cốc chứa dung dịch NaOH dư thấy lại 7,52 gam chất rắn không tan thu 7,84 lít khí (đktc) Lọc lấy phần chất rắn không tan hoà tan hoà tan hết vào lượng dư dung dịch HNO loãng, phản ứng tạo khí NO, tổng thể tích NO 2,688 lít (đktc) Giả thiết phản ứng đạt hiệu suất 100%, xác định % khối lượng kim loại hỗn hợp G BÀI GIẢI nH = 7,84 = 0,35( mol ) 22,4 nNO = 2,688 = 0,12(mol ) 22,4 Gọi a, b, c, d số mol Al, Zn, Cu, Fe (a, b, c, d >0) → 2NaAlO2 + 3H2 ↑ (1) 2Al + 2NaOH + 2H2O a 1,5a → Na2ZnO2 + H2 ↑ (2) Zn + 2NaOH 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) (2) ta có: 1,5a + b = 0,35 từ (3) (4) ta có: 2c/3 + d = 0,12 theo đề ta có: 27a + 65b + 64c + 56d = 23,22 Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS 64c + 56d = 7,52 Giải HPT ta có: a = 0,1 b = 0,2 c = 0,03 0,1.27 100% = 11,63% 23,22 0,03.64 = 100% = 8,27% 23,22 % Al = %Cu d = 0,1 0,2.65 100% = 55,99% 23,22 0,1.56 % Al = 100% = 24,11% 23,22 % Zn = Bài 10: Cho 30 gam hỗn hợp Al2O3, MgO, Fe2O3 Nếu hòa tan vào dd H2SO4 49% dùng hết 158 gam dd axit Nếu hòa tan hỗn hợp vào dd NaOH 2M dùng hết 200ml dd NaOH Tìm % khối lượng oxit 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 nH SO4 = 158.49 = 0,79(mol ) 100.98 nNaOH = 0,2.2 = 0,4(mol ) Gọi a, b, c số mol Al2O3, MgO 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 ta có: a = 0,2 b = 0,04 c = 0,05 0,2.102 0,04.40 100 = 68% % MgO = 100 = 5,3% 30 30 = 100 − (68 + 5,3) = 26,7% % Al O3 = % Fe2 O3 Lấy 10 gam hỗn hợp = 30 a b c = 10 ⇒ n Al O3 = ⇒ nMgO = ⇒ nFe2 O3 = 3 3 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 2b 2.0,04 6.0,2 + 2.0,04 + 6.0,05 + 2c = 2.0,2 + + 2.0,05 = 3 6.0,2 + 2.0,04 + 6.0,05 = = 1,053(l ) 3.0,5 ∑ n HCl = 2a + ⇒ Vdd Bài 11: Hỗn hợp X gồm ba kim loại Al, Fe, Cu Cho m gam hỗn hợp X vào dung dịch CuSO (dư) sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 35,2 gam kim loại Nếu hòa tan m gam hỗn hợp X vào 500 ml dung dịch HCl 2M đến phản ứng xảy hoàn toàn thu 8,96 lít khí H2 (đktc), dung dịch Y a gam chất rắn a Viết phương trình phản ứng xảy tìm giá trị a b Cho từ từ dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y khuấy đến thấy bắt đầu xuất kết tủa dùng hết V1 lít dung dịch NaOH 2M, tiếp tục cho tiếp dung dịch NaOH vào đến Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS lượng kết tủa thay đổi lượng dung dịch NaOH 2M dùng hết 600 ml Tìm giá trị m V1 BÀI GIẢI nCu = 35,2 = 0,55(mol ) 64 nH = 8,96 = 0,4(mol ) 22,4 nHCl = 0,5.2 = 1(mol ) Gọi a, b, c số mol Al, Fe 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 nHCl = 2nH mà theo đề nHCl > 2nH HCl dư Al, Fe phản ứng hết 1,5a + b = 0,4 (II) từ (I), (II) ta có c = 0,15 mCu = 0.15.64 = 9,6( g ) HCl + NaOH (5) → NaCl + H2O 0,2 0,2 Khi phản ứng (5) kết thúc, kết tủa bắt đầu xuất Lượng NaOH dùng phản ứng (5) là: 0,2 mol Suy V1 = 0,2 = 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 kết thúc phản ứng (6), (7), (8) lượng kết tủa thay đổi Số mol NaOH thực phản ứng (5), (6), (7), (8) là: 0,2 + 3x + 2y + x = 1,2 mol → 4x + 2y = mol → 2x + y = 0,5 (**) Từ (*), (**) ta có: x = 0,2 mol, y = 0,1 mol Khối lượng 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 Mg vào 100ml dung dịch CuSO Sau phản ứng hoàn toàn, lọc thu 0,69 gam chất rắn B dd C Thêm dd NaOH (dư) vào C, lấy kết tủa đem nung không khí đến khối lượng không đổi, 0,45 gam chất rắn D Tìm nồng độ mol dung dịch CuSO4, tính thành phần trăm theo khối lượng kim loại hỗn hợp A thể tích khí SO (đktc) bay hòa tan hoàn toàn chất rắn B H2SO4 đặc, nóng dư BÀI GIẢI a/ Theo đầu bài: lúc đầu dung 0,51 gam hỗn hợp , qua biến đổi thu 0,45 gam MgO Fe2O3 thiếu CuSO4 dư Fe Gọi a, b số mol Mg, Fe phản ứng 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 → Na2SO4 + Mg(OH)2 ↓ (3) MgSO4 + NaOH Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS a a a a → Na2SO4 + Fe(OH)2 ↓ (4) FeSO4 + NaOH b b b b t Mg(OH)2 → MgO + H2O (5) a a 4Fe(OH)2 + O2 t → 2Fe2O3 + 4H2O (6) b 0,5b Từ (1) (2) ta có: (a + b)64 + 56c = 0,69 Từ (6) (7) ta có: 40a + 0,5.160b = 0,45 Theo đề ta có: 24a + 56b + 56c = 0,51 Giải HPT ta có: a = 0,00375 b = 0,00375 0 ∑ CuSO4 = a + b = 0,00375 + 0,00375 = 0,0075(mol ) CM CuSO4 = c = 0,00375 0,0075 = 0,075M 0,1 b/ thành phần phần trăm: C % Mg = 0,00375.24 100% = 17,65% 0,51 C % Fe = 0,0075.56 100% = 82,35% 0,51 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 ∑ n SO2 = a + b + 1,5c = 0,00375 + 0,00375 + 1,5.0,00375 = 0,013125(mol ) VSO2 = 0,013125.22.4 = 0,294(l ) Bài 13: Cho hỗn hợp Mg Al tác dụng với 200ml dd ZnSO 0,3M (lượng dư) thu chất rắn A dd B, chất rắn A tan hoàn toàn dd HCl giải phóng 1,008 lít khí đktc Đem dd B tác dụng với dd NaOH dư thu 0,87 gam kết tủa a/ Viết PTHH b/ Tính khối lượng kim loại hỗn hợp BÀI GIẢI nZnSO4 = 0,2.0,3 = 0,06( mol ) nH 1,008 = 0,045(mol ) 22,4 Gọi a, b, c số mol Mg, Al 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 → ZnCl2 + H2 ↑ (3) Zn + 2HCl a +1,5b a +1,5b → Na2SO4 + Mg(OH)2 ↓ (4) MgSO4 + 2NaOH a 2a a a → 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 ↓ (5) Al2(SO4)3 + 6NaOH 0,5b 3b 1,5b b Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS → Na2SO4 + Zn(OH)2 ↓ (6) ZnSO4 + 2NaOH Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O (7) Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (8) Từ (5) ta có: a = nMg (OH ) = 0,87 = 0,015(mol ) 58 Từ (5) ta có: a + 1,5b = 0,045 thay a = 0,015 vào ta có b = 0,02 mAl = 0,02.27 = 0,54( g ) Vậy mMg = 0,015.24 = 0,36( g ) Bài 14: Cho 14,3 gam hỗn hợp gồm Mg, Zn, Al tác dụng với 800ml dd HCl 3M Chứng minh sau phản ứng dư axit Nếu phản ứng thoát 11,2 lít khí (đktc) Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu, biết nMg nZn có tỉ lệ 1:1 Tìm thể tích dung dịch đồng thời Ca(OH) 3M Ba(OH)2 2M cần dùng để trung hòa lượng axit dư BÀI GIẢI 11,2 = 0,5( mol ) 22,4 14,3 = 0,6( mol ) Giả sử hỗn hợp có Mg ⇒ nhh = 24 Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 nHCl = 0,8.3 = 2,4(mol ) nH = Từ PTHH ta thấy 0,6 mol Mg cần 1,2 mol Theo đề số mol HCl = 2,4 mol gấp lần số mol Mg Mà số mol Mg lớn số mol hỗn hợp sau phản ứng dư HCl Gọi a, b, c số mol Mg, Zn 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 ta có: a = 0,1 b = 0,1 c = 0,2 mMg = 0,1.24 = 2,4( g ) mZn = 0,1.65 = 6,5( g ) mAl = 0,2.27 = 5,4( g ) Gọi a lít thể tích Ca(OH)2 Ba(OH)2 ⇒ nCa ( OH ) = 3a ⇒ nBa ( OH ) = 2a Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + H2O (4) 3a 6a Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + H2O (5) 2a 4a ∑ n HCl = 2a + 2b + 3c = 0,2 + 0,2 + 0,6 = 1( mol ) ⇒ nHCl du = 2,4 − = 1,4(mol ) Từ (4) (5) ta có 6a + 4a = 1,4 a = 0,14(lít) = 140(ml) Bài 15: Có 1,5 gam hỗn hợp bột kim loại Fe, Al, Cu Chia hỗn hợp thành hai phần nhau: Phần I: Cho tác dụng với dd HCl dư, phản ứng xong, lại 0,2 gam chất rắn không tan thu 448ml khí (đktc) Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS Phần II: Cho tác dụng với 400ml dd có chứa hai muối AgNO 0,08M Cu(NO3)3 0,5M Phản ứng xong, thu chất rắn A dd B 1/ Xác định thành phần định tính định lượng chất rắn A 2/ Tính nồng độ mol chất có dd B Biết Al phản ứng hết đến Fe phản ứng AgNO3 bị phản ứng trước, hết AgNO đến Cu(NO3)2, thể tích dd xem không thay đổi trình phản ứng BÀI GIẢI nH = 0,0448 = 0,02(mol ) 22,4 Gọi a, b, c số mol Fe, Al, Cu phần Phần I: → FeCl2 + H2 ↑ Fe + 2HCl → a a → 2AlCl3 + 3H2 2Al + 6HCl → b 1,5b Cu không phản ứng chất rắn SPƯ 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 KL 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) → 0,01 → 0,03 0,01 → 0,03 2Al + 3Cu(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Cu ↓ (2) Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag ↓ (3) 0,001 ← 0,002 → 0,001 → 0,002 Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu ↓ (4) → 0,004 → 0,004 0,004 → 0,004 Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag ↓ (5) Xác định thành phần định tính định lượng A Từ phản ứng ta có hỗn hợp gồm Ag Cu nAgNO3 = 0,08.0,4 = 0,032 (mol) n Cu(NO3)2 = 0,5.0,4 = 0,2 (mol) ⇒ nAgNO3 dư = 0,032 – 0,03 = 0,002 (mol) từ (1) từ (3) ⇒ nFe tham gia phản ứng = 0,005 – 0,001 = 0,004 (mol) = nCu(NO3)2 phản ứng ⇒ nCu(NO3)2 dư = 0,2 – 0,004 = 0,196 (mol) Từ (1), (3), (4) ⇒ nCu sinh = 0,004 (mol) ⇒ mCu thu = 0,004.64 + 0,2 = 0,456 (g) nAg sinh 0,03 + 0,002 = 0,032 (mol) ⇒ mAg = 0,032.108 = 3,456 (g) Tính nồng độ mol chất dd B: 0,01 = 0,025( M ) 0,4 0,001 + 0,004 CM Fe( NO3 ) = = 0,0125( M ) 0,4 0,196 CM Cu ( NO3 ) du = = 0,49( M ) 0,4 CM Al ( NO3 )3 = Bài 16: Cho hỗn hợp A gồm Na, Al, Mg + Cho m gam hỗn hợp A vào nước dư thu 8,96 lít H2 Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS + Cho m gam hỗn hợp A vào NaOH dư thu 15,68 lít H2 + Cho m gam hỗn hợp A vào HCl dư thu 26,88 lít H2 Tìm m % khối lượng kim loại hỗn hợp BÀI GIẢI nH = 8,96 = 0,4(mol ) 22,4 nH = 15,68 = 0,7(mol ) 22,4 nH = 26,88 = 1,2(mol ) 22,4 Gọi a, b, c số mol 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: → 2NaOH + H2 ↑ 2Na + 2H2O a a a 0,5a → 2NaAlO2 + 3H2 ↑ 2Al(dư) + 2H2O + 2NaOH b b b b 1,5 b thể tích H2 TN2 > thể tích H2 TN1 TN1 Al dư, TN2 Al tác dụng hết từ TN1 ta có: 0,5a + 1,5a = 0,4 ⇒ a = 0,2 (mol) TN2 ta có: 0,5a + 1,5b = 0,7 ⇒ b = 0,4 (mol) + Khi A vào dd HCl dư: → 2NaCl + H2 ↑ 2Na + 2HCl a a a 0,5a → 2AlCl3 + 3H2 ↑ 2Al + 6HCl b 3b b 1,5b → MgCl2 + H2 ↑ Mg + 2HCl c 2c c c từ PƯ ta có: 0,5a + 1,5b + c = 1,2 thay a = 0,2 b = 0,4 ta có: c = 0,5 mNa = 0,2.23 = 4,6( g ) mAl = 0,4.27 = 10,8( g ) mMg = 0,5.24 = 12( g ) mhh = 4,6 + 10,8 + 12 = 27,4( g ) 4,6 10,8 % Na = 100 = 16,79% % Al = 100 = 39,42% 27,4 27,4 % Mg = 100 − (16,79 + 39,4) = 43,81% Bài 17: Hỗn hợp A gồm bột nhôm sắt chia thành phần nhau: Hòa tan hoàn toàn phần dung dịch H 2SO4 loãng dư thu dung dịch B Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch B, lấy toàn kết tủa nung không khí nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi thu gam chất rắn Cho phần tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy thể tích khí thoát 3,36 lít (đktc) Tính % khối lượng hỗn hợp A BÀI GIẢI Gọi số mol Al, Fe phần x y Ở phần 1, phản ứng xảy 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) Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS x 2x Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (5) FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 (6) y y t 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (7) → y 0,5y Ở phần 2, phản ứng xảy là: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (8) x 1,5x = 0,05(mol ) = 0,5 y ⇒ y = 0,1(mol ) 160 3,36 = 0,15(mol ) => x = 0,1 Theo phản ứng (8) có nH2 = 1,5x = 22, 0,1.27 100 = 32,53(%) % khối lượng Al hỗn hợp ban đầu là: 0,1.27 + 0,1.56 Từ phản ứng (2,6,7) ta có nFe O = % khối lượng Fe hỗn hợp ban đầu 100 – 32,53 = 67,47 (%) Bài 18: Cho 4,15 gam hỗn hợp Fe Al dạng bột tác dụng với 200ml dd CuSO 0,525M khuấy kỹ hỗn hợp để phản ứng xảy hoàn toàn Đem lọc kết tủa thu được, kết tủa A gồm hai kim loại có khối lượng 7,84 gam 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 kim loại hỗn hợp b/ Tính thể tích dd HNO3 tối thiểu phải dùng : Bài giải Giả sử hỗn hợp có Al n hh = 4.15 = 0.15( mol ) > nCuSO = 0.525 x0.2 = 0.105(mol 27 Vậy Fe dư gọi a, b số mol Al Fe phản ứng với CuSO c số mol 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(NO3)2 + 2NO + 4H2O (3) 3Cu + 8HNO3 1.5a+b → 8(1,5a+b)/3 Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (4) c 4c Từ (1) (2) ta có: (1.5a + b).64 + 56c =7.84 1.5a + b = 0.105 Giải HPT ta có: c = 0.02 (mol) mFe du = 1.12( g ) m Fe + m Al = 4.15 − 1.12 = 3.03( g ) 1.5a + b = 0.105 27a + 56b = 3.03 Giải HPT ta có: a= 0.05 b= 0.03 m Al = 0.05x27= 1.35 (g) m Fe = 0.03x56 + 1.12 = 2.8 (g) 1.35 x100 = 32.53% 4.15 % Fe = 100% − 32.53% = 67.47% % Al = Số mol HNO3 cần = 4a +8b/3+4c = 0.36(mol) V HNO3 2M cần dùng 0.36 = 0.18(l ) Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS Bài 19: Cho hỗn hợp gồm KCl KBr tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO 3, làm khô kết tủa đến khối lượng không đổi, thấy khối lượng kết tủa khối lượng AgNO phản ứng Tìm % khối lượng KCl KBr hỗn hợp ban đầu BÀI GIẢI Cách 1: Gọi a, b số mol KCl KBr KCl + AgNO3 → KNO3 + AgCl a a a → → KBr + AgNO3 → KNO3 + AgBr b b → b → từ PTPƯ ta có: 143.5a + 188b = (a + b)170 Biến đổi ta có a 18 0.36 = = b 26.5 0.53 Dụa vào tỷ số ta tính tỉ lệ % sau: 0.36 x74.5 x100% = 29,83% (0.36 x74.5) + (0.53 x119) % KBr = 100% − 29.83% = 70.17% % KCl = Cách 2: Giả sử số mol hỗn hợp KCl KBr mol Gọi a, b số mol KCl 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 0.36 x74.5 x100% = 29,83% (0.36 x74.5) + (0.53 x119) % KBr = 100% − 29.83% = 70.17% % KCl = Bài 20: Cho m1 gam hỗn hợp gồm Na 2CO3 K2CO3 hòa tan m1 gam hỗn hợp vào 61,8 gam H2O thu dd A Cho A tác dụng với dd HCl dư thu chất khí, cho khí hấp thụ vào 500ml dd Ba(OH)2 0,5M thu m2 gam kết tủa, lọc lấy kết tủa, dd lại trung hòa 50ml dd NaOH 2M Biết mK CO = 2,604mNa CO Tìm m1 m2 Tìm nồng độ % dd A BÀI GIẢI Gọi a, b số mol Na2CO3 K2CO3 (a, b > 0) nBa ( OH ) = 0,5.0,5 = 0,25(mol ) 3 nNaOH = 0,05.2 = 0,1(mol ) Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 (1) a 2a 2a a K2CO3 + 2HCl → 2KCl + H2O + CO2 (2) b 2b 2b b → BaCO3 ↓ + H2O (3) CO2 + Ba(OH)2 0,2 (0,25-0,05) 0,2 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (4) 0,1 0,05 0,05 Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS → Na2CO3 + BaCO3 ↓ + 2H2O (5) Ba(HCO3)2 + 2NaOH 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: m2 = mBaCO = 0,2.197 = 39,4( g ) Theo đề ta có: mK CO = 2,604mNa CO ⇒ 138b = 2,604.106a ⇒ 276,024a − 138b = Giải HPT: a + b = 0,3 276,024a – 138b = Ta có: a = 0,1 b = 0,2 3 mK CO3 = 0,1.138 = 13,8( g ) mNa CO3 = 0,2.106 = 21,2( g ) m1 = 13,8 + 21,2 = 35( g ) mddA = 35 + 61,8 = 96,8( g ) 35 C % ddA = 100% = 36,16% 96,8 Bài 21: Cho hỗn hợp A gồm oxit: Al2O3, CuO, K2O tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm 1: Nếu cho hỗn hợp A vào nước dư, khuấy kỹ thấy 15 gam chất rắn không tan Thí nghiệm 2: Nếu cho thêm vào hỗn hợp A lượng Al 2O3 50% lượng Al2O3 A ban đầu lại hoà tan vào nước dư, sau thí nghiệm thấy lại 21 gam chất rắn không tan Thí nghiệm 3: Nếu cho vào hỗn hợp A lượng Al 2O3 75% lượng Al2O3 A, lại hoà tan vào nước dư, thấy lại 25 gam chất rắn không tan Tính khối lượng oxit hỗn hợp A BÀI GIẢI Cách 1: Cho A vào nước dư: CuO không tan K2 O + H O → 2KOH (1) Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O (2) Từ TN2 TN3 tăng thêm 25% lượng chất rắn không tan tăng gam lượng Al 2O3 ban đầu 16 gam n Al O3 = 18 = 0,16(mol ) 102 TN2 thêm 50% Al2O3 có nghĩa thêm gam sau phản ứng ta thấy khối lượng chất rắn sau phản ứng tăng gam Vậy sau TN lượng KOH dư hòa tan thêm gam Al2O3 Suy lượng chất rắn không tan sau TN1 CuO = 15 gam Từ phản ứng (2) ta có nKOH = 2n Al O = 2 18 18 ⇒ mKOH = 94 = 16.59( g ) 102 102 Cách 2: Gọi a, b, c số mol Al2O3, K2O, CuO K2 O + H O → 2KOH (1) b 2b Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O (2) b 2b 2b Bài 22: Cho hỗn hợp A gồm MgO Al 2O3, chia A thành hai phần hoàn toàn nhau, phần có khối lượng 19,88 gam Cho phần I tác dụng với 200ml dd HCl đun nóng khuấy Sau kết thúc phản ứng, làm bay cẩn thận hỗn hợp, thu 47,38 gam chất rắn khan Cho phần II tác dụng với 400ml dd HCl dùng thí nghiệm trên, đun nóng khuấy sau kết thúc phản ứng lại làm bay hỗn hợp cuối thu 50,68 gam chất rắn khan Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS 1/ Viết phương trình phản ứng xảy 2/ Tính nồng độ mol dd HCl dùng 3/ Tính hàm lượng % theo khối lượng oxit hỗn hợp A BÀI GIẢI Cách 1: MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O (1) Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O (2) Theo phương trình phản ứng từ oxit tạo nên muối, cô cạn hỗn hợp khối lượng chất rắn khan tăng lên so với khối lượng ban đầu Vì hai phần có khối lượng nên hai lần hòa tan mà oxit vừa tan hết HCl dư khối lượng chất rắn khan phải chất rắn khan hỗn hợp hai muối Theo đề khối lượng chất khan hai lần khác nên có lần lượng oxit chưa tan hết phần Theo phương trình phản ứng mol HCl phản ứng hết khối lượng chất rắn khan tăng lên: (2 35,5 – 16) : = (6 35,5 - 16) : = 27,5g/mol HCl Lần 1, axit phản ứng hết axit dư Số mol HCl phản ứng = (47,38 – 19,88) : 27,5 = 1mol; CMHCl = 1: 0,2 = 5M b) Nếu lần oxit chưa tan hết thì: CHCl 0,4 = (50,68 – 19,88) : 27,5 => CHCl = 2,8 M, vô lí Lần oxit tan hết, thu MgCl2 AlCl3, số mol MgCl2 = x; số mol Al2O3 = y Ta có hệ phương trình: 40x + 102y = 19,88 (1) 95x + 2133,5y = 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 cho H2 qua, sau phản ứng lại 3,92 gam Fe Mặc khác cho 4,72 gam hỗn hợp nói vào dd CuSO lắc kỹ, lọc lấy chất rắn làm khô cân nặng 4,96 gam Tìm % khối lượng chất hỗn hợp Hòa tan 1/5 hỗn hợp vào dd HCl thu dd A, cho NaOH dư vào A, sục không khí vào đến hòa tan thu kết tủa B, nung B thu chất rắn C Tìm khối lượng chất rắn C BÀI GIẢI nFe = 3,92 = 0,07(mol ) 56 Fe a FeO + H2 t → Fe + H2O (1) b b b t 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 0 ∆ m ↑= 4,96 − 4,72 = 0,24( g ) 0,24 nFe PU = a = = 0,03(mol ) Ta có: 64a + 56b + 160c = 4,96 a + b + 2c = 0,07 a = 0,03 giải HPT ta có: a = 0,03 b= Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS Bài 24: Hỗn hợp X có: MgO, CaO; hỗn hợp Y có: MgO, Al 2O3 Khối lượng hỗn hợp X= khối lượng hỗn hợp Y = 9,6 gam, số mol MgO X 1,125 lần số mol MgO Y Cho X Y tác dụng với 100 ml dd HCl 19,87% (D=1,047 g/ml) thu dd X / Y/ Cho X/ tác dụng với Na2CO3 thu 1,904 dm3 khí CO2 (đktc) Tìm % khối lượng chất X nồng độ % dd X/ Hỏi Y có tan hết dd HCl không? Nếu cho 340 ml dd KOH 2M vào Y /, thu gam kết tủa BÀI GIẢI nHCl = 100.1,047.19,8 = 0,57(mol ) 100.36,5 nCO2 1,904 = 0,085(mol ) 22,4 nKOH = 0,34.2 = 0,68(mol ) Gọi a, b số mol MgO CaO X (a, b >0) Gọi x, y số mol MgO Al2O3 Y (x, y >0) Theo đề ta có: m X = mY = 9,6( g ) a = 1,125 x X tác dụng với HCl: MgO + 2HCl → MgCl2 + HCl (1) a 2a a a CaO + 2HCl CaCl2 + HCl (2) → b 2b b b Y tác dụng với HCl: MgO + 2HCl → MgCl2 + HCl (3) x 2x x x Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3HCl (4) y 6y y y X/ tác dụng với HCl: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 (5) 0,17 0,085 nHCl tác dụng với X = 0,57 – 0,47 = 0,4 (mol) từ (1) (2) ta có: 40a + 56b = 9,6 2a + 2b = 0,4 Giải HPT ta có: a = 0,1 b = 0,1 mMgO = 0,1.40 = 4( g ) mCaO = 0,1.56 = 5,6( g ) mX / = 9,6 + 104,7 = 114,3( g ) Khối lượng chất X/: mMgCl = 0,1.95 = 9,5( g ) mCaCl = 0,1.111 = 11,1( g ) mHCl du = 0,17.36,5 = 6,205( g ) mX / = 9,5 + 11,1 + 6,205 = 26,805( g ) %X / = 26,805.100 = 23,45% 114,3 Từ (3) (4) ta có: 40x + 102y = 9,6 Mặc khác ta có a = 1,125x mà a = 0,1 x = 0,089 thay x vào PT ta có: y = 0,06 Giả sử Y tan hết theo (3), (4) ta có nHCl = x + y = 2.0,089 + 6.0,06 = 0,54(mol ) < 0,57(mol) đề Vậy Y tan hết → Mg(OH)2 ↓ + 2KCl MgCl2 + 2KOH x 2x x 2x → Al(OH)3 ↓ + 3KCl AlCl3 + 3KOH y 3y y 3y ∑ n = x + y = 2.0,089 + 3.0,06 = 0,358(mol ) < 0,68(mol) Y/ tác dụng hết KOH nMg ( OH ) = 0,089.58 = 5,162( g ) n Al ( OH ) = 0,06.78 = 4,68( g ) Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS Bài tập 25: Hòa tan hoàn toàn 57,6 gam hỗn hợp A gồm Fe 3O4, Fe2O3, FeO, Fe dd HCl cần dùng 360 gam dd HCl 18,25% để tác dụng vừa đủ Sau phản ứng thu V lít H dd B Cho toàn H2 sinh tác dụng hết với CuO dư điều kiện nhiệt độ cao, sau phản ứng thu hỗn hợp rắn gồm Cu CuO có khối lượng nhỏ khối lượng CuO ban đầu 3,2 gam 1/ Nếu cô cạn dd B, ta thu gam muối khan? 2/ Nếu hỗn hợp A ban đầu có tỉ lệ mol Fe 2O3: FeO = : Tính nồng độ % chất có dd B 3/ Hỗn hợp X chứa Fe3O4, Fe2O3, FeO, Fe Nếu dùng 100 gam X cho tác dụng với lít dd HCl 2M Chứng minh hỗn hợp X tan hết BÀI GIẢI Gọi a, b, c, d số mol Fe3O4, Fe2O3, FeO, Fe (a, b,c, d > 0) 360.18,25 = 1,8( mol ) 100.36,5 Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O → a→ 8a a → 2a → 4a Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O → → b 6b 2b → 3b FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O → → c 2c c → c Fe + 2HCl FeCl2 + H2 → → d → 2d d → d CuO + H2 → Cu + H2O d→ d → d → d 3,2 = 0,2(mol ) theo đề ta có số mol CuO phản ứng là: nCuO = d = 16 theo đl BTKL ta có: mhh + maxit = mmuoi + mnuoc + mH (*) nHCl = mH = 0,2.2 = 0,4( g ) nHCl = 8a + 6b + 2c + 2d = 1,8 ⇒ 4a + 3b + c = 0,7 mH O = 4a + 3b + c = 0,7.18 = 12,6( g ) Thay vào (*) ta có: mmuoi = (57,6 + 65,7) − (12,6 + 0,4) = 110,3( gam) Ngoài tính khối lượng muối khan theo ĐL bảo toàn nguyên tố Khối lượng muối = khối lượng hỗn hợp + khối lượng Cl có HCl – khối lượng O A = 57,6 + 1,8.35.5 – 0,7.16 = 110,3 (g) Tính nồng độ %: Ta có mA = 232a + 160b + 72c + 56d =57,6 ⇔ 232a +160b + 72c = 46,4 ⇔ 4a + 3b + c = 0,7 Theo đề b = c ⇔ 4a + 4b = 0,7 ⇔ a + b = a + c = 0,175 Khối lượng dd B thu là: mddB = mA + mddHCl − mH = 57,6 + 360 − 0,2.2 = 417,2( g ) (a + c + d )127 0,375.127 C % FeCl = 100% = 100% = 11,4% 417,2 417,2 (2a + 2b)162,5 0,35.162,5 C % FeCl 3= 100% = 100% = 13,6% 417,2 417,2 c/ Chứng minh X tan hết: 57,6 gam hỗn hợp A có số mol Fe3O4, Fe2O3, FeO, Fe a, b, c, d 100 gam hỗn hợp A có số mol Fe3O4, Fe2O3, FeO, Fe là: n HCl phản ứng = 100.8a 100.6b 100.2c 100.2d + + + = 57,6 57,6 57,6 57,6 100a 100b 100c 100d , , , 57,6 57,6 57,6 57,6 ⇔ 100(8a + 6b + 2c + 2d ) 100 = 1,8 = 3,125(mol ) 57,6 57,6 Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS n HCl ban đầu = 2.2 = mol > 3,125(mol) Vậy hỗn hợp tan hết Ngoài ta chứng minh cách giả sử hh có Fe tìm n trung bình so sánh Bài 26: Hòa tan 14,4 gam Mg vào 400cm dd HCl chưa rõ nồng độ thu V lít khí H2 chất rắn không tan Lọc lấy chất rắn, cho thêm 20 gam Fe hòa tan vào 500 cm dd HCl thấy thoát V2 lít H2 lại 3,2 gam chất rắn không tan Tìm V1, V2 BÀI GIẢI Cách 1: nMg = 14,4 = 0,6(mol ) 24 Gọi x nồng độ dd HCl nHCl = 0,4 x Lúc đầu có chất không tan Mg dư HCl vừa đủ → MgCl2 + H2 ↑ Mg + 2HCl 0,2x 0,4x 0,2x 0,2x Số mol Mg dư = 0,6 – 0,2x Lúc sau 3,2(g) chất rắn Fe dư (Mg mạnh phản ứng trước) HCl hết nFe PU = 20 − 3,2 = 16,8( g ) nFe = nHCl = 0,5 x 16,8 = 0,3(mol ) 56 → MgCl2 + H2 ↑ Mg (dư) + 2HCl 0,6 – 0,2x 2(0,6 – 0,2x) 0,6 – 0,2x nHCl 0,5x - 2(0,6 – 0,2x) = 0,9x - 1,2 → FeCl2 + H2 ↑ Fe + 2HCl 0,45x-0,6 0,9x-1,2 Từ ta có: (0,45x-0,6) = 0,3 ⇒ x = Vậy V1 = 0,2 x.22,4 = 0,2.2.22,4 = 8,96(l ) V2 = ((0,6 − 0,2 x) + 0,3)22,4 = 11,2(l ) Cách 2: nMg = 14,4 = 0,6(mol ) 24 Lúc đầu có chất không tan Mg dư HCl vừa đủ Gọi a số mol Mg phản ứng lúc đầu → MgCl2 + H2 ↑ Mg + 2HCl a 2a a a CM HCl = 2a a = (M ) 0,4 0,2 Số mol Mg dư = 0,6 – a Lần sau: nFe ( pu ) = 20 − 3,2 = 0,3(mol ) 56 → MgCl2 + H2 ↑ + 2HCl Mg 0,6 – a 1,2 – 2a 0,6 – a → FeCl2 + H2 ↑ Fe + 2HCl 0,3 0,6 0,3 Theo đề ta có: CM HCl = 1,2 − 2a + 0,6 a = ⇔ a = 0,4 0,5 0,2 Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THCS V1 =,4.22,4 = 8,96(l ) V2 = ((0,6 − a ) + 0,3).22,4 = ((0,6 − 0,4) + 0,3).22,4 = 11,2(l ) Bài 27: Trộn 300ml dung dịch HCl (ddX) với 500ml dung dịch HCl (ddY) ta dd Z Cho dung dịch Z tác dụng 10,53g kẽm phản ứng vừa đủ a/ Tính CM (Z) b/ Dung dịch X pha từ dung dịch Y, cách pha thêm nước vào dung dịch Y theo tỉ lệ: V H 2O VY = Tính CM ddX dd Y? BÀI GIẢI a) VddZ = 300 + 500 = 800ml = 0,8 lít nZn = 10,53 = 0,162 mol 65 -Phương trình phản ứng: Zn + 2HCl → 0,162 0,324 CM ddZ = ZnCl2 + H2 0,324 = 0,405 (M) 0,8 b) Gọi y nồng độ mol dung dịch Y Theo ra, dung dịch X pha từ dung dich Y: Trong 300ml ddX có thành phần VH O VY là: 300.2 VH O= + = 200(ml) ; VY = 300- 200 = 100(ml) -Trong 300ml ddX có số mol HCl: 0,1y (mol) -Trong 500ml ddY có số molHCl: 0,5y (mol) Tổng số mol HCl ddZ: 0,324 mol Ta có: 0,1y + 0,5y = 0,324 (mol) => y = 0,54 CM ddY = 0,54 M CM ddX = 0,1 y 0,1.0,54 = = 0,18 M 0,3 0,3 V H 2O VY =