Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng A-XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HOÁ HỌC Phƣơng pháp 1: Xác định công thức hoá học dựa trên biểu thức đại số. * Cách giải: - Bƣớc 1: Đặt công thức tổng quát. - Bƣớc 2: Lập phƣơng trình(Từ biểu thức đại số) - Bƣớc 3: Giải phƣơng trình -> Kết luận  Các biểu thức đại số thƣờng gặp. - Cho biết % của một nguyên tố. - Cho biết tỉ lệ khối lƣợng hoặc tỉ lệ %(theo khối lƣợng các nguyên tố).  Các công thức biến đổi. - Công thức tính % của nguyên tố trong hợp chất. CTTQ AxBy AxBy %A = M A .x .100% M AxBy --> M .x %A = A %B M B .y - Công thức tính khối lƣợng của nguyên tố trong hợp chất. CTTQ AxBy AxBy mA = nA x B y .MA.x --> mA M .x = A mB M B .y Lƣu ý: - Để xác định nguyên tố kim loại hoặc phi kim trong hợp chất có thể phải lập bảng xét hoá trị ứng với nguyên tử khối của kim loại hoặc phi kim đó. - Hoá trị của kim loại (n): 1  n  4, với n nguyên. Riêng kim loại Fe phải xét thêm hoá trị 8/3. - Hoá trị của phi kim (n): 1  n  7, với n nguyên. - Trong oxit của phi kim thì số nguyên tử phi kim trong oxit không quá 2 nguyên tử. Bài tập áp dụng: Bài 1: Một oxit nitơ(A) có công thức NOx và có %N = 30,43%. Tìm công thức của (A). Đáp số: NO2 Bài 2: Một oxit sắt có %Fe = 72,41%. Tìm công thức của oxit. Đáp số: Fe3O4 Bài 3: Một oxit của kim loại M có %M = 63,218. Tìm công thức oxit. Đáp số: MnO2 Bài 4: Một quặng sắt có chứa 46,67% Fe, còn lại là S. a) Tìm công thức quặng. b) Từ quặng trên hãy điều chế 2 khí có tính khử. Đáp số: a) FeS2 b) H2S và SO2. Bài 5: Oxit đồng có công thức CuxOy và có mCu : mO = 4 : 1. Tìm công thức oxit. Đáp số: CuO Bài 6: Oxit của kim loại M. Tìm công thức của oxit trong 2 trƣờng hợp sau: a) mM : mO = 9 : 8 b) %M : %O = 7 : 3 Đáp số: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 1 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng a) Al2O3 b) Fe2O3 Bài 7: Một oxit (A) của nitơ có tỉ khối hơi của A so với không khí là 1,59. Tìm công thức oxit A. Đáp số: NO2 Bài 8: Một oxit của phi kim (X) có tỉ khối hơi của (X) so với hiđro bằng 22. Tìm công thức (X). Đáp số: TH1: CO2TH2: N2O Phƣơng pháp 2: Xác định công thức dựa trên phản ứng.  Cách giải: - Bƣớc 1: Đặt CTTQ - Bƣớc 2: Viết PTHH. - Bƣớc 3: Lập phƣơng trình toán học dựa vào các ẩn số theo cách đặt. - Bƣớc 4: Giải phƣơng trình toán học.  Một số gợi ý: - Với các bài toán có một phản ứng, khi lập phƣơng trình ta nên áp dụng định luật tỉ lệ. - Tổng quát: Có PTHH: aA + bB -------> qC + pD (1) Chuẩn bị: a b.MB q.22,4 Đề cho: nA pƣ nB pƣ VC (l ) ở đktc Theo(1) ta có: a n A. pu = b.M B m B. pu = q.22,4 VC Bài tập áp dụng: Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 1gam nguyên tố R. Cần 0,7 lit oxi(đktc), thu đƣợc hợp chất X. Tìm công thức R, X. Đáp số: R là S và X là SO2 Bài 2: Khử hết 3,48 gam một oxit của kim loại R cần 1,344 lit H2 (đktc). Tìm công thức oxit. - Đây là phản ứng nhiệt luyện. - Tổng quát: Oxit kim loại A + (H2, CO, Al, C) ---> Kim loại A + (H2O, CO2, Al2O3, CO hoặc CO2) - Điều kiện: Kim loại A là kim loại đứng sau nhôm. Đáp số: Fe3O4 Bài 3: Nung hết 9,4 gam M(NO3)n thu đƣợc 4 gam M2On. Tìm công thức muối nitrat Hƣớng dẫn: - Phản ứng nhiệt phân muối nitrat. - Công thức chung: -----M: đứng trƣớc Mg---> M(NO2)n (r) + O2(k) 0 M(NO3)3(r) -----t ------ -----M: ( từ Mg --> Cu)---> M2On (r) + O2(k) + NO2(k) -----M: đứng sau Cu------> M(r) + O2(k) + NO2(k) Đáp số: Cu(NO3)2. Bài 4: Nung hết 3,6 gam M(NO3)n thu đƣợc 1,6 gam chất rắn không tan trong nƣớc. Tìm công thức muối nitrat đem nung. Hƣớng dẫn: Theo đề ra, chất rắn có thể là kim loại hoặc oxit kim loại. Giải bài toán theo 2 trƣờng hợp. Chú ý: TH: Rắn là oxit kim loại. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 2 Trƣờng THCS Nghĩa Trung t Phản ứng: 2M(NO3)n (r) ---- ----> M2Om (r) Gv: Nguyễn Công Thƣơng 2n  m + 2nO2(k) + O2(k) 2 Hoặc 4M(NO3)n (r) ----t----> 2M2Om (r) + 4nO2(k) + (2n – m)O2(k) Điều kiện: 1  n  m  3, với n, m nguyên dƣơng.(n, m là hoá trị của M ) Đáp số: Fe(NO3)2 Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 6,8 gam một hợp chất vô cơ A chỉ thu đƣợc 4,48 lít SO2(đktc) và 3,6 gam H2O. Tìm công thức của chất A. Đáp số: H2S Bài 6: Hoà tan hoàn toàn 7,2g một kim loại (A) hoá trị II bằng dung dịch HCl, thu đƣợc 6,72 lit H2 (đktc). Tìm kim loại A. Đáp số: A là Mg Bài 7: Cho 12,8g một kim loại R hoá trị II tác dụng với clo vừa đủ thì thu đƣợc 27g muối clorua. Tìm kim loại R. Đáp số: R là Cu Bài 8: Cho 10g sắt clorua(chƣa biết hoá trị của sắt ) tác dụng với dung dịch AgNO3 thì thu đƣợc 22,6g AgCl(r) (không tan). Hãy xác định công thức của muối sắt clorua. Đáp số: FeCl2 Bài 9: Hoà tan hoàn toàn 7,56g một kim loại R chƣa rõ hoá trị vào dung dịch axit HCl, thì thu đƣợc 9,408 lit H2 (đktc). Tìm kim loại R. Đáp số: R là Al Bài 10: Hoà tan hoàn toàn 8,9g hỗn hợp 2 kim loại A và B có cùng hoá trị II và có tỉ lệ mol là 1 : 1 bằng dung dịch HCl dùng dƣ thu đƣợc 4,48 lit H 2(đktc). Hỏi A, B là các kim loại nào trong số các kim loại sau đây: ( Mg, Ca, Ba, Fe, Zn, Be ) Đáp số:A và B là Mg và Zn. Bài 11: Hoà tan hoàn toàn 5,6g một kim loại hoá trị II bằng dd HCl thu đƣợc 2,24 lit H2(đktc). Tìm kim loại trên. Đáp số: Fe Bài 12: Cho 4,48g một oxit của kim loại hoá trị tác dụng hết 7,84g axit H 2SO4. Xác định công thức của oxit trên. Đáp số: CaO Bài 13: Để hoà tan 9,6g một hỗn hợp đồng mol (cùng số mol) của 2 oxit kim loại có hoá trị II cần 14,6g axit HCl. Xác định công thức của 2 oxit trên. Biết kim loại hoá trị II có thể là Be, Mg, Ca, Fe, Zn, Ba. Đáp số: MgO và CaO Bài 14: Hoà tan hoàn toàn 6,5g một kim loại A chƣa rõ hoá trị vào dung dịch HCl thì thu đƣợc 2,24 lit H2(đktc). Tìm kim loại A. Đáp số: A là Zn Bài 15: Có một oxit sắt chƣa rõ công thức, chia oxit này làm 2 phần bằng nhau. a/ Để hoà tan hết phần 1 cần dùng 150ml dung dịch HCl 1,5M. b/ Cho luồng khí H2 dƣ đi qua phần 2 nung nóng, phản ứng xong thu đƣợc 4,2g sắt. Tìm công thức của oxit sắt nói trên. Đáp số: Fe2O3 Bài 16: Khử hoàn toàn 4,06g một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng nƣớc vôi trong dƣ, thấy tạo thành 7g kết tủa. Nếu lấy lƣợng kim loại sinh ra hoà tan hết vào dung dịch HCl dƣ thì thu đƣợc 1,176 lit khí H2 (đktc). Xác định công thức oxit kim loại. Hƣớng dẫn: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 3 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Gọi công thức oxit là MxOy = amol. Ta có a(Mx +16y) = 4,06 MxOy + yCO -----> xM + yCO2 a ay ax ay (mol) CO2 + Ca(OH)2 ----> CaCO3 + H2O ay ay ay (mol) Ta có ay = số mol CaCO3 = 0,07 mol.---> Khối lƣợng kim loại = M.ax = 2,94g. 2M + 2nHCl ----> 2MCln + nH2 ax 0,5nax (molTa có: 0,5nax = 1,176 :22,4=0,0525molhaynax=0,105Lậptỉlệ: Max 2,94 =28.Vậy M = 28n ---> Chỉ có giá nax 0,0525 trị n = 2 và M = 56 là phù hợp. Vậy M là Fe. Thay n = 2 ---> ax = 0,0525. Ta có: 3 ax 0,0525 x = = = ----> x = 3 và y = 4. Vậy công thức oxit là Fe3O4. 4 ay 0,07 y B-PHẢN ỨNG HOÁ HỌC- PHƢƠNG TRÌNH HOÁ HỌC I/ Phản ứng vừa có sự thay đổi số oxi hoá, vừa không có sự thay đổi số oxi hoá. 1/ Phản ứng hoá hợp.Đặc điểm của phản ứng: Có thể xảy ra sự thay đổi số oxi hoá hoặc không. t0 Ví dụ:Phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá. 4Al (r) + 3O2 (k)  2Al2O3 (r) Phản ứng không có sự thay đổi số oxi hoá. BaO (r) + H2O (l)  Ba(OH)2 (dd) 2/ Phản ứng phân huỷ. - Đặc điểm của phản ứng: Có thể xảy ra sự thay đổi số oxi hoá hoặc không. t0 Ví dụ:Phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá. 2KClO3 (r)  2KCl (r) + 3O2 (k) t0 Phản ứng không có sự thay đổi số oxi hoá. CaCO3 (r  CaO (r) + CO2 (k) II/ Phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá. 1/ Phản ứng thế.Đặc điểm của phản ứng: Nguyên tử của đơn chất thay thế một hay nhiều nguyên tử của một nguyên tố trong hợp chất. Ví dụ:Zn (r) + 2HCl (dd)  ZnCl2 (dd) + H2 (k) 2/ Phản ứng oxi hoá - khử.Đặc điểm của phản ứng: Xảy ra đồng thời sự oxi hoá và sự khử. hay xảy ra đồng thời sự nhƣờng electron và sự nhận electron. t0 Ví dụ:CuO (r) + H2 (k)  Cu (r) + H2O (h) Trong đó: - H2 là chất khử (Chất nhƣờng e cho chất khác) - CuO là chất oxi hoá (Chất nhận e của chất khác) - Từ H2 -----> H2O đƣợc gọi là sự oxi hoá. (Sự chiếm oxi của chất khác) - Từ CuO ----> Cu đƣợc gọi là sự khử. (Sự nhƣờng oxi cho chất khác) III/ Phản ứng không có thay đổi số oxi hoá. 1/ Phản ứng giữa axit và bazơ.Đặc điểm của phản ứng: Sản phẩm thu đƣợc là muối và nƣớc. Ví dụ: 2NaOH (dd) + H2SO4 (dd  Na2SO4 (dd) + 2H2O (l) NaOH (dd) + H2SO4 (dd)  NaHSO4 (dd) + H2O (l) Cu(OH)2 (r) + 2HCl (dd)  CuCl2 (dd) + 2H2O (l) Trong đó:Phản ứng trung hoà (2 chất tham gia ở trạng thái dung dịch). - Đặc điểm của phản ứng: là sự tác dụng giữa axit và bazơ với lƣợng vừa đủ. - Sản phẩm của phản ứng là muối trung hoà và nƣớc. Ví dụ: NaOH (dd) + HCl (dd)  NaCl (dd) + H2O (l) 2/ Phản ứng gữa axit và muối. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 4 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng - Đặc điểm của phản ứng: Sản phẩm thu đƣợc phải có ít nhất một chất không tan hoặc một chất khí hoặc một chất điện li yếu. Ví dụ:Na2CO3 (r) + 2HCl (dd)  2NaCl (dd) + H2O (l) + CO2 (k) BaCl2 (dd) + H2SO4 (dd)  BaSO4 (r) + 2HCl (dd) Lƣu ý: BaSO4 là chất không tan kể cả trong môi trƣờng axit. 3/ Phản ứng giữa bazơ và muối. - Đặc điểm của phản ứng: + Chất tham gia phải ở trạng thái dung dịch (tan đƣợc trong nƣớc) + Chất tạo thành (Sản phẩm thu đƣợc) phải có ít nhất một chất không tan hoặc một chất khí hoặc một chất điện li yếu. + Chú ý các muối kim loại mà oxit hay hiđroxit có tính chất lƣỡng tính phản ứng với dung dịch bazơ mạnh. Ví dụ: 2NaOH (dd) + CuCl2 (dd)  2NaCl (dd) + Cu(OH)2 (r) Ba(OH)2 (dd) + Na2SO4 (dd)  BaSO4 (r) + 2NaOH (dd) NH4Cl (dd) + NaOH (dd)  NaCl (dd) + NH3 (k) + H2O (l) AlCl3 (dd) + 3NaOH (dd)  3NaCl (dd) + Al(OH)3 (r) Al(OH)3 (r) + NaOH (dd)  NaAlO2 (dd) + H2O (l) 4/ Phản ứng giữa 2 muối với nhau. - Đặc điểm của phản ứng: + Chất tham gia phải ở trạng thái dung dịch (tan đƣợc trong nƣớc) + Chất tạo thành (Sản phẩm thu đƣợc) phải có ít nhất một chất không tan hoặc một chất khí hoặc một chất điện li yếu. Ví dụ: NaCl (dd) + AgNO3 (dd)  AgCl (r) + NaNO3 (dd) BaCl2 (dd) + Na2SO4 (dd)  BaSO4 (r) + 2NaCl (dd) 2FeCl3 (dd) + 3H2O (l) + 3Na2CO3 (dd)  2Fe(OH)3 (r) + 3CO2 (k) + 6NaCl (dd) III-CÁC PHƢƠNG PHÁP CÂN BẰNG MỘT PHƢƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG. 1/ Cân bằng phƣơng trình theo phƣơng pháp đại số. Ví dụ: Cân bằng phƣơng trình phản ứng:P2O5 + H2O  H3PO4 Đƣa các hệ số x, y, z vào phƣơng trình ta có: - Căn cứ vào số nguyên tử P ta có: 2x = z (1) - Căn cứ vào số nguyên tử O ta có: 5x + y = z (2) - Căn cứ vào số nguyên tử H ta có: 2y = 3z (3) 6x Thay (1) vào (3) ta có: 2y = 3z = 6x => y = = 3x 2 Nếu x = 1 thì y = 3 và z = 2x = 2.1 = 2 => Phƣơng trình ở dạng cân bằng nhƣ sau: P2O5 + 3H2O -> 2H3PO4 Ví dụ: Cân bằng phƣơng trình phản ứng.Al + HNO3 (loãng)  Al(NO3)3 + NO + H2O Bƣớc 1: Đặt hệ số bằng các ẩn số a, b, c, d trƣớc các chất tham gia và chất tạo thành (Nếu 2 chất mà trùng nhau thì dùng 1 ẩn) Ta có.a Al + b HNO3  a Al(NO3)3 + c NO + b/2 H2O. Bƣớc 2: Lập phƣơng trình toán học với từng loại nguyên tố có sự thay đổi về số nguyên tử ở 2 vế.Ta nhận thấy chỉ có N và O là có sự thay đổi. N: b = 3a + c (I) O: 3b = 9a + c + b/2 (II) Bƣớc 3: Giải phƣơng trình toán học để tìm hệ số 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 5 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Thay (I) vào (II) ta đƣợc. 3(3a + c) = 9a + c + b/2 2c = b/2 ----> b = 4c ---> b = 4 và c = 1. Thay vào (I) ---> a = 1. Bƣớc 4: Thay hệ số vừa tìm đƣợc vào phƣơng trình và hoàn thành phƣơng trình. Al + 4 HNO3 ----> Al(NO3)3 + NO + 2 H2O Bƣớc 5: Kiểm tra lại phƣơng trình vừa hoàn thành. 2/ Cân bằng theo phƣơng pháp electron. Ví dụ:Cu + HNO3 (đặc)  Cu(NO3)2 + NO2 + H2O Bƣớc 1: Viết PTPƢ để xác định sự thay đổi số oxi hoá của nguyên tố. Ban đầu: Cu0 ----> Cu+ 2 Trong chất sau phản ứng Cu(NO3)2 Ban đầu: N+ 5 (HNO3) ----> N+ 4 Trong chất sau phản ứng NO2 Bƣớc 2: Xác định số oxi hoá của các nguyên tố thay đổi. Cu0 ----> Cu+ 2 N+ 5 ----> N+ 4 Bƣớc 3: Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử. Cu0 – 2e ----> Cu+ 2 N+ 5 + 1e ----> N+ 4 Bƣớc 4: Tìm bội chung để cân bằng số oxi hoá. 1 Cu0 – 2e ----> Cu+ 2 2 N+ 5 + 1e ----> N+ 4 Bƣớc 5: Đƣa hệ số vào phƣơng trình, kiểm tra, cân bằng phần không oxi hoá - khử và hoàn thành PTHH. Cu + 2HNO3 (đặc) -----> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O + 2HNO3 (đặc) -----> Cu + 4HNO3 (đặc)  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3/ Cân bằng theo phƣơng pháp bán phản ứng ( Hay ion – electron) Theo phƣơng pháp này thì các bƣớc 1 và 2 giống nhƣ phƣơng pháp electron. Bƣớc 3: Viết các bán phản ứng oxi hoá và bán phản ứng khử theo nguyên tắc: + Các dạng oxi hoá và dạng khử của các chất oxi hoá, chất khử nếu thuộc chất điện li mạnh thì viết dƣới dạng ion. Còn chất điện li yếu, không điện li, chất rắn, chất khí thì viết dƣới dạng phân tử (hoặc nguyên tử). Đối với bán phản ứng oxi hoá thì viết số e nhận bên trái còn bán phản ứng thì viết số e cho bên phải. Bƣớc 4: Cân bằng số e cho – nhận và cộng hai bán phản ứng ta đƣợc phƣơng trình phản ứng dạng ion. Muốn chuyển phƣơng trình phản ứng dạng ion thành dạng phân tử ta cộng 2 vế những lƣợng tƣơng đƣơng nhƣ nhau ion trái dấu (Cation và anion) để bù trừ điện tích. Chú ý: cân bằng khối lƣợng của nửa phản ứng. Môi trƣờng axit hoặc trung tính thì lấy oxi trong H2O. Bƣớc 5: Hoàn thành phƣơng trình. IV-MỘT SỐ PHẢN ỨNG HOÁ HỌC THÔNG DỤNG. Cần nắm vững điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi trong dung dịch. Gồm các phản ứng:  Muối + H2O 1/ Axit + Bazơ   Muối mới + Axít mới 2/ Axit + Muối   Muối mới + Bazơ mới 3/ Dung dịch Muối + Dung dịch Bazơ   2 Muối mới 4/ 2 Dung dịch Muối tác dụng với nhau  15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 6 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi là: Sản phẩm thu được phải có ít nhất một chất không tan hoặc một chất khí hoặc phải có H2O và các chất tham gia phải theo yêu cầu của từng phản ứng. Tính tan của một số muối và bazơ. - Hầu hết các muối clo rua đều tan ( trừ muối AgCl , PbCl2 ) - Tất cả các muối nit rat đều tan. - Tất cả các muối của kim loại kiềm đều tan. - Hầu hết các bazơ không tan ( trừ các bazơ của kim loại kiềm, Ba(OH) 2 và Ca(OH)2 tan ít. * Na2CO3 , NaHCO3 ( K2CO3 , KHCO3 ) và các muối cacbonat của Ca, Mg, Ba đều tác dụng đƣợc với a xít. NaHCO3 + NaHSO4   Na2SO4 + H2O + CO2 Na2CO3 + NaHSO4   Không xảy ra NaHCO3 + NaOH   Na2CO3 + H2O Na2CO3 + NaOH   Không xảy ra 2NaHCO3   Na2CO3 + H2O + CO2 NaHCO3 + Ba(OH)2   BaCO3 + NaOH + H2O 2NaHCO3 + 2KOH   Na2CO3 + K2CO3 + 2H2O Na2CO3 + Ba(OH)2   BaCO3 + 2NaOH Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2   2BaCO3 + 2H2O Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2   BaCO3 + CaCO3 + 2H2O NaHCO3 + BaCl2   không xảy ra Na2CO3 + BaCl2   BaCO3 + 2NaCl Ba(HCO3)2 + BaCl2   không xảy ra Ca(HCO3)2 + CaCl2   không xảy ra NaHSO3 + NaHSO4   Na2SO4 + H2O + SO2 Na2SO3 + H2SO4   Na2SO4 + H2O + SO2 2NaHSO3 + H2SO4   Na2SO4 + 2H2O + 2SO2 Na2SO3 + 2NaHSO4   2Na2SO4 + H2O + SO2 2KOH + 2NaHSO4   Na2SO4 + K2SO4 + H2O (NH4)2CO3 + 2NaHSO4   Na2SO4 + (NH4)2SO4 + H2O + CO2 Fe + CuSO4   FeSO4 + Cu  không xảy ra Cu + Fe SO4   2FeSO4 + CuSO4 Cu + Fe2(SO4)3  Fe + Fe2(SO4)3   3FeSO4 t 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 Một số PTHH cần lƣu ý: Ví dụ: Hoà tan m( gam ) MxOy vào dung dịch axit (HCl, H2SO4, HNO3) Ta có PTHH cân bằng nhƣ sau: lưu ý 2y/x là hoá trị của kim loại M MxOy + 2yHCl   xMCl2y/x + yH2O 2MxOy + 2yH2SO4   xM2(SO4)2y/x + 2yH2O MxOy + 2yHNO3  + yH2O  xM(NO3)2y/x VD: Hoà tan m( gam ) kim loại M vào dung dịch a xit (HCl, H2SO4) Ta có PTHH cân bằng nhƣ sau: lưu ý x là hoá trị của kim loại M 2M + 2xHCl  + xH2  2MClx áp dụng: Fe + 2HCl  + H2  FeCl2 2Al + 2*3 HCl   2AlCl3 + 3H2 0 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 7 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng 6 2M + xH2SO4  xH2  M2(SO4)x + áp dụng: Fe + H2SO4  + H2  FeSO4 2Al + 3H2SO4  3H2  Al2(SO4)3 + Các phản ứng điều chế một số kim loại:  Đối với một số kim loại nhƣ Na, K, Ca, Mg thì dùng phƣơng pháp điện phân nóng chảy các muối Clorua. PTHH chung: 2MClx (r ) dpnc   2M(r ) + Cl2( k ) (đối với các kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số)  Đối với nhôm thì dùng phƣơng pháp điện phân nóng chảy Al2O3, khi có chất xúc tác Criolit(3NaF.AlF3) , PTHH: 2Al2O3 (r ) dpnc   4Al ( r ) + 3 O2 (k )  Đối với các kim loại nhƣ Fe , Pb , Cu thì có thể dùng các phƣơng pháp sau: t - Dùng H2: FexOy + yH2  xFe + yH2O ( h ) t - Dùng C: 2FexOy + yC(r )  2xFe + yCO2 ( k ) t - Dùng CO: FexOy + yCO (k )  xFe + yCO2 ( k ) t - Dùng Al( nhiệt nhôm ): 3FexOy + 2yAl (r )  3xFe + yAl2O3 ( k ) - PTPƢ nhiệt phân sắt hiđrô xit: t 4xFe(OH)2y/x + (3x – 2y) O2  2xFe2O3 + 4y H2O Một số phản ứng nhiệt phân của một số muối 1/ Muối nitrat  Nếu M là kim loại đứng trƣớc Mg (Theo dãy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x   2M(NO2)x + xO2 (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số )  Nếu M là kim loại kể từ Mg đến Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) t 4M(NO3)x  2M2Ox + 4xNO2 + xO2 (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số )  Nếu M là kim loại đứng sau Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) t 2M(NO3)x  2M + 2NO2 + xO2 (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số) 2/ Muối cacbonat t - Muối trung hoà: M2(CO3)x (r)  M2Ox (r) + xCO2(k) (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số) t - Muối cacbonat axit: 2M(HCO3)x(r)  M2(CO3)x(r) + xH2O( h ) + xCO2(k) (Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số) 3/ Muối amoni t NH4Cl  NH3 (k) + HCl ( k ) t NH4HCO3  NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) t NH4NO3  N2O (k) + H2O ( h ) t NH4NO2  N2 (k) + 2H2O ( h ) t (NH4)2CO3  2NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) t 2(NH4)2SO4  4NH3 (k) + 2H2O ( h ) + 2SO2 ( k ) + O2(k) Bài 1: Viết các phƣơng trình hoá học biểu diễn các phản ứng hoá học ở các thí nghiệm sau: b) Nhỏ vài giọt axit clohiđric vào đá vôi. c) Hoà tan canxi oxit vào nƣớc. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 8 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng d) Cho một ít bột điphotpho pentaoxit vào dung dịch kali hiđrôxit. e) Nhúng một thanh sắt vào dung dịch đồng(II) sunfat. f) Cho một mẫu nhôm vào dung dịch axit sunfuric loãng. g) Nung một ít sắt(III) hiđrôxit trong ống nghiệm. h) Dẫn khí cacbonic vào dung dịch nƣớc vôi trong đến dƣ. i) Cho một ít natri kim loại vào nƣớc. Bài 2: Có những bazơ sau: Fe(OH)3, Ca(OH)2, KOH, Mg(OH)2. Hãy cho biết những bazơ nào: a) Bị nhiệt phân huỷ? b) Tác dụng đƣợc với dung dịch H2SO4? c) Đổi màu dung dịch phenolphtalein từ không màu thành màu hồng? Bài 3: Cho các chất sau: canxi oxit, khí sunfurơ, axit clohiđric, bari hiđrôxit, magiê cacbonat, bari clorua, điphotpho penta oxit. Chất nào tác dụng đƣợc với nhau từng đôi một. Hãy viết các phƣơng trình hoá học của phản ứng. Hƣớng dẫn: Lập bảng để thấy đƣợc các cặp chất tác dụng đƣợc với nhau rõ hơn. Bài 4: Cho các oxit sau: K2O, SO2, BaO, Fe3O4, N2O5. Viết phƣơng trình hoá học(nếu có) của các oxit này lần lƣợt tác dụng với nƣớc, axit sunfuric, dung dịch kali hiđroxit. Bài 5: Cho một lƣợng khí CO dƣ đi vào ống thuỷ tinh đốt nóng có chứa hỗn hợp bột gồm: CuO, K2O, Fe2O3 (đầu ống thuỷ tinh còn lại bị hàn kín). Viết tất cả các phƣơng trình hoá học xảy ra. Bài 6: Nêu hiện tƣợng và viết PTHH minh hoạ a/ Cho Na vào dung dịch Al2(SO4)3 b/ Cho K vào dung dịch FeSO4 c/ Hoà tan Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 loãng. d/ Nung nóng Al với Fe2O3 tạo ra hỗn hợp Al2O3 và FexOy. PTHH tổng quát: t 3x Fe2O3 + ( 6x – 4y ) Al  6 FexOy + ( 3x – 2y ) Al2O3 Bài 7: Cho thí nghiệm  Khí A MnO2 + HClđ  Na2SO3 + H2SO4 ( l )   Khí B FeS + HCl   Khí C NH4HCO3 + NaOHdƣ   Khí D Na2CO3 + H2SO4 ( l )   Khí E a. Hoàn thành các PTHH và xác định các khí A, B, C, D, E. b. Cho A tác dụng C, B tác dụng với dung dịch A, B tác dung với C, A tác dung dịch NaOH ở điều kiện thƣờng, E tác dụng dung dịch NaOH. Viết các PTHH xảy ra. Bài 8: Nêu hiện tƣợng xảy ra, giải thích và viết PTHH minh hoạ khi: 1/ Sục từ từ đến dƣ CO2 vào dung dịch nƣớc vôi trong; dung dịch NaAlO2. 2/ Cho từ từ dung dịch axit HCl vào dung dịch Na2CO3. 3/ Cho Na vào dung dịch MgCl2, NH4Cl. 4/ Cho Na vào dung dịch CuSO4, Cu(NO3)2. 5/ Cho Ba vào dung dịch Na2CO3, (NH4)2CO3, Na2SO4. 6/ Cho Fe vào dung dịch AgNO3 dƣ 7/ Cho từ từ đến dƣ dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, Al2(SO4)3. 8/ Cho Cu ( hoặc Fe ) vào dung dịch FeCl3. 9/ Cho từ từ đến dƣ bột Fe vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2. 10/ Sục từ từ NH3 vào dung dịch AlCl3 0 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 9 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HOÁ HỌC THÔNG DỤNG. 1. Phƣơng pháp số học Giải các phép tính Hoá học ở cấp II phổ thông, thông thƣờng sử dụng phƣơng pháp số học: Đó là các phép tính dựa vào sự phụ thuộc tỷ lệ giữa các đại lƣợng và các phép tính phần trăm. Cơ sở của các tính toán Hoá học là định luật thành phần không đổi đƣợc áp dụng cho các phép tính theo CTHH và định luật bảo toàn khối lƣợng các chất áp dụng cho cá phép tính theo PTHH. Trong phƣơng pháp số học ngƣời ta phân biệt một số phƣơng pháp tính sau đây: a. Phương pháp tỉ lệ. Điểm chủ yếu của phƣơng pháp này là lập đƣợc tỉ lệ thức và sau đó là áp dụng cách tính toán theo tính chất của tỉ lệ thức tức là tính các trung tỉ bằng tích các ngoại tỉ. Thí dụ: Tính khối lƣợng cácbon điôxit CO2 trong đó có 3 g cacbon. Bài giải  CO2  12  (16.2)  44 1mol CO2 = 44g Lập tỉ lệ thức: 44g CO2 có 12g C xg 3g C 44 : x = 12 : 3 => x = 44.3  11 12 Vậy, khối lƣợng cacbon điôxit là 11g Thí dụ 2: Có bao nhiêu gam đồng điều chế đƣợc khi cho tƣơng tác 16g đồng sunfat với một lƣợng sắt cần thiết. Bài giải Phƣơng trình Hoá học: CuSO4 + Fe - > FeSO4 + Cu 160g 64g 16g xg => x = 16.64  6,4 g 160 Vậy điều chế đƣợc 6,4g đồng. b. Phương pháp tính theo tỉ số hợp thức. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 10 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Dạng cơ bản của phép tính này tính theo PTHH tức là tìm khối lƣợng của một trong những chất tham gia hoặc tạo thành phản ứng theo khối lƣợng của một trong những chất khác nhau. Phƣơng pháp tìm tỉ số hợp thức giữa khối lƣợng các chất trong phản ứng đƣợc phát biểu nhƣ sau: “Tỉ số khối lƣợng các chất trong mỗi phản ứng Hoá học thì bằng tỉ số của tích các khối lƣợng mol các chất đó với các hệ số trong phƣơng trình phản ứng”. Có thể biểu thị dƣới dạng toán học nhƣ sau: m1 m1 n1  m2 m2 n2 Trong đó: m1 và m2 là khối lƣợng các chất, M1, M2 là khối lƣợng mol các chất còn n1, n2 là hệ số của PTHH. Vậy khi tính khối lƣợng của một chất tham gia phản ứng Hoá học theo khối lƣợng của một chất khác cần sử dụng những tỉ số hợp thức đã tìm đƣợc theo PTHH nhƣ thế nào ? Để minh hoạ ta xét một số thí dụ sau: Thí dụ 1: Cần bao nhiêu gam Pôtat ăn da cho phản ứng với 10g sắt III clorua ? Bài giải PTHH FeCL3 + 3KOH -> Fe(OH)3  + 3KCL 10g ? Tính tỉ số hợp thức giữa khối lƣợng Kali hiđrôxit và sắt II clorua MKOH = (39 + 16 + 1) = 56g M FeCL3  (56  35,5.3)  162,5g m KOH 56.3 168   m Fecl 3 162,5 162,5 * Tìm khối lƣợng KOH: m KOH  10 g. 160  10,3g 162,5 Thí dụ 2: Cần bao nhiêu gam sắt III chorua cho tƣơng tác với kalihiđrôxit để thu đƣợc 2,5g Kaliclorua? Bài giải PTHH FeCl3 + 3 KOH - > Fe(OH)3  + 3KCl Tính tỉ số hợp thức giữa khối lƣợng FeCl3 và Kaliclorua M FeCL  162,5g ; MKCL 74,5g 3 m FeCl4 m KCl  162,5 162,5  74,5.3 223,5 * Tính khối lƣợng FeCl3: M FeCL  2,5. 3 162,5  1,86 g 223,5 c. Phương pháp tính theo thừa số hợp thức. Hằng số đƣợc tính ra từ tỉ lệ hợp thức gọi là thừa số hợp thức và biểu thị bằng chữ cái f. Thừa số hợp thức đã đƣợc tính sẵn và có trong bảng tra cứu chuyên môn. Việc tính theo thừa số hợp thức cũng cho cùng kết quả nhƣ phép tính theo tỉ số hợp thức nhƣng đƣợc tính đơn giản hơn nhờ các bảng tra cứu có sẵn. Thí dụ: Theo thí dụ 2 ở trên thì thừa số hợp thức là: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 11 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng 162,5 f=  0,727 223,5 => M FeCL  2,5. f  2,5.0,727  1,86 3 Vậy, khối lƣợng FeCl3 là 1,86g 2. Phƣơng pháp đại số Trong các phƣơng pháp giải các bài toán Hoá học phƣơng pháp đại số cũng thƣờng đƣợc sử dụng. Phƣơng pháp này có ƣu điểm tiết kiệm đƣợc thời gian, khi giải các bài toán tổng hợp, tƣơng đối khó giải bằng các phƣơng pháp khác. Phƣơng pháp đại số đƣợc dùng để giải các bài toán Hoá học sau: a. Giải bài toán lập CTHH bằng phương pháp đại số. Thí dụ: Đốt cháy một hỗn hợp 300ml hiđrocacbon và amoniac trong oxi có dƣ. Sau khi cháy hoàn toàn, thể tích khí thu đƣợc là 1250ml. Sau khi làm ngƣng tụ hơi nƣớc, thể tích giảm còn 550ml. Sau khi cho tác dụng với dung dịch kiềm còn 250ml trong đó có 100ml nitơ. Thể tích của tất cả các khí đo trong điều kiện nhƣ nhau. Lập công thức của hiđrocacbon Bài giải Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon và amoniac trong oxi phản ứng xảy ra theo phƣơng trình sau: 4NH3 + 3O2 -> 2N2 + 6H2O (1) CxHy + (x + y y ) O2 -> xCO2 + H2O (2) 4 2 Theo dữ kiện bài toán, sau khi đốt cháy amoniac thì tạo thành 100ml nitơ. Theo PTHH (1) sau khi đốt cháy hoàn toàn amoniac ta thu đƣợc thể tích nitơ nhỏ hơn 2 lần thể tích amoniac trong hỗn hợp ban đầu, vậy thể tích amonac khi chƣa có phản ứng là 100. 2 = 200ml. Do đó thể tích hiđro cácbon khi chƣa có phản ứng là 300 - 200 = 100ml. Sau khi đốt cháy hỗn hợp tạo thành (550 - 250) = 300ml, cacbonnic và (1250 - 550 - 300) = 400ml hơi nƣớc. Từ đó ta có sơ đồ phản ứng: CxHy + (x + y y ) O2 -> xCO2 + H2O 4 2 100ml 300ml 400ml Theo định luật Avogađro, có thể thay thế tỉ lệ thể tích các chất khí tham gia và tạo thành trong phản ứng bằng tỉ lệ số phân tử hay số mol của chúng. CxHy + 5O2 -> 3CO2 + 4 H2O => x = 3; y = 8 Vậy CTHH của hydrocacbon là C3H8 b. Giải bài toán tìm thành phần của hỗn hợp bằng phương pháp đại số. Thí dụ: Hoà tan trong nƣớc 0,325g một hỗn hợp gồm 2 muối Natriclorua và Kaliclorua. Thêm vào dung dịch này một dung dịch bạc Nitrat lấy dƣ - Kết tủa bạc clorua thu đƣợc có khối lƣợng là 0,717g. Tính thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp. Bài giải Gọi MNaCl là x và mKcl là y ta có phƣơng trình đại số: x + y = 0,35 (1) PTHH: NaCl + AgNO3 -> AgCl  + NaNO3 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 12 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng KCl + AgNO3 -> AgCl  + KNO3 Dựa vào 2 PTHH ta tìm đƣợc khối lƣợng của AgCl trong mỗi phản ứng: m’AgCl = x . mAgCl = y . M AgCl M NaCl M AgCl M kcl =x. =y. 143 = x . 2,444 58,5 143 = y . 1,919 74,5 => mAgCl = 2,444x + 1,919y = 0,717 (2)  x  y  0,325 2,444 x  1,919 y  0,717 Từ (1) và (2) => hệ phƣơng trình  Giải hệ phƣơng trình ta đƣợc: x = 0,178 y = 0,147 => % NaCl = 0,178 .100% = 54,76% 0,325 % KCl = 100% - % NaCl = 100% - 54,76% = 45,24%. Vậy trong hỗn hợp: NaCl chiếm 54,76%, KCl chiếm 45,24% 3. Phƣơng pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lƣợng. a/ Nguyên tắc: Trong phản ứng hoá học, các nguyên tố và khối lƣợng của chúng đƣợc bảo toàn. Từ đó suy ra: + Tổng khối lƣợng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lƣợng các chất tạo thành. + Tổng khối lƣợng các chất trƣớc phản ứng bằng tổng khối lƣợng các chất sau phản ứng. b/ Phạm vi áp dụng: Trong các bài toán xảy ra nhiều phản ứng, lúc này đôi khi không cần thiết phải viết các phƣơng trình phản ứng và chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol giữa các chất cần xác định và những chất mà đề cho. Bài 1. Cho một luồng khí clo dƣ tác dụng với 9,2g kim loại sinh ra 23,4g muối kim loại hoá trị I. Hãy xác định kim loại hoá trị I và muối kim loại đó. Hƣớng dẫn giải: Đặt M là KHHH của kim loại hoá trị I. PTHH: 2M + Cl2   2MCl 2M(g) (2M + 71)g 9,2g 23,4g ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71) suy ra: M = 23. Kim loại có khối lƣợng nguyên tử bằng 23 là Na. Vậy muối thu đƣợc là: NaCl Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lƣợng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu đƣợc 1,344 lit hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Tính m? Hƣớng dẫn giải:  MSO4 + H2 PTHH chung: M + H2SO4  nH 2 SO 4 = nH 2 = 1,344 = 0,06 mol 22,4 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 13 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng áp dụng định luật BTKL ta có: mMuối = mX + m H 2 SO 4 - m H 2 = 3,22 + 98 * 0,06 - 2 * 0,06 = 8,98g Bài 3: Có 2 lá sắt khối lƣợng bằng nhau và bằng 11,2g. Một lá cho tác dụng hết với khí clo, một lá ngâm trong dung dịch HCl dƣ. Tính khối lƣợng sắt clorua thu đƣợc. Hƣớng dẫn giải: PTHH: 2Fe + 3Cl2  (1)  2FeCl3 Fe + 2HCl   FeCl2 + H2 (2) Theo phƣơng trình (1,2) ta có: nFeCl 3 = nFe = 11,2 = 0,2mol 56 nFeCl 2 = nFe = 11,2 = 0,2mol 56 Số mol muối thu đƣợc ở hai phản ứng trên bằng nhau nhƣng khối lƣợng mol phân tử của FeCl3 lớn hơn nên khối lƣợng lớn hơn. mFeCl 2 = 127 * 0,2 = 25,4g mFeCl 3 = 162,5 * 0,2 = 32,5g Bài 4: Hoà tan hỗn hợp 2 muối Cacbonnat kim loại hoá trị 2 và 3 bằng dung dịch HCl dƣ thu đƣợc dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc). Hỏi cô cạn dung dịch A thu đƣợc bao nhiêu gam muối khác nhau? Bài giải: Bài 1: Gọi 2 kim loại hoá trị II và III lần lƣợt là X và Y ta có phƣơng trình phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2). Số mol CO2 thoát ra (đktc) ở phƣơng trình 1 và 2 là: nCO2  0,672  0,03mol 22,4 Theo phƣơng trình phản ứng 1 và 2 ta thấy số mol CO2 bằng số mol H2O. nH 2O  nCO2  0,03mol và nHCl  0,03.2  0,006mol Nhƣ vậy khối lƣợng HCl đã phản ứng là:mHCl = 0,06 . 36,5 = 2,19 gam Gọi x là khối lƣợng muối khan ( m XCl 2  mYCl 3 ) Theo định luật bảo toàn khối lƣợng ta có:10 + 2,19 = x + 44 . 0,03 + 18. 0,03 => x = 10,33 gam Bài toán 2: Cho 7,8 gam hỗn hợp kim loại Al và Mg tác dụng với HCl thu đƣợc 8,96 lít H2 (ở đktc). Hỏi khi cô cạn dung dịch thu đƣợc bao nhiêu gam muối khan. Bài giải: Ta có phƣơng trình phản ứng nhƣ sau: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 14 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 Số mol H2 thu đƣợc là: n H  2 8,96  0,4mol 22,4 Theo (1, 2) ta thấy số mol HCL gấp 2 lần số mol H2 Nên: Số mol tham gia phản ứng là:n HCl = 2 . 0,4 = 0,8 mol Số mol (số mol nguyên tử) tạo ra muối cũng chính bằng số mol HCl bằng 0,8 mol. Vậy khối lƣợng Clo tham gia phản ứng:mCl = 35,5 . 0,8 = 28,4 gam Vậy khối lƣợng muối khan thu đƣợc là: 7,8 + 28,4 = 36,2 gam 4. Phƣơng pháp dựa vào sự tăng, giảm khối lƣợng. a/ Nguyên tắc: So sánh khối lƣợng của chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lƣợng của nó, để từ khối lƣợng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol giữa 2 chất này mà giải quyết yêu cầu đặt ra. b/ Phạm vị sử dụng: Đối với các bài toán phản ứng xảy ra thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng giữa kim loại mạnh, không tan trong nƣớc đẩy kim loại yếu ra khỏi dung sịch muối phản ứng, ...Đặc biệt khi chƣa biết rõ phản ứng xảy ra là hoàn toàn hay không thì việc sử dụng phƣơng pháp này càng đơn giản hoá các bài toán hơn. Bài 1: Nhúng một thanh sắt và một thanh kẽm vào cùng một cốc chứa 500 ml dung dịch CuSO4. Sau một thời gian lấy hai thanh kim loại ra khỏi cốc thì mỗi thanh có thêm Cu bám vào, khối lƣợng dung dịch trong cốc bị giảm mất 0,22g. Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol của ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol của FeSO4. Thêm dung dịch NaOH dƣ vào cốc, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khối lƣợng không đổi , thu đƣợc 14,5g chất rắn. Số gam Cu bám trên mỗi thanh kim loại và nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là bao nhiêu? Hƣớng dẫn giải: (1)  FeSO4 + Cu PTHH Fe + CuSO4  (2)  ZnSO4 + Cu Zn + CuSO4  Gọi a là số mol của FeSO4 Vì thể tích dung dịch xem nhƣ không thay đổi. Do đó tỉ lệ về nồng độ mol của các chất trong dung dịch cũng chính là tỉ lệ về số mol. Theo bài ra: CM ZnSO 4 = 2,5 CM FeSO 4 Nên ta có: nZnSO 4 = 2,5 nFeSO 4 Khối lƣợng thanh sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g) Khối lƣợng thanh kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g) Khối lƣợng của hai thanh kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g) Mà thực tế bài cho là: 0,22g Ta có: 5,5a = 0,22  a = 0,04 (mol) Vậy khối lƣợng Cu bám trên thanh sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g) và khối lƣợng Cu bám trên thanh kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g) Dung dịch sau phản ứng 1 và 2 có: FeSO4, ZnSO4 và CuSO4 (nếu có) Ta có sơ đồ phản ứng: 0 NaOH dƣ FeSO4 a t , kk   Fe(OH)2   a 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi 1 Fe2O3 2 a (mol) 2 Page 15 Trƣờng THCS Nghĩa Trung a mFe 2 O 3 = 160 x 0,04 x = 3,2 (g) 2 NaOH dƣ t Gv: Nguyễn Công Thƣơng 0 CuSO4   Cu(OH)2   CuO b b b (mol) mCuO = 80b = 14,5 - 3,2 = 11,3 (g)  b = 0,14125 (mol) Vậy  nCuSO 4 ban đầu = a + 2,5a + b = 0,28125 (mol)  CM CuSO 4 = 0,28125 = 0,5625 M 0,5 Bài 2: Nhúng một thanh sắt nặng 8 gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M. Sau một thời gian lấy lá sắt ra cân lại thấy nặng 8,8 gam. Xem thể tích dung dịch không thay đổi thì nồng độ mol/lit của CuSO4 trong dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu? Hƣớng dẫn giải: Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x 2 = 1 (mol) PTHH (1) Fe + CuSO4   FeSO4 + Cu 1 mol 1 mol 56g 64g làm thanh sắt tăng thêm 64 - 56 = 8 gam Mà theo bài cho, ta thấy khối lƣợng thanh sắt tăng là: 8,8 - 8 = 0,8 gam 0,8 = 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, thì cũng có 0,1 mol CuSO 4 tham gia 8 phản ứng.  Số mol CuSO4 còn dƣ : 1 - 0,1 = 0,9 mol 0,9 Ta có CM CuSO 4 = = 1,8 M 0,5 Vậy có Bài 3: Dẫn V lit CO2 (đktc) vào dung dịch chứa 3,7 gam Ca(OH)2. Sau phản ứng thu đƣợc 4 gam kết tủa. Tính V? Hƣớng dẫn giải: 3,7 = 0,05 mol 74 4 Số mol của CaCO3 = = 0,04 mol 100 Ca(OH)2   CaCO3 + H2O Theo bài ra ta có:Số mol của Ca(OH)2 = PTHHCO2 + - Nếu CO2 không dƣ: Ta có số mol CO2 = số mol CaCO3 = 0,04 mol Vậy V(đktc) = 0,04 * 22,4 = 0,896 lít - Nếu CO2 dƣ: CO2 + Ca(OH)2   CaCO3 + H2O  0,05 mol   0,05 0,05   Ca(HCO3)2 CO2 + CaCO3 + H2O   (0,05 - 0,04) mol 0,01  Vậy tổng số mol CO2 đã tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol  V(đktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lít 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 16 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Bài 4: Hoà tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị 1 và 2 bằng dung dịch HCl dƣ thu đƣợc dung dịch X và 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lƣợng muối khan thu đƣợc ở dung dịch X. Bài giải: Gọi kim loại hoá trị 1 và 2 lần lƣợt là A và B ta có phƣơng trình phản ứng sau:A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (1) (2) Số mol khí CO2 (ở đktc) thu đƣợc ở 1 và 2 là: nCO  2 4,48  0,2mol 22,4 Theo (1) và (2) ta nhận thấy cứ 1 mol CO2 bay ra tức là có 1 mol muối cacbonnat chuyển thành muối Clorua và khối lƣợng tăng thêm 11 gam (gốc CO 3 là 60g chuyển thành gốc Cl2 có khối lƣợng 71 gam). Vậy có 0,2 mol khí bay ra thì khối lƣợng muối tăng 0,2 . 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lƣợng muối Clorua khan thu đƣợc là:M (Muối khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam Bài 5: Hoà tan 10gam hỗn hợp 2 muối Cacbonnat kim loại hoá trị 2 và 3 bằng dung dịch HCl dƣ thu đƣợc dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc). Hỏi cô cạn dung dịch A thu đƣợc bao nhiêu gam muối khác nhau? Bài giải Một bài toán hoá học thƣờng là phải có phản ứng hoá học xảy ra mà có phản ứng hoá học thì phải viết phƣơng trình hoá học là điều không thể thiếu. Vậy ta gọi hai kim loại có hoá trị 2 và 3 lần lƣợt là X và Y, ta có phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2). Số mol chất khí tạo ra ở chƣơng trình (1) và (2) là: nCO  2 0,672 = 0,03 mol 22,4 Theo phản ứng (1, 2) ta thấy cứ 1 mol CO2 bay ra tức là có 1 mol muối Cacbonnat chuyển thành muối clorua và khối lƣợng tăng 71 - 60 = 11 (gam) ( mCO  60 g; mCl  71g ).Số mol khí CO2 bay ra là 0,03 mol do đó khối lƣợng muối 3 khan tăng lên: 11 . 0,03 = 0,33 (gam). Vậy khối lƣợng muối khan thu đƣợc sau khi cô cạn dung dịch. m (muối khan) = 10 + 0,33 = 10,33 (gam). Bài 6: Hoà tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị 1 và 2 bằng dung dịch HCl dƣ thu đƣợc dung dịch X và 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lƣợng muối khan thu đƣợc ở dung dịch X. Bài giải: Gọi kim loại hoá trị 1 và 2 lần lƣợt là A và B ta có phƣơng trình phản ứng sau:A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi (1) (2) Page 17 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Số mol khí CO2 (ở đktc) thu đƣợc ở 1 và 2 là: nCO 2 Gv: Nguyễn Công Thƣơng 4,48   0,2mol 22,4 Theo (1) và (2) ta nhận thấy cứ 1 mol CO2 bay ra tức là có 1 mol muối cacbonnat chuyển thành muối Clorua và khối lƣợng tăng thêm 11 gam (gốc CO 3 là 60g chuyển thành gốc Cl2 có khối lƣợng 71 gam). Vậy có 0,2 mol khí bay ra thì khối lƣợng muối tăng là:0,2 . 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lƣợng muối Clorua khan thu đƣợc là:M (Muối khan) = 20 + 2,2 = 22,2 ( Bài 1: Nhúng một thanh kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO 4 0,2M. Sau một thời gian phản ứng, khối lƣợng thanh M tăng lên 0,40g trong khi nồng độ CuSO4 còn lại là 0,1M. a/ Xác định kim loại M. b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào 1 lit dd chứa AgNO 3 và Cu(NO3)2 , nồng độ mỗi muối là 0,1M. Sau phản ứng ta thu đƣợc chất rắn A khối lƣợng 15,28g và dd B. Tính m(g)? Hƣớng dẫn giải: a/ theo bài ra ta có PTHH . M + CuSO4 MSO4 + Cu (1)   Số mol CuSO4 tham gia phản ứng (1) là: 0,5 ( 0,2 – 0,1 ) = 0,05 mol Độ tăng khối lƣợng của M là: mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40 giải ra: M = 56 , vậy M là Fe b/ ta chỉ biết số mol của AgNO3 và số mol của Cu(NO3)2. Nhƣng không biết số mol của Fe (chất khử Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mạnh) 0,1 0,1 ( mol ) 2+ Ag Có Tính oxi hoá mạnh hơn Cu nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trƣớc. PTHH: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1)    Fe(NO3)2 Fe + Cu(NO3)2 + Cu (2) Ta có 2 mốc để so sánh: - Nếu vừa xong phản ứng (1): Ag kết tủa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 chƣa phản ứng. Chất rắn A là Ag thì ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g - Nếu vừa xong cả phản ứng (1) và (2) thì khi đó chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag và 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2 vậy AgNO3 phản ứng hết, Cu(NO3)2 phản ứng một phần và Fe tan hết. mCu tạo ra = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g. Vậy số mol của Cu = 0,07 mol. Tổng số mol Fe tham gia cả 2 phản ứng là: 0,05 ( ở pƣ 1 ) + 0,07 ( ở pƣ 2 ) = 0,12 mol Khối lƣợng Fe ban đầu là: 6,72g 5. Phƣơng pháp ghép ẩn số. Bài toán 1: (Xét lại bài toán đã nêu ở phƣơng pháp thứ nhất) + 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 18 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Hoà tan hỗn hợp 20 gam hai muối cacbonnat kim loại hoá trị I và II bằng dung dịch HCl dƣ thu đƣợc dung dịch M và 4,48 lít CO2 (ở đktc) tính khối lƣợng muốn tạo thành trong dung dịch M. Bài giải Gọi A và B lần lƣợt là kim loại hoá trị I và II. Ta có phƣơng trình phản ứng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + H2O + CO2 (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + H2O + CO2 (2) Số mol khí thu đƣợc ở phản ứng (1) và (2) là: nCO  3 4,48  0,2mol 22,4 Gọi a và b lần lƣợt là số mol của A2CO3 và BCO3 ta đƣợc phƣơng trình đại số sau:(2A + 60)a + (B + 60)b = 20 (3) Theo phƣơng trình phản ứng (1) số mol ACl thu đƣợc 2a (mol) Theo phƣơng trình phản ứng (2) số mol BCl2 thu đƣợc là b (mol) Nếu gọi số muối khan thu đƣợc là x ta có phƣơng trình: (A + 35.5) 2a + (B + 71)b = x (4) Cũng theo phản ứng (1, 2) ta có:a + b = nCO  0,2(mol) 2 (5) Từ phƣơng trình (3, 4) (Lấy phƣơng trình (4) trừ (5)) ta đƣợc: 11 (a + b) = x - 20 (6) Thay a + b từ (5) vào (6) ta đƣợc:11 . 0,2 = x - 20=> x = 22,2 gam Bài toán 2: Hoà tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp 2 kim loại bằng dung dịch HCl thu đƣợc dung dịch A và khí B, cô cạn dung dịch A thu đƣợc 5,71 gam muối khan tính thể tích khí B ở đktc. Bài giải: Gọi X, Y là các kim loại; m, n là hoá trị, x, y là số mol tƣơng ứng, số nguyên tử khối là P, Q ta có: 2X + 2n HCl => 2XCln = nH2 (I) 2Y + 2m HCl -> 2YClm + mH2 (II). Ta có: xP + y Q = 5 (1) x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m) = 5,71 (2) Lấy phƣơng trình (2) trừ phƣơng trình (1) ta có: x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m)- xP - yQ = 0,71 => 35,5 (nx + my) = 0,71 1 2 Theo I và II: nH  ( xn  my) 2 => thể tích: V = nx + my = 0,71 .22,4  0,224 (lít) 355.2 6. Phƣơng pháp chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán chất tƣơng đƣơng. a/ Nguyên tắc: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 19 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Khi trong bài toán xảy ra nhiều phản ứng nhƣng các phản ứng cùng loại và cùng hiệu suất thì ta thay hỗn hợp nhiều chất thành 1 chất tƣơng đƣơng. Lúc đó lƣợng (số mol, khối lƣợng hay thể tích) của chất tƣơng đƣơng bằng lƣợng của hỗn hợp. b/ Phạm vi sử dụng: Trong vô cơ, phƣơng pháp này áp dụng khi hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động hay nhiều oxit kim loại, hỗn hợp muối cacbonat, ... hoặc khi hỗn hợp kim loại phản ứng với nƣớc. Bài 1: Một hỗn hợp 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kì kế tiếp nhau trong bảng hệ thống tuần hoàn có khối lƣợng là 8,5 gam. Hỗn hợp này tan hết trong nƣớc dƣ cho ra 3,36 lit khí H2 (đktc). Tìm hai kim loại A, B và khối lƣợng của mỗi kim loại. Hƣớng dẫn giải: PTHH 2A + 2H2O   2AOH + H2 (1) 2B + 2H2O   2BOH + H2 (2) Đặt a = nA , b = nB ta có: a + b = 2 M trung bình: M = 3,36 = 0,3 (mol) 22,4 (I) 8,5 = 28,33 0,3 Ta thấy 23 < M = 28,33 < 39 Giả sử MA < MB thì A là Na, B là K hoặc ngƣợc lại. mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II) Từ (I, II) ta tính đƣợc: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol. Vậy mNa = 0,2 * 23 = 4,6 g, mK = 0,1 * 39 = 3,9 g. Bài 2: Hoà tan 115,3 g hỗn hợp gồm MgCO3 và RCO3 bằng 500ml dung dịch H2SO4 loãng ta thu đƣợc dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít CO 2 (đktc). Cô cạn dung dịch A thì thu đƣợc 12g muối khan. Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lƣợng không đổi thì thu đƣợc 11,2 lít CO2 (đktc) và chất rắn B1. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch H2SO4 loãng đã dùng, khối lƣợng của B, B1 và khối lƣợng nguyên tử của R. Biết trong hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3. Hƣớng dẫn giải: Thay hỗn hợp MgCO3 và RCO3 bằng chất tƣơng đƣơng M CO3 PTHH  M SO4 + CO2 + H2O (1) M CO3 + H2SO4  0,2 0,2 0,2 0,2 Số mol CO2 thu đƣợc là: nCO 2 = 4,48 = 0,2 (mol) 22,4 Vậy nH 2 SO 4 = nCO 2 = 0,2 (mol)  CM H 2 SO 4 = 0,2 = 0,4 M 0,5 Rắn B là M CO3 dƣ:  M O + CO2 (2) M CO3  0,5 0,5 0,5 Theo phản ứng (1): từ 1 mol M CO3 tạo ra 1 mol M SO4 khối lƣợng tăng 36 gam. Áp dụng định luật bảo toàn khối lƣợng ta có: 115,3 = mB + mmuối tan - 7,2 Vậy mB = 110,5 g Theo phản ứng (2): từ B chuyển thành B1, khối lƣợng giảm là: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 20 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng mCO 2 = 0,5 * 44 = 22 g. Vậy mB 1 = mB - mCO 2 = 110,5 - 22 = 88,5 g Tổng số mol M CO3 là: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol Ta có M + 60 = 115,3 164,71  M = 104,71 0,7 Vì trong hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3. Nên 104,71 = 24 *1  R * 2,5  R = 137 Vậy R là Ba. 3,5 Bài 3: Để hoà tan hoàn toàn 28,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM và tạo ra 6,72 lit khí (đktc). Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu đƣợc m(g) muối khan. Tính giá trị a, m và xác định 2 kim loại trên. Hƣớng dẫn giải: nCO 2 = 6,72 = 0,3 (mol) Thay hỗn hợp bằng M CO3 22,4  M Cl2 + CO2 + H2O (1) M CO3 + 2HCl  0,3 0,6 0,3 0,3 Theo tỉ lệ phản ứng ta có: nHCl = 2 nCO 2 = 2 * 0,3 = 0,6 mol 0,6 = 2M Số mol của M CO3 = nCO 2 = 0,3 (mol) 0,3 28,4 Nên M + 60 = = 94,67  M = 34,67 0,3 CM HCl = Gọi A, B là KHHH của 2 kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II, MA < MB ta có: MA < M = 34,67 < MB để thoả mãn ta thấy 24 < M = 34,67 < 40. Vậy hai kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II đó là: Mg và Ca. Khối lƣợng muối khan thu đƣợc sau khi cô cạn là: m = (34,67 + 71)* 0,3 = 31,7 gam. 7/ Phƣơng pháp dựa theo số mol để giải toán hoá học. a/ Nguyên tắc áp dụng: Trong mọi quá trình biến đổi hoá học: Số mol mỗi nguyên tố trong các chất đƣợc bảo toàn. b/ Ví dụ: Cho 10,4g hỗn hợp bột Fe và Mg (có tỉ lệ số mol 1:2) hoà tan vừa hết trong 600ml dung dịch HNO3 x(M), thu đƣợc 3,36 lit hỗn hợp 2 khí N2O và NO. Biết hỗn hợp khí có tỉ khối d = 1,195. Xác định trị số x? Hƣớng dẫn giải: Theo bài ra ta có: nFe : nMg = 1 : 2 (I) và 56nFe + 24nMg = 10,4 (II) Giải phƣơng trình ta đƣợc: nFe = 0,1 và nMg = 0,2 Sơ đồ phản ứng. Fe, Mg + HNO3 ------> Fe(NO3)3 , Mg(NO3)2 + N2O, NO + H2O 0,1 và 0,2 x 0,1 0,2 a và b (mol) Ta có:a + b = 3,36 = 0,15 và 22,4 44a  30b = 1,195 ---> a = 0,05 mol và b = 0,1 mol (a  b)29 Số mol HNO3 phản ứng bằng:nHNO 3 = nN = 3nFe(NO 3 ) 3 + 2nMg(NO 3 ) 2 + 2nN 2 O + nNO = 3.0,1 + 2.0,2 + 2.0,05 + 0,1 = 0,9 mol Nồng độ mol/lit của dung dịch HNO3:x(M) = 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi 0,9 .1000 = 1,5M 600 Page 21 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng 8/ Phƣơng pháp biện luận theo ẩn số. a/ Nguyên tắc áp dụng:Khi giải các bài toán hoá học theo phƣơng pháp đại số, nếu số phƣơng trình toán học thiết lập đƣợc ít hơn số ẩn số chƣa biết cần tìm thì phải biện luận ---> Bằng cách: Chọn 1 ẩn số làm chuẩn rồi tách các ẩn số còn lại. Nên đƣa về phƣơng trình toán học 2 ẩn, trong đó có 1 ẩn có giới hạn (tất nhiên nếu cả 2 ẩn có giới hạn thì càng tốt). Sau đó có thể thiết lập bảng biến thiên hay dự vào các điều kiện khác để chọn các giá trị hợp lí. b/ Ví dụ: Bài 1: Hoà tan 3,06g oxit MxOy bằng dung dich HNO3 dƣ sau đó cô cạn thì thu đƣợc 5,22g muối khan. Hãy xác định kim loại M biết nó chỉ có một hoá trị duy nhất. Hƣớng dẫn giải: PTHH: MxOy + 2yHNO3 -----> xM(NO3)2y/x + yH2O Từ PTPƢ ta có tỉ lệ: 5,22 3,06 = ---> M = 68,5.2y/x M x  124 y M x  16 y Trong đó: Đặt 2y/x = n là hoá trị của kim loại. Vậy M = 68,5.n (*) Cho n các giá trị 1, 2, 3, 4. Từ (*) ---> M = 137 và n =2 là phù hợp. Do đó M là Ba, hoá trị II. Bài 2: A, B là 2 chất khí ở điều kiện thƣờng, A là hợp chất của nguyên tố X với oxi (trong đó oxi chiếm 50% khối lƣợng), còn B là hợp chất của nguyên tố Y với hiđrô (trong đó hiđro chiếm 25% khối lƣợng). Tỉ khối của A so với B bằng 4. Xác định công thức phân tử A, B. Biết trong 1 phân tử A chỉ có một nguyên tử X, 1 phân tử B chỉ có một nguyên tử Y. Hƣớng dẫn giải: Đặt CTPT A là XOn, MA = X + 16n = 16n + 16n = 32n. Đặt CTPT A là YOm, MB = Y + m = 3m + m = 4m. d= MA 32n = = 4 ---> m = 2n. 4m MB Điều kiện thoả mãn: 0 < n, m < 4, đều nguyên và m phải là số chẵn. Vậy m chỉ có thể là 2 hay 4. Nếu m = 2 thì Y = 6 (loại, không có nguyên tố nào thoả) Nếu m = 4 thì Y = 12 (là cacbon) ---> B là CH4 và n = 2 thì X = 32 (là lƣu huỳnh) ---> A là SO2 9/ Phƣơng pháp dựa vào các đại lƣợng có giới hạn để tìm giới hạn của một đại lƣợng khác. a/ Nguyên tắc áp dụng: Dựa vào các đại lƣợng có giới hạn, chẳng hạn: KLPTTB ( M ), hoá trị trung bình, số nguyên tử trung bình, .... Hiệu suất: 0(%) < H < 100(%) Số mol chất tham gia: 0 < n(mol) < Số mol chất ban đầu,... Để suy ra quan hệ với đại lƣợng cần tìm. Bằng cách: - Tìm sự thay đổi ở giá trị min và max của 1 đại lƣợng nào đó để dẫn đến giới hạn cần tìm. - Giả sử thành phần hỗn hợp (X,Y) chỉ chứa X hay Y để suy ra giá trị min và max của đại lƣợng cần tìm. b/ Ví dụ: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 22 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Bài 1: Cho 6,2g hỗn hợp 2 kim loại kiềm thuộc 2 chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn phản ứng với H2O dƣ, thu đƣợc 2,24 lit khí (đktc) và dung dịch A. a/ Tính thành phần % về khối lƣợng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Hƣớng dẫn:a/ Đặt R là KHHH chung cho 2 kim loại kiềm đã cho MR là khối lƣợng trung bình của 2 kim loại kiềm A và B, giả sử MA < MB ---.> MA < MR < MB . Viết PTHH xảy ra:Theo phƣơng trình phản ứng: nR = 2nH 2 = 0,2 mol. ----> MR = 6,2 : 0,2 = 31 Theo đề ra: 2 kim loại này thuộc 2 chu kì liên tiếp, nên 2 kim loại đó là: A là Na(23) và B là K(39) Bài 2: a/ Cho 13,8 gam (A) là muối cacbonat của kim loại kiềm vào 110ml dung dịch HCl 2M. Sau phản ứng thấy còn axit trong dung dịch thu đƣợc và thể tích khí thoát ra V1 vƣợt quá 2016ml. Viết phƣơng trình phản ứng, tìm (A) và tính V1 (đktc). b/ Hoà tan 13,8g (A) ở trên vào nƣớc. Vừa khuấy vừa thêm từng giọt dung dịch HCl 1M cho tới đủ 180ml dung dịch axit, thu đƣợc V2 lit khí. Viết phƣơng trình phản ứng xảy ra và tính V2 (đktc). Hƣớng dẫn: a/ M2CO3 + 2HCl ---> 2MCl + H2O + CO2 Theo PTHH ta có: Số mol M2CO3 = số mol CO2 > 2,016 : 22,4 = 0,09 mol ---> Khối lƣợng mol M2CO3 < 13,8 : 0,09 = 153,33 (I) Mặt khác: Số mol M2CO3 phản ứng = 1/2 số mol HCl < 1/2. 0,11.2 = 0,11 mol ---> Khối lƣợng mol M2CO3 = 13,8 : 0,11 = 125,45 (II) Từ (I, II) --> 125,45 < M2CO3 < 153,33 ---> 32,5 < M < 46,5 và M là kim loại kiềm ---> M là Kali (K) Vậy số mol CO2 = số mol K2CO3 = 13,8 : 138 = 0,1 mol ---> VCO 2 = 2,24 (lit) b/ Giải tƣơng tự: ---> V2 = 1,792 (lit) Bài 3: Cho 28,1g quặng đôlômít gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl dƣ thu đƣợc V (lít) CO2 (ở đktc). a/ Xác định V (lít). Hƣớng dẫn: a/ Theo bài ra ta có PTHH: MgCO3 + 2HCl  (1)  MgCl2 + H2O + CO2 x(mol) x(mol) BaCO3 + 2HCl  (2)  BaCl2 + H2O + CO2 y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2  (3)  CaCO3  + H2O 0,2(mol)   0,2(mol)   0,2(mol)  Ca(HCO3)2 CO2 + CaCO3 + H2O  (4) m Giả sử hỗn hợp chỉ có MgCO3.Vậy BaCO3 = 0 Số mol: nMgCO3 = 28,1 = 0,3345 (mol) 84 Nếu hỗn hợp chỉ toàn là BaCO3 thì mMgCO3 = 0 Số mol: nBaCO3 = 28,1 = 0,143 (mol) 197 Theo PT (1) và (2) ta có số mol CO2 giải phóng là: 0,143 (mol)  nCO2  0,3345 (mol) 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 23 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Vậy thể tích khí CO2 thu đƣợc ở đktc là: 3,2 (lít)  VCO 2  7,49 (lít) CHUYÊN ĐỀ 2: ĐỘ TAN & NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Một số công thức tính cần nhớ: St Công thức tính độ tan: 0C Công thức tính nồng độ %: mct . 100 m dm m C% = ct . 100% m dd chất = mdd = mdm + mct Hoặc mdd = Vdd (ml) . D(g/ml) * Mối liên hệ giữa độ tan của một chất và nồng độ phần trăm dung dịch bão hoà của chất đó ở một nhiệt độ xác định. Cứ 100g dm hoà tan đƣợc Sg chất tan để tạo thành (100+S)g dung dịch bão hoà. Vậy: x(g) // y(g) // 100g // Công thức liên hệ: C% = 100S 100  S Công thức tính nồng độ mol/lit: 100.C % 100  C % n(mol ) 1000.n(mol ) CM = = V (lit ) V (ml ) Hoặc S = * Mối liên hệ giữa nồng độ % và nồng độ mol/lit. Công thức liên hệ: C% = C M .M 10 D Hoặc CM = 10 D.C % M Trong đó: - mct là khối lƣợng chất tan( đơn vị: gam) - mdm là khối lƣợng dung môi( đơn vị: gam) - mdd là khối lƣợng dung dịch( đơn vị: gam) - V là thể tích dung dịch( đơn vị: lit hoặc mililit) - D là khối lƣợng riêng của dung dịch( đơn vị: gam/mililit) - M là khối lƣợng mol của chất( đơn vị: gam) - S là độ tan của 1 chất ở một nhiệt độ xác định( đơn vị: gam) - C% là nồng độ % của 1 chất trong dung dịch( đơn vị: %) - CM là nồng độ mol/lit của 1 chất trong dung dịch( đơn vị: mol/lit hay M) DẠNG 1: TOÁN ĐỘ TAN Loại 1: Bài toán liên quan giữa độ tan của một chất và nồng độ phần trăm dung dịch bão hoà của chất đó. Bài 1: ở 400C, độ tan của K2SO4 là 15. Hãy tính nồng độ phần trăm của dung dịch K2SO4 bão hoà ở nhiệt độ này? Đáp số: C% = 13,04% Bài 2: Tính độ tan của Na2SO4 ở 100C và nồng độ phần trăm của dung dịch bão hoà Na2SO4 ở nhiệt độ này. Biết rằng ở 100C khi hoà tan 7,2g Na2SO4 vào 80g H2O thì đƣợc dung dịch bão hoà Na2SO4. Đáp số: S = 9g và C% = 8,257% Loại 2: Bài toán tính lƣợng tinh thể ngậm nƣớc cần cho thêm vào dung dịch cho sẵn. Cách làm:Dùng định luật bảo toàn khối lƣợng để tính: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 24 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng * Khối lƣợng dung dịch tạo thành = khối lƣợng tinh thể + khối lƣợng dung dịch ban đầu. * Khối lƣợng chất tan trong dung dịch tạo thành = khối lƣợng chất tan trong tinh thể + khối lƣợng chất tan trong dung dịch ban đầu. * Các bài toán loại này thƣờng cho tinh thể cần lấy và dung dịch cho sẵn có chứa cùng loại chất tan. Bài tập áp dụng: Bài 1: Tính lƣợng tinh thể CuSO4.5H2O cần dùng để điều chế 500ml dung dịch CuSO4 8%(D = 1,1g/ml). Đáp số: Khối lƣợng tinh thể CuSO4.5H2O cần lấy là: 68,75g Bài 2: Để điều chế 560g dung dịch CuSO4 16% cần phải lấy bao nhiêu gam dung dịch CuSO4 8% và bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O. Hƣớng dẫn * Cách 1: Trong 560g dung dịch CuSO4 16% có chứa. 560.16 2240 = = 89,6(g) 100 25 m ct CuSO4(có trong dd CuSO4 16%) = Đặt mCuSO4.5H2O = x(g) 1mol(hay 250g) CuSO4.5H2O chứa 160g CuSO4 Vậy x(g) // chứa 160x 16x = (g) 250 25 m dd CuSO4 8% có trong dung dịch CuSO4 16% là (560 – x) g m ct CuSO4(có trong dd CuSO4 8%) là Ta có phƣơng trình: (560  x).8 (560  x).2 = (g) 100 25 (560  x).2 16x + = 89,6 25 25 Giải phƣơng trình đƣợc: x = 80. Vậy cần lấy 80g tinh thể CuSO4.5H2O và 480g dd CuSO4 8% để pha chế thành 560g dd CuSO4 16%. * Cách 2: Giải hệ phƣơng trình bậc nhất 2 ẩn. * Cách 3: Tính toán theo sơ đồ đƣờng chéo. Lƣu ý: Lƣợng CuSO4 có thể coi nhƣ dd CuSO4 64%(vì cứ 250g CuSO4.5H2O thì có chứa 160g CuSO4). Vậy C%(CuSO4) = 160 .100% = 64%. 250 Loại 3: bài toán tính lƣợng chất tan tách ra hay thêm vào khi thay đổi nhiệt độ một dung dịch bão hoà cho sẵn. Cách làm: - Bƣớc 1: Tính khối lƣợng chất tan và khối lƣợng dung môi có trong dung dịch bão hoà ở t1(0c) - Bƣớc 2: Đặt a(g) là khối lƣợng chất tan A cần thêm hay đã tách ra khỏi dung dịch ban đầu, sau khi thay đổi nhiệt độ từ t1(0c) sang t2(0c) với t1(0c) khác t2(0c). - Bƣớc 3: Tính khối lƣợng chất tan và khối lƣợng dung môi có trong dung dịch bão hoà ở t2(0c). - Bƣớc 4: áp dụng công thức tính độ tan hay nồng độ % dung dịch bão hoà(C% ddbh) để tìm a. Lƣu ý: Nếu đề yêu cầu tính lƣợng tinh thể ngậm nƣớc tách ra hay cần thêm vào do thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà cho sẵn, ở bƣớc 2 ta phải đặt ẩn số là số mol(n) 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 25 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Bài 1: ở 120C có 1335g dung dịch CuSO4 bão hoà. Đun nóng dung dịch lên đến 900C. Hỏi phải thêm vào dung dịch bao nhiêu gam CuSO4 để đƣợc dung dịch bão hoà ở nhiệt độ này. Biết ở 120C, độ tan của CuSO4 là 33,5 và ở 900C là 80. Đáp số: Khối lƣợng CuSO4 cần thêm vào dung dịch là 465g. Bài 2: ở 850C có 1877g dung dịch bão hoà CuSO4. Làm lạnh dung dịch xuống còn 250C. Hỏi có bao nhiêu gam CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch. Biết độ tan của CuSO4 ở 850C là 87,7 và ở 250C là 40. Đáp số: Lƣợng CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch là: 961,75g Bài 3: Cho 0,2 mol CuO tan trong H2SO4 20% đun nóng, sau đó làm nguội dung dịch đến 100C. Tính khối lƣợng tinh thể CuSO4.5H2O đã tách khỏi dung dịch, biết rằng độ tan của CuSO4 ở 100C là 17,4g/100g H2O. Đáp số: Lƣợng CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch là: 30,7g DẠNG 2: TOÁN NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Bài 1: Cho 50ml dung dịch HNO3 40% có khối lƣợng riêng là 1,25g/ml. Hãy: a/ Tìm khối lƣợng dung dịch HNO3 40%? b/ Tìm khối lƣợng HNO3? c/ Tìm nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 40%? Đáp số: a/ mdd = 62,5g b/ mHNO 3 = 25g c/ CM(HNO 3 ) = 7,94M Bài 2: Hãy tính nồng độ mol/l của dung dịch thu đƣợc trong mỗi trƣờng hợp sau: a/ Hoà tan 20g NaOH vào 250g nƣớc. Cho biết DH 2 O = 1g/ml, coi nhƣ thể tích dung dịch không đổi. b/ Hoà tan 26,88 lít khí hiđro clorua HCl (đktc) vào 500ml nƣớc thành dung dịch axit HCl. Coi nhƣ thể dung dịch không đổi. c/ Hoà tan 28,6g Na2CO3.10H2O vào một lƣợng nƣớc vừa đủ để thành 200ml dung dịch Na2CO3. Đáp số: a/ CM( NaOH ) = 2M b/ CM( HCl ) = 2,4M c/ CM(Na2CO3) = 0,5M Bài 3: Cho 2,3g Na tan hết trong 47,8ml nƣớc thu đƣợc dung dịch NaOH và có khí H2 thoát ra . Tính nồng độ % của dung dịch NaOH? Đáp số: C%(NaOH) = 8% CHUYÊN ĐỀ 3: PHA TRỘN DUNG DỊCH 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 26 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Loại 1: Bài toán pha loãng hay cô dặc một dung dịch. a) Đặc điểm của bài toán: - Khi pha loãng, nồng độ dung dịch giảm. Còn cô dặc, nồng độ dung dịch tăng. - Dù pha loãng hay cô đặc, khối lƣợng chất tan luôn luôn không thay đổi. b) Cách làm:  Có thể áp dụng công thức pha loãng hay cô đặc TH1: Vì khối lƣợng chất tan không đổi dù pha loãng hay cô đặc nên. mdd(1).C%(1) = mdd(2).C%(2) TH2: Vì số mol chất tan không đổi dù pha loãng hay cô dặc nên. Vdd(1). CM (1) = Vdd(2). CM (2)  Nếu gặp bài toán bài toán: Cho thêm H2O hay chất tan nguyên chất (A) vào 1 dung dịch (A) có nồng độ % cho trƣớc, có thể áp dụng quy tắc đƣờng chéo để giải. Khi đó có thể xem: - H2O là dung dịch có nồng độ O% - Chất tan (A) nguyên chất cho thêm là dung dịch nồng độ 100% + TH1: Thêm H2O Dung dịch đầu C1(%) C2(%) - O C2(%) H2O mdd.dau m H 2O = mdd.dau mctA C1(%) – C2(%) O(%) + TH1: Thêm chất tan (A) nguyên chất Dung dịch đầu C1(%) C2(%) Chất tan (A) 100(%) = 100 - C2(%) C1(%) – C2(%) Lƣu ý: Tỉ lệ hiệu số nồng độ nhận đƣợc đúng bằng số phần khối lƣợng dung dịch đầu( hay H2O, hoặc chất tan A nguyên chất) cần lấy đặt cùng hàng ngang. Bài toán áp dụng: Bài 1: Phải thêm bao nhiêu gam H2O vào 200g dung dịch KOH 20% để đƣợc dung dịch KOH 16%. Đáp số: mH2O(cần thêm) = 50g Bài 2: Có 30g dung dịch NaCl 20%. Tính nồng độ % dung dịch thu đƣợc khi: - Pha thêm 20g H2O - Cô đặc dung dịch để chỉ còn 25g. Đáp số: 12% và 24% 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 27 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Bài 3: Tính số ml H2O cần thêm vào 2 lit dung dịch NaOH 1M để thu đƣợc dung dịch mới có nồng độ 0,1M. Đáp số: 18 lit Bài 4: Tính số ml H2O cần thêm vào 250ml dung dịch NaOH1,25M để tạo thành dung dịch 0,5M. Giả sử sự hoà tan không làm thay đổi đáng kể thể tích dung dịch. Đáp số: 375ml Bài 5: Tính số ml dung dịch NaOH 2,5%(D = 1,03g/ml) điều chế đƣợc từ 80ml dung dịch NaOH 35%(D = 1,38g/ml). Đáp số: 1500ml Bài 6: Làm bay hơi 500ml dung dịch HNO3 20%(D = 1,20g/ml) để chỉ còn 300g dung dịch. Tính nồng độ % của dung dịch này. Đáp số: C% = 40% Loại 2:Bài toán hoà tan một hoá chất vào nƣớc hay vào một dung dịch cho sẵn. a/ Đặc điểm bài toán: - Hoá chất đem hoà tan có thể là chất khí, chất lỏng hay chất rắn. - Sự hoà tan có thể gây ra hay không gây ra phản ứng hoá học giữa chất đem hoà tan với H2O hoặc chất tan trong dung dịch cho sẵn. b/ Cách làm: - Bƣớc 1: Xác định dung dịch sau cùng (sau khi hoà tan hoá chất) có chứa chất nào: Cần lƣu ý xem có phản ứng giữa chất đem hoà tan với H2O hay chất tan trong dung dịch cho sẵn không? Sản phẩm phản ứng(nếu có) gồm những chất tan nào? Nhớ rằng: có bao nhiêu loại chất tan trong dung dịch thì có bấy nhiêu nồng độ. . Nếu chất tan có phản ứng hoá học với dung môi, ta phải tính nồng độ của sản phẩm phản ứng chứ không đƣợc tính nồng độ của chất tan đó. - Bƣớc 2: Xác định lƣợng chất tan(khối lƣợng hay số mol) có chứa trong dung dịch sau cùng. . Lƣợng chất tan(sau phản ứng nếu có) gồm: sản phẩm phản ứng và các chất tác dụng còn dƣ. . Lƣợng sản phẩm phản ứng(nếu có) tính theo pttƣ phải dựa vào chất tác dụng hết(lƣợng cho đủ), tuyệt đối không đƣợc dựa vào lƣợng chất tác dụng cho dƣ (còn thừa sau phản ứng) - Bƣớc 3: Xác định lƣợng dung dịch mới (khối lƣợng hay thể tích) . Để tính thể tích dung dịch mới có 2 trƣờng hợp (tuỳ theo đề bài) Nếu đề không cho biết khối lƣợng riêng dung dịch mới(Dddm) + Khi hoà tan 1 chất khí hay 1 chất rắn vào 1 chất lỏng có thể coi: Thể tích dung dịch mới = Thể tích chất lỏng + Khi hoà tan 1 chất lỏng vào 1 chất lỏng khác, phải giả sử sự pha trộn không làm thây đổi đáng kể thể tích chất lỏng, để tính: Thể tích dung dịch mới = Tổng thể tích các chất lỏng ban đầu. Nếu đề cho biết khối lƣợng riêng dung dịch mới(Dddm) Thể tích dung dịch mới: Vddm = m ddm Dddm mddm: là khối lƣợng dung dịch mới 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 28 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng + Để tính khối lƣợng dung dịch mới mddm = Tổng khối lƣợng(trƣớc phản ứng) – khối lƣợng kết tủa(hoặc khí bay lên) nếu có. Bài tập áp dụng: Bài 1: Cho 14,84g tinh thể Na2CO3 vào bình chứa 500ml dung dịch HCl 0,4M đƣợc dung dịch B. Tính nồng độ mol/lit các chất trong dung dịch B. Đáp số: Nồng độ của NaCl là: CM = 0,4M Nồng độ của Na2CO3 còn dƣ là: CM = 0,08M Bài 2: Hoà tan 5,6lit khí HCl (ở đktc) vào 0,1lit H 2O để tạo thành dung dịch HCl. Tính nồng độ mol/lit và nồng độ % của dung dịch thu đƣợc. Đáp số:CM = 2,5M; C% = 8,36% Bài 3: Cho 200g SO3 vào 1 lít dung dịch H2SO4 17%(D = 1,12g/ml) đƣợc dung dịch A. Tính nồng độ % dung dịch A. Đáp số: C% = 32,985% Bài 4: xác định lƣợng SO3 và lƣợng dung dịch H2SO4 49% cần lấy để pha thành 450g dung dịch H2SO4 83,3%. Đáp số:Khối lƣợng SO3 cần lấy là: 210g Khối lƣợng dung dịch H2SO4 49% cần lấy là 240g Bài 5: Xác định khối lƣợng dung dịch KOH 7,93% cần lấy để khi hoà tan vào đó 47g K2O thì thu đƣợc dung dịch 21%. Đáp số: Khối lƣợng dung dịch KOH 7,93% cần lấy là 352,94g Bài 6: Cho 6,9g Na và 9,3g Na2O vào nƣớc, đƣợc dung dịch A(NaOH 8%). Hỏi phải lấy thêm bao nhiêu gam NaOH có độ tinh khiết 80%(tan hoàn toàn) cho vào để đƣợc dung dịch 15%? Đáp số: - Khối lƣợng NaOH có độ tinh khiết 80% cần lấy là 32,3g Loại 3: Bài toán pha trộn hai hay nhiều dung dịch. a/ Đặc điểm bài toán. Khi pha trộn 2 hay nhiều dung dịch với nhau có thể xảy ra hay không xảy ra phản ứng hoá học giữa chất tan của các dung dịch ban đầu. b/ Cách làm:  TH1: Khi trộn không xảy ra phản ứng hoá học(thƣờng gặp bài toán pha trộn các dung dịch chứa cùng loại hoá chất) Nguyên tắc chung để giải là theo phƣơng pháp đại số, lập hệ 2 phƣơng trình toán học (1 theo chất tan và 1 theo dung dịch) Các bƣớc giải: - Bƣớc 1: Xác định dung dịch sau trộn có chứa chất tan nào. - Bƣớc 2: Xác định lƣợng chất tan(mct) có trong dung dịch mới(ddm) - Bƣớc 3: Xác định khối lƣợng(mddm) hay thể tích(Vddm) dung dịch mới. mddm = Tổng khối lƣợng( các dung dịch đem trộn ) + Nếu biết khối lƣợng riêng dung dịch mới(Dddm);Vddm = m ddm Dddm + Nếu không biết khối lƣợng riêng dung dịch mới: Phải giả sử sự hao hụt thể tích do sự pha trộn dung dịch là không đáng kể, để có. Vddm = Tổng thể tích các chất lỏng ban đầu đem trộn + Nếu pha trộn các dung dịch cùng loại chất tan, cùng loại nồng độ, có thể giải bằng quy tắc đƣờng chéo. m1(g) dd C1(%) 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi C 2 – C3 Page 29 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng C3(%) m2(g) dd C2(%) C3 – C1 ( Giả sử: C1< C3 < C2 ) và sự hao hụt thể tích do sự pha trộn các dd là không đáng kể. m1 m2 = C 2  C3 C 3  C1 + Nếu không biết nồng độ % mà lại biết nồng độ mol/lit (CM) thì áp dụng sơ đồ: C2 – C3 V1(l) dd C1(M) C3(M) C3 – C1 V2(g) dd C2(M) ( Giả sử: C1< C3 < C2 ) V1 V2 = C 2  C3 C 3  C1 + Nếu không biết nồng độ % và nồng độ mol/lit mà lại biết khối lƣợng riêng (D) thì áp dụng sơ đồ: D2 – D3 V1(l) dd D1(g/ml) D3(g/ml) V2(l) dd D2(g/ml) D3 – D1 (Giả sử: D1< D3 < D2) và sự hao hụt thể tích do sự pha trộn các dd là không đáng kể. V1 V2 = D2  D3 D3  D1  TH2: Khi trộn có xảy ra phản ứng hoá học cũng giải qua 3 bƣớc tƣơng tự bài toán loại 2 (Hoà tan một chất vào một dung dịch cho sẵn). Tuy nhiên, cần lƣu ý. - ở bƣớc 1: Phải xác định công thức chất tan mới, số lƣợng chất tan mới. Cần chú ý khả năng có chất dƣ(do chất tan ban đầu không tác dụng hết) khi tính toán. - ở bƣớc 3: Khi xác định lƣợng dung dịch mới (mddm hay Vddm) Tacó: mddm = Tổng khối lƣợng các chất đem trộng – khối lƣợng chất kết tủa hoặc chất khí xuất hiện trong phản ứng. - Thể tích dung dịch mới tính nhƣ trƣờng hợp 1 loại bài toán này. Thí dụ: áp dụng phƣơng pháp đƣờng chéo. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 30 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Một bài toán thƣờng có nhiều cách giải nhƣng nếu bài toán nào có thể sử dụng đƣợc phƣơng pháp đƣờng chéo để giải thì sẽ làm bài toán đơn giản hơn rất nhiều. Bài toán 1: Cần bao nhiêu gam tinh thể CuSO4 . 5H2O hoà vào bao nhiêu gam dung dịch CuSO4 4% để điều chế đƣợc 500 gam dung dịch CuSO4 8%. Bài giải: Giải Bằng phƣơng pháp thông thƣờng: Khối lƣợng CuSO4 có trong 500g dung dịch bằng: mCuóO4  500.8  40 gam 100 (1) Gọi x là khối lƣợng tinh thể CuSO4 . 5 H2O cần lấy thì: (500 - x) là khối lƣợng dung dịch CuSO4 4% cần lấy: Khối lƣợng CuSO4 có trong tinh thể CuSO4 . 5H2O bằng: mCuSO  4 Khối lƣợng CuSO4 có trong tinh thể CuSO4 4% là: mCuSO  4 Từ (1), (2) và (3) ta có: x.160 250 (2) (500  x).4 (3) 100 ( x.160) (500  x).4   40 => 0,64x + 20 - 0,04x = 40. 250 100 Giải ra ta đƣợc:X = 33,33g tinh thể Vậy khối lƣợng dung dịch CuSO4 4% cần lấy là:500 - 33,33 gam = 466,67 gam. + Giải theo phương pháp đường chéo Gọi x là số gam tinh thể CuSO4 . 5 H2O cần lấy và (500 - x) là số gam dung dịch cần lấy ta có sơ đồ đƣờng chéo nhƣ sau: 69 4 - 8  x x 4 1 =>   8 500  x 500  x 56 14 4 64 - 8  Giải ra ta tìm đƣợc: x = 33,33 gam. Bài toán 2: Trộn 500gam dung dịch NaOH 3% với 300 gam dung dịch NaOH 10% thì thu đƣợc dung dịch có nồng độ bao nhiêu%. Bài giải: Ta có sơ đồ đƣờng chéo: 500: 3 C% 300: 10 - C%  => C% - 3%  10 500 10  C  300 C  3 Giải ra ta đƣợc: C = 5,625%Vậy dung dịch thu đƣợc có nồng độ 5,625%. Bài toán 3: Cần trộn 2 dung dịch NaOH 3% và dung dịch NaOH 10% theo tỷ lệ khối lƣợng bao nhiêu để thu đƣợc dung dịch NaOH 8%. Bài giải:Gọi m1; m2 lần lƣợt là khối lƣợng của các dung dịch cần lấy. Ta có sơ đồ đƣờng chéo sau: m1 3 m2 10 8 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi 10 - 8  8 - 3  => m1 10  8  m2 83 Page 31 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Vậy tỷ lệ khối lƣợng cần lấy là: Gv: Nguyễn Công Thƣơng m1 2  m2 5 Bài toán áp dụng: Bài 1: Cần pha chế theo tỉ lệ nào về khối lƣợng giữa 2 dung dịch KNO3 có nồng độ % tƣơng ứng là 45% và 15% để đƣợc một dung dịch KNO3 có nồng độ 20%. Đáp số: Phải lấy 1 phần khối lƣợng dung dịch có nồng dộ 45% và 5 phần khối lƣợng dung dịch có nồng độ 15% để trộn với nhau. Bài 2: Trộn V1(l) dung dịch A(chứa 9,125g HCl) với V2(l) dung dịch B(chứa 5,475g HCl) đƣợc 2(l) dung dịch D. Coi thể tích dung dịch D = Tổng thể tích dung dịch A và dung dịch B. a) Tính nồng độ mol/lit của dung dịch D. b) Tính nồng độ mol/lit của dung dịch A, dung dịch B (Biết hiệu nồng độ mol/lit của dung dịch A trừ nồng độ mol/lit dung dịch B là 0,4mol/l) Đáp số: a) CM(dd D) = 0,2M b) Đặt nồng độ mol/l của dung dịch A là x, dung dịch B là y ta có: x – y = 0,4 (I)Vì thể tích: Vdd D = Vdd A + Vdd B = 0,25 0,15 + = 2 (II) x y Giải hệ phƣơng trình ta đƣợc: x = 0,5M, y = 0,1M Vậy nồng độ mol/l của dung dịch A là 0,5M và của dung dịch B là 0,1M. Bài 3: Hỏi phải lấy 2 dung dịch NaOH 15% và 27,5% mỗi dung dịch bao nhiêu gam trộn vào nhau để đƣợc 500ml dung dịch NaOH 21,5%, D = 1,23g/ml? Đáp số: Dung dịch NaOH 27,5% cần lấy là 319,8g và dung dịch NaOH 15% cần lấy là 295,2g Bài 4: Trộn lẫn 150ml dung dịch H2SO4 2M vào 200g dung dịch H2SO4 5M( D = 1,29g/ml ). Tính nồng độ mol/l của dung dịch H2SO4 nhận đƣợc. Đáp số: Nồng độ H2SO4 sau khi trộn là 3,5M Bài 5: Trộn 1/3 (l) dung dịch HCl (dd A) với 2/3 (l) dung dịch HCl (dd B) đƣợc 1(l) dung dịch HCl mới (dd C). Lấy 1/10 (l) dd C tác dụng với dung dịch AgNO 3 dƣ thì thu đƣợc 8,61g kết tủa. a) Tính nồng độ mol/l của dd C. b) Tính nồng độ mol/l của dd A và dd B. Biết nồng độ mol/l dd A = 4 nồng dộ mol/l dd B. Đáp số: Nồng độ mol/l của dd B là 0,3M và của dd A là 1,2M. Bài 6: Trộn 200ml dung dịch HNO3 (dd X) với 300ml dung dịch HNO3 (dd Y) đƣợc dung dịch (Z). Biết rằng dung dịch (Z) tác dụng vừa đủ với 7g CaCO3. a) Tính nồng độ mol/l của dung dịch (Z). b) Ngƣời ta có thể điều chế dung dịch (X) từ dung dịch (Y) bằng cách thêm H2O vào dung dịch (Y) theo tỉ lệ thể tích: VH 2 O : Vdd(Y) = 3:1. Tính nồng độ mol/l dung dịch (X) và dung dịch (Y)? Biết sự pha trộn không làm thay đổi đáng kể thể tích dung dịch. Đáp số: a) CMdd(Z) = 0,28M b) Nồng độ mol/l của dung dịch (X) là 0,1M và của dung dịch (Y) là 0,4M. Bài 7: Để trung hoà 50ml dung dịch NaOH 1,2M cần V(ml) dung dịch H 2SO4 30% (D = 1,222g/ml). Tính V? 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 32 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Đáp số: Thể tích dung dịch H2SO4 30% cần lấy là 8,02 ml. Bài 8: Cho 25g dung dịch NaOH 4% tác dụng với 51g dung dịch H2SO4 0,2M, có khối lƣợng riêng D = 1,02 g/ml. Tính nồng độ % các chất sau phản ứng. Đáp số: - Nồng độ % của dung dịch Na2SO4 là 1,87% - Nồng độ % của dung dịch NaOH (dƣ) là 0,26% Bài 9:Trộn lẫn 100ml dung dịch NaHSO4 1M với 100ml dung dịch NaOH 2M đƣợc dung dịch A. a) Viết phƣơng trình hoá học xảy ra. b) Cô cạn dung dịch A thì thu đƣợc hỗn hợp những chất nào? Tính khối lƣợng của mỗi chất. Đáp số: b) Khối lƣợng các chất sau khi cô cạn. - Khối lƣợng muối Na2SO4 là 14,2g - Khối lƣợng NaOH(còn dƣ) là 4 g Bài 10: Khi trung hoà 100ml dung dịch của 2 axit H2SO4 và HCl bằng dung dịch NaOH, rồi cô cạn thì thu đƣợc 13,2g muối khan. Biết rằng cứ trung hoà 10 ml dung dịch 2 axit này thì cần vừa đủ 40ml dung dịch NaOH 0,5M. Tính nồng độ mol/l của mỗi axit trong dung dịch ban đầu. Đáp số: Nồng độ mol/l của axit H2SO4 là 0,6M và của axit HCl là 0,8M Bài 11: Tính nồng độ mol/l của dung dịch H2SO4 và dung dịch NaOH biết rằng: Cứ 30ml dung dịch H2SO4 đƣợc trung hoà hết bởi 20ml dung dịch NaOH và 10ml dung dịch KOH 2M. Ngƣợc lại: 30ml dung dịch NaOH đƣợc trung hoà hết bởi 20ml dung dịch H2SO4 và 5ml dung dịch HCl 1M. Đáp số: Nồng độ mol/l của dd H2SO4 là 0,7M và của dd NaOH là 1,1M. Hƣớng dẫn giải bài toán nồng độ bằng phương pháp đại số: Thí dụ: Tính nồng độ ban đầu của dung dịch H2SO4 và dung dịch NaOH biết rằng: - Nếu đổ 3 lít dung dịch NaOH vào 2 lít dung dịch H2SO4 thì sau phản ứng dung dịch có tính kiềm với nồng độ 0,1M. - Nếu đổ 2 lít dung dịch NaOH vào 3 lít dung dịch H2SO4 thì sau phản ứng dung dịch có tính axit với nồng độ 0,2M. Bài giải PTHH: 2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 2H2O Gọi nồng độ dung dịch xút là x và nồng độ dung dịch axit là y thì: Trong trƣờng hợp thứ nhất lƣợng kiềm còn lại trong dung dịch là 0,1 . 5 = 0,5mol. Lƣợng kiềm đã tham gia phản ứng là:3x - 0,5 (mol)Lƣợng axít bị trung hoà là:2y (mol) Theo PTPƢ số mol xút lớn hơn 2 lần H2SO4 Vậy 3x - 0,5 = 2y.2 = 4y hay 3x - 4y = 0,5 (1) * Trong trƣờng hợp thứ 2 thì lƣợng a xít dƣ là 0,2.5 = 1mol Lƣợng a xít bị trung hoà là 3y - 1 (mol) Lƣợng xút tham gia phản ứng là 2x (mol). Cũng lập luận nhƣ trên ta đƣợc: 3y - 1 = 1 . 2x = x hay 3y - x = 1 (2) 2 3x  4 y  0,5 3 y  x  1 Từ (1) và (2) ta có hệ phƣơng trình bậc nhất:  Giải hệ phƣơng trình này ta đƣợc x = 1,1 và y = 0,7. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 33 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Vậy, nồng độ ban đầu của dung dịch H2SO4 là 0,7M của dung dịch NaOH là 1,1M. Bài 12: Tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH và dung dịch H 2SO4. Biết nếu lấy 60ml dung dịch NaOH thì trung hoà hoàn toàn 20ml dung dịch H 2SO4. Nếu lấy 20ml dung dịch H2SO4 tác dụng với 2,5g CaCO3 thì muốn trung hoà lƣợng axit còn dƣ phải dùng hết 10ml dung dịch NaOH ở trên. Đáp số: Nồng độ mol/l của dd H2SO4 là 1,5M và của dd NaOH là 1,0M. Bài 13: Tính nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 và dung dịch KOH. Biết .20ml dung dịch HNO3 đƣợc trung hoà hết bởi 60ml dung dịch KOH. .20ml dung dịch HNO3 sau khi tác dụng hết với 2g CuO thì đƣợc trung hoà hết bởi 10ml dung dịch KOH. Đáp số: Nồng độ của dung dịch HNO3 là 3M và của dung dịch KOH là 1M. Bài 14: Có 2 dung dịch H2SO4 là A và B. a) Nếu 2 dung dịch A và B đƣợc trộn lẫn theo tỉ lệ khối lƣợng 7:3 thì thu đƣợc dung dịch C có nồng độ 29%. Tính nồng độ % của dd A và dd B. Biết nồng độ dd B bằng 2,5 lần nồng độ dd A. b) Lấy 50ml dd C (D = 1,27g/ml) cho phản ứng với 200ml dd BaCl 2 1M. Tính khối lƣợng kết tủa và nồng độ mol/l của dd E còn lại sau khi đã tách hết kết tủa, giả sử thể tích dd thay đổi không đáng kể. Hƣớng dẫn: a/ Giả sử có 100g dd C. Để có 100g dd C này cần đem trộn 70g dd A nồng độ x% và 30g dd B nồng độ y%. Vì nồng độ % dd C là 29% nên ta có phƣơng trình: m H2SO4(trong dd C) = 70x 30 y + = 29 (I)Theo bài ra thì: y = 2,5x (II) 100 100 Giải hệ (I, II) đƣợc: x% = 20% và y% = 50% b/ nH2SO4( trong 50ml dd C ) = C %.mdd 29(50.1,27) = = 0,1879 mol 100.98 100M n BaCl2 = 0,2 mol > nH2SO4. Vậy axit phản ứng hết;mBaSO4 = 0,1879 . 233 = 43,78g Dung dịch còn lại sau khi tách hết kết tủa có chứa 0,3758 mol HCl và 0,2 – 0,1879 = 0,0121 mol BaCl2 còn dƣ.Vậy nồng độ của dd HCl là 1,5M và của dd BaCl2 là 0,0484M Ngày soạn: 13/1/2010 Ngày giảng :16 /1/2010 LUYỆN TẬP: BÀI TOÁN VỀ OXIT VÀ HỖN HỢP OXIT Tính chất: - Oxit bazơ tác dụng với dung dịch axit. - Oxit axit tác dụng với dung dịch bazơ. - Oxit lƣỡng tính vừa tác dụng với dung dịch axit, vừa tác dụng dung dịch bazơ. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 34 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng - Oxit trung tính: Không tác dụng đƣợc với dung dịch axit và dung dịch bazơ. Cách làm: - Bƣớc 1: Đặt CTTQ - Bƣớc 2: Viết PTHH. - Bƣớc 3: Lập phƣơng trình toán học dựa vào các ẩn số theo cách đặt. - Bƣớc 4: Giải phƣơng trình toán học. - Bƣớc 5: Tính toán theo yêu cầu của đề bài. A - TOÁN OXIT BAZƠ Bài tập áp dụng: Bài 1: Cho 4,48g một oxit của kim loại hoá trị tác dụng hết 7,84g axit H 2SO4. Xác định công thức của oxit trên. Đáp số: CaO Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 1 gam oxit của kim loại R cần dùng 25ml dung dịch hỗn hợp gồm axit H2SO4 0,25M và axit HCl 1M. Tìm công thức của oxit trên. Đáp số: Fe2O3 Bài 3: Có một oxit sắt chƣa rõ công thức, chia oxit này làm 2 phần bằng nhau. a/ Để hoà tan hết phần 1 cần dùng150ml dung dịch HCl 1,5M. b/ Cho luồng khí H2 dƣ đi qua phần 2 nung nóng, phản ứng xong thu đƣợc 4,2g sắt. Tìm công thức của oxit sắt nói trên. Đáp số: Fe2O3 Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 20,4g oxit kim loại A, hoá trị III trong 300ml dung dịch axit H2SO4 thì thu đƣợc 68,4g muối khan. Tìm công thức của oxit trên. Đáp số: Bài 5: Để hoà tan hoàn toàn 64g oxit của kim loại hoá trị III cần vừa đủ 800ml dung dịch axit HNO3 3M. Tìm công thức của oxit trên. Đáp số: Bài 6: Khi hoà tan một lƣợng của một oxit kim loại hoá trị II vào một lƣợng vừa đủ dung dịch axit H2SO4 4,9%, ngƣời ta thu đƣợc một dung dịch muối có nồng độ 5,78%. Xác định công thức của oxit trên. Hƣớng dẫn: Đặt công thức của oxit là RO PTHH: RO + H2SO4 ----> RSO4 + H2O (MR + 16) 98g (MR + 96)g Giả sử hoà tan 1 mol (hay MR + 16)g RO Khối lƣợng dd RSO4(5,87%) = (MR + 16) + (98 : 4,9).100 = MR + 2016 C% = M R  96 .100% = 5,87% M R  2016 Giải phƣơng trình ta đƣợc: MR = 24, kim loại hoá trị II là Mg.Đáp số: MgO Bài 7: Hoà tan hoàn toàn một oxit kim loại hoá trị II bằng dung dịch H2SO4 14% vừa đủ thì thu đƣợc một dung dịch muối có nồng độ 16,2%. Xác định công thức của oxit trên.Đáp số: MgO B - TOÁN OXIT AXIT Bài tập 1: Cho từ từ khí CO2 (SO2) vào dung dịch NaOH(hoặc KOH) thì có các PTHH xảy ra: (1)  Na2CO3 + H2O CO2 + 2NaOH  Sau đó khi số mol CO2 = số mol NaOH thì có phản ứng. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 35 Trƣờng THCS Nghĩa Trung CO2 + NaOH   NaHCO3 Gv: Nguyễn Công Thƣơng (2) Hướng giải: xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy ra. Đặt T = n NaOH CO2 n - Nếu T  1 thì chỉ có phản ứng ( 2 ) và có thể dƣ CO2. - Nếu T  2 thì chỉ có phản ứng ( 1 ) và có thể dƣ NaOH. - Nếu 1 < T < 2 thì có cả 2 phản ứng ( 1 ) và ( 2 ) ở trên hoặc có thể viết nhƣ sau: (1)/ CO2 + NaOH   NaHCO3 tính theo số mol của CO2. (2)/ Và sau đó: NaOH dƣ + NaHCO3   Na2CO3 + H2O Hoặc dựa vào số mol CO2 và số mol NaOH hoặc số mol Na2CO3 và NaHCO3 tạo thành sau phản ứng để lập các phƣơng trình toán học và giải. Đặt ẩn x,y lần lƣợt là số mol của Na2CO3 và NaHCO3 tạo thành sau phản ứng. Bài tập áp dụng: 1/ Cho 1,68 lit CO2 (đktc) sục vào bình đựng dd KOH dƣ. Tính nồng độ mol/lit của muối thu đƣợc sau phản ứng. Biết rằng thể tích dd là 250 ml. 2/ Cho 11,2 lit CO2 vào 500ml dd NaOH 25% (d = 1,3g/ml). Tính nồng độ mol/lit của dd muối tạo thành. 3/ Dẫn 448 ml CO2 (đktc) sục vào bình chứa 100ml dd KOH 0,25M. Tính khối lƣợng muối tạo thành. Bài tập 2: Cho từ từ khí CO2 (SO2) vào dung dịch Ca(OH)2 (hoặc Ba(OH)2) thì có các phản ứng xảy ra: Phản ứng ƣu tiên tạo ra muối trung hoà trƣớc. (1) CO2 + Ca(OH)2   CaCO3 + H2O Sau đó khi số mol CO2 = 2 lần số mol của Ca(OH)2 thì có phản ứng (2) 2CO2 + Ca(OH)2   Ca(HCO3)2 Hướng giải : xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy ra: Đặt T = n n CO2 Ca(OH ) 2 - Nếu T  1 thì chỉ có phản ứng ( 1 ) và có thể dƣ Ca(OH)2. - Nếu T  2 thì chỉ có phản ứng ( 2 ) và có thể dƣ CO2. - Nếu 1 < T < 2 thì có cả 2 phản ứng (1) và (2) ở trên hoặc có thể viết nhƣ sau: (1) CO2 + Ca(OH)2   CaCO3 + H2O tính theo số mol của Ca(OH)2 . (2) ! CO2 dƣ + H2O + CaCO3   Ca(HCO3)2 Hoặc dựa vào số mol CO2 và số mol Ca(OH)2 hoặc số mol CaCO3 tạo thành sau phản ứng để lập các phƣơng trình toán học và giải. Đặt ẩn x, y lần lƣợt là số mol của CaCO3 và Ca(HCO3)2 tạo thành sau phản ứng. Bài tập áp dụng: Bài 1: Hoà tan 2,8g CaO vào nƣớc ta đƣợc dung dịch A. a/ Cho 1,68 lit khí CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch A. Hỏi có bao nhiêu gam kết tủa tạo thành. b/ Nếu cho khí CO2 sục qua dung dịch A và sau khi kết thúc thí nghiệm thấy có 1g kết tủa thì có bao nhiêu lít CO2 đã tham gia phản ứng. ( các thể tích khí đo ở đktc ) Đáp số: a/ mCaCO3 = 2,5g 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 36 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng b/ TH1: CO2 hết và Ca(OH)2 dƣ. ---> VCO 2 = 0,224 lit TH2: CO2 dƣ và Ca(OH)2 hết ----> VCO 2 = 2,016 lit Bài 2:Dẫn 10 lít hỗn hợp khí gồm N2 và CO2 (đktc) sục vào 2 lit dung dịch Ca(OH)2 0,02M, thu đƣợc 1g kết tủa. Hãy xác định % theo thể tích của khí CO2 trong hỗn hợp. Đáp số: TH1: CO2 hết và Ca(OH)2 dƣ. ---> VCO 2 = 0,224 lit và % VCO 2 = 2,24% TH2: CO2 dƣ và Ca(OH)2 hết ----> VCO 2 = 1,568 lit và % VCO 2 = 15,68% Bài 3: Dẫn V lit CO2(đktc) vào 200ml dung dịch Ca(OH)2 1M, thu đƣợc 10g kết tủa. Tính v.Đáp số: TH1: CO2 hết và Ca(OH)2 dƣ. ---> VCO 2 = 2,24 lit. TH2: CO2 dƣ và Ca(OH)2 hết ----> VCO 2 = 6,72 lit. Bài 4: Cho m(g) khí CO2 sục vào 100ml dung dịch Ca(OH)2 0,05M, thu đƣợc 0,1g chất không tan. Tính m. Đáp số: TH1: CO2 hết và Ca(OH)2 dƣ. ---> mCO2 = 0,044g TH2: CO2 dƣ và Ca(OH)2 hết ----> mCO2 = 0,396g Bài 5: Phải đốt bao nhiêu gam cacbon để khi cho khí CO2 tạo ra trong phản ứng trên tác dụng với 3,4 lit dung dịch NaOH 0,5M ta đƣợc 2 muối với muối hiđro cacbonat có nồng độ mol bằng 1,4 lần nồng độ mol của muối trung hoà. Đáp số: Vì thể tích dung dịch không thay đổi nên tỉ lệ về nồng độ cũng chính là tỉ lệ về số mol. ---> mC = 14,4g. Bài 6: Cho 4,48 lit CO2(đktc) đi qua 190,48ml dung dịch NaOH 0,02% có khối lƣợng riêng là 1,05g/ml. Hãy cho biết muối nào đƣợc tạo thành và khối lƣợng lf bao nhiêu gam. Đáp số: Khối lƣợng NaHCO3 tạo thành là: 0,001.84 = 0,084g Bài 7: Thổi 2,464 lit khí CO2 vào một dung dịch NaOH thì đƣợc 9,46g hỗn hợp 2 muối Na2CO3 và NaHCO3. Hãy xác định thành phần khối lƣợng của hỗn hợp 2 muối đó. Nếu muốn chỉ thu đƣợc muối NaHCO3 thì cần thêm bao nhiêu lít khí cacbonic nữa. Đáp số: 8,4g NaHCO3 và 1,06g Na2CO3. Cần thêm 0,224 lit CO2. Bài 8: Đốt cháy 12g C và cho toàn bộ khí CO2 tạo ra tác dụng với một dung dịch NaOH 0,5M. Với thể tích nào của dung dịch NaOH 0,5M thì xảy ra các trƣờng hợp sau: a/ Chỉ thu đƣợc muối NaHCO3(không dƣ CO2)? b/ Chỉ thu đƣợc muối Na2CO3(không dƣ NaOH)? c/ Thu đƣợc cả 2 muối với nồng độ mol của NaHCO3 bằng 1,5 lần nồng độ mol của Na2CO3? Trong trƣờng hợp này phải tiếp tục thêm bao nhiêu lit dung dịch NaOH 0,5M nữa để đƣợc 2 muối có cùng nồng độ mol. Đáp số: a/ nNaOH = nCO2 = 1mol ---> Vdd NaOH 0,5M = 2 lit. b/ nNaOH = 2nCO 2 = 2mol ---> Vdd NaOH 0,5M = 4 lit. c/ Đặt a, b lần lƣợt là số mol của muối NaHCO3 và Na2CO3. Theo PTHH ta có: nCO2 = a + b = 1mol (I) Vì nồng độ mol NaHCO3 bằng 1,5 lần nồng độ mol Na2CO3 nên. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 37 Trƣờng THCS Nghĩa Trung a b = 1,5 ---> a = 1,5b (II) V V Gv: Nguyễn Công Thƣơng Giải hệ phƣơng trình (I, II) ta đƣợc: a = 0,6 mol, b = 0,4 mol nNaOH = a + 2b = 0,6 + 2 x 0,4 = 1,4 mol ---> Vdd NaOH 0,5M = 2,8 lit. Gọi x là số mol NaOH cần thêm và khi đó chỉ xảy ra phản ứng. NaHCO3 + NaOH ---> Na2CO3 + H2O x(mol) x(mol) x(mol) n NaHCO3 (còn lại) = (0,6 – x) mol n Na2CO3 (sau cùng) = (0,4 + x) mol Vì bài cho nồng độ mol 2 muối bằng nhau nên số mol 2 muối phải bằng nhau. (0,6 – x) = (0,4 + x) ---> x = 0,1 mol NaOH Vậy số lit dung dịch NaOH cần thêm là: Vdd NaOH 0,5M = 0,2 lit. Bài 9: Sục x(lit) CO2 (đktc) vào 400ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thì thu đƣợc 4,925g kết tủa. Tính x. Đáp số:TH1: CO2 hết và Ca(OH)2 dƣ. ---> VCO 2 = 0,56 lit. TH2: CO2 dƣ và Ca(OH)2 hết ----> VCO 2 = 8,4 lit. C - TOÁN HỖN HỢP OXIT. Các bài toán vận dụng số mol trung bình và xác định khoảng số mol của chất. 1/ Đối với chất khí. (hỗn hợp gồm có 2 khí) Khối lƣợng trung bình của 1 lit hỗn hợp khí ở đktc:MTB = Khối lƣợng trung bình của 1 mol hỗn hợp khí ở đktc:MTB = Hoặc: MTB = (n là tổng số mol khí trong hỗn hợp) Hoặc: MTB = (x1là % của khí thứ nhất) M 1V  M 21V2 22, 4V M1V1  M 2V2 V M1n1  M 2 ( n  n1 ) n M1 x1  M 2 (1 x1 ) 1 Hoặc: MTB = dhh/khí x . Mx 2/ Đối với chất rắn, lỏng. MTB của hh = mn Tính chất 1: MTB của hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần về lƣợng các chất thành phần trong hỗn hợp. Tính chất 2:MTB của hh luôn nằm trong khoảng khối lƣợng mol phân tử của các chất thành phần nhỏ nhất và lớn nhất.Mmin < nhh < Mmax Tính chất 3:Hỗn hợp 2 chất A, B có MA < MB và có thành phần % theo số mol là hh hh a(%) và b(%)Thì khoảng xác định số mol của hỗn hợp là: Mm B B < nhh < mA MA Giả sử A hoặc B có % = 100% và chất kia có % = 0 hoặc ngƣợc lại. Lƣu ý:Với bài toán hỗn hợp 2 chất A, B (chƣa biết số mol) cùng tác dụng với 1 hoặc cả 2 chất X, Y (đã biết số mol). Để biết sau phản ứng đã hết A, B hay X, Y chƣa. Có thể giả thiết hỗn hợp A, B chỉ chứa 1 chất A hoặc B - Với MA < MB nếu hỗn hợp chỉ chứa A thì: nA = mM > nhh = Mm Nhƣ vậy nếu X, Y tác dụng với A mà còn dƣ, thì X, Y sẽ có dƣ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B hh hh A hh - Với MA < MB, nếu hỗn hợp chỉ chứa B thì:nB = mM < nhh = Mm Nhƣ vậy nếu X, Y tác dụng chƣa đủ với B thì cũng không đủ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B. Nghĩa là sau phản ứng X, Y hết, còn A, B dƣ. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi hh hh B hh Page 38 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng 3/ Khối lƣợng mol trung bình của một hỗn hợp ( M ) Khối lƣợng mol trung bình (KLMTB) của một hỗn hợp là khối lƣợng của 1 mol hỗn hợp đó. M = m hh M .n  M 2 .n2  ...M i .ni = 1 1 n hh n1  n2  ...ni (*) Trong đó: - mhh là tổng số gam của hỗn hợp. - nhh là tổng số mol của hỗn hợp. - M1, M2, ..., Mi là khối lƣợng mol của các chất trong hỗn hợp. - n1, n2, ..., ni là số mol tƣơng ứng của các chất. Tính chất: Mmin < M < Mmax Đối với chất khí vì thể tích tỉ lệ với số mol nên (*) đƣợc viết lại nhƣ sau: M = M 1V1  M 2V2  ...M iVi V1  V2  ...Vi (**) Từ (*) và (**) dễ dàng suy ra: M = M1x1 + M2x2 + ... + Mixi (***) Trong đó: x1, x2, ..., xi là thành phần phần trăm (%) số mol hoặc thể tích (nếu hỗn hợp khí) tƣơng ứng của các chất và đƣợc lấy theo số thập phân, nghĩa là: 100% ứng với x = 1. 50% ứng với x = 0,5. Chú ý: Nếu hỗn hợp chỉ gồm có hai chất có khối lƣợng mol tƣơng ứng M 1 và M2 thì các công thức (*), (**) và (***) đƣợc viết dƣới dạng: (*)  M = M 1 .n1  M 2 .(n  n1 ) n (*)/ (**)  M = M 1 .V1  M 2 .(V  V1 ) V (**)/ (***)  M = M1x + M2(1 - x) (***)/ Trong đó: n1, V1, x là số mol, thể tích, thành phần % về số mol hoặc thể tích (hỗn hợp khí) của chất thứ nhất M1. Để đơn giản trong tính toán thông thƣờng ngƣời ta chọn M1 > M2.Nhận xét: Nếu số mol (hoặc thể tích) hai chất bằng nhau thì M = M1  M 2 và ngƣợc lại. 2 Bài tập áp dụng: Bài 1: Hoà tan 4,88g hỗn hợp A gồm MgO và FeO trong 200ml dung dịch H 2SO4 0,45M(loãng) thì phản ứng vừa đủ, thu đƣợc dung dịch B. a/ Tính khối lƣợng mỗi oxit có trong hỗn hợp A. b/ Để tác dụng vừa đủ với 2 muối trong dung dịch B cần dùng V(lit) dung dịch NaOH 0,2M, thu đƣợc kết tủa gồm 2 hiđrôxit kim loại. Lọc lấy kết tủa, đem nung trong không khí đến khối lƣợng không đổi thu đƣợc m gam chất rắn khan(phản ứng hoàn toàn). Tính V và m. Đáp số:a/ mMgO = 2g và mFeO = 2,88g b/ Vdd NaOH 0,2M = 0,9 lit và mrắn = 5,2g. Bài 2: Để hoà tan 9,6g một hỗn hợp đồng mol (cùng số mol) của 2 oxit kim loại có hoá trị II cần 14,6g axit HCl. Xác định công thức của 2 oxit trên. Biết kim loại hoá trị II có thể là Be, Mg, Ca, Fe, Zn, Ba. Đáp số: MgO và CaO Bài 3: Khử 9,6g một hỗn hợp gồm Fe2O3 và FeO bằng H2 ở nhiệt độ cao, ngƣời ta thu đƣợc Fe và 2,88g H2O. a/ Viết các PTHH xảy ra. b/ Xác định thành phần % của 2 oxit trong hỗn hợp. c/ Tính thể tích H2(đktc) cần dùng để khử hết lƣợng oxit trên. Đáp số:b/ % Fe2O3 = 57,14% và % FeO = 42,86% c/ VH 2 = 3,584 lit 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 39 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Bài 4: Cho X và Y là 2 oxit của cùng một kim loại M. Biết khi hoà tan cùng một lƣợng oxit X nhƣ nhau đến hoàn toàn trong HNO3 và HCl rồi cô cạn dung dịch thì thu đƣợc những lƣợng muối nitrat và clorua của kim loại M có cùng hoá trị. Ngoài ra, khối lƣợng muối nitrat khan lớn hơn khối lƣợng muối clorua khan một lƣợng bằng 99,38% khối lƣợng oxit đem hoà tan trong mỗi axit. Phân tử khối của oxit Y bằng 45% phân tử khối của oxit X. Xác định các oxit X, Y. Đáp số: Bài 5: Khử 2,4g hỗn hợp gồm CuO và Fe2O3 bằng H2 ở nhiệt độ cao thì thu đƣợc 1,76g hỗn hợp 2 kim loại. Đem hỗn hợp 2 kim loại hoà tan bằng dd axit HCl thì thu đƣợc V(lit) khí H2. a/ Xác định % về khối lƣợng của mỗi oxit trong hỗn hợp. b/ Tính V (ở đktc). Đáp số:a/ % CuO = 33,33% ; % Fe2O3 = 66,67% b/ VH 2 = 0,896 lit. Bài 6: Hoà tan 26,2g hỗn hợp Al2O3 và CuO thì cần phải dùng vừa đủ 250ml dung dịch H2SO4 2M. Xác định % khối lƣợng mỗi chất trong hỗn hợp. Đáp số: % Al2O3 = 38,93% và % CuO = 61,07%. Bài 7: Cho hỗn hợp A gồm 16g Fe2O3 và 6,4g CuO vào 160ml dung dịch H2SO4 2M. Sau phản ứng thấy còn m gam rắn không tan. a/ Tính m. b/ Tính thể tích dung dịch hỗn hợp gồm axit HCl 1M và axit H 2SO4 0,5M cần dùng để phản ứng hết hỗn hợp A. Đáp số:a/ 3,2 < m < 4,8 b/ Vdd hh axit = 0,06 lit. LUYỆN TẬP: A-AXIT TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI 1/ Phân loại axit: Axit loại 1: Tất cả các axit trên( HCl, H2SO4loãng, HBr,...), trừ HNO3 và H2SO4 đặc. Axit loại 2: HNO3 và H2SO4 đặc. 2/ Công thức phản ứng: gồm 2 công thức. Công thức 1: Kim loại phản ứng với axit loại 1. Kim loại + Axit loại 1 ----> Muối + H2 Điều kiện: - Kim loại là kim loại đứng trƣớc H trong dãy hoạt động hoá học Bêkêtôp. - Dãy hoạt động hoá học Bêkêtôp. K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Đặc điểm: - Muối thu đƣợc có hoá trị thấp(đối với kim loại có nhiều hoá trị) Thí dụ: Fe + 2HCl ----> FeCl2 + H2 Cu + HCl ----> Không phản ứng. Công thức 2: Kim loại phản ứng với axit loại 2: Kim loại + Axit loại 2 -----> Muối + H2O + Sản phẩm khử. Đặc điểm: - Phản ứng xảy ra với tất cả các kim loại (trừ Au, Pt). - Muối có hoá trị cao nhất(đối với kim loại đa hoá trị) Bài tập áp dụng: Bài 1: Hoà tan hết 25,2g kim loại R trong dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu đƣợc 1,008 lit H2 (đktc). Xác định kim loại R. Đáp số: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 40 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 6,5g một kim loại A chƣa rõ hoá trị vào dung dịch axit HCl, thì thu đƣợc 2,24 lit H2 (đktc). Xác định kim loại A. Đáp số: A là Zn. Bài 3: Cho 10g một hỗn hợp gồm Fe và Cu tác dụng với dung dịch axit HCl, thì thu đƣợc 3,36 lit khí H2 (đktc). Xác định thành phần % về khối lƣợng của mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. Đáp số: % Fe = 84%, % Cu = 16%. Bài 4: Cho 1 hỗn hợp gồm Al và Ag phản ứng với dung dịch axit H 2SO4 thu đƣợc 5,6 lít H2 (đktc). Sau phản ứng thì còn 3g một chất rắn không tan. Xác định thành phần % theo khối lƣợng cuả mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Đáp số: % Al = 60% và % Ag = 40%. Bài 5: Cho 5,6g Fe tác dụng với 500ml dung dịch HNO3 0,8M. Sau phản ứng thu đƣợc V(lit) hỗn hợp khí A gồm N2O và NO2 có tỷ khối so với H2 là 22,25 và dd B. a/ Tính V (đktc)? b/ Tính nồng độ mol/l của các chất có trong dung dịch B. Hƣớng dẫn:Theo bài ra ta có:nFe = 5,6 : 56 = 0,1 mol n HNO3 = 0,5 . 0,8 = 0,4 mol Mhh khí = 22,25 . 2 = 44,5 Đặt x, y lần lƣợt là số mol của khí N2O và NO2. PTHH xảy ra: 8Fe + 30HNO3 ----> 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (1) 8mol 3mol 8x/3 x Fe + 6HNO3 -----> Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (2) 1mol 3mol y/3 y Tỉ lệ thể tích các khí trên là: Gọi a là thành phần % theo thể tích của khí N2O. Vậy (1 – a) là thành phần % của khí NO2. Ta có: 44a + 46(1 – a) = 44,5  a = 0,75 hay % của khí N2O là 75% và của khí NO2 là 25% Từ phƣơng trình phản ứng kết hợp với tỉ lệ thể tích ta có: x = 3y (I) ---> y = 0,012 và x = 0,036 8x/3 + y/3 = 0,1 (II) Vậy thể tích của các khí thu đƣợc ở đktc là: VN 2 O = 0,81(lit) và VNO 2 = 0,27(lit) Theo phƣơng trình thì: Số mol HNO3 (phản ứng) = 10nN 2 O + 2n NO 2 = 10.0,036 + 2.0,012 = 0,384 mol Số mol HNO3 (còn dƣ) = 0,4 – 0,384 = 0,016 mol Số mol Fe(NO3)3 = nFe = 0,1 mol Vậy nồng độ các chất trong dung dịch là: CM(Fe(NO3)3) = 0,2M CM(HNO3)dƣ = 0,032M Bài 6: Để hoà tan 4,48g Fe phải dùng bao nhiêu ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,5M và H2SO4 0,75M. Hƣớng dẫn: Giả sử phải dùng V(lit) dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,5M và H2SO4 0,75M ;Số mol HCl = 0,5V (mol);Số mol H2SO4 = 0,75V (mol);Số mol Fe = 0,08 mol PTHH xảy ra: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 41 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Fe + 2HCl ---> FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 ---> FeSO4 + H2 Theo phƣơng trình ta có: 0,25V + 0,75V = 0,08---> V = 0,08 : 1 = 0,08 (lit) Bài 7: Để hoà tan 4,8g Mg phải dùng bao nhiêu ml dung dịch hỗn hợp HCl 1,5M và H2SO4 0,5M. a/ Tính thể tích dung dịch hỗn hợp axit trên cần dùng. b/ Tính thể tích H2 thu đƣợc sau phản ứng ở đktc. Đáp số:a/ Vhh dd axit = 160ml. b/ Thể tích khí H2 là 4,48 lit. Bài 8: Hoà tan 2,8g một kim loại hoá trị (II) bằng một hỗn hợp gồm 80ml dung dịch axit H2SO4 0,5M và 200ml dung dịch axit HCl 0,2M. Dung dịch thu đƣợc có tính axit và muốn trung hoà phải dùng 1ml dung dịch NaOH 0,2M. Xác định kim loại hoá trị II đem phản ứng. Hƣớng dẫn:Theo bài ra ta có:Số mol của H2SO4 là 0,04 mol Số mol của HCl là 0,04 mol ;Sô mol của NaOH là 0,02 mol Đặt R là KHHH của kim loại hoá trị II a, b là số mol của kim loại R tác dụng với axit H2SO4 và HCl. Viết các PTHH xảy ra. Sau khi kim loại tác dụng với kim loại R. Số mol của các axit còn lại là: Số mol của H2SO4 = 0,04 – a (mol) ;Số mol của HCl = 0,04 – 2b (mol) Viết các PTHH trung hoà:từ PTPƢ ta có: Số mol NaOH phản ứng là: (0,04 – 2b) + 2(0,04 – a) = 0,02 ---> (a + b) = 0,1 : 2 = 0,05 .Vậy số mol kim loại R = (a + b) = 0,05 mol-> MR = 2,8 : 0,05 = 56 và R có hoá trị II ---> R là Fe. Bài 9: Chia 7,22g hỗn hợp A gồm Fe và R (R là kim loại có hoá trị không đổi) thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Phản ứng với dung dịch HCl dƣ, thu đƣợc 2,128 lit H2(đktc) - Phần 2: Phản ứng với HNO3, thu đƣợc 1,972 lit NO(đktc) a/ Xác định kim loại R. b/ Tính thành phần % theo khối lƣợng mỗi kim loại trong hỗn hợp A. Hƣớng dẫn: a/ Gọi 2x, 2y (mol) là số mol Fe, R có trong hỗn hợp A --> Số mol Fe, R trong 1/2 hỗn hợp A là x, y. Viết các PTHH xảy ra: Lập các phƣơng trình toán học; mhh A = 56.2x + 2y.MR (I) nH 2 = x + ny/2 = 0,095 (II) nNO = x + ny/3 = 0,08 (III) Giải hệ phƣơng trình ta đƣợc: MR = 9n (với n là hoá trị của R) Lập bảng: Với n = 3 thì MR = 27 là phù hợp. Vậy R là nhôm(Al) b/ %Fe = 46,54% và %Al = 53,46%. AXIT TÁC DỤNG VỚI BAZƠ (BÀI TOÁN HỖN HỢP AXIT TÁC DỤNG VỚI HỖN HỢP BAZƠ) * Axit đơn: HCl, HBr, HI, HNO3. Ta có nH  = nA xit * Axit đa: H2SO4, H3PO4, H2SO3. Ta có nH  = 2nA xit hoặc nH  = 3nA xit 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 42 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng * Bazơ đơn: KOH, NaOH, LiOH. Ta có nOH  = 2nBaZơ * Bazơ đa: Ba(OH)2, Ca(OH)2. Ta có nOH  = 2nBaZơ PTHH của phản ứng trung hoà: H+ + OH -   H2O *Lƣu ý: trong một hỗn hợp mà có nhiều phản ứng xảy ra thì phản ứng trung hoà đƣợc ƣu tiên xảy ra trƣớc. Cách làm: - Viết các PTHH xảy ra. - Đặt ẩn số nếu bài toán là hỗn hợp. - Lập phƣơng trình toán học - Giải phƣơng trình toán học, tìm ẩn. - Tính toán theo yêu cầu của bài. Lƣu ý: - Khi gặp dung dịch hỗn hợp các axit tác dụng với hỗn hợp các bazơ thì dùng phƣơng pháp đặt công thức tƣơng đƣơng cho axit và bazơ. - Đặt thể tích dung dịch cần tìm là V(lit) - Tìm V cần nhớ: nHX = nMOH. Bài tập: Cho từ từ dung dịch H2SO4 vào dung dịch NaOH thì có các phản ứng xảy ra: Phản ứng ƣu tiên tạo ra muối trung hoà trƣớc. (1) H2SO4 + 2NaOH   Na2SO4 + H2O Sau đó khi số mol H2SO4 = số mol NaOH thì có phản ứng (2) H2SO4 + NaOH   NaHSO4 + H2O Hướng giải: xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy ra. Đặt T = n n NaOH H 2 SO4 - Nếu T  1 thì chỉ có phản ứng (2) và có thể dƣ H2SO4. - Nếu T  2 thì chỉ có phản ứng (1) và có thể dƣ NaOH. - Nếu 1 < T < 2 thì có cả 2 phản ứng (1) và (2) ở trên. Ngƣợc lại: Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch H2SO4 thì có các phản ứng xảy ra: Phản ứng ƣu tiên tạo ra muối axit trƣớc. (1)! H2SO4 + NaOH   NaHSO4 + H2O (2)! Và sau đó NaOH dƣ + NaHSO4   Na2SO4 + H2O Hoặc dựa vào số mol H2SO4 và số mol NaOH hoặc số mol Na2SO4 và NaHSO4 tạo thành sau phản ứng để lập các phƣơng trình toán học và giải. Đặt ẩn x, y lần lƣợt là số mol của Na2SO4 và NaHSO4 tạo thành sau phản ứng. Bài tập áp dụng: Bài 1: Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch KOH 1,5M để trung hoà 300ml dung dịch A chứa H2SO4 0,75M và HCl 1,5M. Đáp số: Vdd KOH 1,5M = 0,6(lit) Bài 2: Để trung hoà 10ml dung dịch hỗn hợp axit gồm H2SO4 và HCl cần dùng 40ml dung dịch NaOH 0,5M. Mặt khác lấy 100ml dung dịch axit đem trung hoà một lƣợng xút vừa đủ rồi cô cạn thì thu đƣợc 13,2g muối khan. Tính nồng độ mol/l của mỗi axít trong dung dịch ban đầu. Hƣớng dẫn: Đặt x, y lần lƣợt là nồng độ mol/lit của axit H2SO4 và axit HCl Viết PTHH. Lập hệ phƣơng trình: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 43 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng 2x + y = 0,02 (I) 142x + 58,5y = 1,32 (II) Giải phƣơng trình ta đƣợc: Nồng độ của axit HCl là 0,8M và nồng độ của axit H2SO4 là 0,6M. Bài 3: Cần bao nhiêu ml dung dịch NaOH 0,75M để trung hoà 400ml hỗn hợp dung dịch axit gồm H2SO4 0,5M và HCl 1M. Đáp số: VNaOH = 1,07 lit Bài 4: Để trung hoà 50ml dung dịch hỗn hợp axit gồm H2SO4 và HCl cần dùng 200ml dung dịch NaOH 1M. Mặt khác lấy 100ml dung dịch hỗn hợp axit trên đem trung hoà với một lƣợng dung dịch NaOH vừa đủ rồi cô cạn thì thu đƣợc 24,65g muối khan. Tính nồng độ mol/l của mỗi axit trong dung dịch ban đầu. Đáp số: Nồng độ của axit HCl là 3M và nồng độ của axit H2SO4 là 0,5M Bài 5: Một dung dịch A chứa HCl và H2SO4 theo tỉ lệ số mol 3:1, biết 100ml dung dịch A đƣợc trung hoà bởi 50ml dung dịch NaOH có chứa 20g NaOH/lit. a/ Tính nồng độ mol của mỗi axit trong A. b/ 200ml dung dịch A phản ứng vừa đủ với bao nhiêu ml dung dịch bazơ B chứa NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M. c/ Tính tổng khối lƣợng muối thu đƣợc sau phản ứng giữa 2 dung dịch A và B. Hƣớng dẫn: a/ Theo bài ra ta có: n HCl : nH2SO4 = 3:1 Đặt x là số mol của H2SO4 (A1), thì 3x là số mol của HCl (A2) Số mol NaOH có trong 1 lít dung dịch là: n NaOH = 20 : 40 = 0,5 ( mol ) Nồng độ mol/lit của dung dịch NaOH là: CM ( NaOH ) = 0,5 : 1 = 0,5M Số mol NaOH đã dung trong phản ứng trung hoà là: n NaOH = 0,05 * 0,5 = 0,025 mol PTHH xảy ra : HCl + NaOH   NaCl + H2O (1) 3x 3x  Na2SO4 + 2H2O (2) H2SO4 + 2NaOH  x 2x Từ PTHH 1 và 2 ta có : 3x + 2x = 0,025 <--> 5x = 0,025  x = 0,005 Vậy nH2SO4 = x = 0,005 mol n HCl = 3x = 3*0,005 = 0,015 mol Nồng độ của các chất có dung dịch A là: CM ( A1 ) = 0,005 : 0,1 = 0,05M và CM ( A2 ) = 0,015 : 0,1 = 0,15M b/ Đặt HA là axit đại diện cho 2 axit đã cho. Trong 200 ml dung dịch A có: n HA = nHCl + 2nH2SO4 = 0,015*0,2 + 0,05*0,2*2 = 0,05 mol Đặt MOH là bazơ đại diện và V(lit) là thể tích của dung dịch B chứa 2 bazơ đã cho: n MOH = nNaOH + 2nBa(OH)2 = 0,2 V + 2 * 0,1 V = 0,4 V  MA + H2O (3) PTPƢ trung hoà: HA + MOH  n n Theo PTPƢ ta có MOH = HA = 0,05 mol Vậy: 0,4V = 0,05  V = 0,125 lit = 125 ml c/ Theo kết quả của câu b ta có: 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 44 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng n NaOH = 0,125 * 0,2 = 0,025 mol và nBa(OH)2 = 0,125 * 0,1 = 0,0125 mol n HCl = 0,2 * 0,015 = 0,03 mol và nH2SO4 = 0,2 * 0,05 = 0,01 mol Vì PƢ trên là phản ứng trung hoà nên các chất tham gia phản ứng đều tác dụng hết nên dù phản ứng nào xảy ra trƣớc thì khối lƣợng muối thu đƣợc sau cùng vẫn không thay đổi hay nó đƣợc bảo toàn. mhh muối = mSO 4 + mNa + mBa + mCl = 0,01*96 + 0,025*23 + 0,0125*137 + 0,03*35,5 = 0,96 + 1,065 + 0,575 + 1,7125 = 4,3125 gam Hoặc từ: n NaOH = 0,125 * 0,2 = 0,025 mol  mNaOH = 0,025 * 40 = 1g n Ba(OH)2 = 0,125 * 0,1 = 0,0125 mol  mBa (OH) 2 = 0,0125 * 171 = 2,1375g n HCl = 0,2 * 0,015 = 0,03 mol  mHCl = 0,03 * 36,5 = 1,095g n H2SO4 = 0,2 * 0,05 = 0,01 mol  mH 2 SO 4 = 0,01 * 98 = 0,98g Áp dụng đl BTKL ta có: mhh muối = mNaOH + mBa (OH) 2 + mHCl + mH 2 SO 4 - mH 2 O Vì số mol: nH2O = nMOH = nHA = 0,05 mol.  mH 2 O = 0,05 *18 = 0,9g Vậy ta có: mhh muối = 1 + 2,1375 + 1,095 + 0,98 – 0,9 = 4,3125 gam. Bài 6: Tính nồng độ mol/l của dung dịch H2SO4 và NaOH biết rằng: - 30ml dung dịch NaOH đƣợc trung hoà hết bởi 200ml dung dịch NaOH và 10ml dung dịch KOH 2M. - 30ml dung dịch NaOH đƣợc trung hoà hết bởi 20ml dung dịch H 2SO4 và 5ml dung dịch HCl 1M. Đáp số: Nồng độ của axit H2SO4 là 0,7M và nồng độ của dung dịch NaOH là 1,1M. Bài 7: Tính nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 và dung dịch KOH biết: - 20ml dung dịch HNO3 đƣợc trung hoà hết bởi 60ml dung dịch KOH. - 20ml dung dịch HNO3 sau khi tác dụng hết với 2g CuO thì đƣợc trung hoà hết bởi 10ml dung dịch KOH. Đáp số: Nồng độ dung dịch HNO3 là 3M và nồng độ dung dịch KOH là 1M. Bài 8: Một dd A chứa HNO3 và HCl theo tỉ lệ 2 : 1 (mol). a/ Biết rằng khi cho 200ml dd A tác dụng với 100ml dd NaOH 1M, thì lƣợng axit dƣ trong A tác dụng vừa đủ với 50ml đ Ba(OH) 2 0,2M. Tính nồng độ mol/lit của mỗi axit trong dd A. b/ Nếu trộn 500ml dd A với 100ml dd B chứa NaOH 1M và Ba(OH) 2 0,5M. Hỏi dd thu đƣợc có tính axit hay bazơ ? c/ Phải thêm vào dd C bao nhiêu lit dd A hoặc B để có đƣợc dd D trung hoà. Đ/S: a/ CM [ HCl ] = 0,2M ; CM [ H 2 SO 4 ] = 0,4M b/ dd C có tính axit, số mol axit dƣ là 0,1 mol. c/ Phải thêm vào dd C với thể tích là 50 ml dd B. Bài 9: Hoà tan 8g hỗn hợp 2 hiđroxit kim loại kiềm nguyên chất thành 100ml dung dịch X. a/ 100ml dung dịch X đƣợc trung hoà vừa đủ bởi 800ml dung dịch axit axêtic CH3COOH, cho 14,72g hỗn hợp muối. Tìm tổng số mol hai hiđroxit kim loại kiềm có trong 8g hỗn hợp. Tìm nồng độ mol/l của dung dịch CH3COOH. b/ Xác định tên hai kim loại kiềm biết chúng thuộc 2 chu kì kế tiếp trong bảng tuần hoàn. Tìm khối lƣợng từng hiđroxit trong 8g hỗn hợp. Hƣớng dẫn: Gọi A, B là kí hiệu của 2 kim loại kiềm ( cũng chính là kí hiệu KLNT ). 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 45 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng Giả sử MA < MB và R là kí hiệu chung của 2 kim loại ---> MA < MR < MB Trong 8g hỗn hợp có a mol ROH. a/ Nồng độ mol/l của CH3COOH = 0,16 : 0,8 = 0,2M b/ MR = 33 ---> MA = 23(Na) và MB = 39(K) mNaOH = 2,4g và mKOH = 5,6g. CHUYÊN ĐỀ 8: AXIT TÁC DỤNG VỚI MUỐI 1/ Phân loại axit Gồm 3 loại axit tác dụng với muối. a/ Axit loại 1: - Thƣờng gặp là HCl, H2SO4loãng, HBr,.. - Phản ứng xảy ra theo cơ chế trao đổi. b/ Axit loại 2: - Là các axit có tính oxi hoá mạnh: HNO3, H2SO4đặc. - Phản ứng xảy ra theo cơ chế phản ứng oxi hoá khử. c/ Axit loại 3: - Là các axit có tính khử. - Thƣờng gặp là HCl, HI, H2S. - Phản ứng xảy ra theo cơ chế phản ứng oxi hoá khử. 2/ Công thức phản ứng. a/ Công thức 1: Muối + Axit ---> Muối mới + Axit mới. Điều kiện: Sản phẩm phải có: - Kết tủa. - Hoặc có chất bay hơi(khí). - Hoặc chất điện li yếu hơn. Đặc biệt: Các muối sunfua của kim loại kể từ Pb trở về sau không phản ứng với axit loại 1. Ví dụ: Na2CO3 + 2HCl ---> 2NaCl + H2O + CO2 (k) BaCl2 + H2SO4 ---> BaSO4(r) + 2HCl b/ Công thức 2: Muối + Axit loại 2 ---> Muối + H2O + sản phẩm khử. Điều kiện: - Muối phải có tính khử. - Muối sinh ra sau phản ứng thì nguyên tử kim loại trong muối phải có hoá trị cao nhất. Chú ý: Có 2 nhóm muối đem phản ứng. - Với các muối: CO32-, NO3-, SO42-, Cl- . + Điều kiện: Kim loại trong muối phải là kim loại đa hoá trị và hoá trị của kim loại trong muối trƣớc phải ứng không cao nhất. - Với các muối: SO32-, S2-, S2-. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 46 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng + Phản ứng luôn xảy ra theo công thức trên với tất cả các kim loại. c/ Công thức 3: Thƣờng gặp với các muối sắt(III). Phản ứng xảy ra theo quy tắc 2.(là phản ứng oxi hoá khử) 2FeCl3 + H2S ---> 2FeCl2 + S(r) + 2HCl. Bài tập: Cho từ từ dung dịch HCl vào Na2CO3 (hoặc K2CO3) thì có các PTHH sau: Giai đoạn 1 Chỉ có phản ứng. (1) Na2CO3 + HCl   NaHCO3 + NaCl x (mol) x mol x mol Giai đoạn 2 Chỉ có phản ứng NaHCO3 + HCl dƣ  + H2O + CO2 ( 2 )  NaCl x x x mol Hoặc chỉ có một phản ứng khi số mol HCl = 2 lần số mol Na2CO3. Na2CO3 + 2HCl  + CO2 ( 3 )  2NaCl + H2O Đối với K2CO3 cũng tƣơng tự. Hướng giải: xét tỷ lệ số mol để viết PTHH xảy ra Đặt T = n n HCl Na 2 CO3 - Nếu T  1 thì chỉ có phản ứng (1) và có thể dƣ Na2CO3. - Nếu T  2 thì chỉ có phản ứng (3) và có thể dƣ HCl. - Nếu 1 < T < 2 thì có cả 2 phản ứng (1) và (2) ở trên hoặc có thể viết nhƣ sau. Đặt x là số mol của Na2CO3 (hoặc HCl) tham gia phản ứng ( 1 ) (1) Na2CO3 + HCl   NaHCO3 + NaCl x (mol) x mol x mol Na2CO3 + 2HCl  + CO2 ( 2 ) !  2NaCl + H2O Tính số mol của Na2CO3 (hoặc HCl) tham gia phản ứng(2!)dựa vào bài ra và qua phản ứng(1). Thí dụ: Cho từ từ dung dịch chứa x(mol) HCl vào y (mol) Na 2CO3 (hoặc K2CO3). Hãy biện luận và cho biết các trƣờng hợp có thể xảy ra viết PTHH , cho biết chất tạo thành, chất còn dƣ sau phản ứng: TH 1: x < y Có PTHH: Na2CO3 + HCl   NaHCO3 + NaCl x x x x mol - Dung dịch sau phản ứng thu đƣợc là: số mol NaHCO3 = NaCl = x (mol) - Chất còn dƣ là Na2CO3 (y – x) mol TH 2: x = y Có PTHH : Na2CO3 + HCl   NaHCO3 + NaCl x x x x mol - Dung dịch sau phản ứng thu đƣợc là: NaHCO3 ; NaCl - Cả 2 chất tham gia phản ứng đều hết. TH 3: y < x < 2y  NaHCO3 + NaCl Có 2 PTHH: Na2CO3 + HCl  y y y y mol sau phản ứng (1) dung dịch HCl còn dƣ (x – y) mol nên tiếp tục có phản ứng  NaCl NaHCO3 + HCl  + H2O + CO2 (x – y) (x – y) (x – y) (x – y) 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 47 Trƣờng THCS Nghĩa Trung Gv: Nguyễn Công Thƣơng - Dung dịch thu đƣợc sau phản ứng là: có x(mol) NaCl và (2y – x)mol NaHCO3 còn dƣ TH 4: x = 2y Có PTHH: Na2CO3 + 2HCl  + CO2  2NaCl + H2O y 2y 2y y mol - Dung dịch thu đƣợc sau phản ứng là: có 2y (mol) NaCl, cả 2 chất tham gia phản ứng đều hết. TH 5: x > 2y Có PTHH: Na2CO3 + 2HCl  + CO2  2NaCl + H2O y 2y 2y y mol - Dung dịch thu đƣợc sau phản ứng là: có 2y (mol) NaCl và còn dƣ (x – 2y) mol HCl. Bài tập 5: Cho từ từ dung dịch HCl vào hỗn hợp muối gồm NaHCO 3 và Na2CO3 (hoặc KHCO3 và K2CO3) thì có các PTHH sau: Đặt x, y lần lƣợt là số mol của Na2CO3 và NaHCO3. Giai đoạn 1: Chỉ có Muối trung hoà tham gia phản ứng. (1) Na2CO3 + HCl   NaHCO3 + NaCl x (mol) x mol x mol Giai đoạn 2: Chỉ có phản ứng NaHCO3 + HCl dƣ  + H2O + CO2 ( 2 )  NaCl (x + y) (x + y) (x + y) mol Đối với K2CO3 và KHCO3 cũng tƣơng tự. Bài tập: Cho từ từ dung dịch HCl vào hỗn hợp muối gồm Na2CO3; K2CO3; NaHCO3 thì có các PTHH sau: Đặt x, y, z lần lƣợt là số mol của Na2CO3; NaHCO3 và K2CO3. Giai đoạn 1: Chỉ có Na2CO3 và K2CO3 phản ứng. Na2CO3 + HCl  + NaCl ( 1 )  NaHCO3 x (mol) x x x (2) K2CO3 + HCl  + KCl  KHCO3 z (mol) z z z Giai đoạn 2: có các phản ứng  NaCl NaHCO3 + HCl dƣ  + H2O + CO2 ( 3 ) (x + y) (x + y) (x + y) mol (4) KHCO3 + HCl dƣ  + H2O + CO2  KCl z (mol) z z mol Bài tập: Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2 thì có các PTHH sau. (1)  Al(OH)3 + NaCl NaAlO2 + HCl + H2O   AlCl3 Al(OH)3 + 3HCl dƣ  + 3H2O ( 2 )  AlCl3 NaAlO2 + 4HCl  + NaCl + 2H2O ( 3 ) Bài tập áp dụng: Bài 1: Hoà tan Na2CO3 vào V(ml) hỗn hợp dung dịch axit HCl 0,5M và H2SO4 1,5M thì thu đƣợc một dung dịch A và 7,84 lit khí B (đktc). Cô cạn dung dịch A thu đƣợc 48,45g muối khan. a/ Tính V(ml) hỗn hơp dung dịch axit đã dùng? b/ Tính khối lƣợng Na2CO3 bị hoà tan. 15 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Page 48

Hỏi đáp

MÔN HỌC

15 chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 9 - Nguyễn Công Thưởng

Nội dung tài liệu

Các tài liệu liên quan

Có thể bạn quan tâm

Thông tin tài liệu