Hướng dẫn giải bài tập
Dạng 1: Xác định thành phần hỗn hợp
VD1: Hỗn hợp X gồm SO2 và O2 có tỉ khối so với H2 bằng 28. Lấy 4,48 lít hỗn hợp X (đktc) cho đi qua bình đựng V2O5 nung nóng. Hỗn hợp thu được cho lội qua dung dịch Ba(OH)2 dư thấy có 33,51 gam kết tủa. Hiệu suất phản ứng oxi hóa SO2 thành SO3 là:
A. 75% B. 25% C. 60% D. 40%
Hướng dẫn giải
Gọi số mol của SO2 và O2 lần lượt là x, y mol
có (64x+32y)/(x+y) = 28.2 (CT tính M trung bình)
có x + y = 4,48/22,4
=> x =0,15; y= 0,05
Gọi a là số mol SO2 pư với O2
2SO2 + O2 → 2SO3
a ——–a/2 ———–a
Hh khí sau pư là SO3 (a mol) , SO2(0,15 – a mol), O2 (0,05- a/2mol)
Ba(OH)2 + SO3 →BaSO4 + H2O
a —– a
Ba(OH)2 + SO2 → BaSO3 + H2O
0,15-a —- 0,15-a
=> 233a + 217(0,15 – a) = 33,51
=> a = 0,06 mol
=> nO2 pư = 0,06/2 = 0,03 mol
H=(0,03/0,05) .100 = 60(%)
VD2: Hỗn hợp A gồm O2 và O3 có tỉ khối so với hidro là 19,2. Hỗn hợp B gồm CO và H2 có tỉ khổi so với hidro là 3,6. Trộn A với B sau đó đốt cháy hoàn toàn. Để phản ứng vừa đủ cần phải trộn A và B theo tỉ lệ thể tích tương ứng là:
A. 1: 2,4 B. 2: 1 C. 1: 1 D. 1: 1,8
Hướng dẫn giải
Áp dụng phương pháp đường chéo tính được
trong A: %O2=60%, %O3=40%
trong B: %H2=80%, %CO=20%
H2+[O] → H2O
CO+[O] → CO2
ta có n[O]=nH2 + nCO=nB
trong A: n[O]=2.0,6+3.0,4=2,4mol
=> Để phản ứng vừa đủ cần phải trộn A và B theo tỉ lệ thể tích tương ứng là 1 : 2,4
=> Đáp án A
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Câu 1. Dẫn 2,24 lit (đkc) hỗn hợp khí X gồm O2 và O3 đi qua dung dịch KI dư thấy có 12,7 gam chất rắn màu tím đen. Như vậy % thể tích của O3 trong X là
A. 50%. B. 25%.
C. 75%. D. không xác định chính xác.
Câu 2. Hỗn hợp X gồm O2 và O3 có tỉ khối so với H2 bằng 20. Để đốt cháy hoàn toàn 1 mol CH4 cần bao nhiêu mol X?
A. 1,2 mol. B. 1,5 mol. C. 1,6 mol. D. 1,75 mol.
Câu 3. Một hỗn hợp khí O2 và CO2 có tỷ khối so với hiđro là 19. khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí trên và % theo thể tích của O2là:
A. 40 và 40 B. 38 và 40
C. 38 và 50 D. 36 và 50
Dạng 2: Bài tập về muối sunfua.
Phương pháp:
Qui đổi là phương pháp đưa hỗn hợp nhiều chất về 1 chất hoặc hỗn hợp ít chất hơn. Trong bài tập về muối sunfua người ta thường qui đổi về các nguyên tử lượng tương ứng.
+ Vì số chất giảm đi nên số phản ứng phải viết và số ẩn giảm do đó việc gải toán nhanh dễ dàng hơn.
+ Khi áp dụng pp qui đổi thường nên dùng thêm 3 định luật sau:
– Định luật bảo toàn khối lượng.
– Định luật bảo toàn nguyên tố
– Định luật bảo toàn electron
VD1: Hòa tan hết 30,4 gam hỗn hợp X gồm Cu, CuS, Cu2S và S bằng dung dịch HNO3 dư thu được 20,16 lít khí NO duy nhất ở đktc và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y được m gam kết tủa. Tính m?
Lời giải
+ Qui đổi hỗn hợp đã cho thành hỗn hợp Cu và S ta có sơ đồ:
Cu: x molS : y mol+ HNO3 →Cu2+SO42-+ NO + H2O
Cu –> Cu2+ + 2e N+5 —> N+2 + 3e
x 2x 0,9 2,7
S –> S+6 + 6e
y 6y
+ Theo ĐLBT e và giả thiết ta có hệ: 2x + 6y = 2,764x + 32y = 30,4=> x = 0,3 mol và y = 0,35 mol
=> m = 0,3.98 + 0,35.233 = 110,95 gam.
Bài 1: Hòa tan 25,6 gam chất rắn X gồm Fe, FeS, FeS2 và S bằng dd HNO3 loãng dư thu được V lít NO duy nhất ở đktc và dd Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu được 126,25 gam kết tủa. Giá trị của V là:
A. 17,92 B. 19,04 C. 24,64 D. 27,58.
Bài 2: Hỗn hợp X gồm Mg, MgS và S. Hòa tan m gam X trong dd HNO3 đặc nóng thu được 2,912 lít nitơ duy nhất ở đktc và dd Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu được 46,55 gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 4,8 B. 7,2 C. 9,6 D. 12,0
Bài 3: Cho 3,76 gam hỗn hợp X gồm FeS, S, FeS2 pư với dd HNO3 đặc nóng dư được 0,48 mol NO2 duy nhất và dung dịch D. Cho D + Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Giá trị của m là:
A. 11,650 gam B. 12,815 gam
C. 13,98 gam D.17,545 gam.
Dạng 3: Bài tập về SO2 và H2S
1. SO2 và H2S tác dụng với dung dịch NaOH hoặc KOH
Trường hợp : Khí SO2 tác dụng dung dịch NaOH hoặc KOH
SO2 + NaOH →NaHSO3 (1);
SO2 + 2NaOH →Na2SO3 + H2O (2)
T = nNaOHnSO2
T ≤ 1 : tạo muối NaHSO3 phản ứng (1), tính theo NaOH
1 < T < 2 : tạo 2 muối NaHSO3 và Na2SO3 : phản ứng (1) và (2)
T ≥ 2 : tạo muối Na2SO3 phản ứng (2), tính theo SO2
Trường hợp : Khí H2S tác dụng dung dịch NaOH hoặc KOH
H2S + NaOH →NaHS + H2O (1);
H2S + 2NaOH →Na2S + 2H2O (2)
T = nNaOHnH2S
T ≤ 1 : tạo muối NaHS phản ứng (1), tính theo H2S
1 < T < 2 : tạo 2 muối NaHSvà Na2S : phản ứng (1) và (2)
T ≥ 2 : tạo muối Na2S phản ứng (2), tính theo NaOH
VD1: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lit khí SO2 (đkc) vào 100 ml dung dịch NaOH 1,5M . Muối thu được gồm:
A. Na2SO4 B. NaHSO3
C. Na2SO3 D. NaHSO3 và Na2SO3
Hướng dẫn giải
Số mol SO2 = 2,24/22,4 = 0,1 (mol)
Số mol NaOH = 0,1 . 1,5 = 0,15 (mol)
Ta có: nNaOH / nSO2 = 0,15/0,1 = 1,5
Mà 1<1,5 muối thu được gồm: NaHSO3 và Na2SO3
2. SO2 và H2S tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 hoặc Ca(OH)2
2SO2 + Ba(OH)2 →Ba(HSO3)2 (1);
SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O (2)
Ta cũng lập tỉ lệ :
T = nOHnSO2
T ≤ 1 : tạo muối Ba(HSO3)2phản ứng (1), tính theo Ba(OH)2
1 < T < 2 : tạo 2 muối Ba(HSO3)2 và BaSO3 : phản ứng (1) và (2)
T ≥ 2 : tạo muối BaSO3 phản ứng (2), tính theo SO2
VD1: Đốt cháy hoàn toàn 4,8 gam lưu huỳnh rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M. Khối lượng kết tủa thu được là:
A. 10,85 gam B. 16,725 gam
C. 21,7 gam D. 32,55 gam
Hướng dẫn giải
Số mol S = 4,8/32= 0,15 (mol)
Số mol Ba(OH)2 = 0,2 . 0,5 = 0,1 (mol)
S + O2 → SO2
Từ pt => Số mol SO2 = số mol S = 0,15 (mol)
Ta có tỉ lệ: nSO2 / nBa(OH)2 = 0,15/0,1 = 1,5
=> SO2 tác dụng với Ba(OH)2 thu được 2 muối: BaSO3 và Ba(HSO3)2
SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O
x—— -x—————x (mol)
2SO2 + Ba(OH)2 → Ba(HSO3)2
2y—— -y—————-y (mol)
Ta có hệ phương trình gồm: nSO2 = x + 2y = 0,15 (1) và nBa(OH)2 = x+y = 0,1 (2)
Giải hệ phương trình => nBaSO3 = x = 0,05 (mol)
Vậy khối lượng kết tủa = mBaSO3 = 0,05 . 217 = 10,85 (gam)
Dạng 4: Bài tập về H2SO4
1. Kim loại tác dụng với dd H2SO4 loãng( KL đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học).
Phương trình phản ứng: xM + yH2SO4 -> Mx(SO4)y + yH2
Nhận xét:
– Số mol gốc sunfat = Số mol H2 và số mol H2SO4 = số mol H2
– Cho m gam hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 loãng dư thu được V lít khí H2 duy nhất ở đktc. Nếu bài toán cần tính b gam khối lượng muối sunfat thu được thì áp dụng nhanh công thức :
b= mmuối = mKl + m SO42- = mKl + 96.nH2
VD1: Hoà tan hết 11,1 gam hỗn hợp 3 kim loại trong dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch A và 8,96 lít khí H2 ở đktc. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:
A. 59,1 gam B. 35,1 gam C. 49,5 gam D. 30,3 gam.
Hướng dẫn giải
Áp dụng nhanh công thức:
m muối = mKL + mSO42- = mKL + 96.nH2 = 11,1 + (8,96/22,4). 96= 49,5 gam.
Chọn C
VD2: Cho 2,81 gam hỗn hợp gồm 3 oxit Fe2O3, MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300ml dung dịch H2SO4 0,1M thì khối lượng muối sunfat khan tạo thành là:
A. 5,33gam B. 5,21gam C. 3,52gam D. 5,68gam.
Hướng dẫn giải
Áp dụng nhanh công thức:
mmuối = 2,81 + ( 96-16).0,03= 2,81 + 2,4 = 5,21gam
Chọn B
2. Kim loại (hoặc hỗn hợp oxit kim loại) phản ứng với axit H2SO4
Phản ứng : M + H2SO4 -> Mx(SO4)y + SO2, S, H2S + H2O
( Al, Fe, Cr không tác dụng với H2SO4 đặc nguội)
* Nhận xét : – Số mol H2SO4(môi trường)= số mol gốc SO42- trong muối Mx(SO4)y=1/2 (số eletron trao đổi x số mol sản phẩm khử).
– Số mol H2SO4( đóng vai trò chất oxi hoá) = số mol nguyên tử S trong sản phẩm khử.
– Số mol H2SO4 tác dụng = số mol H2SO4(môi trường) + số mol H2SO4 đóng vai trò chất oxi hoá.Cụ thể:
SO42- + 4H+ + 2e -> SO2 + 2H2O
SO42-+ 8H+ + 6e -> S + 4H2O
SO42-+ 10 H+ + 8e -> H2S + 4H2O
a. Tìm khối lượng muối:
A + H2SO4(đặc) -> A2(SO4)n+ sp khử (S, SO2, H2S) + H2O
mmuối= mKLp/ư + (6nS +2nSO2 + 8nH2S). 96/2
VD1: Cho 15,82 gam hỗn hợp Al, Fe, Cu tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch A và 9,632 lít khí SO2 ở đktc. Cô cạn dung dịch A sẽ thu được số gam muối khan là:
A. 57,1gam B. 60,3 gam C. 58,8 gam D. 54,3 gam
Hướng dẫn giải
Áp dụng nhanh công thức : mmuối = mKL + mSO42-
nSO42-môi trường = nSO2 = 9,632/22,4 = 0,43mol
mmuối = 15,82 + 0,43. 96= 57,1 gam
b. Tìm số mol axit phản ứng:
A + H2SO4(đặc) -> A2(SO4)n+ sp khử (S, SO2, H2S) + H2O
nH2SO4= 4nS +2nSO2 + 5nH2S (2)
VD1: Hoà tan hoàn toàn 12,9 gam hỗn hợp A gồm Zn và một kim loại M hoá trị II vào dung dịch H2SO4 đặc thu được 4,144 lít hỗn hợp gồm SO2 và H2S có tỉ khối so với hiđro bằng 31,595. Tìm số mol axit H2SO4 đặc đã phản ứng.
Hướng dẫn giải
Áp dụng (2) nH2SO4 = 2nSO2 + 5nH2S = 2.0,18 + 5.5.10-3 = 0,385mol
Dạng 5: Bài tập nhận biết tách chất
Các bước làm một bài nhận biết
– Lấy mẫu thử.
– Dùng thuốc thử.
– Nêu hiện tượng.
– Viết phương trình hóa học minh họa.
VD: Bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt: NaOH, HCl, Na2SO3, Na2SO4, NaNO3.
Hướng dẫn giải
Phân tích: NaOH là bazơ; HCl là axit; Na2SO3 muối của gốc axit yếu; Na2SO4, NaNO3 là muối của gốc axit mạnh.
– Dựa vào bảng nhận biết anion, thứ tự nhận biết như sau: Na2SO3, HCl, NaOH, Na2SO4, NaNO3.
– Lấy mỗi chất một ít làm mẫu thử. Cho HCl vào các mẫu thử. Mẫu sủi bọt khí là Na2SO3.
Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 ↑+ H2O
– Cho quì tím vào các mẫu còn lại: Mẫu làm quì tím hóa đỏ là HCl, mẫu làm quì tím hóa xanh là NaOH.
– Cho dung dịch BaCl2 vào các mẫu còn lại. Mẫu xuất hiện kết tủa trắng là Na2SO4.
– BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 ↓+ 2NaCl Mẫu còn lại không có hiện tượng gì là NaNO3.