Tải bản đầy đủ

Chuyên đề hóa học ôn thi TNTHPT 5 bài TOÁN hợp CHẤT của KIM LOẠI tác DỤNG với H2SO4 (đặc nóng)

CON ĐƯỜNG TƯ DUY – SỐ 5
BÀI TOÁN HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 (đặc /nóng).
Con đường tư duy :
Để làm tốt loại bài tập này các bạn cần vận dụng tốt các Định luật bảo toàn (BTE , BTNT,
BTDT, BTKL) . Các bài toán hay cần vận dụng linh hoạt tổng hợp các định luật trên.
Tận dụng triệt để kỹ thuật “Chia để trị”.Thường hay gặp các trường hợp.
Fe
Chia
Fe, FeO,Fe xO y 
→
O

Fe
Chia
Fe, FeS,S, FeS 2 
→
S

Fe

Fe, Fe x O y , FeS x 

→ O
S


Cu
Chia
Cu,CuS,S,Cu 2S 
→
S

Chia

Chú ý : Nếu đề bài yêu cầu tính toán số liệu liên quan tới H2SO4 các bạn nên BTNT.S
HƯỚNG DẪN VẬN DỤNG
Câu 1: Có hỗn hợp bột X gồm Al, Fe2O3, Fe3O4 (có cùng số mol). Đem nung 41,9 gam hỗn
hợp X trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp Y. Hòa tan Y trong dung dịch
H2SO4 đặc, nóng, dư thu được V lít khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị V là
A. 5,60 lít.

B. 4,48 lít.

C. 8,96 lít.

D. 11,20 lít.

Ta bảo toàn electron cho cả quá trình nhé các bạn(cuối cùng Al và Fe sẽ được đẩy lên tới Al +3
và Fe+3 ).Có ngay :
Al : 0,1

BTE
41,9 Fe2 O3 : 0,1

→ 0,1.3 + 0,1 = 2n SO2 → V = B
Fe O (FeO.Fe O ) : 0,1
2 3
 3 4

→ Chọn B

Câu 2: Cho 23,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và FeO tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, đun

nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa chất
tan FeSO4 và 5,04 lít (đktc) khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Số mol H2SO4 đã phản ứng là
A. 0,4.

B. 0,375

C. 0,675.

D. 0,6.

 Fe : a 56a + 16b = 23,4 a = 0,375 BTNT.S
0,45
23, 4 
→
→
→ ∑ S = a +
= 0,6 →Chọn D
2
O : b
2a = 2b + 0,45
b = 0,15
Câu 3: Hòa tan hết 16 gam hỗn hợp Fe và C vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được V lít
khí ở đktc và dung dịch X. Cô cạn X thu được 40 gam muối. Giá trị của V là:
A. 23,64.

B. 30,24.

C. 33,6.

D. 26,88.


Fe : 0,2
BTE
m Fe2 (SO4 )3 = 40 → Fe : 0,2 → 16 

→ 0,2.3 + 0, 4.4 = 2n SO2
C : 0,4 → 0, 4CO 2
→ n SO2 = 1,1 → ∑ n = 1,5 → C
Câu 4: Lấy 22,4 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,55 mol
H2SO4 đặc nóng thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Cô cạn X, khối
lượng muối thu được là:
A. 60 gam.

B. 40 gam.

C. 84 gam.

D. 72 gam.

Vừa đủ nghĩa là chất rắn đã tan hết và muối nói chung là hỗn hợp muối Fe2+ và muối Fe3+.Ta
sẽ đi tìm khoảng của giá trị khối lượng muối.
TH Chỉ có muối Fe2+ :
Fe : a FeSO 4 : a
56a + 16b = 22, 4
a = 0,3545
BTE
22, 4 
→


→
→
→ m = 53,88
O : b
2a = 2b + 2(0,55 − a) b = 0,159
SO2 : 0,55 − a

TH chỉ có muối Fe3+:
Fe : a Fe2 (SO 4 )3 : 0,5a BTE 56a + 16b = 22,4
a = 0,325
22, 4 
→

→
→
→ m = 65
O : b
2a = 2b + 2(0,55 − 1,5a) b = 0,2625
SO 2 : 0,55 − 1,5a

Nhìn vào đáp án ta thấy chỉ có A hợp lý.
Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 trong 50 ml
dung dịch H2SO4 18M (đặc, dư, đun nóng), thu được V lít khí SO2 (đktc) là sản phẩm khử
duy nhất và dung dịch Y. Cho 450 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu được 21,4
gam kết tủa. Giá trị của V là
A. 4,48.
Nếu NaOH dư : n Fe(OH)3 =

B. 5,60.

C. 6,72.

21,4
BTNT
= 0,2 
→ n Fe = 0,2
107

Fe : a
Vậy NaOH thiếu : 19,2 
O : b

56a + 16b = 19,2

D. 3,36.
Fe : 0,2
19,2 
Vô lý
O : 0,5

n H2 SO4 = 0, 05.18 = 0,9

 Na + : 0,9

0,9 + 3a − 0,6 0,3 + 3a BTNT.S
0,3 + 3a
BTDT
Y Fe3 + : a − 0,2 
→ n SO2− =
=
→ n SO2 = 0,9 −
4
2
2
2
SO2 − :
4

a = 0,3
0,3 + 3a 

BTE

→ 3a = 2b + 2  0,9 −
→ 6a − 2b = 1,5 → 
→ V = 6,72
÷
2


b = 0,15

→Chọn C

Câu 6.Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,002 mol FeS2và 0,003 mol FeS vào lượng dư dung
dịch H2SO4đặc nóng thu được Fe2(SO4)3, SO2và H2O. Hấp thụ hết lượng SO2trên bằng 1 lượng
vừa đủ dung dịch KMnO4thu được dung dịch X có pH = 2. Thể tích của dung dịch X là


A.2,00 lit.

B.1,50 lit.

C.1,14 lit.

D.2,28 lit.

+3
+6
 FeS 2 − 15e = Fe + 2S
BTE


→ 0, 002.15 + 0, 003.9 = 2n SO2 → n SO2 = 0, 0285

+3
+6
 FeS − 9e = Fe + S

5SO2 + 2 KMnO4 + 2 H 2O → K 2 SO4 + 2MnSO4 + 2 H 2 SO4
→ n H + = 0,022

PH = 2 →  H +  = 0,01 → V = 2,28(lit)

→Chọn D

Câu 7: Hòa tan hoàn toàn a gam một oxit sắt bằng H2SO4 đặc, nóng thu được khí SO2 (sản
phẩm khử duy nhất). Mặt khác khử hoàn toàn a gam oxit đó bằng CO ở nhiệt độ cao rồi cho
toàn bộ lượng sắt thu được vào dd HNO3 đặc, nóng, dư thu được số mol NO2 (sản phẩm khử
duy nhất) nhiều gấp 6 lần số mol SO2 ở trên. Oxit sắt đó là
A. FeO và Fe3O4

B. Fe2O3

C. Fe3O4

D. FeO

 Fe : x mol BTE

→ 3x = 2y + 2n SO2
Giả giả trong a gam oxit có : 
O : y mol
BTE
→ n NO2 = 3x = 6n SO2 → 3x = 2y + x → x = y → FeO
Khi khử hoàn toàn oxit : 

→Chọn D
Câu 8:Hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, CuS tan vừa hết trong dung dịch chứa 0,33 mol H2SO4 đặc
sinh ra 0,325 mol khí SO2 và dung dịch Y. Nhúng thanh Fe nặng 50 gam vào Y, phản ứng
xong thấy thanh Fe nặng 49,48 gam và thu được dung dịch Z. Cho Z phản ứng với HNO3 đặc,
dư sinh ra khí NO2 duy nhất và còn lại dung dịch E (không chứa NH4+). Khối lượng muối
dạng khan có trong E là m gam. Giá trị lớn nhất của m là :
A. 20,57

B. 18,19

C. 21,33

D. 21,41.

Bài toán này là một bài toán BTNT điển hình và rất hay.Tuy nhiên đề bài có phần chưa chặt
chẽ lắm.
BTNT.Hidro
→
n H2 O = 0,33
trong muoi
→ n SO
=
2−
4

0,34
= 0,085
4

BTNT.O

→ n Otrong muoi = 0,33.4 − 0,325.2 − 0,33 = 0,34

→ Z : FeSO 4 : 0,085

Vì HNO3 đặc nóng dư nên khối lượng muối lớn nhất là muối Fe(NO3)3

→Chọn A

Câu 9 : Cho 10 gam hỗn hợp X gồm FeO,Fe2O3,S,FeS2 và CuS trong đó O chiếm 16% khối
lượng hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 0,4 mol H2SO4 đặc (đun nóng) sinh ra 0,31 mol khí SO2
và dung dịch Y.Nhúng thanh Mg dư vào Y sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn lấy thanh
Mg ra cân lại thấy tăng 2,8 gam (Giả sử 100% kim loại sinh ra bám vào thanh Mg).Đốt cháy
hoàn toàn 10 gam X bằng lượng vừa đủ V lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm O2 và O3 tỷ lệ mol
1:1.Giá trị của V là ?
A.1,4336

B.1,5232

C.1,4784

D.1,568


H 2O : 0, 4
sau phan ung
0, 4(mol)H 2SO 4 →

SO 2 : 0,31

trong X
= 0,1
Ta có ngay : n O

BTNT.Oxi

→ 0,1 + 0,4.4 = 4.n SO2− + 0,31.2 + 0,4
4

 Fe3 + : a

→ Y Cu 2 + : b
SO 2 − : 0,17
 4

→ n SO2− = 0,17
4

3a + 2b = 0,34
a = 0,1
+ Mg

→
→
56a + 64b − 0,17.24 = 2,8 b = 0,02

O : 0,1
 Fe 2O3 : 0,05
 Fe : 0,1


BTNT
→ X

→ CuO : 0,02 → n A = 0,033.2 = 0,066 → V = 1,4784
Cu
:
0,02

SO : 0,0475
 2
S : 0,0475


BÀI TẬP RÈN LUYỆN
Câu 1 : Hòa tan hoàn toàn 0,1 mol mỗi chất Fe, FeS, và FeS2 trong dung dịch H2SO4 đặc
nóng thu được V lít (đktc) SO2 sản phẩm khử duy nhất.Giá trị của V là :
A. 30,24 lít

B. 20,24 lít

C. 33,26 lít

 Fe : 0,3 BTE

→ 0,3.3 + 0,3.6 = 2n SO2
Sử dụng kế “Chia để trị” ta có : 
S : 0,3

D. 44,38 lít
→ n SO2 = 1,35

→ V = 1,35.22, 4 = 30,24

→Chọn A

Câu 2 : Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, cần 0,05 mol H2.
Mặt khác hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu
được thể tích V ml SO2 (đktc)(sản phẩm khử duy nhất). Giá trị V(ml) là:
A. 112 ml
Ta có : n H2 = 0,05

B. 224 ml

C. 336 ml

D. 448 ml

BTNT.H


→ n Otrong X = 0, 05

O : 0, 05 BTE

→ 0,04.3 = 0,05.2 + 2n SO2
Chia để trị : 3,04 
Fe : 0,04

→ n SO2 = 0,01

→ VSO2 = 0, 01.22,4 = 0,224(lít)

→Chọn B

Câu 3 : Hoà tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng H2SO4
đặc, nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2(đktc). Thành phần phần trăm về khối
lượng của oxi trong hỗn hợp X và khối lượng muối trong dung dịch Y lần lượt là:
A. 20,97% và 140 gam.

B. 37,50% và 140 gam.

C. 20,97% và 180 gam

D.37,50% và 120 gam.

O : a
Chia để trị : 49,6 
 Fe : b
→ %O =

BTKL
 
→16a + 56b = 49,6 a = 0,65
→  BTE
→
→ 3b = 2a + 0,4.2
 
b = 0,7

0,65.16
= 20,97%
49,6

BTNT.Fe

→ n Fe2 (SO4 )3 =

0,7
= 0,35
2

→ m = 0,35.400 = 140

→Chọn A

Câu 4 : Nung x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí một thời gian thu được 31,2 gam
hỗn hợp chất rắn. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn trên bằng H2SO4 đặc, nóng, dư thu được
dung dịch Y và 6,72 lít khí SO2(đktc). Giá trị của x mol là:
A. 0,7 mol
Fe : x

Ta có : 31,2 Cu : 0,15
O : y


B. 0,3 mol

C. 0,45 mol

D. 0,8 mol

BTKL
→ 56x + 16y = 31,2 − 0,15.64 x = 0,3
 
→  BTE
→
→Chọn B
→ 3x + 0,15.2 = 2y + 0,3.2
 y = 0,3
 


Câu 5,6 : Cho 12,096 gam Fe nung trong không khí thu được m1 gam chất rắn X gồm Fe và
các oxit của nó. Cho m1 gam chất rắn X trên vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 1,792 lít
khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch muối Y. Cô cạn dung dịch muối Y cân nặng m2 gam
chất rắn khan.
5. Giá trị của m1 là:
A. 14 gam

B. 16 gam.

C. 18 gam

D. 22,6 gam

B. 43,2 gam.

C. 42,0 gam

D. 46,8 gam

6. Giá trị của m2 là:
A. 43,6 gam.
Fe : 0,216
Chia để trị : m1 
O : a

BTE

→ 0,216.3 = 2a + 0,08.2

→ a = 0,244

→ m1 = 12,096 + 0,244.16 = 16
BTNT.Fe

→ n Fe2 (SO4 )3 =

→Chọn B

0,216
= 0,108 → m 2 = 43,2
2

Câu 7: Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí ,sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp
X gồm Fe,FeO,Fe2O3, Fe3O4 .Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp này trong dung dịch H2SO4 đặc nóng
dư, thu được 4,2 lít khí SO2 duy nhất (đktc). Giá trị m là:
A. 15

B. 15,6

C. 18,2

D. 20

12,6

= 0,225 mol BTE
 Fe :

→ 0,225.3 = 2a + 0,1875.2 → a = 0,15
56
Chia để trị ta có : m 
O : a mol
BTKL

→ m = 12,6 + 0,15.16 = 15

→Chọn A

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn gam hỗn hợp X gồm FeS,Cu,CuS,Cu2S,S trong dung dịch chứa 1,3
mol H2SO4 đặc nóng vừa đủ thoát ra 28 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịchY.Thêm
BaCl2 dư vào dung dịch Y thu được m gam kết tủa.Giá trị m gần nhất với:
A. 0 gam.

B. 50 gam.

C. 75 gam.

D. 100 gam.

Fe : a

Ta có : X Cu : b
S : c


H 2 SO 4 : 1,3 BTNT.S
→ n SO2− = c + 0, 05

4
SO
:
1,25
 2

BTE
 
→ 3a + 2b = 2(1,25 − 3c)
BTNT
→ c = 0,3 
→ m↓ = 0,3.233 = 69,9
 BTDT
→ 3a + 2b = 2(c + 0, 05)
 

Chú ý : c mol S sẽ cho 3c mol SO2.

→Chọn C


Câu 9:(Đề -TSĐH Khối B-2009)Hoà tan hoàn toàn 20,88 gam một ôxít sắt bằng dung dịch
H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít SO2 ( sản phẩm khử duy nhất,đktc).Cô cạn
dung dịch X thu được m gam muối sunfat khan.Giá trị m là :
A. 52,2

B. 48,4

Fe : a mol
Chia để trị ta có : 20,88 
O : b mol
BTNT.Fe

→ n Fe2 (SO4 )3 =

C. 54,0

D. 58,0

BTE
 
→ 3.a = 2b + 0,145.2
a = 0,29
→  BTKL
→
→ 56a + 16b = 20,88 b = 0,29
 

0,29
BTKL
= 0,145 
→ m = 0,145.400 = 58
2

→Chọn D

Câu 10: Đem nung hỗn hợp A gồm hai kim loại : a mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí
một thời gian,thu được 63,2 gam hỗn hợp B gồm hai kim loại trên và hỗn hợp các oxit của
chúng.Đem hòa tan hết B bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư,thì thu được 0,3 mol SO2 .Trị số
của x là :
A.0,6

B.0,4

Fe : a

Chia để trị ta có : 63,2 Cu : 0,15
O : b


C.0,5

D.0,7

BTKL
 
→ 56a + 16b + 0,15.64 = 63,2 a = 0,7
→  BTE
→
→ 3a + 0,15.2 = 2b + 0,3.2
 b = 0,9
 

→Chọn D



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×