Tải bản đầy đủ

Một số vấn đề phát triển hóa học THCS lớp 8 9 (tài liệu bồi dưỡng giáo viên giỏi; dành cho học sinh khá, giỏi; ôn thi vào lớp 10 chuyên hóa)

HOÀNG THÀNH CHUNG

MỘT SỐ VẤN ĐỀ PHÁT
TRIỂN HÓA HỌC THCS 8-9
TÀI LIỆU BỒI DƯỢNG GIÁO VIÊN GIỎI
DÀNH CHO HS KHÁ GIỎI, HS THI VÀO 10
CHUYÊN HÓA

3


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

PHẦN I: VÔ CƠ

Lời nói đầu
Các em thân mến!
Toán hóa học có khó không? tại sao khá nhiều em
lại gặp rất nhiều khó khăn trong việc giải quyết một
bài toán hóa học trung học cơ sở, mặc dù hiện nay có
nhiều kênh thông tin để các em có thể tiếp cận và học

tập bộ môn, vậy làm thế nào để các em có phương
pháp làm bài toán hóa học bậc THCS từ bài đơn giản
đến phức tạp?
Để làm tốt một bài tập hóa học, các em cần
phải:
- Nắm vững phần lý thuyết hóa học, sẽ không thể
giải được bài toán hóa học nếu không biết các chất
4


tiếp xúc với nhau có xảy ra phản ứng không, phản ứng
nào xảy ra. Vì vậy cần nắm chắc tính chất hóa học của
các loại hợp chất vô cơ, các chất vô cơ cụ thể...., để có
thể dự đoán các phản ứng.
Ví dụ:
BaO phản ứng với nước tạo Ba(OH) 2 nhưng MgO
không phản ứng với nước vì Ba(OH) 2 tan còn MgO và
Mg(OH)2 không tan.
Fe phản ứng với dung dòch HCl, H 2SO4 loãng nhưng Cu
không phản ứng vì Fe đứng trước H trong dãy hoạt động
hóa học của kim loại còn Cu đứng sau H.
Metan và etilen đều tham gia phản ứng cháy nhưng chỉ
có C2H4 làm mất màu dung dòch brom.
Rượu etylic và axit axetic đều phản ứng với natri tạo
khí nhưng chỉ có axit axetic phản ứng với CaCO 3....
- Ngoài việc nắm chắc lý thuyết, còn phải biết sử
dụng thành thạo các phương pháp giải cũng như thủ
thuật tính toán đặc biệt.
Để giúp các em nhanh chóng có thể tự giải được
các bài toán hóa học từ đơn giản đến phức tạp, tác
giả đã đưa ra những hướng dẫn căn bản để giải một
bài toán hóa học, xây dựng những cách giải hay và
nhiều cách giải trong một bài toán, ngoài ra trong mỗi
chương còn lại của quyển sách này đều có phần tóm
tắt lý thuyết và các bài toán điển hình.
Cuốn sách cũng là tài liệu tham khảo tốt cho các
Thầy cô, các bậc phụ huynh, cũng là tài liệu bồi dưỡng
tốt cho các em học sinh khá giỏi, học sinh thi vào các
trường chuyên, lớp chọn.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong sưu tầm, biên


soạn nhưng chắc chắn không tránh khỏi những hạn chế.
Chúng tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp quý
báu của bạn đọc để trong những lần xuất bản sau, cuốn
sách được tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tác giả

CHƯƠNG I: CÁC HƯỚNG DẪN CĂN BẢN
ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TOÁN HÓA
HỌC
I. Các công thức cần thiết.
A. Mối liên hệ giữa các đại lượng.
1. Mối liên hệ gữa số mol (n), khối lượng (m) và khối
lượng mol (M) :
5


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
n=

m

(1) ⇒ m = n × M ⇒ M =

m

M
n
2. Mối liên hệ giữa số mol n, thể tích khí (V).
a. ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc tức 0 oc, 1atm)
V

(2) ⇒ V = n × 22,4
22,4
b. ở điều kiện thường (đkt tức ở 20 oC, 1atm)
n=

V

(3) ⇒ V = n × 24
24
3. Mối liên hệ giữa C%, khối lượng chất tan (m ct), khối lượng
dung dòch (mdd):
n=

C% =

mct
mdd

× 100% (4) ⇒ mct=

Cmdd
100

và mdd =

mct .100
C

4. Mối liên hệ giữa nct, CM, Vdd :
n

CM =

(5) ⇒ nv = CM × V và V =

n

CM
V
5. Mối liên hệ giữa khối lượng riêng (D), khối lượng dung
dòch (mdd) và thể tích dung dòch (V):
D=

m(g)

(6) ⇒ mdd = D × Vdd và Vdd =

m

V(ml)
D
6. Mối liên hệ giữa C%, C M, D và M (M là khối lượng mol
của chất):
CM =

10 × D × C%
M

7. Công thức tính tỉ khối: dA/B =

MA
MB

Chú ý:
7.1. Nếu B là không khí (kk): dA/KK =

MA
29

7.2. Tỉ khối của một hỗn hợp A đối với B: dhhA/B =
Nếu A và B đều là hỗn hợp khí: dhhA/hhB =

6

MA
MB

M hhA

MB


B. Công thức tính % khối lượng và khối lượng mỗi
nguyên tố trong hợp chất
1. Tính % khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất A xBy
x.M
y.M
A
B
× 100%; % B =
× 100% (hoặc % B = 100% –
%A=
M
M
A O
A B
x

y

x

y

%A)
2. Tính khối lượng mỗi nguyên tố trong a (gam) hợp chất
AxBy
x× M
M
A
B
×a
× a (hoặc mB = a – mA)
mA =
mB =
M
M
A O
A B
x

y

x

y

II.

Một số hướng dẫn chung khi giải bài toán hóa
học.
A. Nên quy về số mol làm tính toán căn bản trong
tính toán hóa học.
* Các bước chung làm một bài toán hóa học (gồm 4
bước chính):
1. Chuyển các số liệu trong đề về số mol.
m

V

n = CM × V
22,4
M
2. Viết phương trình phản ứng, đặt tỉ lệ số mol các chất
theo phương trình hóa học.
3. Dựa vào số mol theo phương trình phản ứng (hệ số), từ
số mol một chất tham gia hay sản phẩm, tính số mol các
chất còn lại.
4. Khi đã có số mol các chất tham gia hoặc sản phẩm, ta
có thể suy ra các đại lượng như khối lượng, thể tích khí ở
đktc, nồng độ mol:
m = n.M
PTPƯ
V = n × 22,4
n
n=

n=

CM =

n

V
Ví dụ 1: Cho Mg phản ứng hết với dung dòch HCl 2M,
sau phản ứng thu được 11,2 lít H2(đktc).
a. Tính khối lượng Mg tham gia.
b. Tính thể tích dung dòch HCl cần dùng.
Hướng dẫn

7


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
V

nH =
2

Số mol H2 tạo thành:

22,4

=

11,2
22,4

=

0,5

(mol)
Phương trình hóa học của phản ứng: Mg + 2HCl → MgCl2
+ H2 ↑
Theo phương trình:

1mol 2mol
1mol
a. Theo phương trình:
nMg= nH 2 = 0,5 (mol)
Khối lượng Mg phản ứng:
mMg = n × M = 0,5 × 24 =
12 (g)
b. Theo phương trình:
nHCl = 2 × nH 2 = 0,5 × 2 = 1 (mol)
Thể tích dung dòch HCl cần dùng:
V =

n
CM

=

1
2

= 0,5 (lít) hay 500 (ml)

Ví dụ 2: Để hòa tan hoàn toàn 19,5 gam một kim loại
hóa trò II cần 400 ml dung dòch HCl 1,5 M. Xác đònh
kim loại.
Hướng dẫn
Số mol HCl tham gia:
nHCl = 0,4 × 1,5 = 0,6 (mol)
Gọi kim loại cần tìm là A: A + 2HCl → ACl2 + H2 ↑
Theo phương trình:
1mol 2mol
Theo phương trình:
Khối lượng mol của A:

nA =

1
2

nHCl = 0,3 (mol)

MA =

m
n

=

19,5
0,3

= 65 (g)

Do đó A là kẽm (Zn).
PTHH:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑
Ví dụ 3: Cho 11,2 g Fe tác dụng hết với dung dòch HCl
7,3% vừa đủ.
a. Tính thể tích H2 tạo thành ở đktc.
b. Tính khối lượng dung dòch HCl cần dùng.
c. Tính C% của dung dòch sau phản ứng.
Hướng dẫn
Số mol Fe tham gia: nFe = 11,2 : 56 = 0,2 (mol)
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
a. Theo phương trình: nH 2 = nFe = 0,2 (mol)
Phương trình:

8


Thể tích H2 tạo thành ở đktc: VH 2 = n × 22,4 = 0,2 × 22,4 =
4,48 (lít)
b. Theo phương trình: nHCl = 2nFe = 2 × 0,2 = 0,4 (mol)
Khối lượng HCl tham gia: mHCl = n × M = 0,4.36,5 = 14,6 (g)
Khối lượng dung dòch HCl cần dùng: mdd =

14,6 × 100
7,3

= 200

(g)
c. Theo phương trình: nF eCl 2 = nFe = 0,2 (mol)
Khối lượng FeCl2 tạo thành: M = n × M = 0,2.127 = 25,4 (g)
Khối lượng dung dòch sau phản ứng:
mdd = 11,2 + 200 – mH = 11,2 + 200 – 0,2.2 = 210,8 (g)
2

Vậy nồng độ % của dung dòch sau phản ứng:
25,4

× 100% = 12,05%
210,8
B. Bài tập cho biết lượng 2 chất tham gia.
* Cách làm chung: Nếu bài tập cho lượng 2 chất tham
gia:
- Trong 2 chất tham gia sẽ có một chất phản ứng hết,
chất còn lại có thể hết hoặc dư, ta tính sản phẩm tạo
thành theo chất phản ứng hết.
- Để xác đònh chất hết hay dư trong phản ứng hóa học, ta
lập tỉ lệ giữa số mol theo bài chia cho số mol theo phương
trình rồi so sánh 2 giá trò phân số đó với nhau, giá trò nào
lớn thì chất đó dư, chất còn lại sẽ hết.
* Tổng quát: Giả sử có nA = a, nB = b và phương trình
hóa học:

A
+
B
C
+
D
(*)
mol:
1
1
1
1

C% =

Tỉ lệ:

a

<

b

suy ra A hết, B dư. Tính C, D theo A.
1
1
(Trong trường hợp này ta giả sử tỉ lệ số mol theo
phương trình (*) đều là 1 : 1 và a < b).
Ví dụ 4: Đốt cháy 3,1 gam phốt pho trong bình đựng
4,48 lít khí oxi (đktc). Sau phản ứng chất nào dư? dư
bao nhiêu gam? Tính khối lượng sản phẩm tạo
thành?
Hướng dẫn
9


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
3,1

nP =

31

nO =
2

= 0,1 (mol) ;

4,48
22,4

= 0,2 (mol)
o

PTPƯ:

t
4P + 5O2 


Ta có tỉ lệ:

0,1

<

2P2O5

0,2

4
5
⇒ Sau phản ứng O2 dư, tính theo số mol của P.

Theo phương trình: nO2 tham gia phản ứng =

0,1.5
4

= 0,125 (mol)

⇒ nO2 dư = 0,2 – 0,125 = 0,075 (mol) ⇒ mO2 dư = 0,075 × 32 =
2,4 (g)
nP

2O5

tạo thành =

1
2

nP = 0,05 (mol) ⇒ mP2O5 = 0,05 × 142 =

7,1 (g)
Ví dụ 5: Cho 200 g dung dòch Ba(OH) 2 17,1% tác dụng
với 500g dung dòch CuSO4 8% thu được kết tủa A, dung
dòch B.
a. Tính mA.
b. Tính C% dung dòch B.
Hướng dẫn
Ta có:
mBa(OH) = 200 × 17,1 = 34,2 (g) ⇒ nBa(OH) = 34,2 = 0,2 (mol)
2
2
100
171
mCuSO

4

=

500 × 8
100

= 40 (g) ⇒ nCuSO4 =

40
160

= 0,25 (mol)

 Cách 1:
Phương trình:
Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4 ↓ + Cu(OH)2 ↓
Theo phương trình: 1
1
1
1
0,2

0,25

⇒ Ba(OH)2 hết, CuSO4 dư.
1
1
a. Kết tủa A gồm BaSO4 và Cu(OH)2
Theo phương trình: nBaSO4 = nCu(OH)2 = nBa(OH)2 = 0,2 (mol)
Tỉ lệ:

10

<


mA = 0,2 × (233 + 98) = 66,2 (g)
nCuSO pư = nBa(OH) = 0,2 (mol)
b. Theo phương trình:
4
2
Do đó số mol CuSO4 dư: nCuSO4 = 0,25 – 0,2 = 0,05 (mol)
Khối lượng CuSO4 còn dư: mCuSO4 = 0,05 × 160 = 8 (g)
Khối lượng dung dòch B sau phản ứng:
mdd = 200 + 500 - 66,2 = 633,8(g)
Nồng độ % của dung dòch B:

C%B =

8
633,8

× 100% = 1,26%

 Cách 2: Phương pháp 4 dòng.
Phương trình:
Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4 ↓ + Cu(OH)2 ↓
Theo phương trình: 1
1
1
1
Trước phản ứng:
0,2
0,25
Phản ứng:
0,2
0,2
Sau phản ứng:
0
0,05
0,2
0,2
×
a. Kết tủa A gồm BaSO 4 và Cu(OH)2: mA = 0,2 (233 + 98) =
66,2 (g)
b. Khối lượng dung dòch B sau phản ứng:
mdd = 200 + 500 – 66,2 = 633,8 (g)
Khối lượng CuSO4 còn dư:
m = 0,05 × 160 = 8(g)
Nồng độ % của dung dòch B:

C% B =

8
633,8

× 100% =

1,26%
Chú ý:
- Phương pháp 4 dòng giúp chúng ta giải quyết một bài
toán về lượng 2 chất tham gia một cách nhanh nhất:
Dòng 1 đặt số mol các chất theo phương trình, dòng 2 là
số mol trước phản ứng hay số mol ban đầu, dòng 3 là số
mol phản ứng (tính theo chất hết), dòng 4 là số mol sau
phản ứng (Đối với chất tham gia lấy số mol trước phản
ứng trừ số mol phản ứng, đối với chất sản phẩm ta tính
theo chất hết).
- Khi một phản ứng mà cả 2 chất sản phẩm đều
không tan, nếu bài yêu cầu tính nồng của dung dòch sau
phản ứng thì dung dòch sau phản ứng sẽ chứa một trong
các chất tham gia còn dư.
Ví dụ 6: Cho 200g dung dòch NaOH 8% vào 150g dung
dòch FeCl2 12,7%. Sau phản ứng được dung dòch X,
kết tủa Y.
11


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
a. Tính nồng độ % các chất có trong dung dòch X.
b. Lấy kết tủa Y nung ngoài không khí đến khối
lượng không đổi được m gam chất rắn. Tính m?
Hướng dẫn
nNaOH =

nF eCl2 =

200 × 8
100 × 40

= 0,4 (mol)

150 × 12,7

= 0,15 (mol)

100 × 127

PTHH:
FeCl2 +
2NaOH →
Theo PT:
1
2
Trước PƯ: 0,15
0,4
PƯ:
0,15
0,3
Sau PƯ:
0
0,1
a. Tổng khối lượng dung dòch X:
= 336,5 (g)
Khối lượng NaCl:
(g)
Khối lượng NaOH dư:
Nên:

C%NaCl =
C%NaOH =

17,5 × 100%

2NaCl + Fe(OH)2 ↓

0,3
0,15
mdd = 200 + 150 – 0,15.90
mNaCl = 0,3 × 58,5 = 17,55
mNaOH = 0,1 × 40 = 4 (g)

= 5,2%

336,5
4 × 100%

= 1,19%
336,5
b. Kết tủa gồm 0,15 mol Fe(OH)2, đem nung trong không khí:
o

t
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 
→ 4Fe(OH)3
o

t
2Fe(OH)3 
→ Fe2O3 + 3H2O

Theo PT (*)(**): nF e2O3 =
Vậy m = 0,075 × 160 = 12

1
2

(*)
(**)

nF e(OH)2 = 0,075 (mol)

Ví dụ 7: Hòa tan một hỗn hợp A gồm 28 g Fe và 40 g
CuO trong dung dòch HCl 2M
a. Với thể tích dung dòch HCl sử dụng là 2 lit, hỗn
hợp A tan hết hay không?
b. Nếu cho toàn bộ lượng H2 tạo thành ở trên
tác dụng với 72 g FeO nung nóng. Tính độ giảm
khối lượng của FeO và % khối lượng mỗi chất
sau phản ứng.
12


Hướng dẫn

28
= 0,5( mol )
56
20
=
= 0, 25(mol )
80

Ta có: nFe=

nCuO

Số mol HCl ban đầu:
nHCl = CM. V = 2 . 2 = 4(mol)
Phương trình phản ứng:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
( 1)
mol:
1
2
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
(2)
mol: 1
2
Theo 2 phương trình(1),(2), để hòa tan hết hỗn hợp A cần
0,5. 2 + 0,25 . 2 = 1,5 mol. Số mol này nhỏ hơn số mol HCl
trong dung dòch (4 mol). Vậy dư HCl và hỗn hợp A tan hết.

72
= 1(mol )
72
Theo phương trình (1): nH 2 = nFe = 0,5(mol)
b. Ta có: nFeO =

o

t
PTHH: FeO + H2 
→ Fe + H2O
Mol:
1
1

Tỉ lệ:

(3)

1 0,5
>
nên H2 hết, FeO dư.
1 1

Nhận thấy: Cứ 0,5 mol FeO bò khử cho ra 0,5 mol Fe
Độ giảm khối lượng của FeO chính là khối lượng oxi mất
(tức 0,5 mol FeO mất 0,5 mol O)
Nên: mO= 0,5 . 16 = 8 gam.
Phần trăm khối lượng các chất sau phản ứng:
Sau phản ứng (3): mFeO= ( 1 – 0,5) . 72 = 36 gam
và mFe = 0,5. 56 = 28 gam
Vậy:

% FeO =

36
.100% = 56, 25%
36 + 28

%Fe= 100% - 56,25% = 43,75%
C. Phản ứng hoàn toàn hay không hoàn toàn, hiệu
suất.
Giả sử phản ứng hóa học là: A + B à C + D
- Một phản ứng được coi là hoàn toàn(H = 100%) khi trong
2 chất tham gia sẽ có một chất A phản ứng hết, chất
còn lại B có thể hết hoặc dư. Lúc đó ta tính lượng sản
phẩm tạo thành( C, D) theo chất phản ứng hết.
- Một phản ứng được coi là không hoàn toàn(H <100%)
khi sau phản ứng vẫn còn một lượng nhất đònh cả 2 chất
A và B (Rất quan trọng trong bài hiệu suất)
13


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Ví dụ: Cho 0,5 mol CuO phản ứng với 500 mol H 2 ở to cao.
Nếu:
* H= 100% => CuO hết, H2 dư.
* H < 100%, sau phản ứng còn cả CuO và H 2 (Số mol
CuO còn lại nhỏ hơn 0,5 mol, số mol H 2 còn lại nhỏ hơn
500 mol, vì nếu còn nguyên thì H = 0%)
Chú ý: H luôn được tính đối với chất thiếu
to
Ví dụ: N2 + 3H2

→ 2NH3
Nếu nN 2 bđ= 1 mol; nH 2 bđ= 2 mol; nN 2 pư = 0,5 mol; nH 2 pư=
1,5 mol
Ta tính H theo H2 (Vì theo phương trình phản ứng: để phản
ứng hết 1 mol N2 cần 3 mol H2, mà ở đây ban đầu chỉ
có 2 mol H2, vậy thiếu H2)
I. Công thức tính hiệu suất(H)
1. H chất tham gia.
Lượng chất tham gia theo phương trình
H=
. 100%
Lượng chất tham gia trên thực tế
2. H chất sản phẩm
Lượng chất sản phẩm trên thực tế
.100%
Lượng chất sản phẩm theo phương trình
II. Khi bài đã cho H
1. Nếu bài yêu cầu tính khối lượng chất tham gia
Lượng chất tham gia = Lượng chất tham gia trên lí
H =

thuyết.

100
H

2. Nếu bài yêu cầu tính lượng chất sản phẩm
Lượng chất sản phẩm = Lượng chất sản phẩm trên lí
thuyết.

H
100

Ví dụ 8: Nung 400 gam CaCO3 sau một thời gian thu
được 112 gam CaO. Tính hiệu suất phản ứng.
Hướng dẫn
* Cách 1: Tính H chất tham gia
Ta có:

nCaCO3
nCaO =

400
= 100 = 4 (mol)

112
= 2 (mol)
56

t
Phương trình: CaCO3 
→ CaO + CO2 ↑
o

14


Mol:
1
Theo phương trình:

1

nCaCO3 trên lý thuyết= nCaO = 2(mol)
Thực tế có 4 mol CaCO3 tham gia.
Nên: H =

2
.100% = 50%
4

* Cách 2: Tính theo H sản phẩm
Ta có:

nCaCO3
nCaO =

400
= 100 = 4 (mol)

112
= 2 (mol)
56

t
Phương trình: CaCO3 
→ CaO + CO2 ↑
mol:
1
1
Theo phương trình: nCaO = nCaCO3 = 4 (mol)
Thực tế có 2 mol CaO tạo thành.
o

Nên: H =

2
.100% = 50%
4

(Lưu ý: Đây là một bài tập mà phản ứng xảy ra không
hoàn toàn, vì sau phản ứng vẫn còn 200g CaCO3 chưa bò
phân hủy)
Ví dụ 9: Nung 420 gam MgCO3 một thời gian thu được
288 gam chất rắn. Tính H phản ứng.
Hướng dẫn
* Cách 1: Tính H chất tham gia
Ta có: nMgCO3 =

420
= 5(mol )
84

Gọi a là số mol MgCO3 bò phân hủy
Suy ra số mol MgCO3 còn lại là: (5 – a) mol
t
Phương trình: MgCO3 
→ MgO + CO2 ↑
Mol:
a
a
Theo bài: mMgO + mMgCO3 = 288(gam)
⇔ 40a + 84 (5 –a) = 288

a= 3
Do số mol MgCO3 ban đầu là 5 mol, bò phân hủy 3 mol nên:
o

3
H = .100% = 60%
5
* Cách 2: Tính theo H sản phẩm
Ta có: nMgCO3 =

420
= 5( mol )
84
15


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Khi nung 420 gam MgCO 3 thu được 288 gam chất rắn nên
khối lượng giảm chính là khối lượng CO 2 tạo ra trên thực
tế:

mCO2 = 420 − 288 = 132( gam)

Nên: nCO2 =

132
= 3(mol )
44

t
Phương trình: MgCO3 
→ MgO + CO2 ↑
mol:
1
1
Theo phương trình: nCO2 lý thuyết= nMgCO3 = 5 (mol)
o

3
H = .100% = 60%
5

Vậy:

Lưu ý:
- Cách 1 là cách thường tính, với a là số mol MgCO 3 bò
phân hủy, nếu H = 100% thì a = 5 mol. Điểm mấu chốt là
thấy được chất rắn gồm MgO tạo thành và MgCO 3 chưa bò
phân hủy. Khi làm bài này hay bò nhầm lẫn theo hướng:
Có 5 mol MgCO3 sẽ tạo ra 5mol MgO (tức là 200 gam MgO),
suy ra khối lượng MgCO 3 còn lại là 288 - 200 = 88 g, lúc đó
tính H sẽ sai.
- Cách 2 là cách tính nhanh vì độ giảm khối lượng chính
là lượng CO2 thực tế thu được (3mol). Nếu H= 100% thì phải
tạo ra 5 mol CO2 (vì ban đầu có 5 mol MgCO3). Do đó ta tính
được kết quả H đúng.
Ví dụ 10: Cho luồng khí H2 đi qua 7,2 gam FeO nung nóng,
sau phản ứng thu được 6,4 gam hỗn hợp chất rắn. Tính
H phản ứng.
Hướng dẫn
* Cách 1:
Số mol trong 7,2 gam FeO:
nFeO =

7, 2
= 0,1(mol )
72

Gọi a là số mol FeO bò khử, nFeO còn lại= 0,1 - a
to
FeO + H2 
→ Fe + H2O
mol:
a
a
Theo bài ra ta có:
mFe + mFeO dư = 6,4 gam
⇔ 56a + 72( 0,1 - a) = 6,4
⇔ 56a + 7,2 - 72a = 6,4
⇒ a= 0, 05
Vậy hiệu suất phản ứng:

16


H=

0, 05
.100% = 50%
0,1

* Cách 2:
Số mol trong 7,2 gam FeO:
nFeO =

7, 2
= 0,1(mol )
72

Khi cho luồng khí H2 đi qua 7,2 gam FeO nung nóng, sau phản
ứng thu được 6,4 gam hỗn hợp chất rắn, suy ra độ giảm
khối lượng là khối lượng oxi tham gia:
mO = 7,2 - 6,4 = 0,8 gam

0,8
= 0, 05(mol )
16
to
Phương trình: FeO + H2 
→ Fe + H2O

⇒ nO =

Ta có :
nFeObò khử = nO = 0,05 (mol)
Vậy hiệu suất phản ứng:
H=

0, 05
.100% = 50%
0,1

Ví dụ 11: Nung 50 tấn CaCO3 một thời gian thu được
bao nhiêu tấn CaO. Biết H = 75%.
Hướng dẫn
t
Phương trình: CaCO3 
→ CaO + CO2 ↑
mol:
1
1
gam:
100
56
Hay
tấn :
100
56
Theo bài tấn :
50
x
Số tấn CaO thu dược trên lý thuyết:
o

x = mCaO =

56.50
= 28 (tấn)
100

Vì H = 75% nên khối lượng CaO thực tế thu được là:
mCaO =

28.75
= 21 (tấn)
100

(Lưu ý: Khi một số bài tập có sử dụng đại lượng lớn như
ví dụ 11, ta không nhất thiết phải quy bài tập về số mol
để tính toán vì khó khăn và không tiện khi giải quyết
bài toán, ta nên quy về đại lượng thực tế của đề bài để
có tính toán đơn giản nhưng vẫn phù hợp)
Ví dụ 12: Dẫn luồng khí H2 đi qua ống thuỷ tinh chứa
28 g bột đồng (II) oxit nung nóng. Sau một thời gian
thu được 24 g chất rắn. Xác đònh khối lượng hơi
nước tạo thành ?
17


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Hướng dẫn

28
= 0,35 (mol)
80

Số mol CuO ban đầu : nCuO =
Phương trình phản ứng :

o

t
CuO + H2 
→ Cu + H2O

mol:

1

1

1

(1)

1

Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn thì số mol đồng được
giải phóng là
nCu = 0,35 mol hay 0,35× 64 = 22,4 g.
22,4 g này lại nhỏ hơn 24 g chất rắn tạo thành sau phản
ứng là vô lí, có nghóa là phản ứng xảy ra chưa hoàn
toàn, còn dư CuO.
Gọi số mol CuO đã phản ứng với H 2 là x
Theo phương trình (1):

nH 2



= nCu = nH 2O = x(mol )

Do đó 24 g chất rắn thu được sau phản ứng gồm CuO dư
và Cu tạo thành.
Ta có phương trình : 64x + 80(0,35–x) = 24.
Giải ra : x = 0,25 mol
Vậy số g hơi nước tạo thành là :

mH 2O = 0,25 . 18 = 4,5 g.
Ví dụ 13: Cho 0,896 lít H2 tác dụng với 0,672 khí Cl 2
(đktc), sản phẩm thu được cho hòa tan vào 19,27 gam
nước thu được dung dòch A. Lấy 5 gam dung dòch A
phản ứng với AgNO3 dư được 0,7175 gam kết tủa.
Tính H phản ứng giữa H2 và Cl2.
Hướng dẫn
Ta có: nH 2 =

0,896
0, 672
= 0, 04(mol ) ; nCl2 =
= 0, 03( mol )
22, 4
22, 4

Phương trình hóa học:
H2 +
Trước PƯ:
0,04
PƯ:
0,03
Sau PƯ:
0,01
18

o

t
Cl2 
→ 2HCl (1)
0,03
0,03
0
0,06


Khối lượng khí hiđroclorua tạo thành sau phản ứng (1) nếu H
= 100%:
mHCl = 0,06. 36,5 = 2,19 (gam)
Khi lấy 5 gam dung dòch A cho phản ứng với dung dòch HCl,
số mol kết tủa là:

nAgCl =

0, 7175
= 0, 005(mol )
143,5

Phương trình hóa học:
HCl + AgNO3 → AgCl ↓ + HNO3 (2)
Theo phương trình (2): nHCl = nAgCl= 0,005(mol)
Khối lượng HCl cần dùng ở phản ứng (2):
mHCl = 0,005. 36,5 = 0,1825 gam
Do đó khối lượng H2O có trong 5 gam dung dòch:
m = 5 – 0,1825 = 4,8175 gam
Như vậy: Cứ 4,8175 gam nước hòa tan 0,005 mol HCl
Cứ 19,27 gam nước hòa tan
x mol HCl
Suy ra: x =

19, 27.0, 005
= 0,02 mol
4,8175

mHCl = 0,02. 36,5 = 0,73(gam)
Vậy: H =

0,073
.100% = 33,33%
2,19

Ví dụ 14: Hòa tan hết 3,2 gam oxit M 2Om trong lượng
vừa đủ dung dòch H2SO4 10%, thu được muối có nồng
độ 12,9%, sau phản ứng đem cô bớt dung dòch và
làm lạnh nó thu được 7,868 gam tinh thể muối với H=
70%. Xác đònh công thức tinh thể của nó.
Hướng dẫn
Ta có:

nM 2Om =

3,2
2 M +16 m

Phương trình hóa học:
M2Om + mH2SO4 → M2(SO4)m + mH2O
mol: 1
m
1
Theo phương trình: nH 2 SO4 = m.nM 2Om = m.

3, 2
2M + 16m

3, 2m.98
313, 6m
=
2 M + 16m 2M + 16m
3136m
Khối lượng dung dòch H2SO4 10%: mdd H 2 SO4 =
2 M + 16m
Khối lượng H2SO4 tham gia:

mH 2 SO4 =

Khối lượng M2(SO4)m tạo thành:
19


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
mM 2 ( SO4 ) m =
6, 4 M + 307, 2m
2M + 16m

3, 2
.(2 M + 96m) =
2M + 16m

Theo bài ra ta có:

6, 4 M + 307, 2m
3136m
12,9
: 3, 2 +
=
2M + 16m
2 M + 16 m
100

Suy ra: M = 18,67m
Vì m là hóa trò của kim loại nên nhận giá trò 1,2,3. Ta có
bảng sau:
m
1
2
3
M
18,67
37.34
56(TM)
Do đó M là Fe, công thức oxit là Fe 2O3, công thức muối là
Fe2(SO4)3
Gọi công thức của tinh thể muối là Fe 2(SO4)3.xH2O

nFe2 ( SO4 )3 . xH 2O = nFe2 ( SO 4 )3 = nFe2O3 = 0,02 mol

Ta có:

Do H = 70% nên thực tế số mol Fe 2(SO4)3.xH2O thu được là:
n= 0,02.

70
= 0,014(mol)
100

Ta có:
0,014.(400+18x) = 7,868
Giải ra:
x=9
Vậy công thức tinh thể muối là: Fe 2(SO4)3.9H2O
Ví dụ 15: Cho 19,5 gam Zn tác dụng với 7 lít Cl 2(đktc)
thì thu được 36,72 gam ZnCl 2. Tính hiệu suất phản
ứng.
Hướng dẫn :

19,5
= 0,3(mol )
65
7
=
= 0,3125(mol )
22, 4

Ta có: nZn =

nCl2

Phương trình hóa
Zn
+
Bđ:
0,3
Pư:
0,3
Sau: 0
Khối lượng của
136 =40,8 gam

học:
to
Cl2

→ ZnCl2
0,3125
0,3
0,125
0,3
ZnCl2 tạo thành theo lý thuyết là:

Hiệu suất phản ứng là :
20

H% =

36,75
×100% = 90%
40,8

0,3 ×


Ví dụ 16: Cho 4lít N2 và 14 lít H2 vào bình kín rồi nung
nóng với xúc tác thích hợp để phản ứng xảy ra,
sau phản ứng thu được 16,4 lít hỗn hợp khí
a) Tính thể tích khí amoniac thu được.
b) Xác đònh hiệu suất của phản ứng.
(Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ
và áp suất )
Hướng dẫn :
ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích
là tỉ lệ số mol
a. Đặt thể tích khí N2 đã phản ứng là x (lít)
N2
+ 3H2 → 2NH3
BĐ:
4
14
0
( lít )
PƯ :
x
3x
2x
Sau:
(4-x )
(14 -3x) 2x
Suy ra ta có : (4 - x ) +(14 -3x) + 2x = 16,4
⇒ x = 0,8 lít
⇒ VNH3 = 0,8 ×2 = 1, 6(lit)
b. Nếu để phản ứng hoàn toàn thì N 2 hết
⇒ VNH3 = 4 ×2 = 8(lit) ( lượng lý thuyết )
Hiệu suất phản ứng :
H% =

1, 6
×100% = 20%
8

I. Cách tính H tổng.
Giả sử có sơ đồ phản ứng:
H1 %
H2 %
H3 %
H4 %
A 
→ B 
→ C 
→ D 
→E

Hiệu suất tổng của cả quá trình từ A đến E là:
Htổng = H1%. H2%. H3%. H4%.
Ví dụ 17: Người ta điều chế H2SO4 từ quặng pirit sắt
theo các phương trình sau:
to
FeS2 + O2

→ Fe2O3 + SO2 (1)
o

t ,V2O5
SO2 + O2 
(2)
→ SO3
SO3 + H2O → H2SO4
(3)
Từ 60 tấn FeS2 điều chế được bao nhiêu tấn
dung dòch H2SO4 90%. Biết phương trình (1) có H= 80%,
phương trình (2) có H= 60%, phương trình (3) có H= 90%.
Hướng dẫn
Ta có phương trình hóa học:

4 FeS2 + 11O2

o

t

→ 2Fe2O3 + 8SO2 (1)
o

t ,V2O5
2SO2 + O2 
→ 2SO3
SO3 + H2O → H2SO4
Hiệu suất tổng của quá trình sản suất:

(2)
(3)

21


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Htổng = 80%. 60%.90%= 43,2%
Từ các phương trình (1,2,3) ta có sơ đồ sau:
FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4(*)
Theo sơ đồ: 120 gam
2. 98gam
Hay: 120 tấn
2. 98 tấn
Theo bài: 60 tấn
x tấn
Khối lượng H2SO4 thu được theo sơ đồ(*):
x=m=

60.2.98
= 98 tấn
120

Vì H= 43,2% nên khối lượng H2SO4 thực tế thu được là:

mH 2 SO4 =

98.43, 2
= 42,336 (tấn)
100

Vậy khối lượng dung dòch H2SO4 90% thực tế thu được là:

mdd =

42, 336.100
= 47, 04 (tấn)
90

D. Một số thủ thuật tính toán trong trường hợp
thiếu một phương trình nhưng đề không cho thêm
điều kiện nào:
Gọi x là ẩn, y là số phương trình.
Nếu x = y thì ta đủ phương trình để giải
Nếu x > y ta thiếu phương trình, phải dùng một số
thủ thuật trong tính toán.
Trong trường hợp này, ta sẽ tìm một hệ thức giữa hai
ẩn, ví dụ khối lượng mol của kim loại M với hóa trò a, hoặc
giữa hai hệ số x và y của MxOy. Sau khi có hệ thức này,
ta tự chọn một ẩn với các giá trò 1, 2, 3… và tìm giá trò
của ẩn còn lại.
Ví dụ: M = 12a (M là khối lượng mol, a là hóa trò của
M):
Với a = 1, M = 12 (loại vì C có M = 12 nhưng C là phi
kim)
Với a = 2, M = 24 (phù hợp vì Mg có M = 24)
Với a = 3, M = 36 ( loại vì không có kim loại nào có M
= 36)
Ví dụ 18: Hòa tan hoàn toàn 16,8 gam một kim loại X
bằng dung dòch HCl vừa đủ, sau phản ứng thu được
6,72 lit H2 (đktc). Xác đònh kim loại.
Hướng dẫn
Ta có: nH 2 =

6, 72
= 0,3(mol )
22, 4

Gọi a là hóa trò của X
22


2X + 2aHCl → 2XCla +aH2 ↑
2
a

Phương trình hóa học:
mol:

2
2
0, 6
nH 2 = .0, 3 =
(mol )
a
a
a
0, 6
Khối lượng mol của X:
M X = 16,8:
= 28a
a
Theo phương trình: nX =

Vì a là hóa trò của X nên nhận giá trò 1, 2, 3. ta có
bảng:
a
MX

1
28

2
56(TM)

3
84

Vậy X là Fe
Ví dụ 19: Hòa tan hoàn toàn 9,6 gam kim loại R trong
dung dòch H2SO4 đặc nóng dư, sau phản ứng được
3,36 lit SO2( đktc). Xác đònh R.
Hướng dẫn
Ta có: nSO2 =

3,36
= 0,15(mol )
22, 4

Gọi a là hóa trò của R
Phương trình hóa học:
to
2R + 2aH2SO4 đ 
→ R2(SO4)a + aSO2 ↑ + 2aH2O
mol: 2
a

Theo phương trình:

nR =

Khối lượng mol của R:

2
2
0,3
nSO2 = .0,15 =
(mol )
a
a
a
0,3
MR = 9,6:
= 32a
a

Vì a là hóa trò của X nên nhận giá trò 1, 2, 3. Ta có
bảng:
a
MR

1
32

2
64(TM)

3
96

Vậy R là Cu
Ví dụ 20: Để hòa tan hoàn toàn 4 gam một oxit sắt
cần 150 ml dung dòc HCl 1M. Xác đònh công thức oxit.
Hướng dẫn
Ta có: nHCl = 0,15 . 1 = 0,15(mol)
Gọi công thức oxit sắt là Fe xOy
Phương trình hóa học: FexOy + 2yHCl → xFeCl2y/x + yH2O
23


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
mol:

1

2y

1
1
0, 075
nHCl =
.0,15 =
(mol )
2y
2y
y

Theo phương trình: nFexOy =

Khối lượng mol của FexOy:

M FexOy =
Ta có:

4
.y
0, 075

56x + 16y =

4
y
0, 075

ó 0,075( 56x + 16y) = 4y
ó4,2x + 1,2y = 4y
ó 4,2x = 2,8y
ó

x 2,8 2
=
=
y 4, 2 3

Trong các oxit sắt, nhậnthấy Fe 2O3 phù hợp với tỉ lệ
trên.
Ví dụ 21: Để hòa tan hoàn toàn 8 gam một oxit kim
loại cần 200 gam dung dòch HCl 7,3%. Xác đònh công
thức oxit.
Hướng dẫn

200.7, 3
= 14, 6( gam)
100
14, 6
=
= 0, 4(mol )
36,5

Ta có: mHCl =

nHCl

Gọi công thức oxit kim loại là AxOy
Phương trình hóa học: AxOy + 2yHCl → xACl2y/x + yH2O
mol:
1
2y
Theo phương trình: nAxOy =

1
1
0, 2
nHCl =
.0, 4 =
(mol )
2y
2y
y

Khối lượng mol của AxOy:

M AxOy =
Ta có:

x. MA+ 16y = 40y
ó x. MA= 24y
ó MA =



24 y
2y
= 12.
x
x

2y
là hóa trò của A nên nhận giá trò 1, 2, 3. ta có
x

bảng:
24

8
y = 40 y
0, 2


2y/x
1
2
MA
12
24(TM)
Vậy A là Mg, công thức oxit là MgO

3
36

E.áp dụng đònh luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL)
vào giải một số dạng bài tập.
1. Nội dung đònh luật: Trong một phản ứng hóa học, tổng
khối lượng của các sản phẩm bằng tổng khối lượng của
các chất tham gia phản ứng.
2. Phương trình của đònh luật:
Giả sử có phản ứng: A + B → C + D
(Trong đó A,B là các chất tham gia, C,D là các chất
sản phẩm)
Theo ĐLBTKL: mA + mB = mC + mD.
Ví dụ 22: Cho 16,25 gam một kim loại hóa trò II vào
dung dòch HCl dư, sau phản ứng thấy khối lượng dung
dòch sau phản ứng nặng hơn khối lượng dung dòch
ban đầu là 15,75 gam. Xác đònh kim loại.
Hướng dẫn
( Gợi ý: Cần thấy rằng dung dòch trước phản ứng là dung dòch
HCl , nếu phản ứng giữa kim loại với HCl trong dung dòch mà
không giải phóng chất khí thì khối lượng dung dòch sau phản
ứng nặng hơn khối lượng dung dòch ban đầu là 16,25 gam, thực
tế chỉ nặng hơn khối lượng dung dòch ban dầu là 15,75 gam,
lượng chênh lệch chính là lượng khí H2 tạo ra)
Khối lượng H2 tạo ra: m = 16,25 – 15,75 = 0,5 gam
Suy ra số mol H2 tạo ra: n =

0,5
= 0, 25(mol )
2

Gọi A là khim loại hóa trò II
Ta có phương trình hóa học: A + 2HCl → ACl2 + H2 ↑
mol:

1

1

Theo phương trình: nA = nH 2 = 0, 25(mol )
Khối lượng mol của A:

MA =

m 16, 25
=
= 65
n 0, 25

Do đó A là Zn
Ví dụ 23: Hòa tan hoàn toàn 18,4 gam hỗn hợp 2 kim
loại M(II) và N(III) trong dung dòch HCl, thu được dung

25


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
dòch Q và 11,2 lit H2 (đktc). Cô cạn dung dòch Q được m
gam muối khan.
a. Tính m?
b. Xác đònh tên 2 kim loại, biết nM : nN = 1:1 và 2MN <
MM < 3MN.
Hướng dẫn
Ta có:

nH 2 =

11, 2
= 0,5(mol )
22, 4

Gọi a, b lần lượt là số mol M và N trong hỗn hợp đầu.
Ta có phương trình hóa học:
M + 2HCl → MCl2 + H2 ↑
mol: a 2a
a
a

2N + 6HCl → 2NCl3 + 3H2 ↑
mol: b
3b
b
1,5b
a. Có:
a + 1,5b = 0,5(mol)
Theo 2 phương trình trên:

nHCl = 2nH 2 = 2a + 3b = 1(mol )

Khối lượng HCl cần dùng: mHCl = 1. 36,5 = 36,5(g)
Theo ĐLBTKL: mmuối = 18,4 + 36,5 – 0,5. 2 = 53,9(g)
b. Theo bài: a = b, mà a + 1,5b = 0,5
Nên: a = b = 0,2(mol)
Suy ra:
a.M + b.N = 18,4
⇔ 0,2( M + N) = 18,4
⇔ M + N = 92(*)
Lại có: 2N < M < 3N.
Nên: 2N + N < M + N < 3N + N
⇔ 3N < 92 < 4N
⇔ 23 < N < 30,6
Mà N(III) nên N là Al , thay vào (*) thì M là Zn
Ví dụ 24. Khử 3,48 g một oxit của kim loại M cần
dùng 1,344 lit CO. Toàn bộ lượng kim loại thu được cho
tác dụng với dung dòch HCl dư thu được 1,008 lit H 2.
(Biết các thể tích khí ở đktc).
Xác đònh kim loại M và oxit của nó.
Hướng dẫn
Đặt công thức oxit MxOy (M có hóa trò

2y
)
x

nCO = 0,06 mol, nH 2 = 0,045 mol
o

t
MxOy + yCO 
→ xM

26

+

yCO2 (1)


0,06
0,06
Theo phương trình (1) và đònh luật bảo toàn khối lượng.
mM = 3,48 + 0,06.2 – 0,06.18 = 2,52 gam
Gọi n là hóa trò của M trong muối clorua.

→ 2MCln + nH2 ↑ (2)
2M + 2n HCl 
0, 09
n

0,045

Theo phương trình (2) số mol M =
 M=

0, 09
n

2,52
n = 28n
0, 09

Vì n là hóa trò của M nên nhận giá trò 1, 2, 3. ta có
bảng:
n
1
2
3
M
28
56(TM)
84
Vậy M là Fe
Theo phương trình (1) => 0,06.x = 0,045.y
=>

x 3
=
y 4

Do đó công thức oxit là Fe 3O4
(Lưu ý: Đây là dạng bài tập cần áp dụng ĐLBTKL một
cách linh hoạt, về mặt đònh tính cần thấy được sự thay
đổi hóa trò của M trong oxit ở phương trình (1) và trong
muối clorua ở phương trình (2), vì vậy ta phải gọi hóa trò
khác nhau. Nếu hóa trò của M trong hai phương trình hóa
học không đổi thì

2y
=n)
x

Ví dụ 25: Khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit kim loại
bằng CO ở tocao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí
sinh ra vào bình đựng dung dòch Ba(OH) 2 dư thấy tạo
thành 13,79 gam kết tủa. Để hòa tan hết lượng kim
loại sinh ra cần vừa đủ 105 ml dung dòch HCl 1M. Xác
đònh công thức oxit kim loại.
Hướng dẫn
Đặt công thức oxit AxOy (A có hóa trò
Ta có: nBaCO3 =

2y
)
x

13, 79
= 0, 07(mol )
197

Số mol HCl cần dùng để hòa tan hết kim loại là:
nHCl= 0,105. 1 = 0,105(mol)
27


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×