Ôn luyện HSG Môn Hóa học 9 - Chuyên đề 1: Bài Toán về Oxit và hỗn hợp Oxit

Nội dung tài liệu: Ôn luyện HSG Môn Hóa học 9 - Chuyên đề 1: Bài Toán về Oxit và hỗn hợp Oxit

1. 2y/x I II III IV M 18,67 37,33 56(Fe) 74,68 Chọn 2y/x = III, M=56, Vậy oxit Fe2O3 2. Khi hòa tan một lượng của một oxit hóa trị II vào một lượng vừa đủ dung dịch axit H2SO4 4,9 %, người ta thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,78%. Xác định công thức oxit trên? Giải: Đặt công thức của oxit là RO PTHH: RO + H2SO4 → RSO4 + H2O (MR +16) 98 (MR+ 96) g Giả sử hòa tan 1 mol ( hay MR +16 g ) RO Khối lượng dd RSO4 (5,87%) = (MR +16) +(98:4,9).100 = MR + 2016 .. Kim loại Mg 3. Hoà tan hết 4 gam oxit của kim loại M, thấy cần 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm : H2SO4 0,25 M và HCl 1M.Tìm công thức của oxit ? Giải: n 0,025( mol ); n 0,1( mol ) H24 SO HCl + 2- - Phương trình điện li: H2SO4 → 2 H + SO4 (1) 0.025 0.05 mol HCl → H+ + Cl - (2) 0,1 0,1 mol - Tổng mol H+ phản ứng = 0,15 mol - Đặt công thức tổng quát của oxit là MxOy: + 2y/x+ - PTHH: MxOy + 2y H M + H2O (Mx+16y) g 2y mol 4 g 0,15 mol Mx 16 2 y - Ta có:  M = 37,33 y/x 4 0,15 - Biện luận, giải ra được Fe2O3. II.2. Oxit axit: 1. Sục x(l) khí CO2 (đktc) vào 400 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5 M thì thu được 4,925 g kết tủa. Tính x? Giải: n C. V 0,5.400.10 3 0,2( mol ) Ba() OH2 M m 4,925 n 0,025( mol ) BaCO3 M 197 - Có nn , xảy ra 2 trường hợp: Ba() OH23 BaCO - TH1: Ba(OH)2 dư, phản ứng chỉ tạo ra muối trung hòa: V 0,56 lit CO2 - TH2: Ba(OH)2 hết, phản ứng tạo 2 loại muối: BaCO3 và Ba(HCO3)2, trong đó 4,925 kết tủa là BaCO3 : V 8,4 lit CO2 K 2. 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 trường hợp sau: 3
2. a/ Chỉ thu được muối NaHCO3(không dư CO2)? b/ Chỉ thu được muối Na2CO3(không dư NaOH)? c/ Thu được dung dịch chứa 2 muối với nồng độ mol của NaHCO3 bằng 1,5 lần nồng độ mol của ab 1,5 ab 1,5 Na2CO3? VV Trong trường hợp này phải tiếp tục thêm bao nhiêu lit dung dịch NaOH 0,5M nữa để được 2 muối có cùng nồng độ mol. Giải: a. n n 12 mol V lit NaOH CO ddNaOH0,5 M 2 b. n 2 n 2 mol V 4 lit NaOH CO ddNaOH0,5 M 2 c. Đặt a, b lần lượt là số mol của NaHCO3 và Na2CO3 PTHH: CO2 + NaOH → NaHCO3 CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O - Theo PTHH: n a b 1( mol ) (I) CO2 - Vì nồng độ mol NaHCO3 bằng 1,5 lần nồng độ mol Na2CO3 nên: ab 1,5 ab 1,4 (II), Giải hệ phương trình (I),(II) : a = 0,6mol; b = 0,4 mol. VV - Gọi x là số mol NaOH cần thêm, khi đó xảy ra phản ứng: NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O x x x mol - Số mol NaHCO3 còn lại: (0,6 – x) mol - Số mol Na2CO3 sau cùng: (0,4 + x) mol - Cùng thể tích V mà nồng độ mol 2 muối bằng nhau nên số mol 2 muối phải bằng nhau: - Suy ra: x = 0,1 mol. Thể tích dung dịch NaOH cần thêm vào : V 0,2 lit ddNaOH0,5 M * Mở rộng bài toán CO2 sục vào dung dịch kiềm. - Phương trình hóa học: Hiểu PTHH ion thu gọn trên là cho cả trường hợp kiềm là M(OH) và M(OH)2 - 2- VD: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O, viết dạng ion thu gọn: CO2 + 2OH → CO3 + H2O - 2- CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O, viết dạng ion thu gọn: CO2 + 2OH → CO3 + H2O 4
3. II.3. Toán hỗn hợp oxit: 1. Hỗn hợp A có khối lượng 8,14 g gồm CuO,Al2O3 và một oxit sắt.Cho H2 dư qua hỗn hợp nung nóng sau phản ứng thu được 1,44g H2O.Hòa tan A cần dùng 170ml H2SO4 loãng 1M được dung dịch B. Hòa tan B với dung dịch NaOH dư,lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu được 5,2g chất rắn. Xác định công thức oxit sắt và khối lượng các oxit trong A. Giải: - Gọi công thức của oxit sắt là FexOy - Hỗn hợp A có: a mol CuO; b mol Al2O3 và c mol FexOy : 80a + 102b + c(56x + 16y) = 8,14 g (1) - Khử hh A bằng khí H2 : Al2O3 không bị khử. to - PTHH: CuO + H2  Cu + H2O a a mol FexOy + yH2 xFe + yH2O c cy mol 1,44 - n a cy 0,08( mol ) (2) HO2 18 - n C . V 1.170.10 3 0,17 ( mol ) H24 SO M PTHH: CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O a a a mol Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 2H2O b 3b mol 2FexOy + 2yH2SO4 → xFe2(SO4)2y/x + 2yH2O c yc cx/2 mol 5
4. - Ta có: a + 3b + yc = 0,17 mol (3) Từ (2) và (3) b = 0,03 mol mg 0,03 . 102 3,06 Al23 O Thay b = 0,03 vào (1) ta có: 80a + 56cx + 16cy = 5,08 (4) - Hòa tan B trong dung dịch NaOH dư ta có: + Al2(SO4)3 chuyển thành dung dịch NaAlO2: Al2(SO4)3 + 8NaOH dư → 2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O + 2 chất còn lại áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố theo sơ đồ: o a mol CuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + t , O2 CuO a mol cx/2 mol Fe2(SO4)2y/x Fe(OH)2 Fe2O3 cx/2 mol - Ta có : 80a + 80cx = 5,2 (5) - Giải hệ phương trình (2) (4)(5) ta được: a = 0,02 mol mCuO = 1,6 g - cx = 0,045 ; cy = 0,06 x/y = 3/4 => x=3; y=4 => Công thức của oxít sắt là Fe3O4 - mg 8,14 1,6 3,06 3,48 Fe34 O III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN: 1. Hòa tan hoàn toàn 1 gam oxit của kim loại R cần dùng 25 ml dung dịch hỗn hợp gồm axit H2SO4 0,25 M và axit HCl 1 M. Tìm công thức của oxit trên? 2. Khử 3,48 g một oxit của kim loại M cần dùng 1,344 lit H2. Toàn bộ lượng kim loại thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 1,008 lit H2 (thể tích ở đktc). Xác định Kim loại M và oxit của nó. 3. Khử m gam một oxit sắt bằng khí CO nóng, dư đến hoàn toàn thu được Fe và khí A. Hòa tan hết lượng Fe trên bằng HCl dư thoát ra 1,68 lit H2 (đktc). Hấp thụ toàn bộ khí A bằng Ca(OH)2 dư thu được 10 g kết tủa. Tìm công thức oxit. 4. Dẫn khí H2 dư vào ống chứa 4,72 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 nung nóng. Sau phản ứng trong ống còn lại 3,92 gam Fe. Nếu cho 4,72 gam hỗn hợp đầu vào dung dịch CuSO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, lọc lấy chất rắn, làm khô cân nặng 4,96 gam. Tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp? 5. Có một oxit sắt chưa 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 dư đi qua phần 2 nung nóng, phản ứng xong thu được 4,2g sắt. Tìm công thức của oxit sắt nói trên. 6. Hoà tan hoàn toàn một oxit kim loại hoá trị II bằng dung dịch H2SO4 14% vừa đủ thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 16,2%. Xác định công thức của oxit trên. 7. Thổi 2,464 lit khí CO2 vào một dung dịch NaOH thì được 9,46g hỗn hợp 2 muối Na2CO3 và NaHCO3. Hãy xác định thành phần khối lượng của hỗn hợp 2 muối đó. Nếu muốn chỉ thu được muối NaHCO3 thì cần thêm bao nhiêu lít khí cacbonic nữa. 8. Hòa tan hết 16 g hỗn hợp MgO, Fe2O3 trong 0,5 lit H2SO4 1M. Sau phản ứng trung hòa axit dư bằng 50 g dung dịch NaOH 24%. Tính % mỗi oxit? 9. 32 g CuO và Fe2O3 tan hết trong 500 ml HNO3. Sau phản ứng trung hòa axit dư bằng 50 g dung dịch Ca(OH)2 7,4% rồi cô cạn dung dịch nhận được 88,8 g muối khô. Tìm % mỗi oxit ban đầu và nồng độ mol của HNO3? 6
5. 10. Dẫn 4,48 dm3 CO (đktc) qua m g CuO đun nóng nhận được chất rắn X và khí Y. Sục khí Y vào dung dịch Ca(OH)2 dư tách ra 20 g kết tủa trắng. Hòa tan chất rắn X bằng 200 ml dung dịch HCl 2M thì sau phản ứng phải trung hòa dung dịch thu được bằng 50 g Ca(OH)2 7,4 %. Viết các phương trình phản ứng và tính m?. 11. Một phi kim R tạo được 2 oxit A, B. Biết MA<MB; hóa trị của R đối với oxi trong A và B đều có giá trị chẵn; tỉ khối của B đối với A là 1,5714 và % khối lượng của oxi trong A là 57,14%. a. Xác định công thức phân tử của A và B. b. Làm thế nào để chuyển hết hỗn hợp A, B thành A? Viết PTHH minh họa? c. Sục 0,448 lit B (đktc) và 1 lit dung dịch Ca(OH)2 a(M) thu được 0,5 g kết tủa. Tính a? 7
6. HƯỚNG DẪN GIẢI CĐ: OXIT Giải: 2. Đặt công thức oxit MxOy nH2 (1) = 0,06 mol, nH2(2) = 0,045 mol MxOy + yH2  xM + yH2O (1) 0,06 0,045 0,06 Theo phương trình (1) và định luật bảo toàn khối lượng. mM = 3,48 + 0,06.2 – 0,06.18 = 2,52 gam 2M + 2n HCl 2MCln + nH2 (2) 0,09/n 0,045 Theo phương trình (2) số mol M = 0,09/n => M = 2,52n/0,09 = 28n n=2 => M=56 (Fe) nFe= 2,52/56 = 0,045. Theo phương trình (1) => 0,06.x = 0,045.y => x/y = 3/4 => Fe3O4 3. Fe3O4 4. FeO + H2 Fe + H2O Fe2O3 + 3H2 2 Fe + 3H2O - Tổng số mol sắt sinh ra do phản ứng và sắt có trong hỗn hợp ban đầu. 3,92 n 0,07(mol) Fe 56 - Cho hỗn hợp vào dd CuSO4: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Độ tăng khối lượng theo phương trình: 64-56=8 g Độ tăng khối lượng theo đề bài: 4,96-4,72=0,24 g(Do sắt trong hỗn hợp thay bằng đồng) Cứ 1 mol Fe phản ứng thì khối lượng tăng 8 g, vậy x mol Fe phản ứng thì khối lượng tăng 0,24 g . 0,24 x 0,03 mol m n . M 0,03.56 1,68 g 8 Fe - Gọi x, y lần lượt là số mol của FeO và Fe2O3: 72x + 160 y = 4,72 – 1,68 = 3,04 0,8 - Khối lượng nguyên tử O có trong 4,72 g hỗn hợp: 4,72-(0,07.56)=0,8 g n 0,05( mol ) O 16 72xy 160o 3,04 - Ta có hệ phương trình:  t xy 0,02; 0,01 xy 3 0,05 - Hỗn hợp có 1,68 g Fe; 1,44 g FeO và 1,6 g Fe2O3. 5. Đáp số: Fe2O3 6. Đáp số: MgO 7. Đáp số: 8,4g NaHCO3 và 1,06g Na2CO3. Cần thêm 0,224 lit CO2. 8. Hỗn hợp có 50% mooix oxit. 9. 24 g CuO(75%) và 8f Fe2O3(25%). CM(HNO3)=2M 10 11 8