Download tài liệu hoá học: Chuyên đề hóa học 8

Hãy kéo xuống dưới để thấy link download tài liệu

Hãy chia sẽ cho bạn bè nếu nếu tài liệu này là hữu ích nhé

Chia sẻ qua facebook

Hoặc chia sẽ link trực tiếp:

Nội dung trích xuất

Đình Thọ Page 1 CHUYÊN ĐỀ 1. DÃY HOẠT ĐỘNG HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI. Ý nghĩa: K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt + O2: nhiệt độ thƣờng Ở nhiệt độ cao Khó phản ứng K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt Tác dụng với nƣớc Không tác dụng với nƣớc ở nhiệt độ thƣờng K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt Tác dụng với các axit thông thƣờng giải phóng Hidro Không tác dụng. K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt Kim loại đứng trƣớc đẩy kim loại đứng sau ra khỏi muối K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt H2, CO không khử đƣợc oxit khử đƣợc oxit các kim loại này ở nhiệt độ cao Chú ý: Các kim loại đứng trƣớc Mg phản ứng với nƣớc ở nhiệt độ thƣờng tạo thành dd Kiềm và giải phóng khí Hidro. Trừ Au và Pt, các kim loại khác đều có thể tác dụng với HNO3 và H2SO4 đặc nhƣng không giải phóng Hidro. Đình Thọ Page 2 1. 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 + ) 4 y O2 -> xCO2 + 2 y H2O (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 + 4 y ) O2 -> xCO2 + 2 y H2O 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 KCl + AgNO3 -> AgCl  + KNO3 Dựa vào 2 PTHH ta tìm đƣợc khối lƣợng của AgCl trong mỗi phản ứng: m’AgCl = x . NaCl AgCl M M = x . 58,5 143 = x . 2,444 Đình Thọ Page 3 mAgCl = y . kcl AgCl M M = y . 74,5 143 = y . 1,919 => mAgCl = 2,444x + 1,919y = 0,717 (2) Từ (1) và (2) => hệ phƣơng trình        2,444 1,919 0,717 0,325 x y x y Giải hệ phƣơng trình ta đƣợc: x = 0,178 y = 0,147 => % NaCl = 0,325 0,178 .100% = 54,76% % KCl = 100% - % NaCl = 100% - 54,76% = 45,24%. Vậy trong hỗn hợp: NaCl chiếm 54,76%, KCl chiếm 45,24% 2. 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. c/ Các bài tập vận dụng: 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: PTHH chung: M + H2SO4  MSO4 + H2 nH 2 SO 4 = nH 2 = 22,4 1,344 = 0,06 mol Đình Thọ Page 4 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  2FeCl3 (1) Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (2) Theo phƣơng trình (1,2) ta có: nFeCl 3 = nFe = 56 11,2 = 0,2mol nFeCl 2 = nFe = 56 11,2 = 0,2mol 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: n mol CO 0,03 22,4 0,672 2   Theo phƣơng trình phản ứng 1 và 2 ta thấy số mol CO2 bằng số mol H2O. n n mol H O CO 0,03 2 2   và n mol HCl  0,03.2  0,006 Nhƣ vậy khối lƣợng HCl đã phản ứng là: mHCl = 0,06 . 36,5 = 2,19 gam Gọi x là khối lƣợng muối khan ( XCl2 YCl3 m m  ) 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 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 Số mol H2 thu đƣợc là: Đình Thọ Page 5 n mol H 0,4 22,4 8,96 2   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 3. PHƢƠNG PHÁP 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: PTHH Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu ( 1 ) Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu ( 2 ) 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: Đình Thọ Page 6 FeSO4  NaOH du Fe(OH)2  t kk 0, 2 1 Fe2O3 a a 2 a (mol) mFe 2 O 3 = 160 x 0,04 x 2 a = 3,2 (g) NaOH dƣ t 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 = 0,5 0,28125 = 0,5625 M 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 Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu ( 1 ) 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 Vậy có 8 0,8 = 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, thì cũng có 0,1 mol CuSO4 tham gia phản ứng.  Số mol CuSO4 còn dƣ : 1 - 0,1 = 0,9 mol Ta có CM CuSO 4 = 0,5 0,9 = 1,8 M 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: Theo bài ra ta có: Số mol của Ca(OH)2 = 74 3,7 = 0,05 mol Số mol của CaCO3 = 100 4 = 0,04 mol PTHH CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O 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 Đình Thọ Page 7 Nếu CO2 dƣ: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O 0,05  0,05 mol  0,05 CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2 0,01  (0,05 - 0,04) mol 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 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 (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2) Số mol khí CO2 (ở đktc) thu đƣợc ở 1 và 2 là: n mol CO 0,2 22,4 4,48 2   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 CO3 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 (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: 22,4 0,672 2 nCO  = 0,03 mol 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) ( 60 ; 3 mCO  g mCl  71g ). Số mol khí CO2 bay ra là 0,03 mol do đó khối lƣợng muối 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 Đình Thọ Page 8 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 (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2) Số mol khí CO2 (ở đktc) thu đƣợc ở 1 và 2 là: n mol CO 0,2 22,4 4,48 2   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 CO3 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 (gam) Bài 6: Nhúng một thanh kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 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 AgNO3 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 Cu Ag (chất oxh mạnh) 0,1 0,1 ( mol ) 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 + Cu(NO3)2  Fe(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. Đình Thọ Page 9 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 4. PHƢƠNG PHÁP LÀM GIẢM ẨN SỐ. Bài toán 1: (Xét lại bài toán đã nêu ở phƣơng pháp thứ nhất) 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: n mol CO 0,2 22,4 4,48 3   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 = 0,2( ) 2 n mol CO  (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 Theo I và II: ( ) 2 1 2 n xn my H   Đình Thọ Page 10 => thể tích: V = nx + my = .22,4 0,224 355.2 0,71  (lít) 5. PHƢƠNG PHÁP DÙNG BÀI TOÁN CHẤT TƢƠNG ĐƢƠNG. a/ Nguyên tắc: 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 22,4 3,36 = 0,3 (mol) (I) M trung bình: M = 0,3 8,5 = 28,33 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 CO2 (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 CO3 + H2SO4  M SO4 + CO2 + H2O (1) 0,2 0,2 0,2 0,2 Số mol CO2 thu đƣợc là: nCO 2 = 22,4 4,48 = 0,2 (mol) Vậy nH 2 SO 4 = nCO 2 = 0,2 (mol) Đình Thọ Page 11  CM H 2 SO 4 = 0,5 0,2 = 0,4 M Rắn B là M CO3 dƣ: M CO3  M O + CO2 (2) 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: 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 = 0,7 115,3 164,71  M = 104,71 Vì trong hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3. Nên 104,71 = 3,5 24*1 R* 2,5  R = 137 Vậy R là Ba. 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 = 22,4 6,72 = 0,3 (mol) Thay hỗn hợp bằng M CO3 M CO3 + 2HCl  M Cl2 + CO2 + H2O (1) 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 CM HCl = 0,3 0,6 = 2M Số mol của M CO3 = nCO 2 = 0,3 (mol) Nên M + 60 = 0,3 28,4 = 94,67  M = 34,67 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. Đình Thọ Page 12 Khối lƣợng muối khan thu đƣợc sau khi cô cạn là: m = (34,67 + 71)* 0,3 = 31,7 gam. 6/ PHƢƠNG PHÁP BẢO TOÀN SỐ MOL NGUYÊN TỬ. 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 = 22,4 3,36 = 0,15 và ( )29 44 30 a b a b   = 1,195 ---> a = 0,05 mol và b = 0,1 mol 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) = 600 0,9 .1000 = 1,5M 7/ PHƢƠNG PHÁP LẬP LUẬN KHẢ NĂNG. 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: M y x 16 3,06  = M y x 124 5,22  ---> M = 68,5.2y/x 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. Đình Thọ Page 13 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 = B A M M = m n 4 32 = 4 ---> m = 2n. 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 8/ PHƢƠNG PHÁP GIỚI HẠN MỘT ĐẠI LƢỢNG. 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: 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. 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). Đình Thọ Page 14 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  MgCl2 + H2O + CO2 (1) x(mol) x(mol) BaCO3 + 2HCl  BaCl2 + H2O + CO2 (2) y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (3) 0,2(mol)  0,2(mol)  0,2(mol) CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2 (4) Giả sử hỗn hợp chỉ có MgCO3.Vậy mBaCO3 = 0 Số mol: nMgCO3 = 84 28,1 = 0,3345 (mol) Nếu hỗn hợp chỉ toàn là BaCO3 thì mMgCO3 = 0 Số mol: nBaCO3 = 197 28,1 = 0,143 (mol) Theo PT (1) và (2) ta có số mol CO2 giải phóng là: 0,143 (mol)  nCO2  0,3345 (mol) 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: Công thức liên hệ: C% = S S 100  100 Hoặc S = 100 % 100. % C C  Công thức tính nồng độ mol/lit: CM = ( ) ( ) V lit n mol = ( ) 1000. ( ) V ml n mol Đình Thọ Page 15 * Mối liên hệ giữa nồng độ % và nồng độ mol/lit. Công thức liên hệ: C% = D CM M 10 . Hoặc CM = M 10D.C% 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) Công thức tính độ tan: S = dm ct m m . 100 Công thức tính nồng độ %: C% = dd ct m m . 100% 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 // DẠNG 1: TOÁN ĐỘ TAN Phân dạng 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% Phân dạng 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: * 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 Đình Thọ Page 16 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. m ct CuSO4(có trong dd CuSO4 16%) = 100 560.16 = 25 2240 = 89,6(g) Đặt mCuSO4.5H2O = x(g) 1mol(hay 250g) CuSO4.5H2O chứa 160g CuSO4 Vậy x(g) // chứa 250 160x = 25 16x (g) m dd CuSO4 8% có trong dung dịch CuSO4 16% là (560 – x) g m ct CuSO4(có trong dd CuSO4 8%) là 100 (560  x).8 = 25 (560  x).2 (g) Ta có phƣơng trình: 25 (560  x).2 + 25 16x = 89,6 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: 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) = 250 160 .100% = 64%. Phân dạng 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( 0 c) 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( 0 c) sang t2( 0 c) với t1( 0 c) khác t2( 0 c). Bƣớc 3: Tính khối lƣợng chất tan và khối lƣợng dung môi có trong dung dịch bão hoà ở t2( 0 c). Bƣớc 4: áp dụng công thức tính độ tan hay nồng độ % dung dịch bão hoà(C% ddbh) để tìm a. Lưu ý: Nếu đề yêu cầu tính lượng tinh thể ngậm nước tách ra hay cần thêm vào do thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà cho sẵn, ở bước 2 ta phải đặt ẩn số là số mol(n) 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. Đình Thọ Page 17 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 Loại 1: Bài toán pha loãng hay cô dặc một dung dịch. 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. 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. Đình Thọ Page 18 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(%) = H O dd dau m m 2 . H2O O(%) C1(%) – C2(%) + TH1: Thêm chất tan (A) nguyên chất Dung dịch đầu C1(%) 100 - C2(%) C2(%) = ctA dd dau m m . Chất tan (A) 100(%) 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% 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. Đình Thọ Page 19 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 = ddm ddm D m mddm: là khối lƣợng dung dịch mới + 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 H2O 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 Đình Thọ Page 20 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 = ddm ddm D m + 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(%) C2 – C3 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. 2 1 m m = 3 1 2 3 C C C C   + Nếu không biết nồng độ % mà lại biết nồng độ mol/lit (CM) thì áp dụng sơ đồ: Đình Thọ Page 21 V1(l) dd C1(M) C2 – C3 C3(M) V2(g) dd C2(M) C3 – C1 (Giả sử: C1< C3 < C2 ) 2 1 V V = 3 1 2 3 C C C C   + Nếu không biết nồng độ % và nồng độ mol/lit mà lại biết khối lƣợng riêng (D) thì áp dụng sơ đồ: V1(l) dd D1(g/ml) D2 – D3 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. 2 1 V V = 3 1 2 3 D D D D   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. 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: mCuóO 40gam 100 500.8 4   (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: 250 .160 4 x mCuSO  (2) Khối lƣợng CuSO4 có trong tinh thể CuSO4 4% là: Đình Thọ Page 22 100 (500 ).4 4 x mCuSO   (3) Từ (1), (2) và (3) ta có: 40 100 (500 ).4 250 ( .160)    x x => 0,64x + 20 - 0,04x = 40. 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: x x 500  => 14 1 56 4 500    x x Giải ra ta tìm đƣợc: x = 33,33 gam. 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. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch D. 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: CM(dd D) = 0,2M 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 = x 0,25 + y 0,15 = 2 (II) 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 69 4 - 8  4 8 64 - 8  Đình Thọ Page 23 dịch HCl mới (dd C). Lấy 1/10 (l) dd C tác dụng với dung dịch AgNO3 dƣ thì thu đƣợc 8,61g kết tủa. Tính nồng độ mol/l của dd C. 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. Tính nồng độ mol/l của dung dịch (Z). 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: CMdd(Z) = 0,28M 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 H2SO4 30% (D = 1,222g/ml). Tính V? 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. Viết phƣơng trình hoá học xảy ra. 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 phƣơng pháp đại số: Đình Thọ Page 24 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 axít 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 = 2 1 . 2x = x hay 3y - x = 1 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ phƣơng trình bậc nhất:        3 1 3 4 0,5 y x x y Giải hệ phƣơng trình này ta đƣợc x = 1,1 và y = 0,7. 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 H2SO4. Biết nếu lấy 60ml dung dịch NaOH thì trung hoà hoàn toàn 20ml dung dịch H2SO4. 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. 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. Lấy 50ml dd C (D = 1,27g/ml) cho phản ứng với 200ml dd BaCl2 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: Đình Thọ Page 25 mH2SO4(trong dd C) = 100 70x + 100 30y = 29 (I) Theo bài ra thì: y = 2,5x (II) Giải hệ (I, II) đƣợc: x% = 20% và y% = 50% b/ nH2SO4( trong 50ml dd C ) = M C mdd 100 %. = 100.98 29(50.1,27) = 0,1879 mol nBaCl2 = 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 Bài 15: Trộn dd A chứa NaOH và dd B chứa Ba(OH)2 theo thể tích bằng nhau đƣợc dd C. Trung hoà 100ml dd C cần hết 35ml dd H2SO4 2M và thu đƣợc 9,32g kết tủa. Tính nồng độ mol/l của các dd A và B. Cần trộn bao nhiêu ml dd B với 20ml dd A để hoà tan vừa hết 1,08g bột Al. Đáp số: nH2SO4 = 0,07 mol; nNaOH = 0,06 mol; nBa(OH)2 = 0,04 mol. CM(NaOH) = 1,2M; CM(Ba(OH) 2 ) = 0,8M. Cần trộn 20ml dd NaOH và 10ml dd Ba(OH)2 để hoà tan hết 1,08g bột nhôm. CHUYÊN ĐỀ 4: 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 = AxBy A M M .x .100% --> B A % % = M y M x B A . . Công thức tính khối lƣợng của nguyên tố trong hợp chất. CTTQ AxBy AxBy mA = nA x B y .MA.x --> B A m m = M y M x B A . . 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. Đình Thọ Page 26 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. Tìm công thức quặng. Từ quặng trên hãy điều chế 2 khí có tính khử. Đáp số: FeS2 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: mM : mO = 9 : 8 %M : %O = 7 : 3 Đáp số: Al2O3 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: CO2 TH2: 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: Đình Thọ Page 27 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: nA pu a . = B pu B m b M . . = VC q.22,4 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) M(NO3)3(r) ----- t 0 ------ ----- 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. Phản ứng: 2M(NO3)n (r) ---- t ----> M2Om (r) + 2nO2(k) + 2 2n  m O2(k) 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 Đình Thọ Page 28 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 H2(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 H2SO4. 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: 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: nax Max 0,0525 2,94 =28.Vậy M = 28n --- Đình Thọ Page 29 > Chỉ có giá trị n = 2 và M = 56 là phù hợp. Vậy M là Fe. Thay n = 2 ---> ax = 0,0525. Ta có: ay ax = 0,07 0,0525 = 4 3 = y x ----> x = 3 và y = 4. Vậy công thức oxit là Fe3O4. CHUYÊN ĐỀ 5