Đề cương ôn tập Hóa học 12 - Chuyên đề: Điều chế kim loại (Phương pháp nhiệt luyện, phương pháp thủy luyện và phương pháp điện phân) - Nguyễn Thị Huyền

Nội dung tài liệu: Đề cương ôn tập Hóa học 12 - Chuyên đề: Điều chế kim loại (Phương pháp nhiệt luyện, phương pháp thủy luyện và phương pháp điện phân) - Nguyễn Thị Huyền

1. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 PHẦN ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI. CHUYÊN ĐỀ: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI. ( PP NHIỆT LUYỆN, PP THỦY LUYỆN VÀ PP ĐIỆN PHÂN) DẠNG 1. KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI. (điều chế kim loại bằng pp thủy luyện) Loại 1: MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT DUNG DỊCH MUỐI. Bài 1: Nhúng một lá đồng vào 400 ml dung dịch AgNO3 0,4M Sau một thời gian lấy lá đồng ra cân lại thấy khối lượng nặng hơn so với lúc trước khi nhúng là 7,6 gam. Tính khối lượng của Ag đã tạo ra và nồng độ mol/lít của dung dịch thu được sau phản ứng. Bài 2. Cho dung dịch A là Cu(NO3)2 và dung dịch B là Pb(NO3)2. Nhúng hai thanh kim loại R ( hố trị II) cĩ khối lượng như nhau vào 2 dung dịch trên. Sau khi muối Nitrat trong hai dung dịch bằng nhau thì khối lượng của thanh thứ nhất giảm 0,2% so với khối lượng ban đầu, khối lượng của thanh thứ hai tăng 28,4% so với khối lượng ban đầu. Cu và Pb sinh ra đều bám trên hai thanh kim loại. Xác định kim loại R. Cho Pb = 207. Bài 3.Cho m gam đồng tác dụng với 0,2 lít dung dịch AgNO3. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 49,6 gam chất rắn B. Đun cạn A rồi nung ở nhiệt độ cao thì thu được 16 gam chất rắn. Tính m và nồng độ mol/lít của. Bài 4. Cho một miếng kẽm vào dung dịch chứa 5,9 gam Cd(NO3)2. Sau một thời gian lấy miếng kẽm ra cân lên thấy khối lượng tăng lên 0,47 gam. Phần dung dịch đem cơ cạn thu được các muối ở dạng kết tinh: a gam Cd(NO3)2.4H2O và b gam Zn(NO3)2.6H2O. Tính a và b?. Cho biết MCd = 112. Bài 5. Cho một tấm Fe nặng 10gam vào 100 ml dung dịch muối Clorua của một kim loại hố trị n. Phản ứng xong ( phản ứng xảy ra hồn tồn) cân lại thấy khối lượng kim loại là 10,1 gam. Mặc khác cho một tấm Cd cĩ m = 10 gam vào 100 ml dung dịch nĩi trên, phản ứng xong cân lại thấy khối lượng là 9,4 gam. - Xác định tên kim loại. - Tính nồng độ dung dịch muối Clorua kim loại. Bài 6: Cho a gam bột Fe lắc kĩ trong 500 gam dung dịch AgNO3 5,1% đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được dung dịch A và kết tủa B. a. Nếu sau phản ứng Fe đã tham gia phản ứng hết thì dung dịch A thu được cĩ thể gồm những chất nào? b. Nếu a = 3,08 gam. Tính khối lượng kết tủa B và nồng độ % của chất tan trong dung dịch A. Bài 7. .). Cho m gam bột Zn vào 2 lít dung dịch AgNO3 0,2M. Sau một thời gian lấy thanh Zn ra cân nặng 28,1 gam o bột kim loại A cịn lại là dung dịch B. Lấy A cho vào dung dịch HCl dư thấy thốt ra 1,12 lít khí H2 ( 0 C và 2atm). Tính nồng độ mol/lít của dung dịch B và khối lượng m. ĐS: nồng độ ( 0,05M và 0,1M) mZn= 13g Bài 8. .). Nhúng một cây đinh Fe vào 200 ml dung dịch CuSO4 0,5M. Sau một thời gian lấy ra cân nặng 5,2 gam. Dung dịch cịn lại cơ cạn được 15,8 gam hỗn hợp muối khan. Xác định khối lượng mỗi muối thu được và khối lượng cây đinh Fe ban đầu. ĐS: m== 3 8g m 12g ; m đinh Fe = 5 gam. FeSO44, CuSO Bài 9. ( .).Lấy hai thanh kim loại M cĩ hố trị II. Khối lượng ban đầu như nhau nhúng vào hai dung dịch Cu(NO3)2 và AgNO3. Sau một thời gian khối lượng của thanh 1 giảm 0,1% và thanh 2 tăng 15,2% so với khối lượng ban đầu. Biết số mol kim loại M đã phản ứng ở hai thanh bằng nhau. Tìm kim loại M. ĐS: Zn Bài 10. .). Ngâm một vật bằng đồng cĩ khối lượng 5 gam trong 250 gam dung dịch AgNO3 8%. Sau một thời gian thấy khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm đi 85%. a. Tính khối lượng vật được lấy ra. b. Tính nồng độ C% của chất trong dung dịch sau phản ứng. ĐS: mFe = 12,6 gam , C% AgNO3 =1,24%, C% Cu(NO3)2 = 3,88% Bài 11. .). Ngâm hai lá kẽm cĩ cùng khối lượng vào trong dung dịch Cu(NO3)2 và Pb(NO3)2. Sau một thời gian thấy khối lượng lá kẽm ngâm trong dung dịch Cu(NO3)2 giảm 0,15 gam. Hỏi lá kẽm thứ hai tăng hay giảm bao nhiêu gam. ĐS: Lá kẽm thứ hai tăng 21,3 gam. Loại 2: MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI HAY NHIỀU MUỐI. Chú ý: Kim loại sẽ phản ứng với ion kim loại cĩ tính oxi hố mạnh trước. ( ion kim loại đứng phía sau trong dãy điện hố cĩ tính khử oxi hố mạnh hơn).
2. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 Bài 12. Một dung dịch chứa 3,2 gam CuSO4 và 6,24 gam CdSO4. Cho thanh Zn cĩ khối lượng 65 gam vào dung dịch. Sau khi phản ứng hồn tất tất cả kim loại thốt ra đều bám vào thanh kim loại. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Hỏi khối lượng của thanh kim loại sau cùng nặng bao nhiêu gam? 2+ 2+ ( Biết trong dãy điện hố Cu đứng sau Cd và Cd =112). Bài 13. Nhúng một thanh Fe nặng 100 gam vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO4 0,08M và Ag2SO4 0,004M. Giả sử tất cả Cu và Ag thốt ra đều bám vào Fe. Sau một thời gian lấy định Fe ra cân lại được 100,48 gam. Tính khối lượng chất rắn thốt ra bám vào thanh Fe. Nồng độ mol/lít của dd thu được. ( bài 2/229/ cẩm nang). Bài 14. Lắc 10,4 gam bột Zn với 400 ml dung dịch A gồm AgNO3 và Cu(NO3)2. Sau khi phản ứng kết thúc thu được 17,84 gam chất rắn B và dung dịch C. Cho C tác dụng với NaOH dư thu được 8,82 gam kết tủa. a. Biện luận tìm ra khả năng phản ứng của bài tốn. Biết B khơng tác dụng với NaOH. b. Tính nồng độ mol/lít của các muối trong dung dịch A. Bài 15. Lắc m gam bột Mg với 500 ml dung dịch A gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 cho đến khi phản ứng kết thúc thu được 17,2 gam chất rắn B và dung dịch C. Cho NaOH dư vào dung dịch C được 13,6 gam kết tủa hai hiđrơxit kim loại. a. Biện luận tìm khả năng phản ứng của bài tốn. b. Nếu biết m =3,6 gam tính nồng độ mol/lít của muối trong dung dịch A. Bài 16. .). Lắc m gam Fe vào dung dịch A gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 đến khi phản ứng kết thúc được 6,24 gam chất rắn B. Tách B thu được nước lọc. Do C tác dụng với NaOH dư được 6,46 gam 2 hiđrơxit kết tủa. Nung kết tủa này trong khơng khí được 5,6 gam chất rắn. Tính m , số mol của 2 muối ban đầu. Bài 17. .). Lắc kỹ 1,6 gam Cu trong 100 ml dung dịch hỗn hợp AgNO3 2M và Fe(NO3)3 0,15M được dung dịch A và kết tủa B. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tính khối lượng kết tủa B. Nồng độ các chất trong dung dịch A. Bài 18. .Cho Fe vào dung dịch A cĩ hịa tan 18,8 gam Cu(NO3)2 và 34gam AgNO3. Sau khi phản ứng kết thúc ta thu được 24,8 gam chất rắn (B) và dung dịch C. a. Tính khối lượng của Fe cho vào. b. Tính khối lượng muối trong C. Bài 19. .Lắc kĩ m gam bột Ni với 150 gam dung dịch AgNO3 8,5% và Cu(NO3)2 14,1%. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tính khối lượng Ni cần dùng đur sau khi phản ứng xong, lượng Cu(NO3)2 chỉ cịn một nữa lượng ban đầu. c. Tính khối lượng của Ni cần dùng để khi dừng phản ứng nồng độ C% của Cu(NO3)2 giảm đi 1 nữa. ( Ni = 59) Bài 20. Hịa tan hồn tồn 8 gam kim loại R bằng HNO3 lỗng thu được 3,2 lít khí duy nhất (NO) ở điều kiện tiêu chuẩn. a. Xác định tên R. b. Lấy m gam kim loại R cho vào cốc chứa 0,5 lít dung dịch AgNO3 0,2M và Pb(NO3)2 0,1M. Lắc kỹ cho đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được chất rắn nặng 15,975 gam. - Tìm m. Loại 3. HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT MUỐI . (Loại quan trọng nhất trong dạng này- thường ra đề thi) Ở dạng tốn này thơng thường chất rắn cịn lại gồm 2 kim loại. Đề bài khơng nĩi rõ nhưng thường nhận nghiệm ở trường hợp này. Bài 21 4,15 gam hỗn hợp Fe và Al phản ứng với 200 ml dung dịch CuSO4 0,525M. Khốy kỹ cho hỗn hợp để phản ứng xảy ra hồn tồn. Đem lọc kết tủa (A) gồm 2 kim loại nặng 7,84 gam và dung dịch nước lọc B. Để hồ tan tan kết tủa cần ít nhất bao nhiêu ml dung dịch HNO3. (Đề bài nĩi rõ là 2 chất rắn). ĐH Kinh Tế QD- 2001). Bài 22 .). Cho hỗn hợp gồm Fe và Mg ( cĩ số mol bằng nhau) vào dung dịch CuSO4. Sau khi phản ứng kết thúc thu được hỗn hợp 2 kim loại nặng 2.48 gam trong đĩ cĩ 1,92 gam Cu. Tính mol Mg và Fe đã dùng. Bài 23 Cho 0,387 gam hỗn hợp (A) gồm Zn và Cu vào dung dịch Ag2SO4 0,005 mol khốy đều cho đến khi phản ứng hồn tồn thu được 1,114 gam chất rắn. Tính khối lượng mối kim loại. (Đề bài khơng nĩi rõ là 1 chất rắn hay nhiều chất). Bài 24.Cho 5,15 gam hỗn hợp gồm Zn và Cu vào 140 ml dung dịch AgNO3 1M. Sau phản ứng xong được 15,76 gam hỗn hợp kim loại và dung dịch B. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. (Đề thi Khối B – Năm 2006). Bài 25. Hỗn hợp bột E1 gồm kim loại Fe và một kim loại R cĩ hố trị n khơng đổi. Trộn đều rồi chia 22,59 gam hỗn hợp E1 thành 3 phần bằng nhau. Hồ tan hết phần 1 bằng HCl thu được 3,696 lít khí H2. Phần 2 tác dụng hồn tồn với HNO3 lỗng thu được 3,36 lít khí NO ( là sản phẩm khử duy nhất).
3. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 a. Viết phương trình phản ứng hố học xảy ra. Xác định tên kim loại R? Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. b. Cho phần 3 vào 100 dung dịch Cu(NO3)2 lắc kĩ cho Cu(NO3)2 phản ứng hết ta thu được chất rắn E cĩ khối lượng 9,76 gam. Viết phương trình phản ứng hố học xảy ra và tính nồng độ mol/lít của dung dịch Cu(NO3)2 ban đầu. (Đề thi đại Học khối A năm 2005). Bài 26. .Hỗn hợp A gồm Mg và Fe. Cho 5,1 gam hỗn hợp A vào 250 ml dung dịch CuSO4. Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn lọc thu được 6,9 gam chất rắn B và dung dịch chứa 2 muối. Thêm NaOH dư vào dung dịch C. Lọc lấy kết tủa đem nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi được 4,5 gam chất rắn D. a. Tính % theo khối lượng mỗi kim loại trong chất rắn A. b. Nồng độ mol/lít của dung dịch CuSO4. c. Tính thể tích khí SO2 thốt ra khi hồ tan hồn tồn 6,9 gam chất rắn B vào trong dung dịch H2SO4 đặc nĩng. (Đề thi ĐH khối B năm 2004). Bài 27. Cho 10,72 gam hỗn hợp bột sắt và đồng tác dụng với 500 ml dung dịch AgNO3. Sau phản ứng xảy ra hồn tồn được 35,84 gam chất rắn A và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với NaOH dư. Lọc lấy kết tủa rửa sạch rồi nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi được 12,8 gam chất rắn. a. Tìm khối lượng các kim loại ban đầu. b. Tính nồng độ của dung dịch AgNO3. ( HV Bưu chính ). (Đề khơng nĩi rõ là dung dịch thu được 2 muối- hay khơng cĩ giả thiết suy ra được điều đĩ). Bài 28. .Cho 1,58 gam hỗn hợp ở dạng bột gồm Mg và Fe tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch CuCl2. Khốy đều hỗn hợp, lọc rửa ta thu được 1,92 gam chất rắn và dung dịch B. Thêm vào B một lượng NaOH lấy dư lọc rửa kết tủa mới tạo thành rồi nung kết tủa trong khơng khí ở nhiệt độ cao thu được chất rắn D .Tất cả các phản ứng đều xảy ra hồn tồn. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và giải thích vì sao cĩ các phương trình đĩ. b. Tính % khối lượng mỗi kim loại và nồng độ của dung dịch CuCl2. (Đề thi ĐH Y dược Hà Nội -2001). Loại 4: HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA 2 MUỐI. ( loai này tốn phức tạp và khĩ nên chủ yếu gặp ở một kiểu bài như sau). Bài 29. Cho hỗn hợp Y gồm 2,8 gam Fe và 0,81 gam Al vào 200 ml dung dịch AgNO3 và Cu(NO3)2. Kết thúc phản ứng thu được dung dịch D và 8,12 gam chất rắn (E) gồm 3 kim loại. Cho E tác dụng với HCl dư ta thu được 0,672 lít khí H2 (đktc). Tính nồng độ mol/lit của dung dịch AgNO3 và Cu(NO3)2 ban đầu. Bài 30.Hỗn hợp gồm 6,5 gam Zn và 4,8 gam Mg được cho vào 200 ml dung dịch Y chứa CuSO4 0,25Mvà AgNO3 0,3M. Thu được m gam hỗn chất rắn. a. Hãy chứng minh Cu2+ và Ag+ đã phản ứng hết. Tính khối lượng các chất rắn thu được trong hỗn hợp. b. Để phản ứng hết với hỗn hợp X trên phải dùng bao nhiêu ml dung dịch Y. Bài 31. Cho 4,58 gam hỗn hợp gồm Zn, Fe, Cu vào cốc đựng 170ml dung dịch CuSO4 0,5M. Sau phản ứng xảy ra hồn tồn được dung dịch B, chất rắn C. Nung C trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi được 6 gam chất rắn D. Cho B tác dụng với NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi được 5,2 gam chất rắn E. a. Chứng minh CuSO4 vẫn cịn dư. b. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Bài 32. a. Cho hỗn hợp X chứa 0,15 mol Mg và 0,1 mol Fe vào 1 lít dung dịch chứa 0,1 mol Ag+ và 0,15 mol Cu2+. Phản ứng tạo ra chất rắn D và dung dịch C. Thêm tiếp NaOH dư vào dung dịch C đem kết tủa nung đến khối lượng khơng đổi được chất rắn E. Tính khối lượng rắn D và E. b. Cũng cho hỗn hợp X ở trên vào 1 lít dung dịch chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 thì dung dịch G thu được mất màu hồn tồn tồn và được chất rắn F cĩ khối lượng 20 gam. Thêm NaOH dư vào dung dịch G tạo được kết tủa H gồm 2 hiđrơxit. Nung H ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi được một chất rắn K cĩ khối lượng là 8,4 gam. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch AgNO3 và Cu(NO3)2. Bài 33. .). Một hỗn hợp gồm Al và Fe cĩ khối lượng 8,3 gam. Cho X vào 1 lít dung dịch chứa AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,2M. Sau khi phản ứng kết thúc được chất rắn B và dung dịch X đã mất màu hồn tồn. Chất rắn B khơng tan trong dung dịch HCl. Tính khối lượng của B, % khối lượng của X. HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ. Vấn Đề 1. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI. DẠNG 1. KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI. Loại 1: MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI 1 DUNG DỊCH MUỐI. Bài 1: ĐS: mAg = 10,8 gam. Nồng độ 0,15M và 0,125M. Bài 2:Gọi M là klpt của kim loại R. Dựa vào biểu thức tăng , giảm khối lượng lập tỉ lệ để tìm M suy ra kim loại cần tìm. ĐS: M = 65.
4. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 Bài 3: Chia các trường hợp để giải. TH1: Cu tan hết. Rắn gồm Ag và muối gồm Cu(NO3)2 và AgNO3 cịn dư. TH2: Cu cịn dư. Rắn gồm Cu dư và Ag mới tạo ra. Muối chỉ gồm Cu(NO3)2. Chú ý: Viết đúng và cân bằng đúng quá trình nhiệt phân muối Nitrat. ĐS: m = 19,2 gam. Nồng độ: 2M. Bài 4: a = 4,62 g. b = 2,97 gam. Bài 5. Gọi M là nguyên tử khối của kim loại R. Viết phương trình phản ứng cần chú ý cân bằng hệ số cĩ ẩn là n. Tính M cũng chú ý đến ẩn số M. Ví dụ: phản ứng (1) của Fe và MCln cĩ M = 2M – 56n. Giải giống BT số 2. Ta sẽ tìm được biểu thức cĩ chứa ẩn M và n. sau khi rút gọn được: M = 32n ĐS: R là Cu và nồng độ: 0,125M. Bài 6. b. Nồng độ C% = ( 0,554% và 1,985%). khối lượng tủa = 16,2 gam. Bài 7. Điểm chú ý của bài tốn: + Zn ở dạng bột do đĩ Ag tạo ra sẽ khơng bám vào được. + Ag đứng sau H, Zn đứng trước H. Vì chất rắn cịn lại phản ứng được với HCl tạo khí H2 nên chất rắn gồm Zn dư và Ag tạo ra ( Ag khơng pứ với HCl). + Vì đề bài khơng nĩi rõ là AgNO3 đã phản ứng hết hay chưa nên cần đặt 2 trường hợp. TH1: AgNO3 đã hết.TH2: AgNO3 cịn dư. + Chú ý cách đặt ẩn số sao cho hợp lý: Nên đặt a là mol Zn phản ứng và b là mol Zn cịn dư. Dựa vào số liệu của đề bài ta dễ dàng loại TH1. ( Nếu pứ hết mAg = 43,2 g > m rắn : vơ lý). TH2: Lập 2 biểu thức ( theo khối lượng rắn và theo mol H2). ĐS: nồng độ ( 0,05M và 0,1M) mZn= 13. Bài 8. Điểm chú ý của Bài tốn: + Vì sau phản ứng lấy đinh Fe ra được nên chắc chắn Fe cịn dư. + Đề khơng nĩi rõ CuSO4 đã hết hay chưa nhưng vì thu được hỗn hợp 2 muối chứng tỏ CuSO4 vẫn cịn dư : muối gồm FeSO4 và CuSO4. + Đặt ẩn số sao cho hợp lý: a , b là mol Fe pứ và cịn dư. + Lập biểu thức theo khối lượng của cây đinh Fe sau phản ứng : ( Fe dư + Ag) và biểu thức theo khối lượng muối. ( FeSO4 và CuSO4 dư). ĐS: ; m đinh Fe = 5 gam. Bài 9. Giải tương tự bài 2. Điểm chú ý thường sai ở hs là : M(2) = 108 – M. Do Ag chỉ hố trị I và M hố trị II nên M(2) = 2.108 – M. ĐS: Zn. Bài 10. Điểm chú ý: - Khối lượng AgNO3 giảm đi chính là khối lượng AgNO3 đã tham gia phản ứng. - Tính được kl AgNO3 đầu suy ra kl AgNO3 phản ứng là : 17 gam và dễ dàng đi đến độ tăng khối lượng là : m = 7,6 gam . - Muốn tính C% của dung dịch sau phản ứng cần tính m dung dịch sau? m từng muối trong dung dịch. Theo ĐLBT khối lượng: m dung dịch đầu + mCu pứ = m dung dịch sau + mAg tạo ra. suy ra: m dung dịch sau = m dung dịch đầu + mCu pứ - mAg m == 3 8g = m m dung 12gdịch đầu – ( mAg – mCu pứ) FeSO44, CuSO = m dung dịch đầu - . Ghi nhớ: m dd sau = m dd đầu - ( nếu kl thanh KL tăng). m dd sau = m dd đầu + ( nếu kl thanh KL giảm). ĐS: mFe = 12,6 gam , C% AgNO3 =1,24%, C% Cu(NO3)2 = 3,88%. Bài 12. khối lượng thanh kim loại nặng 66,39 gam. Bài 13. khối lượng rắn bám vào = 1,712 gam. Nồng độ ( 0,044M; 0,04M). Bài 14. Điểm chú ý của bài tốn: ( viết ptpứ theo đúng trật tự). - Thơng thường chia 3 trường hợp: • Zn chỉ pứ ở (1). rắn B chỉ cĩ Ag . dd Cịn dư Ag+ và Cu2+ và Zn2+. • Zn pứ ở (1) và ở (2). Rắn B gồm Ag, Cu. dd gồm Zn2+ và Cu2+ cịn dư. • Zn pứ ở (1),(2) và sau vẫn cịn dư Zn. Rắn B gồm (Ag, Cu, Zn dư). dd gồm Zn2+. - Chất rắn khơng tác dụng với NaOH chứng tỏ Zn đã phản ứng hết ( loại TH3). - TH1: nAg = 2 nZn ( khơng phù hợp với sơ liệu). - TH2: Lập hệ theo mol Zn pứ và khối lượng rắn. ĐS: 0,5M. 2+ Bài 15. Vì tạo 2  nên dd cịn 2 muối → TH2. Gọi a,b,c là mol Mg pứ (1),(2) và mol Cu dư. Lập hệ theo các giả thiết.
5. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 ĐS: ( 0,2M và 0,3M). Bài 16. Tương tự bài 15. Điểm chú ý: Viết đúng phương trình khi nung Fe(OH)2 ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu được oxit Fe2O3. ĐS: m = 2,8g ; mol AgNO3 = 0,02. Mol Cu(NO3)2 = 0,05. Bài 17. Tương tự như bài 12. Điểm chú ý của bài tốn: Viết đúng phương trình Cu + Fe(NO3)3. ĐS: Cu(NO3)2 : mol = 0.0175 mol ; Fe(NO3)2 = 0,015 mol. Cu dư = 0,0075 mol. Bài 18. Bài tốn này khác với các bài tốn trước là đề chỉ cho mol 2 muối và khối lượng chất rắn tạo thành. ( nhưng cách giải cũng tương tự). Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag. (1) Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu (2) Thơng thường ta chia trường hợp 1 là kim loại tham gia pứ cịn dư. TH1: Fe cịn dư sau 2 phản ứng. → TH này ta dễ dàng loại vì các số liệu đề đã cho: mAg + mCu tạo ra chưa cộng Fe dư > mrắn của đề. ( vơ lý). TH2: Fe đã hết trong phản ứng (1). Chỉ xảy ra pứ (1). AgNO3 cịn dư. Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag. (1) Vì AgNO3 cịn dư nên tiếp tục cĩ phản ứng (3). AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag (3). Chất rắn trong TH này là : Ag tạo ra ở (1) và (3). + Ta thấy mol Ag ( của dung dịch đầu ) = 34:107 = 0,02 mol. mol Ag tạo ra = m:M = 24,8:108 = 0,23> 0,02 ( vơ lý). TH3: Fe hết , (1) đã xảy ra hồn tồn, (2) xảy ra xong và Cu(NO3)2 cịn dư. Fe + AgNO3 → Fe(NO2)2 + Ag (1) 0,02 0,02 0,02 Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu (2) a a a a Rắn tạo ra là : Ag và Cu . mrắn = 108.0,02 + 64.a = 24,8 Giải ra : được mFe = 8,4 gam. m Fe(NO3)2 = 9 gam và m Cu(NO3)2 =9,4 gam. Bài 19. ĐS:a. mNi = 5,53128g. b. chú ý định luật bảo tồn khối lượng để tính mdd sau: Gọi x là mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng. m dd sau = m dd đầu - mAg - mCu + mNi hồ tan . ( cĩ ẩn số x trong bt) Với kl Ni = ( n AgNO3/2 + x).59, kl Cu = 64x m Cu(NO3)2 dư = ( n Cu(NO3)2 đầu – x).64 Lập biểu thức tính C% mới = 14,1/2%. ĐS: m Ni = 2,342g Bài 20. Hướng dẫn: a. Viết ptpứ với n là hố trị cao nhất của R. Từ giả thiết ta lập được R = 18,666n ( n : 1,2,3) chọn n =3 , R =56. Kim loại là Fe. b. Giải tương tự các bài tốn khác: mFe = 4,2 gam. Bài 21 - Al pứ trước. Kim loại dư là Cu và Fe cịn dư. ( cả 2 dung dịch đã pứ hết) 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu (1) x 3x/2 3x/2 Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (2) y y y Hệ: 27x + 56 (y+z) =4,15 x = 0,05 3x/2 + y = 0,2.0,525 = 0,105 y = 0,03 64(1,5x + y) + 56z = 7,84 z = 0,02 mol HNO3 = 0,36 →V = 0,18 lít. ĐS: V = 0,18l. Bài 22 Mg hết. 2 chất rắn đĩ là Fe dư và Cu. mol Mg = 0,02. mol Fe = 0,02 → mol Fe đã dùng (đã tan) = 0,01 mol. Bài 23( Zn pứ trước), ( Cu phản ứng sau). Rắn gồm Ag + Zn dư và Cu chưa p.ứng TH1: Chỉ cĩ Zn phản ứng ở (1) và dư . Ag2SO4 hết.
6. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 Zn + Ag2SO4 → ZnSO4 + 2Ag a a 2a Ta tính được rắn sau = 108.2a + ( 0,387 – 65a) = 2,222 1,144 (đề): Vơ lý. TH2: Zn và Cu hết. Muối sau 2 phản ứng vẫn dư. Zn + Ag2SO4 → ZnSO4 + 2Ag (1) a 2a Cu + Ag2SO4 → CuSO4 + 2Ag (2) b 2b Hệ: 65a + 64b = 0,378 108(2a+2b) = 1.144 ( giải nghiệm âm). TH3: Zn hết, Ag2SO4 hết, Cu vẫn cịn dư một ít sau phản ứng (2) Zn + Ag2SO4 → ZnSO4 + 2Ag (1) a a 2a Cu + Ag2SO4 → CuSO4 + 2Ag (2) b b 2b 65a + 64(b+c) = 0,387 a + b = 0,005 108(2a+2b) + 64c = 1.144 ĐS: m Zn = 1,195 m Cu = 0,192 Bài 24ĐS: ( mZn = 1,95 g và mCu = 3,2 gam). Bài 25. a. R là Al, b .0,65M. Bài 26. TH1: CuSO4 hết. Mg cịn dư dd chỉ cĩ 1 muối ( TH này loại). TH2: Mg hết, Fe phản ứng 1 phần (dd gồm MgSO4 và FeSO4). TH3: Mg hết, Fe hết và CuSO4 dư (dd cĩ 3 muối MgSO4 ,FeSO4, CuSO4) loại Ta cĩ hệ: Theo kl rắn đầu: 24x + 56y + 56z = 5,1 Theo kl rắn sau: 64(x+y) + 56z = 6,9 Theo kl rắn D : 40x + 80y = 4,5 a. %Mg =17,65%, % Fe = 82,35 b. CM = 0,3M. c. V = 2,64 lít. Bài 27. a. mFe =5,6 gam, mCu = 5,12, CM=0,64 Bài 28. Tương tự bài 27. b. %Mg = 11,39%, %Fe = 88,61% , CM = 0,1M. Bài 29. Đề cho 3 kim loại Al hết. Kim loại là Ag, Cu và Fe dư. mol Fe = 0,05 ; mol Al = 0,03 , mol H2 = 0,03. Các phương trình phản ứng cĩ thể xảy ra: Al + 3AgNO3 → 3Ag + Al(NO3)3 (1) 2Al + 3Cu(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Cu (2) Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag (3) Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu. (4) Fedư + 2HCl → FeCl2 + H2 (5) (5) → nFe dư = 0,03 →nFe pứ (3) và (4) = 0,02 Gọi x và y là mol AgNO3 và Cu(NO3)2. Tổng electron nhường: tổng electron nhận 3+ Al - 3e → Al Ag + 1e → Ag 0,03 0,09 x x 2+ 2+ Fe – 2e → Fe Cu + 2e → Cu 0,02 0,04 y 2y mol e nhường = 0,13 mol e nhận: x + 2y Ta cĩ : x + 2y = 0,13 Khối lượng chất rắn: mAg + mCu + mFe dư = 108x + 64y + 56.0,03 = 8,12 Giải hệ: x = 0,03; y = 0,05 Đáp số: [AgNO3]= 0,15M và [Cu(NO3) 2]=0,25M. Bài 30. Từ đề : tổng e cĩ thể nhường = 0,6 mol. Tổng e phải nhận để tạo kim loại tự do : 0,26 mol. 0,26<06 nên Ag+ và Cu2+ đã tủa hết. - Mg phản ứng trước: Mg cung cấp số e = 0,4>0,26. Vậy chỉ cĩ Mg phản ứng và Zn chưa phản ứng: Rắn gồm 4 chất Mg dư, Zn, Ag , Cu.
7. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 Mg pứ = 0,26:2 = 0,13 mol. - Tổng khối lượng = 21,06 gam. Bài 31. Gọi x, y, z là số mol của Zn, Fe, Cu trong hỗn hợp: 4, 58 4, 58 ta cĩ : mol hỗn hợp = (x + y + z) = 56 với mọi x,y,z) M 56 (x+y+z) < 0,08175 → (x + y) <0,08175 Mà ta cĩ mol CuSO4 là : 0,085 Suy ra : Sau phản ứng chắc chắc CuSO4 vẫn cịn dư. Chất rắn gồm: Cu đầu + Cu tạo ra = z + (x+y) theo khối lượng rắn CuO → x + y+ z = 6:80 = 0,075. khối lượng hỗn hợp oxit: 80y+(0,085-(x+y)).80 = 5,2 khối lượng hỗn hợp đầu: 65x+56y+64z = 4,58. (x = 0,02, y = 0,03 ; z= 0,925). Bài 32. a. Theo số liệu đề bài ta cĩ trật tự phản ứng: Mg + 2Ag → Mg2+ + 2Ag 0.05 0.1 0.05 0.1 Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu Rắn D gồm Ag + Cu + Fe dư = 23,2 gam 0.1 0.1 0.1 0.1 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu 0.05 0.05 0.05 0.05 Dung dịch D chỉ chứa Mg2+ và Fe2+. ĐS: a. rắn D = 23,2 gam. b. Rắn E = 10 gam. b. Gọi x và y là mol của Ag+ và Cu2+. Dung dịch đã mất màu hồn tồn chứng tỏ Cu2+ đã hết. Mà Cu2+ hết nên Ag+ cũng hết do Ag+ phản ứng trước Cu2+. Do kết tủa thu được gồm 2 hiđrơxit nên trong dung dịch sẽ cịn 2 ion.. Nếu chỉ cĩ Mg tham gia phản ứng với 2 muối thì chỉ cho 1 ion Mg2+ trong dung dịch : nên khơng đúng. → Fe cũng tham phản ứng. Vậy chất rắn thu được là 3 kim loại. Gọi x, y là mol của Ag+ và Cu2+. Chất rắn F gồm: Ag x mol, Cu: y mol; Fe dư( 0,1 –z) mol. Dung dịch G gồm Mg2+: 0,15 mol và Fe2+ : z mol. Vậy mF = 20g = 108x+64y + 56(0,1-z) = 108x+64y -56z = 14,4 (1) mol MgO; 0,15mol , Fe2O3 = z/2 → mrắn = 40.0,15 + 80z = 8,4 (2) z = 0,03 Tổng e nhường = 2.0,15 + 2z Tổng e nhận: x + 2y → 0,3 + 2z = x + 2y → x + 2y -2z = 0,3 (3) ( x = 0,06 ; y = 0,15 , z = 0,03). ĐS: b [AgNO3 ] = 0,06 , [ Cu(NO3)2 ] Bài 33. Hướng dẫn: a là mol Al và b là mol Fe. Dung dịch mất màu hồn tồn chứng tỏ Cu2+ đã hết, mà Cu2+ hết → Ag+ hết. 2+ Mà Cu hết thì: TH1: Chỉ do Al phản ứng → khơng đúng : vì trong chất rắn sẽ cĩ Fe và Al dư : ( Fe và Al sẽ phản ứng với HCl): Khơng đúng. TH2: Al hết , Fe pư cũng khơng đúng vì Fe tan trong HCl. CHỉ cịn một trường hợp duy nhất là: Fe phản ứng vừa đủ. Vậy chất rắn B là Cu và Ag. Vì khơng xác định mol cụ thể nên ta cĩ các ptpứ cĩ thể cĩ như sau: Al +3 Ag+ → 3Ag + Al3+ Fe + 2Ag+ → 2Ag + Fe2+ 2Al + 3Cu2+ → 3Cu + 2Al3+ Fe + Cu2+ → Cu + Fe2+. Ta cĩ: mAg + mCu = 0,1.108 + 0,2.64 = 23,6 Tổng số mol e cho: 3a + 2b. Tổng mol e nhận = 0,1+ 2.0,2 = 0,5 → 3a+2b = 0,5. khối lượng hỗn hợp: 27a + 56b = 8,3. Giải ra : → a = 0,1 ; b =0,1. ĐS: khối lượng của B = 23,6. % Al = 32,53% % Cu = 67,47%.
8. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 DẠNG 2: ĐIỆN PHÂN. (điều chế kim loại bằng phương pháp điện phân). Khơng cần thiết viết cơ chế quá trình điện phân nếu đề khơng yêu cầu. ( Học sinh xem lại tồn bộ lý thuyết trong tài liệu chương I- Đại cương kim loại Xem lại các bài tập cơ bản đã học để nắm chắc lí thuyết điện phân). Một số dấu hiệu cần nắm: - Khi điện cực catốt ( cực âm) bắt đầu cĩ bọt khí xuất hiện . Hoặc khối lượng Catốt khơng đổi cĩ nghĩa là ion kim loại cĩ khả năng điện phân đã bị điện phân hết, và tại catơt bắt đầu cĩ sự điện phân của H2O. - Khi pH của dung dịch khơng thay đổi cĩ nghĩa là các ion âm, hoặc ion dương, hoặc dung dịch cĩ chứa hai loại ion âm và dương đều bị điện phân hết. Khi đĩ tiếp tục điện phân là quá trình điện phân của H2O. Một số kỹ năng cần nắm: - Nếu điện phân hỗn hợp nhiều ion: tổng thời gian điện phân bằng tổng thới gian điện phân các ion. - Khi tính nồng độ % của dung dịch sau điện phân cần chú ý tính m dd sau đphân m (ddsau) = m (dd đầu) - m - m ( khí). - Chú ý: Khi điện phân muối Fe3+. Bước đầu Fe3+ bị khử về Fe2+. Nếu khơng cịn ion kim loại nào mạnh hơn Fe2+ thì khi đĩ Fe2+ mới bị khử về Feo. - Chú ý: Điện phân dung dịch NaCl khơng cĩ màn ngăn điện cực trơ thì dung dịch thu được là nước Javen. Loại 1: Điện phân một muối, hay dung dịch của một chất. ( Học sinh xem lại các BT đã học và cố gắng hồn thành các bài tập loại 1) Bài 34. Điện phân một dung dịch muối MCln với điện cực trơ. Khi ở catot thu được 16 gam kim loại thì ở anơt thu được 5,6 lít khí (đktc). Xác định kim loại M. Bài 35. Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch thu được khi điện phân 400 ml dung dịch NaOH 10% (d=1,1g/ml). Biết rằng đã thu được 5,6 lít khí (đktc) khí O2. Bài 36. Hịa tan 20 gam dung dịch K2SO4 vào 150 gam H2O thu được dung dịch A. Tiến hành điện phân dung dịch A một thời gian. Sau điện phân khối lượng của K2SO4 trong dung dịch chiếm 15% khối lượng của dung dịch. Biết lượng nước bị hay hơi khơng đáng kể. a. Tính thể tich khí thốt ra ở mỗi điện cực đo ở điều kiện tiêu chuẩn. b. Tính thể tích khí H2S (đktc) cần dùng để phản ứng hết với chất khí thốt ra ở Anơt. ( Học viên bưu chính 2000). Bài 37. Điện phân cĩ màn ngăn, điện cực trơ 100 ml dung dịch MgCl2 0,15M với cường độ dịng điện là 0,1A trong 960s. Tính nồng độ mol/lít của các ion trong dung dịch sau điện phân ( Biết rằng thể tích khơng thay đổi trong suốt quá trình điện phân). (Đề thi ĐHQG 2000). Bài 38. Điện phân 200 ml dung dịch KCl 1M ( d = 1,15 gam/ml) cĩ màn ngăn xốp. Tính nồng độ % các chất trong dung dịch sau điện phân trong 2 trường hợp sau: 1. Khí thốt ra ở Catơt (đktc) là: 1,12 lít. 2. Khí thốt ra ở Catơt (đktc) là 4,48 lít. Bài 39. Điện phân dung dịch NaOH nồng độ x% trong 100 giờ với I =26,8Ampe thì được 100 gam dung dịch cĩ nồng độ 24%. Tính x. Bài 40. Điện phân 0,2 lít dung dịch CuSO4 với điện cực trơ với I = 9,65 Ampe. Khi cả 2 điện cực đều cĩ 1,12 lít khí thì dừng điện phân. a. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch CuSO4. b. Tính thời gian điện phân? c. Dung dịch sau điện phân nặng hơn hay nhẹ hơn dd đầu bao nhiêu gam. Bài 41. Điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực trơ. a. Trình bày cơ chế điện phân. b. Khi ở âm cực bắt đầu cĩ bọt khí xuất hiện thì dừng điện phân thấy khối lượng âm cực tăng 4,8 gam. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch. Bài 42. Điện phân muối sunfat của kim loại M hố trị II. Khi ở Anơt thu được 0,448 lít khí thì thấy khối lượng của Catơt tăng 2,368g. Tìm M. Bài 43. Cho 250 gam dung dịch CuSO4 8% (ddA). Điện phân dung dịch A cho đến khi nồng độ của dung dịch giảm đi bằng một nửa so với trước phản ứng thì dừng lại. - Tính khối lượng kim loại bám lên Catơt và thể tích khí thốt ra ở nanơt (đo ở điều kiện tiêu chuẩn). Bài 44. Hịa tan 4,5 gam tinh thể XSO4.5H2O vào nước thu được dung dịch A với điện cực trơ. - Nếu thời gian điện phân là t giây thì thu được kim loại tại catơt và 0,007 mol khí tại anơt.
9. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 - Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được 0,024 mol khí (ở 2 điện cực). a. Xác định CTPT của tinh thể muối. b. Chi I = 1,93 Ampe. Tính thời gian điện phân t? Loại 2: Điện phân dung dịch chứa 2 muối hay nhiều chất khác nhau: Ở dạng này ta chỉ xét các kiểu như sau: - 2 muối trong đĩ cĩ 1 cation bị khử và 1 anion bị khử. - 2 muối cĩ 2 cation bị khử. ( Chỉ giải vài bài tập mẫu, các bài tập cịn lại học sinh tự rèn luyện). Bài 45. Dung dịch X chứa CuSO4 và NaCl. a. Trình bày cơ chế điện phân xảy ra khi điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl (Điện cực trơ cĩ màn ngăn) trong các trường hợp sau đây: b = 2a, b>2a, b<2a. b. Nếu thể tích của dung dịch là 100 ml, nồng độ của hai muối bằng nhau bằng 0,01M với cường độ dịng điện là 0,5A. Tính thời gian điện phân nếu pH của dung dịch sau điện phân bằng 2. Bài 46. Trộn 200 ml dung dịch AgNO3 với 300 ml dung dịch Cu(NO3)2 được dung dịch A. Lấy 250 ml dung dịch A thực hiện điện phân với cường độ dịng điện là 0,429 Ampe thì sau 5 giờ điện phân hồn tồn lượng muối trong dung dịch A, khối lượng kim loại thu được là 6,36 gam. Tính nồng độ của 2 muối trong dung dịch trước khi pha trộn. Bài 47. Tiến hành điện phân 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm 0,005 mol HCl 0,005 mol NaCl và 0,01 mol CuCl2 với cường độ dịng điện khơng đổi, điện cực trơ màn ngăn xốp cho tới khi H2O bị điện phân ở 2 điện cực. a. Cho biết thứ tự điện phân xảy ra như thế nào? viết p.trình điện phân. b. Tính pH của dung dịch tại thời điểm bắt đầu điện phân, và tại từng thời điểm các chất điện phân vừa hết. c. Vẽ đồ thị biễu diễn sự thay đổi pH trong suốt quá trình điện phân. Bài 48. Cho 200 gam dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3 4,25% và Cu(NO3)2 9,4% ( dung dịch A). Điện phân dung dịch A cho đến khi ở Catơt cĩ 8,2 gam Kim loại bám vào thì dừng lại được dung dịch B. a. Tính nồng độ % của các chất cĩ trong dung dịch B. b. Nếu điện phân dung dịch B với cường độ dịng điện là 5A thì cần bao nhiêu thời gian để điện phân hết muối trong dung dịch. Bài 49. Hịa tan 6,32 gam hỗn hợp gồm Ag2SO4 và CuSO4 vào nước được dung dịch A. Điện phân dung dịch A cho đến khi ở catơt xuất hiện bọt khí thì dừng lại. Lấy Catốt rửa sạch làm khơ, cân lại thấy khối lượng catơt tăng 3,44 gam. a. Viết các phương trình điện phân. b. Tính % khối lượng các muối trong hỗn hợp đầu. Bài 50. Trung hịa dung dịch X chứa hỗn hợp KCl và HCl. Điện phân cĩ màn ngăn 200 gam dung dịch X cho đến khi tỉ khối khí ở điện cực dương giảm thì dừng điện phân. Trung hồ dung dịch sau điện phân cần 200 ml dung dịch H2SO4 0,5M. Cơ cạn dung dịch sau khi trung hồ thì được 15,8 gam muối khan. a. Viết các phương trình điện phân xảy ra. b. Tính nồng độ C% của dung dịch muối. Bài 51. Hồ tan 7,8 gam hỗn hợp X gồm Ag và Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc 98% đun nĩng được 1,4 lít khí SO2 điều kiện tiêu chuẩn và dung dịch A. a. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong X. b. Chia dung dịch A thành hai phần bằng nhau. Phần 1 phản ứng hết với 50g dung dịch NaOH 4% thì bát đầu xuất hiện kết tủa. Tính C% của các chất trong dung dịch A. c. Phần hai đem điện phân với cường độ dịng điện 0,5Ampe trong 2 giờ. Tính khối lượng của kim loại bám trên Catơt. Loại 3: Điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp nhau. Bài 52. Mắc nối tiếp 3 bình điện phân: Bình 1 đựng dung dịch CuCl2. Bình 2 đựng dung dịch Na2SO4, bình 3 đựng dung dịch AgNO3. Hỏi khi ở catot thốt ra 3,2 gam kim loại thì ở các điện cực khác thốt ra những chất gì và bao nhiêu gam? Bài 53. Cho dịng điện đi qua 3 bình điện phân mắc nối tiếp nhau với điện cực trơ. Bình 1 chứa dung dịch H2SO4, bình 2 chứa dung dịch AgNO3 dư, bình 3 chứa dung dịch CuCl2 dư. Cho biết những sản phẩm nào thốt ra trên các điện cực ở 3 bình và khối lượng là bao nhiêu nếu như đã cĩ 1 mg H2 thốt ra ở điện cực catốt ở bình thứ nhất. Bài 54. Cho hai bình điện phân giống nhau cĩ điện cực trơ mắc nối tiếp nhau. Bình 1 đựng 100 ml dung dịch AgNO3 0,15M, Bình 2 đựng 100 ml dung dịch muối sunfat của một kim loại M (II)đứng sau Al trong dãy hoạt động của các kim loại. Tiến hành điện phân 2 bình với thời gian t. Khi ở Catơt bình 1 cĩ 0,648 gam KL kết tủa thì ở bình 2 bắt đầu cĩ khí thốt ra và khối lượng của kim loại kết tủa là 0,192 gam. a. Xác định kim loại trong bình 2. b. Tính nồng độ mol/lít của các chất trong bình 1 sau điện phân. HD ĐÁP Số DạNG 2.
10. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 Bài 34. ĐS: Cu. Bài 35: ĐS:10,2%.( Điện phân dd NaOH là điện phân của H2O) Bài 36. ĐS: a. V =22,82 lít, V = 45,63. ( khối lượng muối khơng hề thay đổi). O2 H2 b. Chú ý : Cĩ hai khả năng xảy ra: H2S + O2 → S + H2O H2S + O2 → SO2 + H2O. Bài 37. ĐS: [Mg2+]= 0,1M ; [Cl-]=0,2M. Bài 38. ĐS: TH1 = (3,3% và 2,47% ) ; TH2 = 5%. Bài 39. ĐS: x = 2,4%. Bài 40. ĐS: a. CM = 0,25. b. Giảm 4,9 gam. Bài 41. ĐS: CM =0,3M. Bài 42. ĐS: niken. ( M = 59) Bài 43. ĐS: m = 4,08 và V khí = 0,714 lít. Bài 44. Điểm chú ý: Nếu H2O chưa bị điện khí thốt ra ở Anơt là O2. t giây → 0,007 mol Suy ra 2ts → 0,014< 0,024. Chứng tỏ H2O đã điện phân và khí H2 = 0,01 mol. Từ đĩ ta tính được M = 64. Đĩ là kim loại Cu. Bài 45.b. t = 2123 giây. Bài 46. gọi x, y là mol muối AgNO3 và CuSO4. 0,. 429 t1 0,. 429 t2 xF. 2. yF Ta cĩ x = và y = . t1 = và t2 = 1F. 2F. 0, 429 0, 429 ta cĩ t1+t2 = 5.3600 = 18000. suy ra x + 2y = 0,08 (1) 108x + 64y = 6,36 (2) Giải hệ: x = 0,05mol; y = 0,015mol. ĐS: [AgNO3 ] = 0,5M và [Cu(NO3)2 ] = 0,1M. Bài 48. ĐS: C% Cu(NO3)2 = 5,545% và C% HNO3 = 4,542%. t = 2171,25s. Bài 49. % Ag2SO4= 49,37% và % CuSO4 = 50,63%. Bài 50. C% KCl = 7,725% và % NaCl = 2,925%. Bài 51. a. nếu gọi a và b là mol Ag và Cu: Từ giả thiết → a = 0,0375 và b = 0,05. b.½ Dung dịch A gồm CuSO4, Ag2SO4 và H2SO4 dư. Khi phản ứng trung hịa xảy ra: bắt đầu xuất hiện kết tủa chứng tĩ H2SO4 vừa tham gia phản ứng hết. Từ giả thiết này → nH2SO4 = 0,025 mol. → mol H2SO4 trong dung dịch A cịn dư là 0,05 mol. Ta dễ dàng tính được mol H2SO4 tham gia phản ứng ở câu a = 0,125 mol. Vậy tổng mol H2SO4 ban đầu = 0,175 mol. → mH2SO4 → m dung dịch H2SO4 = (m.100%):98% = 17,5g. Suy ra được khối lượng dung dịch A = mdd axit + m KL – m SO2 = 22,9g → Tính C% của dung dịch A gồm C% của 2 muối và axit. c. Điện phân phần 2 gồm:mol CuSO4: a/2 = 0,01875 mol Ag2SO4: b/4 = 0,0125. mol H2SO4 : 0,025 mol. 2- + 2+ + gốc SO4 khơng bị điện phân , thứ tự điện phân cĩ thể cĩ: Ag , Cu , H . Dựa vào thứ tự này: → tg điện phân của Ag+ → thời gian điện phân của Cu2+ ( suy được Cu2+ vẫn cịn dư). Ta tính được . m kl = 3.094 gam. Bài 52 và 53 cùng một hướng chung: vì 3 bình mắc nối tiếp nên ta cĩ các chất thốt ra ở các điện cực cở mỗi bình đều cĩ chung cơng thức tính: It A It A2 It A3 1 m1 = . mm23==.. Fn1 F n23 F n. AA12A3 Ta sẽ lập được tỉ lệ: m1:m2:m3 = ::. Khi đề cho biết 1 giá trị m ta tính được các giá trị cịn lại. n1 n 2 n 3 AA12 108 M Bài 54. m1:m2= ::. 0,648: 0,192 = : → M = 64. nn12 12 Vậy kim loại M là Cu. [AgNO3 ] = 0,09 M; [HNO3 ]= 0,06M.
11. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 Ạ Ệ Ằ D NG 3. NHI T PHÂN OXIT B NG CO, C, H2, Al (Điều chế KL bằng PP Nhiệt Luyện). ( Học sinh dựa vào các bài tập đã được hướng dẫn nắm vững cách tiến hành và tập rèn luyện ở các bài tốn cịn lại). Loại 1: Dùng CO, H2, C khử Oxit kim loại. Bài 55. Để khử 6,4 gam một oxit kim loại cần 2,688 lít khí H2 (đktc). Nếu lấy lượng dư kim loại đĩ cho tác dụng với HCl dư thì giải phĩng 1,792 lít khí H2. Tìm kim loại đĩ. Bài 56: Cho hỗn hợp gồm Fe và FexOy. Để hịa tan vừa hết 9,2 gam hỗn hợp đĩ cần 0,32 mol HCl. Nếu khử hồn tồn hỗn hợp A trên bằng H2 thì thu được 7,28 kim loại ( khơng chứa chất nào khác). Tìm Oxit. Bài 57: Một oxit kim loại cĩ cơng thức MxOy, trong đĩ M chiếm 72,41% khối lượng. Khử hồn tồn oxit này bằng khí CO thu được 16,8 gam kim loại M. Hồ tan hồn tồn lượng M này bằng HNO3 đặc nĩng thu được một muối hố trị III và 0,9 mol khí NO2. Viết phương trình phản ứng và xác định oxit kim loại. (Đề Thi ĐH QG năm 1999). Bài 58: Hỗn hợp B gồm CuO và MO tỉ lệ mol là 1:2 nặng 4,8 gam cho vào ống sứ đun nĩng rồi cho CO đi qua đến phản ứng hồn tồn thu được hỗn hợp chất rắn D. Hỗn hợp D tác dụng vừa đủ với 160 ml dung dịch HNO3 1,25M thu được V lít khí NO (đktc). Tìm Nguyên tố M? tính thể tích V? Bài 59. Cho luồng khí CO đi qua ống sứ chứa m gam hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe2O3 nung nĩng. Sau một thời gian trong ống sứ cịn lại n gam hỗn hợp rắn Y. Khí Y thốt ra được hấp thụ bằng dung dịch Ca(OH)2 dư thu được p gam kết tủa. Viết các phương trình phản ứng cĩ thể xảy ra và lập biểu thức quan hệ giữa m,n,p. Bài 60. Nung nĩng m gam Fe2O3 với khí CO một thời gian thu được 32 gam chất rắn. Khí sinh ra sau phản ứng được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 thu được 15 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa rồi tiếp tịc đun nĩng ta thêm được 5 gam kết tủa nữa. Tính m? Bài 61. Cho dịng khí CO qua ống sư đựng 31,2 gam hỗn hợp CuO và FeO rồi đun nĩng. Sau thí nghiệm thu được chất rắn A trong ống sứ. Cho khí thốt ra lội qua 1 lít dung dịch Ba(OH)2 0,2M thấy tạo ra 29,55 gam kết tủa. Tính khối lượng chất rắn A. Bài 62. Cho 4,72 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 tác dụng với lượng CO dư ở nhiệt độ cao. Phản ứng xong thu được 3,92 gam rắn A. Nếu ngâm cùng lượng hỗn hợp trên trong lượng dư dung dịch CuSO4 phản ứng xong thu được chất rắn B cĩ khối lượng lớn hơn rắn A 1,04 gam. a. Tính % khối lượng rắn A trong hỗn hợp. b. Nếu hồ tan hồn tồn A trong HNO3 lỗng nồng độ 0,02M phản ứng chỉ thu được duy nhất chất khí NO. Hỏi thể tích tối thiểu của dung dịch HNO3 cần dùng. Bài 63. Trong một bình kín dung tích 2,112 lít chứa khí CO và một lượng hỗn hợp A gồm Fe3O4 và FeCO3 ở 27,3oC và 1,4 atm. ( thể tích của chất rắn chiếm khơng đáng kể). Nung nĩng bình ở nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hồn tồn thì thu được một hỗn hợp khí cĩ tỉ khối hơi so với hiđrơ là 554/27. Nếu hịa tan hồn tồn hỗn hợp A trong dung dịch HNO3 lỗng thu được hỗn hợp khí NO và CO2 cĩ thể tích 1,792/3 lít (đktc). Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần để hồ tan hết hỗn hợp A. (ĐH Bách Khoa Hà Nội 2001). Bài 64. Cho hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 cĩ số mol bằng nhau. a. Hỏi khi nung hỗn hợp đĩ ở nhiệt độ cao trong khơng khí ( cĩ mặt của oxi) thu được chất rắn cĩ khối lượng khơng đổi thì khối lượng sau đĩ giảm đi bao nhiêu % so với lương ban đầu. b. Nếu tiến hành nung hỗn hợp A cĩ khối lượng là 112,8 gam cho đến khi khối lượng khơi đổi được chất rắn B. Cho B vào ống sứ đun nĩng với khí H2 dư để phản ứng xảy ra hồn tồn. Tồn bộ hơi nước thu được đem ngưng tụ rồi cho phản ứng với Na cĩ dư. Tính khối lượng NaOH được tạo ra.
12. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 Chú ý pứ nung FeCO3 trong kk FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2. Bài 65. Khử hồn tồn 4,06 gam một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao tạo thành kim loại. Dẫn tồn bộ khí sinh ra qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 lấy dư thấy tạo thành 7 gam kết tủa. Lấy lượng kim loại sinh ra hịa tan trong HCl dư thu được 1.176 lít khí H2 (đktc). a. Xác định CTPT của oxit kim loại. b. Cho 4,06 gam Oxit kim loại nĩi trên tác dụng hồn tồn với 500 ml dung dịch H2SO4 đặc, nĩng dư được dung dịch X và cĩ khí SO2 bay ra. Hãy xác định nồng độ mol/lít của muối trong dung dịch X. ( Coi thể tích của dung dịch khơng thay đổi trong suốt quá trình phản ứng). Đề Thi ĐH Khối A – Năm 2003. Bài 66. Hỗn hợp gồm Cu và một oxit FexOy, Khử hồn tồn 36 gam hỗn hợp A bằng H2 ở nhiệt độ cao thu được 29,6 gam hỗn hợp kim loại B. Cho B vào dung dịch HCl dư khốy kĩ thấy cĩ 6.72 lít khí H2 (đktc) bay ra. a. Tìm CTPT của oxit Fe. b. Cho 36 gam A vào 200 ml dung dịch AgNO31M. Sau phản ứng xảy ra hàon tồn thì thu được bao nhiêu gam chất rắn. Loại 2: Tốn nhiệt nhơm . Một số điểm lưu ý: Vì các phản ứng nhiệt nhơm thường xảy ra khơng hồn tồn nên ta phải căn cứ vào đề bài để dự đốn phản ứng: • Nếu đề cho phản ứng vừa đủ hay vừa hết thì xem như cả Al và Oxit kim loại đều hết. • Nếu đề bài cho phản ứng hồn tồn hay hiệu suất đạt 100% thì cĩ hai khả năng xảy ra: - Al cịn dư: Khi đĩ hỗn hợp rắn + NaOH cĩ khí thốt ra. - Oxit kim loại cịn dư.  Nếu đề yêu cầu tính Hiệu suất thì xem như cả Al và Oxit đều dư. Vì phản ứng đã xảy ra khơng hồn tồn. Học sinh giải lại các bài tốn nhiệt nhơm trong tài liệu KT cơ bản- vơ cơ – chương III. Bài 67.Đun nóng hỗn hợp A gồm Al và Fe3O4 ( không có không khí). Hỗn hợp thu được sau phản ứng đem tác dụng với KOH dư thấy có 6.72 lít khí H2 ( đktc). Nhưng nếu cho tác dụng với HCl dư sẽ th u o được 13.44 lít khí H2 ở 0 C và 2 atm. Biết Hiệu suất phản ứng là 100%. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tìm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. Bài 68. Nhiệt nhôm 26,8 gam hỗn hợp gồm Al và Fe2O3 trong điều kiện không có không khí. Sau phản ứng đem tác dụng với lượng dư dung dịch HCl dư thấy 11,2 lít khí H2 ( đktc) thoát ra. Tính khối lượng của các chất trong hỗn hợp đầu. Nếu hiệu suất phản ứng đạt 100%. Bài 69: Tiến hành nhiệt nhôm với H= 100% hỗn hợp gồm Al và Fe2O3 ( không có không khí) và chia hỗn hợp thành hai phần bằng nhau: - Phần 1: Tác dụng với NaOH dư ta thu được 1,68 lít khí H2 (đktc). o - Phần 2: Tác dụng vừa đủ với 1.95 lít dung dịch HCl 1M thấy thoát ra 5,88 lít khí H2 ( 0 C và 2 atm). Hãy tính khối lượng Fe tạo thành trong phản ứng nhiệt nhôm ở trên. Bài 70: Tiến hành nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 được hỗn hợp chất rắn A. Chia hỗn hơp chất rắn A thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Đem khử bởi lượng dư khí H2 ( đun nóng) thì thấy khối lượng của hỗn hợp giảm đi 0,512 gam. ( Biết chỉ xảy ra chiều hướng duy nhất: Oxit kim loại bị khử về số Oxi hoá thấp nhất). - Phần 2: Đem hòa tan trong dung dịch NaOH dư thấy còn lại chất rắn không tan có khối lượng 3,116 gam. ( Biết tất cả các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn ). a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tính khối lượng của các chất trong hỗn hợp ban đầu. c. Nếu lấy toàn bộ phần rắn không tan ở phần 2 hoà tan hoàn toàn vào 600 ml dung dịch HNO3 CM thì thấy đã dùng vừa hết axit đồng thời thu được 0,3472 lít khí NO và 78,4 ml khí N2. - Viết các phương trình phản ứng xảy ra và Tính CM của dung dịch HNO3. ( Dùng pp bảo toàn electron để làm). Bài 71: Trộn 4,05 gam Al với 10,44 gam Fe3O4 rồi tiến hành nhiệt nhôm. Sau khi kết thúc thí nghiệm lấy chất rắn thu được cho vào dung dịch NaOH dư thấy tạo ra 1,68 lít khí H2 ( đktc). Tính Hiệu suất của phản
13. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 ứng nhiệt nhôm và tính % khối lượng của các chất sau phản ứng. Giả sử chỉ có một phản ứng khử Fe3O4 về Fe. Bài 72. Trộn 10,8 gam bột Al với 34,8 bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm. Giả sử lúc đó chỉ có xảy ra phản ứng oxit Fe thành Fe. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO420% ( d = 1,15 g/ml) thì thu được 10,752 lít khí H2 ( đktc). Hãy tính hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm và thể tích của dung dịch H2SO4 tối thiểu cần dùng. Bài 73. Nung hỗn hợp A gồm Al và FexOy được hỗn hợp B. Trộn đều và chia B làm 2 phần. Phần 1: Cĩ khối lượng là 5,796 gam cho phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được 0,4032 lít khí và chất rắn. Hồ tan chất rắn này trong HCl dư thì thu được 1,2096 lít khí H2. Phần 2: Hồ tan hết trong HNO3 tạo ra 5,9136 lít khí NO (đktc). a. Tìm CTPT của FexOy. ( Nếu xem các phản ứng đều xảy ra hồn tồn). b. Tính khối lượng của hỗn hợp A ban đầu. Bài 74. Nung 9,66 gam hỗn hợp X gồm Al và FexOy trong điều kiện khơng cĩ khơng khí đến khi phản ứng hồ tồn thu được chất rắn Y ( giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Oxit Fe thành kim loại). Hồ tan Y trong NaOH dư thấy thốt ra 0,672 lít khí H2 9 đktc) cịn nếu hồ tan Y trong HCl dư thì thấy thốt ra 2,688 lít khí H2 (đktc). Tìm CTPT của oxit Fe và % khối lượng các chất trong hỗn hợp ban đầu. ( tương tự bài 73). Bài 75. Tiến hành nhiệt nhơm với Fe2O3 trong điều kiện khơng cĩ khơng khí. Cho biết chỉ cĩ phản ứng khử Fe2O3 thành Fe. Chia hỗn hợp thành 2 phần: Phần 2 cĩ khối lượng lớn hơn phần 1 là 134 gam và gấp 3 lần phần 1. - Cho phần 1 tác dụng với NaOH dư thấy bay ra 16,8 lít khí H2. - Phần 2 tan trong HCl dư thấy bay ra 84 lít khí H2. Các phản ứng xảy ra với Hiệu suất là 100%. Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tính khối lượng Fe thu được sau phản ứng nhiệt nhơm. Bài 76. Hỗn hợp A cĩ khối lượng m gam gồm bột Al và FexOy. Tiến hành phản ứng nhiệt nhơm hỗn hợp A trong điều kiện khơng cĩ khơng khí được hỗn hợp B. Nghiền nhỏ trộn đều B rồi chia thành 2 phần. Phần 1 cĩ khối lượng 14,49 gam được hồ tan hết trong dung dịch HNO3 lỗng đun nĩng được dung dịch C và 3,696 lít khí NO duy nhất (đktc). Cho phần 2 tác dụng với NaOH dư đun nĩng thấy giải phĩng 0,336 lít khí H2 (đktc) và cịn lại 2,52 gam chất rắn. Các phản ứng đều xảy ra hồn tồn. a. Biết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Xác định cơng thức của sắt oxit và tính m. (Đề thi ĐH khối B năm 2002). HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ BÀI TẬP DẠNG 3. Bài 55: ĐS – Fe. MxOy + yH2 → xM + yH2O. n M + HCl → MCln + H  2 2 M n/2 4,48 0,08 Đl bảo tồn nguyên tố: mM = m oxit + m H2 – mH2O ( nH2 = nH2O) mM = 6,4 + 0,12.2 – 18.0,12 = 4,48g Biểu thức: M=28n → M = 56, n = 2. Bài 56: ĐS Fe3O4. Gọi a, b là mol của Fe và FexOy viết phương trình ra: mol HCl = 2a + 2by = 0,32. kl h.h = 56a + (56x+16y)b = 9,2 btồn ntử Fe : 56a + 56bx = 7,28 Giải ra : a = 0,04, bx = 0,09, by = 0,12. x:y = 3:4 Bài57: ĐS: là Fe và Fe3O4 MxOy + yCO → yCO2 + xM
14. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 M + 6HNO3 = M(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O. Mgam 3 16,8g 0,9 mol. → M = 56 là Fe. FexOy + yCO → yCO2 + xFe 56x = 0, 7241→ 56x = 40,5496x + 11,5856y 56x+ 16y 15,4504x = 11,5856y → x:y = 0,75 = 3:4 → Fe3O4. Hay x:y = nM : nO . 16,8gam chiếm 72,41% mO 27,59% → mO = 6,4 gam. x:y = 0.3:0,4 = 3:4. Bài 58: mol của CuO và MO là a và 2a. kl 80a +(M +16)2a = 4,8(I) TH1: MO bị CO khử. viết pt tính mol HNO3 = 8a+8na = 0,6 (II). Kết hợp cho n =2, m= 40 ( nhưng Ca khơng bị khử. Loại TH1. TH2: MO khơng bị khử. → M phải hố trị II. Viết phương trình: nHNO3 = 8a = 0,02 Thayvào (I) → M = 24 là Magiê. Bài 59. ĐS: m = n +16(p/100). Fe2O3 → Fe3O4, Fe3O4 → FeO, FeO → Fe , CuO → Cu , CO2+ Ca(OH)2. mol kết tủa → mol CaCO3 = p/100. nCO = nCO2 = p/100 DL Bảo tồn kl: m oxit + mCO = mY + mCO2 m = n +16(p/100). Bài 60. Tương tự bài 59. ĐS : m = 36 gam. Bài 61. TH1: 28,8 gam. TH2: 27,2 gam. Bài 62. Lập hệ pt 3 ẩn → mol lần lượt là: 0,03 ; 0,02 ; 0,01 . Bài 63. ĐS: V = 0,095 lít. mol CO đầu = 0,12 ( mol) M = 41. mol NO và CO2 = 0,08/3 mol. ptpứ: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2 (1) x 4x 3x 4x FeCO3 + CO → Fe + 2CO2 (2) y y 2y Hỗn hợp khí gồm CO2 và CO dư: (4x+2y) + [0,12 – (4x+y) ]=0,12+y. ptpứ: 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O. x x/3 3FeCO3 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O. y y/3 3y/3 mol hổn hợp khí NO + CO2 = x/3+y/3 + 3y/3 = 0,08/3 → x+4y = 0,08 444x(),()+ 2y + 28012 − 4x + y  = 41 → = 41. 0, 12+ y Giải hệ: ta được x = 0,02. y = 0,015. Viết pthồ tan ta được V = 0,095 lít. Bài 64. a. giảm 14,894%. b. m NaOH = 4 gam. Pứ nhiệt phân: 4FeO + 3O2 → 2Fe2O3 và FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 Giả sử hỗn hợp đầu cĩ 1 mol FeO và 1 mol FeCO3.
15. HĨA VƠ CƠ Cơ Nguyễn Thị Huyền- THPT YD 2 M đầu = 188 gam. Msau = 160 ( gồm Fe2O3). vậy giảm : 14,894% - Vậy nung 112,8 gam sẽ thu được 96 gam Oxit Fe2O3 = 0,6 mol. → mol H2O = 3.0,6 = 1,8 gam = 0,1 mol. → kl NaOH = 0,1.40 = 4gam. Bài 65. – Tìm m dựa vào dlbt khối lượng và biện luận giống bài 55. ĐS: Fe, CM Fe2(SO4)3 = 0,0525 M. Bài 66. - Lập hệ pt giải ra : Fe3O4. ( nCu = 0,2 và nFe3O4 = 0,1). - m chất rắn = 51,2 gam. Bài 73. ĐS: Fe3O4. Xét ở phần 1. hổn hợp + NaOH → H2 nên Al dư. mol H2 = 0,18 mol. dựa vào mol H2 thốt ra khi cho rắn + HCl nên → mol Fe tạo ra = 0,04 Ta cĩ pt: 2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe 102y 56.3x 5,796 = mAl dư + m Al2O3 + mFe → mAl2O3 = 2,448. 2,448 0.04.56 Tìm x: y = 3:4 Bài 74. Fe3O4 và %Al = 27,95 và % Fe3O4 = 72,05%. Bài 75: mFe = 112g. Bài 76. Fe3O4, m = 19,32 gam.