Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl đặc, sau phản ứng thu được 15,12 lít Cl2 đktc và dung dịch gồm MnCl2, KCl và HCl dư.. Cho toàn bộ Y tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,8 mol
Trang 14.7 Bài toán nhiệt phân muối.
A Định hướng tư duy
Trong chủ đề này chúng ta sẽ nghiên cứu về nhiệt phân các muối cacbonat, KMnO4, KClOx,… Với dạng toán này các bạn cần chú ý một số lưu ý sau:
+ Muối HCO3− dễ bị nhiệt phân cho CO2 và BaO, CaO
+ Với các muối giàu oxi như KMnO4, KClO3,… các bạn cần chú ý áp dụng các định luật bảo toàn khi giải toán
B Ví dụ minh họa
Câu 1: Đun nóng 48,2 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 và KClO2, sau một thời gian thu được 43,4 gam hỗn
hợp chất rắn Y Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl đặc, sau phản ứng thu được 15,12 lít Cl2 (đktc) và dung dịch gồm MnCl2, KCl và HCl dư Số mol HCl phản ứng là:
Định hướng tư duy giải:
Ta BTKL
O
48, 2 43, 4
16
−
2
158 122,5b 48, 2
a
a
BTNT BTNT.Clo
HCl 2
KCl : 0,35
n 0,35 0,15.2 0,675.2 0, 2 1,8 MnCl : 0,15
Câu 2: Nhiệt phân 30,225 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 và KClO3, thu được O2 và 24,625 gam hỗn hợp
chất rắn Y gồm KMnCO4, K2MnCO4, KCl3, MnO2 và KCl Cho toàn bộ Y tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,8 mol HCl đặc, đun nóng Phần trăm khối lượng của KMnCl2 trong X là:
Định hướng tư duy giải:
2
BTKL
O
30, 225 24,625
32
−
BTKL 4
BTE 3
30, 225
a
4
0,075.158
30, 225
Chú ý: lượng HCl phản ứng 3a mol chui vào MnCl2 và KCl không đóng vai trò chất khử
Câu 3: Nung nóng hỗn hợp gồm 31,6 gam KMnO4 và 24,5 gam KCl3 một thời gian thu được 46,5 gam
hỗn hợp rắn Y gồm 6 chất Cho Y tác dụng với dung dịch HCl đặc dư, đun nóng thu được khí clo Hấp thụ khí sinh ra vào 300ml dung dịch NaOH 5M đun nóng thu được dung dịch Z Cô cạn Z được m(gam) chất rắn khan Các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị m là:
Trang 2Định hướng tư duy giải:
4
2 3
KMnO BTKL
O KClO
32
n 0, 2 mol
↑
=
HCl BTE
Y→Cl →0, 2.5 0, 2.6 0,3.4 2n+ = + →n =0,5 mol
3Cl +6NaOH→° 5KCl NaClO+ +3H O
BTKL 0,5.71 1,5.40 m 0,5.18 m 86,5
Câu 4: Nung nóng 51,8 gam hỗn hợp X gồm muối KHCO3 và Na2CO3 tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn
thu được 45,6 gam chất rắn Phần trăm khối lượng của KHCO3 trong X là :
Định hướng tư duy giải:
a
51,8
b 0,3 mol
=
=
Câu 5: Nung m gam hỗn hợp X gồm KClO3 và KMnO4 thu được chất rắn Y (KCl, K2MnO4, MnO2,
KMnO4) và O2 Trong Y có 1,49 gam KCl chiếm 19,893% theo khối lượng Trộn lượng O2 ở trên với không khí theo tỉ lệ thể tích tương ứng là 1:4 thu được hỗn hợp khí Z Đốt cháy hết 0,528 gam cacbon bằng hỗn hợp Z thu được hỗn hợp khí T gồm 3 khí O2, N2, CO2, trong đó CO2 chiếm 22% về thể tích Biết trong không khí có 80% N2 và 20% O2 theo thể tích Giá trị của m là
Định hướng tư duy giải:
Ta có:
2
2
Y
X Y O
KCl 1, 49 m 7, 49
= +
Chú ý: C O+ 2 →CO2 Nên số mol khí không thay đổi →nT =nZ =0, 2 (mol)
2
O
0, 2
5
→ BÞ nhiÖt ph©n = = → = + =
(gam)
Trang 3BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Nung nóng 40,94g hỗn hợp gồm KMnO4 và MnO2 một thời gian, thu được 1,344 lít (đktc) khí O2
và hỗn hợp rắn H gồm 3 chất Cho H tác dụng hết với dung dịch HCl dư thì thấy có 0,92 mol HCl bị oxi hóa Khối lượng chất rắn có phân tử khối nhỏ nhất trong H là
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 6,9 gam Na vào 200ml dung dịch X gồm NaHCO3 1M và KHCO3 1M, thu đuợc dung dịch Y Cô cạn Y, sau đó nung nóng chất rắn thu đuợc đến khối luợng không đổi, thu đuợc m gam muối khan Giá trị của m là:
Câu 3: Đem nhiệt phân hoàn toàn 83,68gam hỗn hợp gồm KCl3, Ca(ClO3)2, CaCl2, KCl thu đuợc chất rắn
X và 17,472 lít khí ở đktc Chất rắn X đuợc hòa tan vào nước, sau đó dung dịch tạo thành cho phản ứng vừa đủ với 360ml dung dịch K2CO3 0,5M thu được kết tủa Y và dung dịch Z Khối lượng chất tan có trong dung dịch Z là
Câu 4: Hỗn hợp thuốc nổ đen gồm 68% KNO3, 15% S, 17% C (về khối lượng), khi cháy giả sử chỉ xảy ra
phản ứng KNO3 + + C S →N2 +CO2 +K S2 do tạo cả sản phẩm rắn nên có hiện tượng khói đen Cho
nổ 10,00 gam khối thuốc nổ đen trong bình kín dung tích 300 ml, nhiệt độ trong bình đạt 427,00 C° , áp suất gây ra trong bình khi nổ là
Câu 5: Nhiệt phân 30,225 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 và KClO3, thu được O2 và 24,625 gam hỗn hợp
chất rắn Y gồm KMnO4, K2MnO4, KClO3, MnO2 và KCl Cho toàn bộ Y tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,8 mol HCl đặc, đun nóng Phần trăm khối lượng của KMnO4 trong X là:
Câu 6: Nung nóng 22,12 gam KMnO4 và 18,375 gam KClO3, sau một thời gian thu được chất rắn X gồm
6 chất có khối lượng 37,295 gam Cho X tác dụng với dung dịch HCl đặc dư, đun nóng Toàn bộ lượng khí clo thu được cho phản ứng hết với m gam bột Fe đốt nóng được chất nóng Y Hòa tan hoàn toàn Y vào nước được dung dịch Z Thêm AgNO3 dư vào dung dịch Z đến khi phản ứng hoàn toàn được 204,6 gam kết tủa Giá trị m là:
Câu 7: Nhiệt phân 50,56 gam KMnO4, sau một thời gian thu được 46,72 gam chất rắn Cho toàn bộ lượng
khí sinh ra phản ứng hết với hỗn hợp X gồm Mg, Fe thu được hỗn hợp Y nặng 13,04 gam Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Y trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được 1,344 lít SO2 ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) Phần trăm khối lượng của Mg trong hỗn hợp X là
Câu 8: Nung nóng hỗn hợp gồm 15,8 gam KMnO4 và 24,5 gam KClO3 một thời gian thu được 36,3 gam
hỗn hợp Y gồm 6 chất Cho Y tác dụng với dung dịch HCl đặc dư đun nóng lượng khí clo sinh ra cho hấp
Trang 4thụ vào 300 ml dung dịch NaOH 5M đun nóng thu được dung dịch Z Cô cạn Z được chất rắn khan các phản ứng xảy ra hoàn toàn Khối lượng chất rắn khan thu được là
Câu 9: Hỗn hợp X gồm 3 muối NH4HCO3, NaHCO3, Ca(HCO3)2 Nung 48,8 gam hỗn hợp X đến khối
lượng không đổi, thu được 16,2 gam chất rắn Y Cho Y vào dung dịch HCl lấy dư, thu được 2,24 lít khí (đktc) Phần trăm khối lượng của NH4HCO3 trong hỗn hợp X là:
Câu 10: Nhiệt phân hoàn toàn 36,8 gam quặng đôlômit (có chứa 25% khối lượng tạp chất tro) khí thoát
ra được hấp thụ hoàn toàn bằng 210 ml dung dịch Ba(OH)2 1M Sau khi kết thúc phản ứng thu được m gam kết tủa Giá trị của m là:
Câu 11: Hỗn hợp X gồm KClO3, Ca(ClO3)2, CaCl2 và KCl có tổng khối lượng là 83,68 gam Nhiệt phân
hoàn toàn X thu được 17,472 lít O2(đktc) và chất rắn Y gồm CaCl2 và KCl Y tác dụng vừa đủ 0,36 lít
dung dịch K2CO3 0,5M thu được dung dịch Z Lượng KCl trong Z nhiều gấp 22
3 lần lượng KCl trong X. Phần trăm khối lượng KClO3 trong X là?
Câu 12: Trộn KMnO4 và KClO3 với một lượng bột MnCl2 trong bình kính thu được hỗn hợp X Lấy
52,550 gam X đem nung nóng, sau một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn Y và V lít khí O2 Biết KClO3
bị nhiệt phân hoàn toàn tạo 14,9 gam KCl chiếm 36,315% khối lượng Y Sau đó cho toàn bộ Y tác dụng hoàn toàn với axit HCl đặc dư đung nóng , sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được 51,275 gam muối khan Hiệu suất của quá trình nhiệt phân muối KMnO4 trong X là :
Câu 13: Nung m gam một loại quặng canxit chứa a% về khối lượng tạp chất trơ, sau một thời gian thu
được 0,78m gam chất rắn, hiệu suất của phản ứng nhiệt phân là 80% Giá trị của a là
Câu 14: Nhiệt phân 82,9 gam hỗn hợp X gồm KMnO4, K2MnO4, MnO2, KClO3 và KCl (trong đó clo
chiếm 8,565% khối lượng), sau một thời gian thu được chất rắn Y và V lít O2 (đktc) Hòa tan hoàn toàn Y cần 1 lít dung dịch HCl 3M (đun nóng), thu được 19,04 lít Cl2 (đktc) và dung dịch Z chứa hai chất tan có cùng nồng độ mol Giá trị của V là
Câu 15: Cho 18 gam hỗn hợp X gồm R2CO3 và NaHCO3 (số mol bằng nhau) vào dung dịch chứa HCl dư,
sau khi các phản ứng kết thúc thu được 4,48 lít CO2 (ở đktc) Mặt khác nung 9 gam X đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Giá trị của m là
Trang 5ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Định hướng tư duy giải
2
KMnO : a
MnO : b
BTE O
n =0,06→ +5a 2b 0,06.4 0,92= +
2 MnO
a 0,6
m 0, 24.87 20,88
b 0,18
=
Câu 2: Định hướng tư duy giải
2
CO K
n 0,3 0, 2 0,5 mol
n 0, 2
+
− +
3
m m K, Na, CO − 0, 2.39 0,5.23 0,35.60 40,3 gam
Câu 3: Định hướng tư duy giải
X
CaCl : a mol
17, 472
2 3
KCl
Câu 4: Định hướng tư duy giải
Chú ý: + Sản phẩm rắn là K2S nên khí tạo áp suất chỉ có N2 và CO2
+ Lượng khí CO2 phải được tính theo KNO3 vì C lấy oxi trong KNO3 để thành CO2
Ta có:
2
BTNT.N
BTNT.O
10
101 0,17.10
12
(0,0336635 0,1 0,082 273 427) ( )
n T
Câu 5: Định hướng tư duy giải
2
BTKL
O
30, 225 24,625
32
−
BTKL 4
BTE 3
30, 225
a
4
0,075.158
30, 225
Chú ý: lượng HCl phản ứng 3a mol chui vào MnCl2 và KCl không đóng vai trò chất khử
Câu 6: Định hướng tư duy giải
Ta có: BTNT 2
O
22,12 18,375 37, 295
32
Trang 6( ) ( )
3
F Cl : 0, 4 22,12 18,375
F : a mol
158 122,5
e
3
AgNO AgCl :1, 2 BTKL
Ag : 3
Vậy BTNT.F e→ =m 56 0, 4 0,1( + ) =28
(gam)
Câu 7: Định hướng tư duy giải
+ Ta BTKL O
50,56 46,72
16
−
( )
( )
( )
BTKL BTE
Mg : a mol
O : 0, 24 mol
a e
a
Câu 8: Định hướng tư duy giải
4 BTKL
O 3
BTE
Cl Cl 0,1.5 0, 2.6 0.25.2 2n n 0,6
BTNT.Clo
3 BTE
3
NaCl :1
m 91,8 NaClO : 0, 2
NaOH : 0,3
→ + =
→ =
Câu 9: Định hướng tư duy giải
4 3
2 3 t
3 2
NH HCO : a
Na CO : 0,5b
CaO : c
Ca HCO : c
°
4 3
79 84b 162c 48,8 a 0, 2
a
Câu 10: Định hướng tư duy giải
BTNT dolomit MgCO CaC CO
36,8.0,75
84 100
+ O
2
2
CO
Ba OH
n 0, 21.2 0,3 0,12 m 23,64
=
=
Câu 11: Định hướng tư duy giải
Trang 73
2
3
BTNT
CaCl : a
KCl : b CaC : 0,18 a 0,18 b 0,52
Z : KCl : b 0,36
49
83,68
+
a O
Câu 12: Định hướng tư duy giải
BTKL
Vì cho X hoặc Y tác dụng với HCl thì khối lượng muối như nhau nên
Ta có ngay:
4
2 2
KMnO : a
74,5 a 0, 2 126 a b 51, 275 KCl : a 0, 2
m 52,55 KClO : 0, 2
MnCl : a b 158 87b 52,55 24,5 MnO : b
t
°
=
Câu 13: Định hướng tư duy giải
Chú ý: Quặng canxit là CaCO3, CaCO3 →t° CaO CO+ 2 ↑
CO CaC
0, 22m.100
44
↑
↓
∆ = = → nhiÖt ph©n=
O
0, 22m.100
0,5 44
m
−
Câu 14: Định hướng tư duy giải
Ta có:
2
HCl
BTKL Trong
2 Cl
KCl : 0,5 mol
MnCl : 0,5 mol
n 0,85
=
X
2
BTKL
82,9 78,1
32
−
Câu 15: Định hướng tư duy giải
3
R CO : 0,1
NaHCO : 0,1
+
Nung 9 gam X →Na CO : 0,0252 3 → =m 2,65 (gam)