TT.3: Phương pháp Bảo toàn nguyên tố A/ Cơ sở lí thuyết - Định luật bảo toàn nguyên tố: Trong các phản ứng hóa học thông thường các nguyên tố luôn được bảo toàn tổng số mol của một nguy[r]
(1)Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Đại Học Quốc Gia Hà Nội Trường Đại Học Khoa Học Tự nhiên Phương pháp giải toán hóa học qua các kì thi ĐH-CĐ từ năm 2010-2012 Người soạn: Vũ Thanh Tùng_sv khoa hóa ĐHKHTN-ĐHQGHN Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (2) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Hà Nội, tháng 08 năm 2012 Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (3) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Các phương pháp giải toán hóa học Lí thuyết và bài tập TT1 Phương pháp bảo toàn khối lượng(BTKL) TT2 Phương pháp tăng giảm khối lượng TT3 Phương pháp bảo toàn nguyên tố(BTNT) TT4 Phương pháp bảo toàn e(BT electron) 12 TT5 Phương pháp bảo toàn điện tích(BTĐT) 16 TT6 Phương pháp trung bình 17 TT7 Phương pháp qui đổi hỗn hợp 19 TT8 Phương pháp chia hỗn hợp thành phần không 21 TT9 Phương pháp khảo sat số mol CO2 và H2O 22 TT10 Phương pháp giải bài toán cracking và cộng hợp hiđrô 26 Đáp án phần tự giải Hi vọng tập tài liệu này giúp cho các bạn hs tự tin bước vào mùa thi Trong quá trình soạn bài có tham khảo tài liệu các thầy(cô), các bạn hs, sv và các đề tuyển sinh các trường ĐH sư phạm hà nội, ĐH quốc gia hà nội, thpt chuyên nguyễn huệ, Vì khả và quỹ thời gian có hạn chắn đề còn nhiều thiếu sót, mong góp ý chân thành quý thầy(cô), các bạn hs, sv Vũ Thanh Tùng Sv khoa hóa ĐHKHTN-ĐHQGHN ĐT 098.555.6536 01219.030.111 E-mail info@123doc.org Facebook: info@123doc.org Yahoo: info@123doc.org TT.1: Phương pháp bảo toàn khối lượng A/ Cơ sở lí thuyết: Cho phản ứng hóa học xảy ra: aA + bB → cC + dD - Định luật bảo toàn khối lượng phát biểu ns: pư hóa học, tổng khối lượng chất tham gia tổng khối lượng chất tạo thành: mA + mB = mC + mD Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (4) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com B/ Ví dụ minh họa Câu 1: Cho 200 gam loại chất béo có số axit tác dụng vừa đủ với lượng NaOH, thu 207,55 gam hỗn hợp muối khan Khối lượng NaOH đã tham gia phản ứng là A 31,45 gam B 31 gam C 32,36 gam D 30 gam ( Trích đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2011) Hd giải: [ pp sử dụng: mchất béo + mNAOH = mhỗn hợp muối khan + mH2O + mglixerol ] sd pp tăng giảm khối lượng ( xem 16.2) - Do chất béo có số axit là nên nNaOHpư với axit =nH2O =nKOHpư với axit = (200 7): (1000 56) =0,025 mol - gọi số mol NaOH pư là x mol, số mol NaOH thực pư với este là (x – 0,025) mol, số mol glixerol là (x – 0,025)/3 mol - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có pt: mchất béo + mNAOH = mhỗn hợp muối khan + mH2O + mglixerol <=> 200 + 40x = 207,55 + 0,025 18 + 92 (x – 0,025)/3 => x = 0,775 mol => mNaOH =31 gam Câu 2: Trộn 10,8 gam bột Al với 34,8 gam bột Fe O tiến hành phản ứng nhiệt nhôm điều kiện không có không khí Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng dung dịch H SO loãng (dư), thu 10,752 lít khí H (đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là A 80% B 90% C 70% D 60% (trích đề thi tuyển sinh khối B 2010) Hd giải: [ pp sd: áp dụng bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố nhôm và sắt] - Gọi số mol Al và Fe sau thực phản ứng nhiệt nhôm là x, y mol - Ta có ΣnH2= 1,5nAl+ nFe =1,5x + y= 0,48 mol (1) -nAl ban đầu=0,4 mol => nAl2O3= (0,4 – x)/2 (bảo toàn nguyên tố Al) Al dư là x mol sau pư -nFe3O4ban đầu= 0,15 mol => nFe3O4 dư= (0,15 – y)/3 mol - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mAl (trước pư) + mFe3O4(trước pư) = mAl dư + mFe3O4 dư + mAl2O3 + mFe 27x+232.(0,15 – y)/3 +102(0,4 – x)/2 + 56y = 10,8 + 34,8 24x + 64/3y =9,6 (2) - Từ (1) và (2) suy x = 0,08 và y= 0,36 Vậy H% = (0,4 – 0,08)/0,4=80% C/ Bài tập học sinh tự giải (15-20 bài) Câu 3: Thuỷ phân hoàn toàn 0,2 mol este E cần dùng vừa đủ 100 gam dung dịch NaOH 24%, thu ancol và 43,6 gam hỗn hợp muối hai axit cacboxylic đơn chức Hai axit đó là Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (5) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com A HCOOH và C2H5COOH C CH3COOH và C2H5COOH B HCOOH và CH3COOH D C2H5COOH và C3H7COOH (trích thi tuyển sinh khối A 2010) Câu 4: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,02 mol C2H2 và 0,03 mol H2 bình kín (xúc tác Ni), thu hỗn hợp khí Y Cho Y lội từ từ vào bình nước brom (dư), sau kết thúc các phản ứng, khối lượng bình tăng m gam và có 280 ml hỗn hợp khí Z (đktc) thoát Tỉ khối Z so với H2 là 10,08 Giá trị m là A 0,328 B 0,620 C 0,585 D 0,205 (trích thi tuyển sinh khối A 2010) Câu 5: Cho hỗn hợp X gồm ancol metylic và hai axit cacboxylic (no, đơn chức, dãy đồng đẳng) tác dụng hết với Na, giải phóng 6,72 lít khí H2 (đktc) Nếu đun nóng hỗn hợp X (có H2SO4 đặc làm xúc tác) thì các chất hỗn hợp phản ứng vừa đủ với tạo thành 25 gam hỗn hợp este (giả thiết phản ứng este hoá đạt hiệu suất 100%) Hai axit hỗn hợp X là A CH3COOH và C2H5COOH B HCOOH và CH3COOH C C3H7COOH và C4H9COOH D C2H5COOH và C3H7COOH (trích thi tuyển sinh khối A 2010) Câu 6: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, NaOH và Na2CO3 dung dịch axít H2SO4 40% (vừa đủ) thu 8,96 lít hỗn hợp khí có tỷ khối H 16,75 và dung dịch Y có nồng độ 51,449% Cô cạn Y thu 170,4 gam muối Giá trị m là: A 37,2 gam B 50,4 gam C 50,6 gam D 23,8 gam (trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 7: Cho 17,6 gam Chất X công thức C4H8O2 tác dụng hoàn toàn với 100 ml dung dịch chứa NaOH 1,5M và KOH 1,0M Sau phản ứng cô cạn thu 20 gam chất rắn Công thức X là A HCOO-C3H7 B C2H5COOCH3 C CH3COO-C2H5 D C3H7COOH ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2010) Câu 8: Chia 23,6 gam hỗn hợp gồm HCHO và chất hữu X là đồng đẳng HCHO thành phần Phần 1, cho tác dụng với H2 dư (t0C, xúc tác), sau phản ứng thu 12,4 gam hỗn hợp ancol Phần 2, cho tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được108 gam bạc Công thức phân tử X là: A C2H3CHO B C2H5CHO C (CHO)2 D CH3CHO ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2010) Câu 9: Cho 27,3 gam hỗn hợp A gồm hai este no, đơn chức tác dụng vừa đủ với dung dịch KOH, thu 30,8 gam hỗn hợp hai muối axit và 16,1 gam ancol Khối lượng este có khối lượng phân tử nhỏ có hỗn hợp A là A 21 gam B 22 gam C 17,6 gam D 18,5 gam ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần 2012) Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 3,9 gam kali vào 36,2 gam nước thu dung dịch có nồng độ A 4,04% B 15,47% C 14,00% D 13,97% ( trích thi thử lần năm 2010 chuyên ĐHSPHN) Câu 11: Cho 10,6 gam hỗn hợp hai ancol no, đơn chức tách nước 1400C, xúc tác H2SO4 đậc thu 8,8 gam hỗn hợp ete có số mol Hai ancol là: A Phương án khác B CH3OH và C3H7OH C CH3OH và C4H9OH D C2H5OH và C3H7OH Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (6) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com ( trích thi thử chuyên ĐHSPHN lần năm 2011) Câu 12: Cho 16,4 gam hỗn hợp X gồm axit cacboxylic là đồng đẳng phản ứng hoàn toàn với 200ml dung dịch NaOH 1M và KOH 1M, thu dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y, thu 31,1 gam hỗn hợp chất rắn khan Công thức axit X là: A C3H6O2 và C4H8O2 B C3H4O2 và C4H6O2 C C2H4O2 và C3H4O2 D C2H4O2 và C3H6O2 ( trích thi thử chuyên ĐHSPHN lần năm 2011) Câu 13: Hòa tan hết 26,43 gam hỗn hợp bột gồm Mg, Al, Al 2O3 và MgO 795 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,5M và H2SO4 0,75M (vừa đủ) Sau phản ứng thu dung dịch X và 4,368 lít khí H (ở đktc) Cô cạn dung dịch X thu khối lượng muối khan là A 86,58 gam B 88,18 gam C 100,52 gam D 95,92 gam ( trích thi thử THPT Phụ Dực_TB năm 2010) Câu 14: Cho V lít (đktc) hỗn hợp khí gồm olefin liên tiếp cùng dãy đồng đẳng hợp nước (xúc tác H +) thu 12,9 gam hỗn hợp X gồm ancol Đun nóng X H 2SO4 đặc 1400C thu 10,65 gam hỗn hợp Y gồm ete khan Giả sử hiệu suất các phản ứng là 100% Công thức phân tử olefin và giá trị V là A C2H4, C3H6, 5,60 lít B C4H8, C5H10, 5,6 lít C C2H4, C3H6, 4,48 lít D C3H6, C4H8, 4,48 lít ( trích thi thử THPT Phụ Dực_TB năm 2011) Câu 15:Đun nóng 15,2 gam hỗn hợp rượu no đơn chức, là đồng đẳng với H2SO4 đặc 140OC, thu 12,5 gam hỗn hợp ete (h = 100%) Công thức rượu là A C3H7OH và C4H9OH B CH3OH và C2H5OH C C2H5OH và C3H7OH D CH3OH và C3H7OH TT.2: Phương pháp tăng giảm khối lượng A/ Cơ sở lí thuyết Khi chuyển từ chất này sang chất khác khối lượng có thể tăng giảm khối lượng mol chất khác Sự tăng hay giảm khối lượng chất luôn có quan hệ với số mol chất Dựa vào mối quan hệ này có thể giải nhanh nhiều bài toán hóa học B/ Ví dụ minh họa Câu 1: Cho m gam bột Zn vào 500 ml dung dịch Fe2(SO4)3 0,24M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng dung dịch tăng thêm 9,6 gam so với khối lượng dung dịch ban đầu Giá trị m là A 20,80 B 29,25 C 48,75 D 32,50 ( trích đề thi tuyển sinh đại học khối B 2011) HD1 [pp Khối lượng dd tăng thêm 9,6 g chính khối lượng Zn tham gia pư (1) và (2) trừ khối lượng Fe tạo thành (2) - nFe(3+)= 0,24 0,5= 0,24 mol -ptpu: (1) Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ (2) Zn + Fe2+ → Zn2+ Fe Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (7) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com - giả sử xảy phản ứng (1) ta có nZn(pu) ≤ ½ nFe(3+)=0,12 mol, mddtăng=mZn pư ≤ 0,12 65=7,8 gam, trái giả thiết mdd tăng=9,6 g => xảy pư (1) và (2) - ta có nZn(1)= ½ nFe(3+)= 0,12 mol Gọi số mol Zn phản ứng (2) là x mol => nFe= x mol Khối lượng dd tăng thêm 9,6 g chính khối lượng Zn tham gia pư (1) và (2) trừ khối lượng Fe tạo thành (2) mZn – mFe = (0,12 +x) 65 – 56x= 9,6 => x =0,2 mol Vậy m= mZn= 65.(0,12 +0,2) = 20,8 gam Câu 2: Cho 200 gam loại chất béo có số axit tác dụng vừa đủ với lượng NaOH, thu 207,55 gam hỗn hợp muối khan Khối lượng NaOH đã tham gia phản ứng là A 31,45 gam B 31 gam C 32,36 gam D 30 gam ( trích đề thi tuyển sinh đại học khối B 2011) HD2 [ NaOH tham gia pư là pư axit-bazo và pư xà phòng hóa: - RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O (1) nguyên tử H thay nguyên tử Na nên muối khan tăng so với axit là 22 gam mol NaOH pư với axit - (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3 (2) nguyên tử Na thay gốc C3H5 Vậy muối khan tăng so với este là 23 – 41= 28 gam mol NaOH pư với este ] - Do chất béo có số axit là nên nNaOHpư với axit =nH2O =nKOHpư với axit = (200 7): (1000 56) =0,025 mol - Gọi số mol NaOH pư với este là x mol Ta có: mmuối khan –mchất béo = 0,025 22 + 28.x/3 = 7,55 gam x= 0,75 mol - Vậy tổng số mol NaOH pư là 0.775 mol mNaOH = 31 gam Câu 3: Cho m gam bột Cu vào 400 ml dung dịch AgNO3 0,2M, sau thời gian phản ứng thu 7,76 gam hỗn hợp chất rắn X và dung dịch Y Lọc tách X, thêm 5,85 gam bột Zn vào Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 10,53 gam chất rắn Z Giá trị m là A 5,12 B 3,84 C 5,76 D 6,40 ( trích đề thi tuyển sinh đại học khối B 2011) HD3: [ CM Zn pư dư: Áp dụng định luật bảo toàn e ta có Σe nhận dd= const= nAg+ = 0,2 0,4 = 0,08 mol, mà Σe Zn nhường có thể=2nZn=0,18 mol Vậy Zn pư dư ] - cho Cu vào dd xảy pư: Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag (1) - Áp dụng định luật bảo toàn e ta có Σe nhận dd= nAg+ = 0,2 0,4 = 0,08 mol, mà Σe Zn nhường có thể=2nZn=0,18 mol Vậy Zn pư dư Gọi số mol Cu2+ và Ag+ dd Y là x,y mol - ptpu (2) Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag (y mol Ag+ => y mol Ag sinh và y/2 mol Zn pư) (3) Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu (x mol Cu2+ => x mol Cu sinh và x mol Zn pư) - Sd pp tăng giảm khối lượng: mchất rắn tăng= mCu sinh +mAg sinh –mZn pư = 64x+108y – (x+y/2) 65= 10,53 – 5,85=4,68 g Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (8) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com -x +75,5y= 4,68 (I) - nAg pư 1= 0,4 0,2 – y= 0,08 –y mol=2nCu(2+) Y=2x 2x + y= 0,08 (II) - Từ (I) và (II) ta x= 0,009 và y= 0,062 => mAg sinh 1=2 0,009 108=1,944 => mCu(X)=7,76 -1,944 =5,816 gam - Vậy m= 5,816 + 64 0,009=6,392 Câu 4: Hỗn hợp Z gồm hai axit cacboxylic đơn chức X và Y (M > M ) có tổng khối lượng là 8,2 gam Cho Z X Y tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu dung dịch chứa 11,5 gam muối Mặt khác, cho Z tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO NH , thu 21,6 gam Ag Công thức và phần trăm khối lượng X 3 Z là A C H COOH và 54,88% B C H COOH và 43,90% C C2H5COOH và 56,10% D HCOOH và 45,12% ( trích thi tuyển sinh đại học khối B 2010) HD4: [ - RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O, mol NaOH pư thì muối thu tăng so với khối lượng axit là 22 g vì nguyên tử Na thay nguyên tử H Từ khối lượng tăng tính số mol axit - axit tác với AgNO3/NH3 tạo Ag nên đó là HCOOH td với tỉ lệ 1:2] - Σnaxit= (11,5 – 8,2)/22 =0,15mol - nHCOOH= ½ nAg= 0,1 mol Vậy Y là HCOOH vì MX> MY - Vậy nX = 0,15 – 0,1 =0,05; mX= 8,2 – 0,1 46 =3,6g => MX =3,6/0,05 =72 Vậy X là C2H3COOH - Thành phần phần trăm khối lượng: %mC2H3COOH= 43,9% C/ Bài tập học sinh tự giải Câu 5: Trung hoà 3,88 gam hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở dung dịch NaOH, cô cạn toàn dung dịch sau phản ứng thu 5,2 gam muối khan Nếu đốt cháy hoàn toàn 3,88 gam X thì thể tích oxi (đktc) cần dùng là A 1,12 lít B 3,36 lít C 4,48 lít D 2,24 lít Câu 6: Cho 2,7 gam hỗn hợp bột X gồm Fe và Zn tác dụng với dung dịch CuSO Sau thời gian, thu dung dịch Y và 2,84 gam chất rắn Z Cho toàn Z vào dung dịch H 2SO4 (loãng, dư), sau các phản ứng kết thúc thì khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam và dung dịch thu chứa muối Phần trăm khối lượng Fe X là A 41,48% B 51,85% C 48,15% D 58,52% Câu 7: Cho m gam bột Cu vào 200 ml dung dịch AgNO3 0,2M, sau phản ứng thu 3,88g chất rắn X và dung dịch Y Cho 2,925g bột Zn vào dung dịch Y sau phản ứng thu 5,265g chất rắn Z và dung dịch chứa muối Giá trị m là: A 3,17 B 2,56 C 1,92 D 3,2 Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (9) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) Câu 8: Cho m gam Al vào 500ml dung dịch Cu(NO 3)2 0,2M, AgNO3 0,1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu chất rắn nặng (m+7,71) gam Giá trị m là : A 5,29 B 4,02 C 1,53 D 1,89 ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2010) Câu 9: Trung hòa hết 10,36 gam axit hữu đơn chức dung dịch Ba(OH) vừa đủ thu 19,81 gam muối khan Xác định công thức axit? A CH3COOH B C2H3COOH C C3H5COOH D C2H5COOH ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) Câu 10: Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,1 mol AgNO3 và 0,25 mol Cu(NO3)2, sau thời gian thu 19,44 gam kết tủa và dung dịch X chứa muối Tách lấy kết tủa, thêm tiếp 8,4 gam bột sắt vào dung dịch X, sau các phản ứng hoàn toàn thu 9,36 gam kết tủa Giá trị m là: A 4,8 gam B 4,32 gam C 4,64gam D 5,28 gam ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 11: Cho 29,8 gam hỗn hợp amin đơn chức tác dụng hết với dung dịch HCl, làm khô dung dịch thu 51,7 gam muối khan Công thức phân tử amin là A C2H5N và C3H7N B CH5N và C2H7N C C3H9N và C4H11N D C2H7N và C3H9N ( trích thi thử chuyên KHTN- ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 12: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al, Fe, Zn dung dịch HCl dư Dung dịch thu sau phản ứng tăng lên so với ban đàu (m – 2) gam Khối lượng ( gam) muối clorua tạo thành dung dịch là A m +73 B m + 35,5 C m + 36,5 D m + 71 ( trích thi thử chuyên ĐHSPHN lần năm 2010) Câu 13: Hòa tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp X gồm NaCl và NaI vào nước dung dịch Y Sục khí Cl2 dư vào dung dịch Y Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dung dịch thu 58,5 gam muối khan Khối lượng NaCl có hỗn hợp X là A 17,55 gam B 58,50 gam C 29,25 gam D 23,40 gam ( trích thi thử chuyên ĐHSPHN lần năm 2010) Câu 14: Ngâm đinh sắt 200ml dung dịch CuSO4 Sau phản ứng kết thúc, lấy đinh sắt khỏi dung dịch rửa nhẹ nước cất và sấy khô đem cân thấy khối lượng đinh sắt tăng 0,8 gam so với ban đầu Nồng độ mol dung dịch CuSO4 đã dụng là A 0,0625M B 0,05M C 0,625M D 0,5M ( trích thi thử chuyên ĐHSPHN lần năm 2010) Câu 15: Hỗn hợp X gồm amin đơn chức, no, là đồng đẳng trộn theo thứ tự khối lượng mol phân tử tăng dần với tỷ lệ mol tương ứng là: 1:10:5 Cho 20g X tác dụng với dd HCl vừa đủ.Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 31,68g hỗn hợp muối Công thức amin trên là: A C4H9NH2, C5H11NH2, C6H13NH2 B CH3NH2, C2H5NH2, C3H7NH2 C C2H5NH2, C3H7NH2, C4H9NH2 D C3H7NH2, C4H9NH2, C5H11NH2 ( trích thi thử THPT Phụ Dực_TB năm 2010) Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page (10) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com TT.3: Phương pháp Bảo toàn nguyên tố A/ Cơ sở lí thuyết - Định luật bảo toàn nguyên tố: Trong các phản ứng hóa học thông thường các nguyên tố luôn bảo toàn ( tổng số mol nguyên tố bất kì trước và sau phản ứng là luôn nhau) - Điểm mấu chốt phương pháp là phải xác định đúng các hợp phần có chứa nguyên tố X trước và sau phản ứng, áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố rút mối quan hệ các hợp phần trước và sau phản ứng => kết luận cần thiết B/ Ví dụ minh họa Câu 1: Hỗn hợp khí X gồm etilen, metan, propin và vinylaxetilen có tỉ khối so với H2 là 17 Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hợp X hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH)2 (dư) thì khối lượng bình tăng thêm m gam Giá trị m là A 7,3 B 6,6 C 3,39 D 5,85 (trích thi tuyển sinh khối B 2011) HD1: [ - CT các Hiđrôcacbon là CH4, C2H4, C3H4, C4H4 với tổng số mol là 0,05 nH2O= 0,05 2=0,1 mol - mhiđrôcacbon= mC+mH = 17.2 0,05 = 1,7g → mC= 1,7 – 0,1 =1,5g( khối lượng Hiđrô chuyển hoàn toàn vào H2O) - C hiđrocacbon chuyển hoàn toàn CO2 nên nCO2=nC= 1,5/12= 0,125 mol - Khối lượng bình tăng m= mCO2+mH2O= 0,125 44 + 18 0,1 =7,3 g ] Câu 2: Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y tạo nên từ aminoaxit (no, mạch hở, phân tử chứa nhóm -NH và nhóm -COOH) Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y, thu tổng khối lượng CO và 2 H O 54,9 gam Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu cho lội từ từ qua nước vôi dư, tạo m gam kết tủa Giá trị m là A 120 B 60 C 30 D 45 ( Trích thi tuyển sinh khối B 2010) HD2: [- xét aminoaxit thỏa mãn đề bài có CT là C nH2n+1NO2 đipeptit X có CT là C2nH4nN 2O3, Y có CT là C3nH6n-1N3O4 - đốt cháy Y: C3nH6n-1N3O4 + O2 → 3n CO2 + (3n – ½ ) H2O + N2 ta nCO2- nH2O= ½ nY , dựa vào pt tổng khối lượng CO2, H2O xđ số mol CO2, H2O và xđ CT Y => CT X ] - Gọi số mol CO2, H2O là a,b mol Ta có: - ΣmCO2+mH2O= 44a +18b = 54,9(g) - nCO2- nH2O= ½ nY a- b= ½ 0,1 Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 10 (11) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com - Vậy số mol a= 0,9; b= 0,85 CT Y là C 9H17N3O4 và CT amino axit đó là C 3H7NO2 => CT X là C6H12N2O3 - Vậy đốt cháy 0,2 mol X thì số mol CO2 thu là 1,2 mol và mCaCO3= 120(g) C/ Bài tập học sinh tự giải Câu 3: Cho 13,74 gam 2,4,6-trinitrophenol vào bình kín nung nóng nhiệt độ cao Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu x mol hỗn hợp khí gồm: CO , CO, N và H Giá trị x là 2 A 0,60 B 0,36 C 0,54 D 0,45 ( trích thi tuyển sinh khối B 2010) Câu 4: Hỗn hợp X gồm axit axetic, axit fomic và axit oxalic Khi cho m gam X tác dụng với NaHCO (dư) thì thu 15,68 lít khí CO (đktc) Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 8,96 lít khí O (đktc), thu 35,2 2 gam CO và y mol H O Giá trị y là 2 A 0,8 B 0,3 C 0,2 D 0,6 (trích tuyển sinh khối A năm 2011) Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 0,11 gam este X (tạo nên từ axit cacboxylic đơn chức và ancol đơn chức) thu 0,22 gam CO và 0,09 gam H O Số este đồng phân X là 2 A B C D (trích tuyển sinh khối A năm 2011) Câu 6: Hỗn hợp X gồm C H và H có cùng số mol Lấy lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng, 2 thu hỗn hợp Y gồm C H , C H , C H và H Sục Y vào dung dịch brom (dư) thì khối lượng bình brom 2 tăng 10,8 gam và thoát 4,48 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H là Thể tích O (đktc) cần để đốt cháy 2 hoàn toàn hỗn hợp Y là A 33,6 lít B 22,4 lít C 26,88 lít D 44,8 lít (trích tuyển sinh khối A năm 2011) Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn x gam hỗn hợp gồm hai axit cacboxylic hai chức, mạch hở và có liên kết đôi C=C phân tử, thu V lít khí CO (đktc) và y mol H O Biểu thức liên hệ các giá trị x, y và V là 2 A V=28/95(x- 62y) B V=28/55(x+30y) C 28/55(x- 30y) D V= 28/95(x +62y) (trích tuyển sinh khối A năm 2011) Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic, hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH) (dư) Sau phản ứng thu 18 gam kết tủa và dung dịch X Khối lượng X so với khối lượng dung dịch Ca(OH) ban đầu đã thay đổi nào? A Giảm 7,74 gam B Giảm 7,38 gam C Tăng 2,70 gam D Tăng 7,92 gam (trích tuyển sinh khối A năm 2011) Câu 9: Nung m gam hỗn hợp X gồm FeS và FeS bình kín chứa không khí (gồm 20% thể tích O và 2 80% thể tích N ) đến các phản ứng xảy hoàn toàn, thu chất rắn và hỗn hợp khí Y có thành phần thể tích: 84,8% N , 14% SO , còn lại là O Phần trăm khối lượng FeS hỗn hợp X là 2 A 59,46% B 26,83% C 19,64% D 42,31% Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 11 (12) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com (trích tuyển sinh khối A năm 2011) Câu 10: Khử 1,6 gam hỗn hợp anđehit no H2 thu hỗn hợp ancol Đun nóng hỗn hợp ancol với H2SO4 đặc hỗn hợp olefin là đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hết olefin này 3,52 gam CO Các phản ứng xảy hoàn toàn Công thức anđehit là: A HCHO và CH3CHO B CH3CHO và CH2(CHO)2 C CH3CHO và C2H5CHO D C2H5CHO và C3H7CHO ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) Câu 11: Cho 27,48 gam axit picric vào bình kín dung tích 20 lít nung nóng nhiệt độ cao để phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp khí gồm CO2, CO, N2 và H2 Giữ bình 12230C thì áp suất bình là P atm Giá trị P là: A 7,724 atm B 6,624 atm C 8,32 atm D 5,21 atm ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn 29,16 gam hỗn hợp X gồm RCOOH, C 2H3COOH, và (COOH)2 thu m gam H2O và 21,952 lít CO2 (đktc) Mặt khác, 29,16 gam hỗn hợp X phản ứng hoàn toàn với NaHCO dư thu 11,2 lít (đktc) khí CO2.Giá trị m là A 10,8 gam B gam C 8,1gam D 12,6 gam ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần 2012) Câu 13: Hỗn hợp khí X gồm etilen, metan, propin và vinylaxetilen có tỉ khối so với H2 là 17 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH)2 (dư) thì khối lượng dung dịch thay đổi: A giảm 10,4 gam B tăng 7,8 gam C giảm 7,8 gam D tăng 14,6 gam ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần 2012) Câu 14: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS2 và Ag2S với số mol thu 3,696 lít SO (đktc) và chất rắn B Cho B tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng dư, sau phản ứng hoàn toàn thấy còn lại m gam chất rắn không tan Giá trị m là: A 13,64 B 11,88 C 17,16 D 8,91 ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2010) Câu 15: Một loại phân Supephotphat kép có chứa 72,68% muối canxi đihiđrophotphat còn lại gồm các chất không chứa phốt Độ dinh dưỡng loại phân lân này là: A 60,68% B 37,94% C 30,34% D 44,1% ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 16: Đốt cháy hoàn toàn 5,4g amin X đơn chức lượng vừa đủ không khí Dẫn sản phẩm khí qua bình đựng nước vôi dư thu 24g kết tủa và có 41,664 lít (đktc) chất khí thoát X tác dụng với HNO2 tạo khí N2 X là: A đimetylamin B anilin C etylamin D metylamin (trích thi thử đại học lần năm 2011) Câu 17 Hỗn hợp X gồm ankan và anken Cho X tác dụng với 4,704 lít H (đktc) phản ứng hoàn toàn thu hỗn hợp Y gồm khí đó có H2 dư và hiđrocacbon Đốt cháy hoàn toàn Y cho sản phẩm vào nước vôi dư thấy khối lượng bình đựng nước vôi tăng 16,2 gam và có 18 gam kết tủa tạo thành Công thức hiđrocacbon là: A C2H6 và C2H4 B C2H8 và C3H6 C C4H10 và C4H8 D C5H10 và C5H12 (trích thi thử đại học lần năm 2011) Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 12 (13) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Câu 18: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 50 ml dung dịch H2SO4 18M (đặc, dư, đun nóng), thu dung dịch Y và V lít khí SO2 (đktc và là sản phẩm khử nhất) Cho 450 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu 21,4 gam kết tủa Giá trị V là: A 3,36 lít B 4,48 lít C 6,72 lít D 5,60 lít (trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 19: Đốt cháy 3,2 gam este E đơn chức, mạch hở 3,584 lít CO (đktc) và 2,304 gam H2O Nếu cho 15 gam E tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 14,3 gam chất rắn khan Vậy công thức ancol tạo nên este trên có thể là A CH2=CH-OH B CH3OH C CH3CH2OH D CH2=CH-CH2OH ( trích thi thử chuyên KHTN-ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 20: Cho 200 ml dung dịch AgNO3 2,5a mol/l tác dụng với 200 ml dung dịch Fe(NO 3)2 a mol/l Sau phản ứng kết thúc thu 17,28 gam chất rắn và dung dịch X Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch X thu m gam kết tủa Giá trị m là A 34,44 B 28,7 C 40,18 D 43,05 ( trích thi thử chuyên KHTN-ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 21: Đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp X gồm ancol (đều no, đa chức, mạch hở, có cùng số nhóm -OH) cần vừa đủ V lít khí O2, thu 11,2 lít khí CO2 và 12,6 gam H2O (các thể tích khí đo đktc) Giá trị V là A 14,56 B 15,68 C 11,20 D 4,48 (trích thi tuyển sinh khối B 2010) TT.4: Phương pháp bảo toàn electron A Cơ sở lí thuyết Trong phản ứng oxi hóa khử có Σe nhường =Σe nhận Σne nhường=Σne nhận B Ví dụ minh họa Câu 1: Cho nước qua than nóng đỏ, thu 15,68 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO, CO2 và H2 Cho toàn X tác dụng hết với CuO (dư) nung nóng, thu hỗn hợp chất rắn Y Hoà tan toàn Y dung dịch HNO3 (loãng, dư) 8,96 lít NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Phần trăm thể tích khí CO X là A 57,15% B 14,28% C 28,57% D 18,42% (trích thi tuyển sinh khối B 2011) HD1: [ Pp: Từ số mol NO → số mol nCu= 0,6 mol → ΣnCO, H2=nCu=0,6 mol, Áp dụng ĐLBT e cho trình nước qua than nóng đỏ ta xđ yc đề bài ] - Gọi số mol CO, H2, CO2 15,68 lít hỗn hợp là x, y, z mol Ta có Σnhh= x +y +z= 0,7 mol (I) và ΣnCO, H2= x +y= 0,6 mol (II) Áp dụng ĐLBT e ta có: Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 13 (14) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com C0 → C+2 + 2e (CO) (H2O) 2H+ x mol mol x 2x + 2e → H20 2y y C0 → C+4 + 4e (CO2) Σe nhường =Σe nhận Σne nhường=Σne nhận z mol 2x +4z = 2y (III) z 4z Từ (I), (II), (III) ta x = 0,2; y = 0,4; z = 0,1 %VCO = 28,57% Câu 2: Trộn 0,54g bột Al với 50g hỗn hợp Fe2O3, CuO, ZnO, MgO, tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thời gian (không có không khí), thu hỗn hợp rắn X Hoà tan X dd HNO3 dư thu 0,896 lít hỗn hợp khí Y gồm NO2 và NO (đktc) Tỉ khối hỗn hợp Y so với H2 là HD2: [ Pp: nhận thấy toàn quá trình Al Al +3; Fe Fe+3; Cu Cu+2; Mg Mg+2; Zn Zn+2 Vì xét toàn cho quá trình có Al nhường e và N+5 nhận e] -Gọi số mol NO2; NO hỗn hợp là: x, y mol Ta có: x +y = 0,04 mol (I) - Quá trình nhường nhận e: Al0 → Al+3 + 3e N+5 + 1e → N+4 0,02 0,06 mol x x mol N+5 + 3e → N+2 3y y mol - Áp dụng ĐLBT e ta có: x +3y =0,06 (II) - Từ (I)và (II) ta x =0,03; y = 0,01 Vậy Mhh= 42 và dhh/H2 = 21 C/ Bài tập học sinh tự giải Câu 3: Cho m gam hỗn hợp bột X gồm ba kim loại Zn, Cr, Sn có số mol tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl loãng, nóng thu dung dịch Y và khí H2 Cô cạn dung dịch Y thu 8,98 gam muối khan Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với O2 (dư) để tạo hỗn hợp oxit thì thể tích khí O2 (đktc) phản ứng là A 1,008 lít B 0,672 lít C 2,016 lít D 1,344 lít (trích thi tuyến sinh khối A 2010) Câu 4: Cho x mol Fe tan hoàn toàn dung dịch chứa y mol H2SO4 (tỉ lệ x : y = : 5), thu sản phẩm khử và dung dịch chứa muối sunfat Số mol electron lượng Fe trên nhường bị hoà tan là A 2x B 3x C y D 2y (trích thi tuyến sinh khối A 2010) Câu 5: Hoà tan 13,68 gam muối MSO vào nước dung dịch X Điện phân X (với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi) thời gian t giây, y gam kim loại M catot và 0,035 mol khí anot Còn thời gian điện phân là 2t giây thì tổng số mol khí thu hai điện cực là 0,1245 mol Giá trị y là A 3,920 B 1,680 Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học C 4,480 D 4,788 Page 14 (15) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com (trích thi tuyển sinh khối A 2011) Câu 6: Chia hỗn hợp X gồm K, Al và Fe thành hai phần - Cho phần vào dung dịch KOH (dư) thu 0,784 lít khí H (đktc) - Cho phần vào lượng dư H O, thu 0,448 lít khí H (đktc) và m gam hỗn hợp kim loại Y Hoà tan 2 hoàn toàn Y vào dung dịch HCl (dư) thu 0,56 lít khí H (đktc) Khối lượng (tính theo gam) K, Al, Fe phần hỗn hợp X là: A 0,39; 0,54; 1,40 B 0,39; 0,54; 0,56 C 0,78; 0,54; 1,12 D 0,78; 1,08; 0,56 (trích thi tuyển sinh khối A 2011) Câu 7: Điện phân dung dịch gồm 7,45 gam KCl và 28,2 gam Cu(NO ) (điện cực trơ, màng ngăn xốp) đến 32 khối lượng dung dịch giảm 10,75 gam thì ngừng điện phân (giả thiết lượng nước bay không đáng kể) Tất các chất tan dung dịch sau điện phân là A KNO và Cu(NO ) 32 C KNO3 và KOH B KNO , KCl và KOH D KNO3, HNO3 và Cu(NO3)2 (trích thi tuyển sinh khối A 2011) Câu 8: Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dung dịch gồm HNO 0,6M và H2SO4 0,5M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn (sản phẩm khử là NO), cô cạn cẩn thận toàn dung dịch sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu là A 20,16 gam B 22,56 gam C 19,76 gam D 19,20 gam KNO3, HNO3 và Cu(NO3)2 (trích thi tuyển sinh khối A 2011) Câu 9: Hoà tan hỗn hợp bột gồm m gam Cu và 4,64 gam Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 (loãng, dư), sau các phản ứng kết thúc thu dung dịch X Dung dịch X làm màu vừa đủ 100 ml dung dịch KMnO4 0,1M Giá trị m là A 0,64 B 0,96 C 1,24 D 3,2 (trích thi tuyển sinh khối A 2011) Câu 10: Nung 8,42g hỗn hợp X gồm Al, Mg, Fe oxi sau thời gian thu 11,62g hỗn hợp Y Hòa tan hoàn toàn Y dung dịch HNO dư thu 1,344 lít NO (đktc) là sản phẩm khử Số mol HNO phản ứng là: A 0,56 mol B 0,64 mol C 0,48 mol D 0,72 mol ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần 2011) Câu 12: Hòa tan a mol Fe dung dịch H2SO4 thu 12,32 lít SO2 (đktc) là sản phẩm khử và dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu 75,2 gam muối khan Giá trị a là: A 0,4 B 0,6 C 0,3 D 0,5 ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần 2011) Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 15 (16) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Câu 13: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X (gồm x mol Fe, y mol Cu, z mol Fe 2O3 và t mol Fe3O4) dung dịch HCl không thấy khí có khí bay khỏi khỏi bình, dung dịch thu chứa muối Mối quan hệ số mol các chất có hỗn hợp X là A x+ y = 2z +2t B x +y = z +t C x+y =2z +3t D x+y =2z +2t ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 14: Khử hoàn toàn m gam oxit M xOy cần vừa đủ 10,752 lít H2 (đktc) thu 20,16g kim loại M Cho toàn lượng kim loại này tác dụng với dung dịch HNO loãng dư thu 8,064 lít NO (đktc) là sản phẩm khử Công thức MxOy là: A FeO B Fe3O4 C Cr2O3 D Cu2O ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần 2011) Câu 15: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe dung dịch HNO thấy có 0,3 mol khí NO2 sản phẩm khử thoát ra, nhỏ tiếp dung dịch HCl vừa đủ vào lại thấy có 0,02 mol khí NO bay Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu chất rắn có khối lượng là: A 24,27 g B 26,92 g C 19,5 g D 29,64 g ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 16: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,002 mol FeS và 0,003 mol FeS vào lượng H2SO4 đặc nóng dư thu khí X Hấp thụ X lượng vừa đủ Vml dung dịch KMnO4 0,05M V có giá trị là: A 228 ml B 172 ml C 280ml D 188 ml ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2010) Câu 17: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thu 1,344 lít khí NO sản phẩm khử (ở đktc) và dung dịch X Dung dịch X có thể hoà tan tối đa 11,2 gam Fe Số mol HNO3 có dung dịch ban đầu là: A 0,94 mol B 0,64 mol C 0,86 mol D 0,78 mol ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 18: Hòa tan 14g hỗn hợp Cu, Fe3O4 vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng còn dư 2,16g hỗn hợp chất rắn và dung dịch X Cho X tác dụng với AgNO3 dư thu bao nhiêu gam kết tủa: A 45,92 B 12,96 C 58,88 D 47,4 ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 12: Cho hỗn hợp gồm m gam bột Cu và 27,84 gam Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 loãng dư thấy tan hoàn toàn thu dung dịch X Để oxi hóa hết Fe2+ dung dịch X cần dùng 90 ml dung dịch KMnO4 0,5M Giá trị m là: A 3,36 gam B 5,12 gam C 2,56 gam D 3,20gam ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 13: Cho khí CO qua ống sứ đựng 37,12 gam Fe3O4 nung nóng thu hỗn hợp rắn X Khí khỏi ống sứ hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu 43,34 gam kết tủa Hòa tan hết lượng hỗn hợp X dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư thấy bay V lít SO2 (đktc) Giá trị V là: A 4,48B 3,584 C 3,36D 6,72 ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 14: Cho m gam Fe tác dụng hết với dung dịch chứa y mol CuSO và z mol H2SO4 loãng, sau phản ứng hoàn toàn thu khí H2, m gam Cu và dung dịch chứa chất tan Mối quan hệ y và z là Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 16 (17) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com A y = 7z B y = 5z C y = z D y = 3z ( trích thi thử chuyên KHTN- ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 15: Cho 3,2 gam Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0,8M và H2SO4 0,2M, sản phẩm khử là khí NO Số gam muối khan thu cô cạn dung dịch sau phản ứng là: A 8,84 B 5,64 C 7,90 D 10,08 ( trích thi thử chuyên KHTN- ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 16: Cho hỗn hợp gồm 3,36 gam Mg và 0,4 gam MgO tác dụng với dung dịch HNO loãng dư thu 0,448 lít khí N2 là sản phẩm khử (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 23 gam chất rắn khan Số mol HNO3 đã phản ứng là: A 0,32 mol B 0,28 mol C 0,34 mol D 0,36 mol ( trích thi thử chuyên KHTN- ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 17: Điện phân lít dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaCl và CuSO với điện cực trơ, có màng ngăn đến H 2O bắt đầu điện phân hai cực thì dừng lại Tại catốt thu 1,28 gam kim loại đồng thời anôt thu 0,336 lít khí (ở đktc) Coi thể tích dung dịch không đổi thì pH dung dịch sau điện phân là: A B 12 C 13 D ( trích thi thử chuyên KHTN- ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 18: Hòa tan hoàn toàn 6,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe xOy và Cu dung dịch H 2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) và dung dịch chứa 16,6 gam hỗn hợp muối sunfat Công thức oxit sắt là: A FeO B Fe3O4 C FeO Fe3O4 D Fe2O3 ( trích thi thử chuyên KHTN- ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 19: Hoàn tan 0,1 mol FeS2 lít dung dịch HNO 1,2M, sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch X Tính khối lượng Cu tối đa có thể tan X, biết sản phẩm khử HNO3 các quá trình trên là NO A 12,8 gam B 25,6 gam C 22,4 gam D 19,2 gam ( trích thi thử chuyên KHTN- ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 20: Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn 2,24 lít khí NO (đktc), dung dịch Y và còn lại 1,46 gam kim loại Khối lượng muối Y và nồng độ mol dung dịch HNO3 là A 65,34 gam; 2,7M B 65,34 gam; 3,2M C 48,6 gam; 2,7M D 48,6 gam; 3,2M ( trích thi thử chuyên ĐHSPHN lần năm 2010) TT.5: Phương pháp bảo toàn điện tích A/ Cơ sở lí thuyết Nguyên tử, phân tử luôn trung hòa điện Trong nguyên tử: số p = số e Trong dung dịch: Σsố mol × điện tích ion dương = Σsố mol × điện tích ion âm Khối lượng muối dd= tổng khối lượng các ion tạo muối B/ Ví dụ minh họa: Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 17 (18) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Câu 1: Dung dịch X gồm 0,1 mol H+, z mol Al3+, t mol NO 3- và 0,02 mol SO42- Cho 120 ml dung dịch Y gồm KOH 1,2M và Ba(OH)2 0,1M vào X, sau các phản ứng kết thúc, thu 3,732 gam kết tủa Giá trị z, t là A 0,020 và 0,012 B 0,012 và 0,096 C 0,020 và 0,120 D 0,120 và 0,020 ( trích thi tuyển sinh khối B năm 2011) HD1: [pp: Áp dụng ĐLBT điện tích Σsố mol × điện tích ion dương = Σsố mol × điện tích ion âm ta pt z và t, khối lượng kết tủa gồm có BaSO4 0,012 mol và còn lại là Al(OH)3 Từ đó ta xđ giá trị z] - Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta pt: 0,1 +3z = t +0,02 t – 3z = 0,06 (I) - nBa2+= 0,012 mol, nSO4= 0,02 mol nBaSO4= 0,012 mol mặt khác mBaSO4 + mAl(OH)3= 3,732 (g) nAl(OH)3= 0,012 mol - ΣnOH-= 1,2 0,12 + 0,1 0,12 =0,168 mol; nH+= 0,1 mol Vậy số mol OH- pư vói Al3+ là 0,068 mol ΣnAl3+= z = nAl(OH)3 + 1/4 (0,068 – 3nAl(OH)3) = 0,02 mol (II) - Từ (I) và (II) ta z = 0,02 và t = 0,12 Câu 2: Dung dịch X có chứa: 0,07 mol Na+; 0,02 mol SO 42- và x mol OH- Dung dịch Y có chứa ClO4- , NO3- và y mol H+; tổng số mol ClO 4- , NO3- là 0,04 Trộn X và Y 100 ml dung dịch Z Dung dịch Z có pH (bỏ qua điện li H2O) là A B 13 C D 12 ( trích thi tuyển sinh khối A năm 2010) + HD2: [ BTĐT tìm số mol OH và H , xđ pH ] - xét dd X: nOH-= 0,07 – 0,02 =0,03 mol - xét dd Y: nH+= ΣnClO4-+ nNO3-= 0,04 mol - trộn dd X với Y thì dd có 0,01 mol H+ [H+]= 0,1 pH =1 C Bài tập học sinh tự giải Câu 3: Trộn dung dịch chứa Ba2+; Na+: 0,04 mol; OH-: 0,2 mol; với dung dịch chứa K+; HCO3-: 0,06 mol; CO32-: 0,05 mol thu m gam kết tủa Giá trị m là: A 15,76 gam B 13,97 gam C 19,7 gam D 21,67 gam ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) 2+ Câu 4: Dung dịch X chứa 0,025 mol CO3 ; 0,1 mol Na ; 0,25 mol NH4+ và 0,3 mol Cl- Cho 270 ml dd Ba(OH)2 0,2M vào và đun nóng nhẹ (giả sử nước bay không đáng kể) tổng khối lượng dd X và dd Ba(OH)2 sau quá trình phản ứng giảm là: A 4,215 gam B 5,296 gam C 6,761 gam D 7,015 gam Câu 5: Hòa tam hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và x mol Cu2S vào dd HNO3 vừa đủ, thu dd X chứa muối sunfat các kim loại và tạo khí NO Giá trị x là: A 0,03 B 0,045 C 0,06 D 0,09 2+ + 2Câu 6: Một dd chứa 0,02 mol Cu ; 0,03 mol K ; x mol Cl và y mol SO4 Tổng khối lượng các muối có tan dd là 5,435 gam Giá trị x và y là A 0,03 và 0,02 B 0,05 và 0,01 C 0,01 và 0,03 D 0,02 và 0,05 Câu 7: Hòa tan hoàn toàn 5,94 gam hỗn hợp muối clorua kim loại nhóm IIA vào nước 100ml dd X Để làm kết tủa hết ion Cl- có dd X người ta cho toàn lượng dd X trên tác dụng vừa đủ với dd AgNO3 Kết thúc thí nghiệm thu dd Y và 17,22 gam kết tủa Khối lượng muối khan thu cô cạn dd Y là: A 4,86 gam B 5,4 gam C 7,53 gam D 9,12 gam Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 18 (19) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com TT.6: Phương pháp trung bình A Cơ sở lí thuyết Nguyên tắc: hỗn hợp chất bất kì ta luôn có thể biểu diễn chúng qua đại lượng tương đương, thay cho hỗn hợp là đại lượng trung bình ( khối lượng mol trung bình, số nguyên tử trung bình, số nhóm chức trung bình, số liên kết pi trung bình, ) B Ví dụ minh họa Câu 1: Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat kim loại kiềm M tác dụng hết với dd HCl dư sinh 0,448 lít khí(đktc) Kim loại M là A Li B Na C K D Rb HD1: - gọi CT muối đó là M2CO3 và MHCO3 - Ta có Σn(M2CO3; MHCO3= nCO2= 0,02 mol VậyMHCO3 < Mtb=1,9/0,02= 95 < M2CO3 17,5 < M <34 M= 23, M là Na Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗm hợp gồm Fe; Cu ( tỉ lệ mol 1:1) HNO3 thu V lít khí hỗn hợp X đktc gồm NO và NO2 và dd Y chứa muối và axit dư Tỉ khối Y so với H2 là 19 Giá trị V là A 6,72 lit B 4,48 lit C 5,6 lit D 3,36 lít HD2: Từ tỉ lệ số mol và khối lượng hỗn hợp ta xđ số mol: nFe = nCu= 0,1 mol - Do dd chứa muối và axit dư nên muối đó là Fe3+ và Cu2+ Vậy số mol e nhường là 0,1 (2 +3) = 0.5 mol - Gọi số mol NO; NO2 hỗn hợp X là a, b mol Ta có - Áp dụng định luật bảo toàn e ta pt 3a +b= 0,5(I) - Mtb= (30a +46b)/(a+b)= 19 2= 38 8a – 8b = 0(II) - Từ (I) và (II) ta a = b = 0,1 Vậy V = 4,48 lít C/ Bài tập học sinh tự giải Câu 3: Cho 1,7 gam hỗn hợp gồm Zn và kim loại X thuộc nhóm IIA tác dụng với dd HCl dư sinh 0,672 lít H2(đktc) Mặt khác cho 1,9 gam X tác dụng với dd H2SO4 loãng dư thì thể tích khí H2 sinh chưa đến 1.12 lit(đktc) Kim loại X là: A Ba B Ca C Mg D Fe Câu 4: A là hỗn hợp gồm rượu etylic và axit hữu đơn chức liên tiếp dãy đồng đẳng Chia A làm phần nhau: P1: cho tác dụng với Na dư 3,92 l H2 (đkc) P2: đốt cháy hoàn toàn cần 25,2 l O2 (đkc) Sản phẩm cháy dẫn qua bình đựng H2SO4 đặc và bình đựng đ Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 17,1 g còn bình xuất 177,3 g kết tủa - Tìm CTPT ,CTCT các axit - Tính % theo khối lượng chất A Câu 5: Hỗn hợp A gồm este là đồng phân và tạo thành từ axit và rượu đơn chức Cho 2,2 g hh A bay 136,5 C; atm thì thu 840 ml este Mặt khác đem thuỷ phân hoàn toàn 26,4 g hh A 100ml đ NaOH 20% (d = 1,2 g/ml) đem cô cạn thu 33,8 g chất rắn khan Xác địng CTCT và khối lượng este hỗn hợp A Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 19 (20) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Câu 6: A là hỗn hợp gồm hidrocacbon thể khí X,Y Lấy 0,06 mol A chia làm phần nhau: P1:cho qua bình đựng dd Br2 dư thì thấy khối lượng bình tăng lên m1(g) và có 6,4 g Br2 tham gia phản ứng ( không có khí thoát khỏi bình Br2) P2: đốt cháy thu m2 (g) H2O và có 0.08 mol CO2 tạo thành - Xác định CTPT,CTCT X,Y - Tính m2,m2 và % thể tích X,Y hỗn hợp A Câu 7: Hoà tan 4,6 g hh kim loại gồm Ba và kim loại kiềm thuộc chu kỳ liên tiếp vào nước đ A và 1,12 l khí H2(đkc) Nếu cho ½ dd A với 18 ml dd K2CO3 0,5 M thì đ có khả kết tủa với dd Na2SO4 Nếu cho ½ dd A tác dụng với 21 ml dd K2CO3 0,5 M thì dd có khả tạo kết tủa với dd CaCl2 Xác định kim loại kiềm Câu 8: Cho 2,72 g hh gồm kim loại A,B,C tác dụng với halogen X thu hỗn hợp muỗi có khối lượng là 8,04 g Hoà tan muối này vào nước xong cho phản ứng với dd AgNO3 thu 21,525 g kết tủa a) Xác định halogen X b) Cho tỉ lệ nguyên tử khối A,B,C là 3:5:7 và tỉ lệ số mol là 1:2:3 Xác định kim loại Câu 9: Hoà tan hết 11,2 g hh X gồm kim loại M (hoá trị x) và M ’ (hoá trị y) dung dịch HCl và sau đó cô cạn đ thu 39,6 g hh muối a) Tính thể tích khí sinh đktc b) Cho 22,4 g hh X nói trên tác dụng với 500 ml dd HCl nói trên thấy thoát 16,8 lit H2 (đkc) Đem cô cạn dd chất rắn Y Tính khối lượng Y và CM dd HCl c) Hai kim loại M,M ’ có cùng hoá trị và có tỉ lệ số mol là 7:1; M’ > M Xác định kim loại đó Biết x,y Câu 10: Cho hỗn hợp Na và kim loại kiềm X khác nặng 6,2 g tác dụng với 104 g nước thu 110 g dd (d = 1,1 g/ml) a) Xác định X biết MX < 40 b) Tính nồng độ mol dd thu và thể tích dd HCl 1M cần thiết để trung hoà dd trên TT.7: Phương pháp quy đổi hỗn hợp A Cơ sở lí thuyết Nguyên tắc chung Qui đổi là pp biến đổi toán học nhằm đưa hỗn hợp phức tạp dạng đơn giản để thuận tiện cho việc tính toánĐLBTKL; bảo toàn số oxi hóa Khi áp dụng pp qui đổi phải tuân thủ Các hướng qui đổi ( quy đổi nhiều chất thành hỗn hợp chất; qui đổi các nguyên tử thành phần) B Ví dụ minh họa Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 20 (21) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Câu 1: Nung 2,23 gam hỗn hợp X gồm các kim loại Fe, Al, Zn, Mg oxi, sau thời gian thu 2,71 gam hỗn hợp Y Hoà tan hoàn toàn Y vào dung dịch HNO (dư), thu 0,672 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Số mol HNO đã phản ứng là A 0,12 B 0,14 C 0,16 D 0,18 ( trích thi tuyển sinh khối B năm 2010) HD1: [ pp: - khối lượng hỗn hợp tăng chính khối lượng oxi các oxit - sd CT ΣnHNO3= 4nNO + 2nO ] - qui đổi hỗn hợp thành Fe2O3; Al2O3; ZnO; MgO; Fe; Al; Zn; Mg thì ta thấy các oxit pư với HNO3 không thể tính oxi hóa vì nHNO3= 2nO( nguyên tử oxi thay NO3-); các kim loại pư oxi hóa khử vì nHNO3= nNO+nNO3-(trong muối)= 4nNO - ΣnHNO3= 4nNO + 2nO = 0,03 + 2.(2,71 – 2,23)/ 16 =0,18 mol Câu 2: Hoà tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe O và Cu dung dịch H SO đặc nóng (dư) Sau x y phản ứng thu 0,504 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Phần trăm khối lượng Cu X là A 39,34% B 65,57% C 26,23% D 13,11% ( trích thi tuyển sinh khối B năm 2010) HD2: [ pp: Qui đổi hỗn hợp các nguyên tử Fe; Cu; O Ta lập các pt đại số liên quan khối lượng hỗn hợp, bảo toàn e và pt khối lượng muối và từ đó xđ yc đề bài ] - qui đổi hỗn hợp Fe, Cu, O với số mol tương ứng là a, b, c - Σmhh= 56a +64b +16c = 2,44 (g) (I); nSO2=0,0225 mol - Áp dụng ĐLBT e ta có: Fe0 → Fe+3+ 3e O0 + 2e → O-2 a 3a mol c 2c mol +2 +6 +4 Cu → Cu + 2e S + 2e → S b 2b mol 0,0225 0,045 mol ta có 3a + 2b = 2c +0,045 3a +2b – 2c =0,045 (II) - Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho Fe( a mol) và Cu(b mol) ta nFe2(SO4)3= a/2 mol và nCuSO4= b mol mmuối= 400 a/2 + 160 b = 6,6 (g) 200a + 160b = 6,6 (III) - Từ (I);(II);(III) ta a = 0,025; b=0,01 ; c= 0,025 - Vậy %mCu = 26,23% Câu 3: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,18 mol FeS và a mol Cu2S dung dịch HNO3 vừa đủ thu dung dịch X chứa muối sunfat và V lít NO (đktc) là sản phẩm khử Giá trị V là: A 44,8 lít B 22,4 lít C 26,88 lít D 33,6 lít ( thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) HD3: [ qui đổi hỗn hợp Fe; Cu; S và áp dụng ĐLBTNT để xđ giá trị a và sau đó áp dụng ĐLBT e để xđ V] - Áp dụng ĐLBTNT ta có nFe = 0,18 mol; nCu= 2a mol; nS = a + 0,18 2= (a +0,36) mol - Do dd chứa các muối sunfat nên các muối đó là 0,09 mol Fe 2(SO4)3 và 2a mol CuSO4 (bảo toàn nguyên tố Cu và Fe) - Bảo toàn nguyên tố S ta có ΣS(trong muối)= (a + 0,36) 2a + 0,09 =a + 0,36 a = 0,09 mol Vậy nFe= 0,18; nCu= 2a = 0,18; nS= a +0,36 = 0,45 mol Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 21 (22) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com - Áp dụng ĐLBT e: Fe0 → Fe+3 + 3e 0,18 0,54 mol +2 Cu → Cu + 2e Σne nhường = 0,54 +0,36 + 2,7 = 3,6 mol nNO= 1,2 mol 0,18 0,36 mol V = 26,88 lít +6 S →S + 6e 0,45 2,7 mol Câu 4: Nhiệt phân 50,56 gam KMnO4 sau thời gian thu 46,72 gam chất rắn Cho toàn lượng khí sinh phản ứng hết với hỗn hợp X gồm Mg, Fe thu hỗn hợp Y nặng 13,04 gam Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu 1,344 lít SO2 (đktc) % khối lượng Mg X là: A 52,17% B 39,13% C 28,15% D 46,15% ( thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) HD4: [ sau nhiệt phân KmnO4 ta có mO2= mcr giảm Từ đó => mhh kl= mY – mO2 SD pp qui đổi và bảo toàn e để giải bài toán] - Ta có mO2 = 50,56 – 46,72 =3,84 (g) nO= 3,84/ 16 = 0,24 mol - Gọi số mol kim loại Mg; Fe hỗn hợp là x, y mol Ta có Σmhh = 24x + 56y = 13,04 – 3,84 =9,2 (g) (I); nSO2 = 0,06 mol - Áp dụng ĐLBT e ta có: Mg0 → Mg+2 + 2e O0 + 2e → O-2 x 2x mol 0,24 0,48 mol +3 +6 Fe → Fe + 3e S + 2e → S+4 y 3y mol 0,12 0,06 mol Vậy ta có pt: 2x +3y = 0,48 + 0,12 = 0,6 (II) - Từ (I); (II) ta x =0,15 ; y = 0,1 %mMg= 39,13% C/ Bài tập học sinh tự giải Câu 5: Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí sau thời gian thu m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu 4,2 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Tính m?ĐS: 15 gam Câu 6: Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Hòa tan hết X dung dịch HNO3 loãng thu 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối so với H2 là 19 Tính m và thể tích HNO3 1M đã dùng? Câu 7: Lấy m gam sắt đem đốt oxi không khí ta hỗn hợp rắn X (gồm chất rắn) cân nặng 12 gam, hỗn hợp rắn X đem hoà HNO3 dư nhận 2,24 lít khí NO (đktc) Vậy m có giá trị là: A 8,96 g B 9,82 g C 10,08 g D 11,20 g Câu 8: Lấy p gam Fe đem đốt oxi ta 7,52 gam hỗn hợp X gồm oxit Hỗn hợp X đem hoà tan H2SO4 đặm đặc dư 0,672 lít SO2 (đktc) Vậy p có giá trị là: A 4,8 g B 5,6 g C 7,2 g D 8,6 g Câu 9: Để m gam phoi Fe ngoài không khí sau thời gian thu 12g chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 Hòa tan hết X dd H2SO4 đặc nóng thu 2,24 lit khí SO2 (đkc) Giá trị m là A 9,52 B 9,62 C 9,42 D 9,72 Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 22 (23) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Câu 10: Cho 11,2g Fe tác dụng với oxi m gam hỗn hợp X gồm các oxit Hòa tan hết X vào dd HNO dư thu 896 ml NO (đkc, sản phẩm khử nhất) Giá trị m là A 29,6 B 47,8 C 15,04 D 25,84 Câu 11: Để m gam bột Fe ngoài không khí thời gian thu 11,8g hỗn hợp gồm Fe và các oxit sắt Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp đó dd HNO3 loãng thu 2,24 lit khí NO (đktc) Giá trị m là A 9,94 B 10,04 C 15,12 D 20,16 TT.8: Phương pháp chia hỗn hợp thành các phần không A/ Cơ sở lí thuyết Vì tỉ lệ số mol các chất hỗn hợp là không đổi nên coi phần này có khối lượng gấp k lần phần thì số mol các chất tương ứng gấp k lần, từ đó tìm mối liên hệ các phần đặt ẩn k để giải bài toán B/ Ví dụ minh họa Câu 1: Hỗn hợp bột X gồm Cu, Zn Đốt cháy hoàn toàn m gam X oxi (dư), thu 40,3 gam hỗn hợp gồm CuO và ZnO Mặt khác, cho 0,25 mol X phản ứng với lượng dư dung dịch KOH loãng nóng, thì thu 3,36 lít khí H (đktc) Phần trăm khối lượng Cu X là A 19,81% B 29,72% C 39,63% D 59,44% ( trích thi tuyển sinh khối B năm 2010) HD1: - Ta có nZn= nH2= 0,15 mol nCu(0,25 mol hh)= 0,1 mol Vậy nZn : nCu = 3:2 - Gọi số mol Zn; Cu m (g) X là 3x; 2x mol ta có m ZnO + mCuO = 81 3x + 80 2x = 40,3 (g) [ BTNT Zn; Cu ] x =0,1 mol nCu= 2x = 0,2 mol - %mCu = 39,63% Câu 2: Hỗn hợp X gồm Cu, Fe, Mg Nếu cho 10,88 gam X tác dụng với clo dư thì sau phản ứng thu 28,275g hỗn hợp muối khan Mặt khác 0,44 mol X tác dụng với dung dịch HCl dư thì thu 5,376 lít H (đktc) % khối lượng Cu X là: A 67,92% B 58,182% C 37,23% D 43,52% ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) HD2: - Gọi số mol Cu; Fe; Mg 0,44 mol hỗn hợp X là x, y, z mol Ta có: x + y + z = 0,44 (I) - cho X pư với HCl có Fe; Mg pư Ta có ΣnH2= y + z = 0,24 mol (II) - gọi mhh1/ mhh2= k Ta có số mol Cu; Fe; Mg tương ứng phần là kx; ky; kz Ta có pt: Σmhh= k(64x + 56y + 24z) = 10,88 (III) ΣmCuCl2 + mFeCl3 + mMgCl2 = k( 135x + 162,5y + 95z) = 28,275 (g) (IV) - Lấy (IV) : (III) - 31,32x +16,967y + 32,63z = (V) - Từ (I); (II); (V) ta x=0,2 ; y = 0,1 ; z = 0,15 %mCu= 58,182% C/ Bài tập học sinh tự giải Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 23 (24) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Câu 3: Hỗn hợp X gồm Al, Fe xOy Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn m gam hỗn hợp X điều kiện không có không khí thu hỗn hợp Y Chia Y thành phần Phần cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 1,008 lít H2 (đktc) và còn lại 5,04g chất rắn không tan Phần có khối lượng 29,79gam, cho tác dụng với dung dịch HNO loãng dư thu 8,064 lít NO (đktc, là sản phẩm khử nhất) Giá trị m và công thức oxit sắt là: A 39,72 gam và FeO B 39,72 gam và Fe3O4 C 38,91 gam và FeO D 36,48 gam và Fe3O4 ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) Câu Hỗn hợp X gồm anđehit no có số mol Cho 12,75g X vào bình kín thể tích V = 4,2 lít, cho X bay 136,5oC thì áp suất bình là p = 2atm.Cho 10,2g X tác dụng với dd AgNO3/NH3 vừa đủ tạo 64,8g Ag và axit hữu Công thức anđehit là: A CH3 - CHO và CHO -CHO B CH3 - CHO và H - CHO C H - CHO và HOC - CH2 - CHO D Cả A, B, C đúng Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 11(g) hh X chứa axetilen; propilen và metan thu 12,6 g nước Mặt kkhacs 5,6 lít hỗn hợp trên pư vừa đủ với dd chứa 50(g) Br2 Biết các thể tích khí đo đktc Thành phần phần trăm thể tích hỗn hợp ban đầu là: A 50%; 20%; 30% B 50%; 25%; 25% C 60%; 20%; 20% D 80%; 10%; 10% Câu 6: Hỗn hợp A gồm CH4, C2H4, C3H4 Nếu cho 13,4 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thì thu 14,7gam kết tủa Nếu cho 16,8 lít hỗn hợp X (đktc) tác dụng với dung dịch brom thì thấy có 108gam brom phản ứng % thể tích CH4 hỗn hợp X là: A 30% B 25% C 35% D 40% ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) TT 9: Phương pháp khảo sát số mol CO2 và H2O A/ Cơ sở lí thuyết Các hợp chất hữu đốt cháy thướng cho sản phẩm là CO2 và H2O Dựa vào tỉ lệ CO2; H2O ta xđ dãy đồng đẳng, CTPT tính toán số đại lượng liên quan Một số trường hợp thường gặp: Khi đốt cháy ankan có nCO2 > nH2O và nCO2 – nH2O = nankan (ancol no tương tự và có nancol= nCO2 – nH2O= nO(trong ancol)) Khi đốt cháy anken có nCO2= nH2O (axit, anđêhit no; đơn tương tự) Khi đốt cháy ankin; ankadien có nCO2 < nH2O và nhc = nH2O – nCO2 Với hợp chất bất kì CT CnH2n+2-2k Oa luôn có nhc= (nCO2 – nH2O)/ ( k- 1) đó k là số lk pi Ngoài còn số liên hệ các hợp chất amin; amino axit (đã đề cập phần bảo toàn nguyên tố) B Ví dụ minh họa Câu 1: Hỗn hợp M gồm anđehit và ankin (có cùng số nguyên tử cacbon) Đốt cháy hoàn toàn x mol hỗn hợp M, thu 3x mol CO2 và 1,8x mol H2O Phần trăm số mol anđehit hỗn hợp M là A 30% B 40% C 50% D 20% (trích thi tuyển sinh khối B năm 2011) Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 24 (25) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com HD1: [ Áp dụng CT nhh= (nCO2 – nH2O)/ (k – 1) với k là số lk pi trung bình ta xđ k Từ số mol CO2 và số mol hh ta xđ số nguyên tử C và xđ CT hợp chất và xđ yc bài toán] - Ta có nhh= (nCO2 – nH2O)/ (k – 1) x =( 3x – 1,8x)/ (k – 1) k = 2,2 mà ankin thì số lk pi là nên hc anđêhit số lk pi phải lớn - Mặt khác số ng tử C = nCO2: nhh= nên số lk pi anđhit không vượt quá Vậy số lk pi anđêhit là Ta có CT anđêhit là C3H2O ( không thể là anđ chức vì là chức thì số lk pi là không thỏa mãn); CT ankin là C3H4 - Gọi số mol C3H4 và C3H2O mol hh là a; b mol Ta có +) a + b = (I) +) số lk pi trung bình k = (2a + 3b)/(a + b)= 2,2 2a + 3b = 2,2 (II) - Từ (I) và (II) ta a = 0,8 ; b = 0,2 Vậy %VC3H2O= 20% Câu 2: Hỗn hợp X gồm vinyl axetat, metyl axetat và etyl fomat Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam X, thu 2,16 gam H2O Phần trăm số mol vinyl axetat X là A 75% B 72,08% C 27,92% D 25% (trích thi tuyển sinh khối B năm 2011) HD2: [ - Nhận thấy số nguyên tử H các chất hỗn hợp X nên ta dễ dàng tim số mol hh X thông qua số mol nước Mặt khác n O( X)= 2nX Vậy ta xđ mC( X) và xđ nCO2 Ta thấy đốt cháy hh X metyl axetat và etyl fomat là este no đơn nên có n CO2 = nH2O còn vinyl axetat thì có nCO2 – nH2O = nvinyl axetat; ta xđ yc bài toán] - Ta có nH2O = 0,12 mol nhh= 0,12 2/6 = 0,04 mol (bảo toàn nguyên tố H) nO( hh X)= 2nX= 0,08 mol - Ta có mX= mC + mH + mO 3,08 = mC +0,12 + 0,08 16 mC =1,56 (g) nCO2 = nC = 0,13 mol (bảo toàn nguyên tố C) - Vậy nvinyl axetat = nCO2 – nH2O = 0,01 mol %VCH3COOC2H3= 0,01/0,04 100% = 25% Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp ancol đơn chức, thuộc cùng dãy đồng đẳng, thu 3,808 lít khí CO2 (đktc) và 5,4 gam H2O Giá trị m là A 5,42 B 4,72 C 7,42 D 5,72 ( trích thi tuyển sinh khối A năm 2010) HD3: [ Xđ nCO2 ; nH2O và xđ dãy đồng đẳng ancol và xđ yc bài toán Với ancol no đơn ta luôn có nO( ancol) = nancol = nH2O – nCO2 ] - Ta có nCO2 = 0,17 mol; nH2O = 0,3 mol Do nH2O > nCO2 nên ancol là ancol no đơn Vậy ta có n O( ancol) = nancol = nH2O – nCO2 = 0,13 mol - Áp dụng ĐLBTNT ta có mancol = mC +mH + mO(trong ancol) = 0,17 12 + 0,3 + 0,13 16 = 4,72 (g) Câu 4: Hỗn hợp M gồm ancol no, đơn chức X và axit cacboxylic đơn chức Y, mạch hở và có cùng số nguyên tử C, tổng số mol hai chất là 0,5 mol (số mol Y lớn số mol X) Nếu đốt cháy hoàn toàn M thì thu 33,6 lít khí CO2 (đktc) và 25,2 gam H2O Mặt khác, đun nóng M với H2SO4 đặc để thực phản ứng este hoá (hiệu suất là 80%) thì số gam este thu là A 22,80 B 18,24 C 27,36 D 34,20 ( trích thi tuyển sinh khối A năm 2010) HD4: [ xđ số mol CO2; H2O và xđ dạng CT hợp chất sau đó biện luận tìm CT và yc bài toán] - Ta có nCO2 = 1,5 mol; nH2O = 1,4 mol Vậy số nguyên tử C ancol; axit = n CO2/nhh= Vậy CT ancol no đơn là C3H8O; CT axit hữu đơn có dạng C 3HyO2; số nguyên tử H trung bình = 2n H2O/nhh = 5,6 y < 5,6 (*) số nguyên tử H ancol lớn 5,6 - Gọi số mol ancol và axit là a; b mol Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 25 (26) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com + Ta có Σnhh = a + b = 0,5 mol (I) + ΣnH2O = 4a + by/2 = 1,4 (II) - Từ (I) và (II) ta pt (4 – y/2)b = 0,6 Mặt khác số mol axit lớn ancol nên ta có b > 0,25 y > 3,2(**) Từ (*) và (**) ta y =4 y chẵn Thay y = vào (II) ta pt 4a + 2b = 1,4 (III) - Từ (I) và (III) ta a = 0,2 và b = 0,3 - Pư este hóa: C3H7OH + C2H3COOH → C2H3COOC3H7 + H2O 0,2 mol 0,3 mol 0,2 mol - Vậy meste = 0,2 114 0,8 = 18,24 (g) C/ Bài tập học sinh tự giải Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn lượng hiđrocacbon X Hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 (dư) tạo 29,55 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu Công thức phân tử X là A C2H6 B C3H6 C C3H8 D C3H4 ( trích thi tuyển sinh khối A năm 2010) Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm: CH4, C2H4, C2H6, C3H8 thu 6,16 gam CO2 và 4,14 gam H2O Số mol C2H4 hỗn hợp trên là: A 0,02 mol B 0,01 mol C 0,08 mol D 0,09 mol Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn anđêhit X nCO - nH2O = nX Cho 11,52 gam X phản ứng với lượng dư AgNO3 NH3 69,12 gam Ag Công thức X là: A CH2(CHO)2 B CH2=CH-CHO C CH3CHO D HCHO ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam chất béo X (chứa triglixerit axit stearic,axit panmitic và các axit béo tự đó) Sau phản ứng thu 13,44 lít CO2 (đktc) và 10,44 gam nước Xà phòng hoá m gam X (H=90%) thì thu khối lượng glixerol là: A 2,484 gam B 0,828 gam C 1,656 gam D 0,92 gam ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 9: Hỗn hợp X gồm: HCHO, CH3COOH, HCOOCH3 và CH3CH(OH)COOH Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X cần V lít O2 (đktc) sau phản ứng thu CO2 và H2O Hấp thụ hết sản phẩm cháy vào nước vôi dư thu 50 gam kết tủa Vậy giá trị V tương ứng là: A 7,84 lít B 8,40 lít C 11,2 lít D 16,8 lít ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 10: Hỗn hợp X có C2H5OH, C2H5COOH, CH3CHO (trong đó C2H5OH chiếm 50% theo số mol) Đốt cháy m gam hỗn hợp X thu 2,88 gam H 2O và 2,912 lít CO2 (đktc) Mặt khác gam hỗn hợp X thực phản ứng tráng bạc thấy có p gam Ag kết tủa Giá trị p là A 12,96 B 4,32 C 8,64 D 5,4 ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2012) Câu 11: Đốt cháy hoàn toàn 18 gam este X đơn chức thu 20,16 lít CO (đktc) và 12,96 gam nước Mặt khác cho 21g X tác dụng với 200ml dung dịch KOH 1,2M sau đó cô cạn dung dịch thu 34,44 gam chất rắn khan Công thức phân axit tạo X là : A C5H6O3 B C5H8O3 C C5H10O3 D C5H10O2 (trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 26 (27) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn 4,872 gam hiđrocacbon X, dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch nước vôi Sau phản ứng thu 27,93 gam kết tủa và thấy khối lượng dung dịch giảm 5,586 gam Công thức phân tử X là A CH4 B C4H8 C C4H10 D C3H6 ( trích thi thử chuyên ĐHKHTN-ĐHQGHN lần năm 2011) Câu 13: Thực phản ứng crackinh butan thu hỗn hợp X gồm các ankan và các anken Cho toàn hỗn hợp X vào dung dịch Br dư thấy có khí thoát 60% thể tích X và khối lượng dung dịch Br tăng 5,6 gam và có 25,6 gam brom đã tham gia phản ứng Đốt cháy hoàn toàn khí bay thu a mol CO2 và b mol H2O Vậy a và b có giá trị là: A a = 0,9 mol và b = 1,5 mol B a = 0,56 mol và b = 0,8 mol C a = 1,2 mol và b = 1,6 mol D a = 1,2 mol và b = 2,0 mol ( trích thi HSG tỉnh Thái Bình năm 2011) Câu 14: Khi nung butan với xúc tác thích hợp thu hỗn hợp T gồm CH 4, C3H6, C2H4, C2H6, C4H8, H2 và C4H10 dư Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp T thu 8,96 lít CO2 (đo đktc) và 9,0 gam H2O Mặt khác, hỗn hợp T làm màu vừa hết 12 gam Br2 dung dịch nước brom Hiệu suất phản ứng nung butan là A 45% B 75% C 50% D 65% ( trích thi HSG tỉnh Thái Bình năm 2011) TT 10: Phương pháp giải các bài toán hóa cracking và cộng hiđrô A/ Cơ sở lí thuyết: Trong các bài toán cracking hay cộng hợp hiđrô thì khối lượng trước và sau phản ứng không thay đổi nên ta có thể rút các mối quan hệ liên quan số mol hỗn hợp và khối lượng trung bình hỗn hợp Cụ thể trình bày sau: - Gọi các đại lượng M1; M2 là khối lượng mol trung bình hỗn hợp trước và sau phản ứng; n1, n2 là số mol hỗn hợp trước và sau phản ứng - Ta có: n1 = m1/M1 n2 = m2/M2 mà m1 = m2 ( khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng nhau) nên ta có n1/n2 = M2/M1 Trong bài toán cracking ta có n2 > n1 và Σnhh anken = n2 – n1= nankan(phản ứng cracking; nankan ban đầu = Σnankan(sau pư) Trong bài toán cộng hợp H2 ta luôn có n1 > n2 và nH2(phản ứng) = n1 – n2 B Ví dụ minh họa Câu 1: Thực phản ứng crackinh butan thu hỗn hợp X gồm các ankan và các anken Cho toàn hỗn hợp X vào dung dịch Br2 dư thấy có khí thoát 60% thể tích X và khối lượng dung dịch Br tăng 5,6 gam và có 25,6 gam brom đã tham gia phản ứng Đốt cháy hoàn toàn khí bay thu a mol CO2 và b mol H2O Vậy a và b có giá trị là: A a = 0,9 mol và b = 1,5 mol B a = 0,56 mol và b = 0,8 mol C a = 1,2 mol và b = 1,6 mol D a = 1,2 mol và b = 2,0 mol HD1: Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 27 (28) Vũ Thanh Tùng_LTĐH_ĐT: 098.555.6536_E-mail svtn.tb@gmail.com - Khi cho hh X vào dd Br2 khí thoát chiếm 60% nên Σnanken = nBr2= 0,16 mol chiếm 40% Vậy: nC4H10(ban đầu)= Σnankan(sau pư) = 1,5 0,16 = 0,24 mol - Khi đốt cháy 0,24 mol hỗn hợp ankan a mol CO2; b mol H2O nên ta có: nH2O – nCO2 = b –a = 0,24 (I) - Mặt khác mhh ankan = mC4H10(ban đầu) – mhh anken = 0,24 58 – 5,6 = mC + mH 12a + 2b = 8,32(g) (II) - Từ (I) và (II) ta a = 0,56 ; b = 0,8 Câu 2: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỷ khối so với He là 3,75 Nung X với Ni sau thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với He là Hiệu suất phản ứng hiđro hóa là: A 50% B 20% C 40% D 25% HD2: [ sử dụng CT: n1/n2 = M2/M1 và xđ liên hệ nH2(pư) = n1 – n2 và xđ hiệu suất bài toán] - Giả sử lấy mol hh X để thực phản ứng n1 = - Ta có: n1/n2 = M2/M1 = 5/3,75 = 4/3 n2 = 0,75 mol nH2(pư)= n1 – n2 = 0,25 mol - Từ n1 = và M1= 3,75 =15 ta có nH2 =0,5; nC2H4= 0,5 pư cộng hợp vừa đủ Vậy H%= 50% C/ Bài tập học sinh tự giải Câu 3: Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon thể khí và H (tỉ khối X so với H 4,8) Cho X qua Ni đun nóng đến phản ứng hoàn toàn thu hỗn hợp Y (tỉ khối Y so với CH 1) CTPT hiđrocacbon là A C3H6 B C2H2 C C3H4 D C2H4 Câu Khi Crăckinh V lít butan hỗn hợp A gồm các anken và ankan Tỉ khối hỗn hợp A so với H2 21,75 Hiệu suất phản ứng Crăckinh butan là bao nhiêu? A 33,33% B 66,67% C 46,67% D 50.33% Câu 5: Hỗn hợp khí X có thể tích 4,48 lít (đo đktc) gồm H và vinylaxetilen có tỉ lệ mol tương ứng là 3:1 Cho hỗn hợp X qua xúc tác Ni nung nóng thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H 14,5 Cho toàn hỗn hợp Y trên từ từ qua dung dịch nước brom dư (phản ứng hoàn toàn) thì khối lượng brom đã phản ứng là A 32,0 gam B 3,2 gam C 8,0 gam D 16,0 gam Câu 6: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỷ khối so với He là 3,75 Nung X với Ni sau thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với He là Hiệu suất phản ứng hiđro hóa là: A 50% B 20% C 40% D 25% Câu 7: Hỗn hợp khí X gồm hiđrocacbon A và H2 Tỉ khối X so với H2 6,7 Đun X với bột Ni nung nóng đến phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp Y gồm ankan và H dư Tỉ khối Y so với H 16,75 Công thức phân tử A là: A C2H2 B C2H4 C C3H4 D C3H6 (trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2011) Câu 8: Hỗn hợp khí X gồm 0,1mol vinylaxetilen và 0,4 mol H Nung nóng hỗn hợp X (có xúc tác Ni) thời gian, thu hỗn hợp Y có tỉ khối so với hiđro 10 Nếu dẫn hỗn hợp Y qua dung dịch Brom thì khối lượng Brom tham gia phản ứng là: A gam (không phản ứng) B gam C 16 gam D 24 gam ( trích thi thử chuyên Nguyễn Huệ lần năm 2010) Tiếp sức mùa thi tuyển sinh 2013 Chuyên đề pp giải hóa học Page 28 (29)