Tài liệu 10 phuong phap hoa hoc megabook phan 4

BÍ QUYẾT 16 Gi¶i nhanh bµi to¸n hçn hîp kim lo¹i t¸c dông víi dung dÞch HNO3 gi¶i phãng nhiÒu hçn hîp khÝ. I. C¬ së lý thuyÕt: 1. Áp dông ®Þnh luËt b¶o toµn e.  n e cho  n e thu ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã c¸c d¹ng sau: 1.1. Mét kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ NO2 duy nhÊt VÝ dô: A lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n. A + HNO3 -> A(NO3)n + NO2 + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A = (5-4).n NO2 . trong ®ã: n lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, nA lµ sè mol cña kim lo¹i A, nNO2 lµ sè mol cña khÝ NO2. 1.2. Mét kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ NO duy nhÊt VÝ dô: A lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n. A + HNO3 -> A(NO3)n + NO + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A = (5-2).n NO . trong ®ã: n lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, nA lµ sè mol cña kim lo¹i A, nNO lµ sè mol cña khÝ NO. 1.3. Mét kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ N2O duy nhÊt VÝ dô: A lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n. A + HNO3 -> A(NO3)n + N2O + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A = 2(5-1).n N2O . trong ®ã: n lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, nA lµ sè mol cña kim lo¹i A, nN2O lµ sè mol cña khÝ N2O. 1.4. Mét kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ NxOy duy nhÊt VÝ dô: A lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n. A + HNO3 -> A(NO3)n + NxOy + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A = (5x-2y).n NxOy . trong ®ã: n lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, nA lµ sè mol cña kim lo¹i A, n NxOy lµ sè mol cña khÝ NxOy. 1.5. Mét kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ N2 duy nhÊt VÝ dô: A lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n. A + HNO3 -> A(NO3)n + N2 + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A = 2(5-0).n N2 . trong ®ã: n lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, nA lµ sè mol cña kim lo¹i A, nN2 lµ sè mol cña khÝ N2. http://megabook.vn 1 1.6. Hai kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ NO2 duy nhÊt VÝ dô: A, B lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n, m. A + HNO3 -> A(NO3)n + NO2 + H2O B + HNO3 -> B(NO3)m + NO2 + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A +m.n B = (5-4).n NO2 . trong ®ã: n, m lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, B. nA , nB lµ sè mol cña kim lo¹i A, B. nNO2 lµ sè mol cña khÝ NO2. 1.7. Hai kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ NO duy nhÊt VÝ dô: A, B lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n, m. A + HNO3 -> A(NO3)n + NO + H2O B + HNO3 -> B(NO3)m + NO + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A +m.n B = (5-2).n NO . trong ®ã: n, m lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, B. nA , nB lµ sè mol cña kim lo¹i A, B. nNO lµ sè mol cña khÝ NO. 1.8. Hai kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ N2O duy nhÊt VÝ dô: A, B lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n, m. A + HNO3 -> A(NO3)n + N2O + H2O B + HNO3 -> B(NO3)m + N2O + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A +m.n B = 2(5-1).n N2O . trong ®ã: n, m lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, B. nA , nB lµ sè mol cña kim lo¹i A, B. nN2O lµ sè mol cña khÝ N2O. 1.9. Hai kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho mét s¶n phÈm khÝ N2 duy nhÊt VÝ dô: A, B lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n, m. A + HNO3 -> A(NO3)n + N2 + H2O B + HNO3 -> B(NO3)m + N2 + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A +m.n B = 2(5-0).n N2 . trong ®ã: n, m lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, B. nA , nB lµ sè mol cña kim lo¹i A, B. nN2 lµ sè mol cña khÝ N2. 1.10. Hai kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho hai s¶n phÈm khÝ NO2 vµ NO. VÝ dô: A, B lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n, m. A + HNO3 -> A(NO3)n + NO2 + H2O B + HNO3 -> B(NO3)m + NO + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A +m.n B = (5-4).n NO2  (5-2).n NO trong ®ã: n, m lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, B. nA , nB lµ sè mol cña kim lo¹i A, B. nNO2 , nNO lµ sè mol cña khÝ NO2, NO 1.11. Hai kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho hai s¶n phÈm khÝ NO vµ N2O. VÝ dô: A, B lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n, m. A + HNO3 -> A(NO3)n + NO2 + H2O B + HNO3 -> B(NO3)m + N2O + H2O http://megabook.vn 2 ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A +m.n B = (5-2).n NO  2.(5-1).n N2O trong ®ã: n, m lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A, B. nA , nB lµ sè mol cña kim lo¹i A, B. nNO , nN2O lµ sè mol cña khÝ NO, N2O 1.12. Mét kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho hai s¶n phÈm khÝ NO2 vµ NO. VÝ dô: A lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n. A + HNO3 -> A(NO3)n + NO2 + H2O A + HNO3 -> A(NO3)n + NO + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A = (5-4).n NO2  (5-2).n NO trong ®ã: n lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A. nA lµ sè mol cña kim lo¹i A. nNO2 , nNO lµ sè mol cña khÝ NO2, NO 1.13. Mét kim lo¹i ph¶n øng víi dung dÞch HNO3 cho hai s¶n phÈm khÝ NO vµ N2O. VÝ dô: A lµ mét kim lo¹i hãa trÞ n. A + HNO3 -> A(NO3)n + NO + H2O A + HNO3 -> A(NO3)n + N2O + H2O ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A = (5-2).n NO  2.(5-1).n N2O trong ®ã: n lµ hãa trÞ cña kim lo¹i A. nA lµ sè mol cña kim lo¹i A. nNO , nN2O lµ sè mol cña khÝ NO, N2O. - NÕu tÝnh khèi l-îng muèi nitrat ta ¸p dông §LBT E. mmuoi ntrat  mA  m NO  mA  62.n NO  3 3  mA  62.(n.n A )  mA  62.((5-2).n NO  2.(5-1).n N2O ) - NÕu tÝnh sè mol HNO3 ®Ó t×m c¸c gi¸ trÞ kh¸c ta ¸p dông §LBT nguyªn tè. n HNO3  (5-2).n NO  2.(5-1).n N2O  n NO  2n N2O Trªn ®©y lµ mét sè d¹ng c¬ b¶n khi cho kim lo¹i t¸c dông víi HNO3, ngoµi ra cßn cã c¸c d¹ng bµi to¸n kh¸c th× chóng ta sÏ lµm t-¬ng tù vµ ¸p dông §LBT E. II. bµi to¸n ¸p dông. Bµi to¸n 1. (TrÝch ®Ò thi tuyÓn sinh §H C§- Khèi A-2007). Hoµ tan hoµn toµn 12 gam hçn hîp Fe vµ Cu ( tØ lÖ mol 1:1) b»ng HNO3 thu ®-îc V lÝt hçn hîp khÝ X gåm NO vµ NO2 (®ktc) vµ dung dịch Y ( chØ chøa 2 muèi vµ axit d- ). TØ khèi cña X so víi H2 b»ng 19. Gi¸ trÞ V lÝt lµ: A. 2.24 lÝt B. 3.36 lÝt. C. 4.48 lÝt D. 5.60 lÝt. Bµi gi¶i: C¸ch 1: ¸p dông ph-¬ng ph¸p ta cã: theo bµi ra th× n Fe  n Cu  0,1mol MÆt kh¸c n NO  n NO2  x mol. ¸p dông §LBT E th× 3.n Fe +2.n Cu = (5-4).n NO2  (5-2).n NO  3.0,1+2.0.1 = x  3.x=4.x http://megabook.vn 3 => x=0,125 mol => VHH=2.0,125.22,4=5,6 lÝt => D ®óng C¸ch 2: X¸c ®Þnh %V cña NO vµ NO2 trong X: M X  19.2  30x  46(1  x)  x  0,5hay50%  n NO  n NO2  xmol 1 C¸c ph-¬ng tr×nh oxi ho¸ khö: nFe = a  nCu = a; 56a + 64a = 12  a = 0,1mol  N 5  3e  N 2 (NO) Fe  3e  Fe3   3x x 0,1 0,3    5  4 2 Cu  2e  Cu  N  1e  N (NO 2 ) 0,1 0,2  x x   ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: 0,3 + 0,2 = 3x + x  x = 0,125mol VËy nHH = 0,125 . 2 = 0,25mol  VHH = 0,25 . 22,4 = 5,6 lÝt  D ®óng Chó ý: + NÕu nHH = 0,1. 2 = 0,2 mol  VHH = 0,2 . 22,4 = 4,48 lÝt  C sai. + NÕu nHH = 0,05. 2 = 0,1 mol  VHH = 0,1 . 22,4 = 2,24 lÝt  A sai. + NÕu nHH = 0,075. 2 = 0,15 mol VHH = 0,15 .22,4 = 3,36 lÝt  B sai. Bµi to¸n 2. ( TrÝch ®Ò thi tuyÓn sinh §H C§ khèi A n¨m 2008). Cho 3,2 gam bét Cu t¸c dông víi 100 ml dung dÞch hçn hîp gåm HNO3 0,8 M vµ H2SO4 0,2 M. Sau khi ph¶n øng xÈy ra hoµn toµn, sinh ra V lÝt khÝ NO ( s¶n phÈm khö duy nhÊt, ë ®ktc). Gi¸ trÞ cña V lµ: A. 0,112 lÝt. B. 0,448 lÝt C. 0,672 lÝt D. 1,792 lÝt. Bµi gi¶i. Ta cã: nH+ =0,08 +0,04 =0,12 mol, nCu= 0,05 mol, mµ tû lÖ ph¶n øng t¹o NO lµ: 3Cu+8H + +2NO3- =3Cu 2+ +2NO  +4H 2O 0,045...0,12.........................0,03mol Nh- vËy H+ hÕt cßn Cu d-=> nNO=0,03 mol =>VNO=0,03.22,4=6,72 lÝt.=> C ®óng. Chó ý:+ NÕu nNO=0,08 mol =>VNO=0,08.22,4=1,792 lÝt.=> D sai. + NÕu nNO=0,02 mol =>VNO=0,02.22,4=0,448 lÝt.=> B sai. + NÕu nNO=0,05 mol =>VNO=0,05.22,4=0,112 lÝt.=> A sai. Bµi to¸n 3. ( TrÝch ®Ò thi tuyÓn sinh §H C§ khèi A n¨m 2008). Cho 2,16 gam bét Mg t¸c dông víi dung dÞch HNO3 d-. Sau khi ph¶n øng xÈy ra hoµn toµn sinh ra 0,896 lÝt khÝ NO ( ë ®ktc). Khèi l-îng muèi khan thu ®-îc khi lµm bay h¬i dung dÞch X lµ: A. 8,88 gam. B. 13,92 gam C. 6,52 gam D. 13,32 gam. http://megabook.vn 4 Bµi gi¶i. nMg=2,16:24= 0,09 mol, nNO= 0,896:22,4=0,04 mol. Ta thÊy r»ng sè mol e nh-êng nhiÒu h¬n sè mol e nhËn, ®iÒu ®ã chøng tá cã t¹o thµnh NH4NO3. ¸p dông c«ng thøc ta cã: 2.n Mg = (5-2).n NO  (5-(-3)).n NH4NO3  2.0.09  3.0,04  8.n NH4NO3 n NH4NO3  0,0075 mol mmuoi khan =mMg(NO3 )2 + mNH4NO3  0,09.148  0,0075.80  13,92 gam Ph©n tÝch bµi to¸n:+ NÕu mmuoi =mMg(NO3 )2  0,06.148  8,88 gam =>A sai + NÕu mmuoi =mMg(NO3 )2  0,09.148  13,32 gam =>D sai +NÕu mmuoi khan =mMg(NO3 )2 + m NH4NO3  0,04.148  0,0075.80  6,52 gam => C sai. Qua bµi to¸n nµy dÔ thÊy mét ®iÒu r»ng nÕu chóng ta ¸p dông kh«ng cÈn thËn, kh«ng tÝnh t¸o, thiÕu kû n¨ng gi¶i to¸n th× mÊt ®iÓm c©u nµy lµ ®iÒu kh«ng thÓ tr¸nh khái. Do thÝ sinh th-êng ¸p dông §L BT E th× thÊy r»ng sè mol e thu kh«ng b»ng nhËn nªn rÊt lóng tóng khi gi¶i bµi to¸n n¯y. MÆt kh²c thÝ sinh l¯m “mß” th× thÊy cã kÕt qu° ®óng, nh­ng kh«ng ph°i nh­ vËy. Theo t«i thi bµi nµy kh¸ hay, ®¸p ¸n nhiÔu t-¬ng ®èi tèt nªn ph©n lo¹i ®-îc thÝ sinh dù thi. Bµi to¸n 4. ( TrÝch ®Ò thi tuyÓn sinh §H C§ khèi A n¨m 2008). ThÓ tÝch HNO3 lo·ng 1M Ýt nhÊt cÇn dïng ®Ó hßa tan hoµn toµn mét hçn hîp gåm 0,15 mol Fe vµ 0,15 mol Cu lµ: ( biÕt p- t¹o chÊt khö duy nhÊt lµ NO) A. 1,0 lÝt. B. 0,6 lÝt C. 0,8 lÝt D. 1,2 lÝt. Bµi gi¶i. ¸p dông §LBT E ta cã. 2.n Fe +2.n Cu = (5-2).n NO  2.0,15  2.0,15  3.n NO ,  n NO  0, 2 mol MÆt kh¸c nH+=4.nNO=0,2.4=0,8 mol v× cã qu¸ tr×nh sau: NO3  3e  4H   NO  2H 2O 0, 2......0,6...0,8.......0, 2.......0, 4 mol VËy VHNO3=0,8:1= 0,8 lÝt. => C ®óng. Ph©n tÝch bµi to¸n: Xem kü bµi to¸n th× thÓ tÝch HNO3 lo±ng 1M “Ýt nhÊt” cÇn dïng( nghÜa lµ HNO3 lo·ng chØ t¸c dông hÕt víi Fe t¹o thµnh Fe3+, sau ®ã Fe3+ sÏ t¸c dông víi Cu, nªn dung dÞch chøa Fe2+ vµ Cu2+, nh- vËy nÕu Cu d- th× lóc ®ã Cu sÏ p- víi HNO3, nh-ng tr¹ng th¸i cuèi cña Cu vÉn lµ Cu2+. Fe + 4HNO3 -> Fe(NO3 )3 + NO  + 2H 2O Cu+ 2Fe(NO3 )3 -> 2Fe(NO3 ) 2 + Cu(NO3 ) 2 http://megabook.vn 5 Qua 2 ph¶n -ng nµy ë tr¹ng th¸i ®Çu Fe0, Cu0 cßn tr¹ng th¸i cuèi lµ: Fe2+, Cu2+ (nhiÒu thÝ sinh x¸c ®Þnh sai tr¹ng th¸i cuèi lµ Fe3+, nªn lµm sai lµ kh«ng tr¸nh khái) Bµi to¸n 5. Hßa tan m gam Fe trong HNO3 lo·ng nãng thu ®-îc hçn hîp khÝ 0,015 mol N2O vµ 0,01 mol NO vµ dung dÞch muèi. Gi¸ trÞ m gam lµ: A. 2,8 gam. B. 8,4 gam C. 1,4 gam D. 2,33 gam Bµi gi¶i. C¸ch 1: xem nh- c¸c c«ng thøc tÝnh ta ph¶i nhí ®Ó gi¶i nhanh c¸c bµi to¸n nªn ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n A = (5-2).n NO  2.(5-1).n N2O  3.n Fe = (5-2).0,01  2.(5-1).0,015=0,15 => nFe = 0.05 mol mFe = 0,05.56 = 2,8 gam => A ®óng C¸ch 2: kh«ng n¾m ®-îc c«ng thøc gi¶i nhanh th× chóng ta ph¶i gi¶i th«ng th-êng, Fe + 4HNO3 -> Fe(NO3 )3 + NO + 2H 2O 0,01mol  ......................0,01mol 8Fe + 30HNO3 -> 8Fe(NO3 )3 + 3N 2O + 15H 2O 0,04mol  .................................0,015mol => nFe = 0.05 mol. vËy mFe = 0,05.56 = 2,8 gam => A ®óng Ph©n tÝch bµi to¸n: NÕu chóng ta hiÓu b¶n chÊt th× chØ chøng minh c«ng thøc vµ nhí ®Ó ¸p dông th× nhanh h¬n rÊt nhiÒu, kh«ng ph¶i viÕt ptp-, vµ kh«ng cÈn thËn th× sÏ ph¶n t¸c dông. + Tõ c¸ch 1. nÕu nFe = 0.15 mol => mFe = 0,15.56 = 8,4 gam => B sai + Tõ c¸ch 2. nÕu kh«ng c©n b»ng ptp- th× nFe = 0.025 mol => mFe = 0,025.56 = 1,4 gam => C sai. + Tõ c¸ch 1 nÕu nhí mét c¸ch m¸y mãc c«ng thøc th× sÏ dÉn tíi kÕt qu¶ sai lµ kh«ng tr¸nh khái. 3.n Fe = 2.4.0,01  3.0,015=0,125 => nFe = 0.125/3 mol mFe = (0,125.56):3 = 2,33 gam => D sai. Bµi to¸n 6. Trén 0,02 mol bét Al víi hçn hîp bét CuO vµ Fe2O3 råi tiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã kh«ng khÝ thu ®-îc chÊt r¾n X. Hßa tan hoµn toµn X trong HNO 3 ®Æc nãng thu ®-îc hçn hîp khÝ NO vµ NO2 cã tû lÖ sè mol 1: 3. Tæng thÓ tÝch hçn hîp khÝ (®ktc) lµ: A. 0,672 lÝt. B. 0,896 lÝt C. 1,344 lÝt D. 0,224 lÝt. Bµi gi¶i. ¸p dông c«ng thøc tÝnh nhanh theo ph-¬ng ph¸p b¶o toµn e ta cã: Khi ph©n tÝch kü bµi to¸n th× thùc chÊt chØ cã Al lµ thay ®æi sè oxi hãa nªn 3.n Al = (5-4).n NO2  (5-2).n NO  3.0.02  n NO2  3.n NO  0,06mol Tõ tû lÖ mol 1:3 nªn nNO2=0,03 mol, nNO= 0,01 mol http://megabook.vn 6 VËy tæng sè mol khÝ lµ 0,04 mol hay VHH = 0,04 . 22,4 = 0,896 lÝt  B ®óng Chó ý: + NÕu qu¸ véi vµng => VHH = 0,06 . 22,4 = 1,344 lÝt  C sai + NÕu nHH = 0,01 mol  VHH = 0,01 . 22,4 = 0,224 lÝt  D sai. + NÕu nHH = 0,03 mol  VHH = 0,03 . 22,4 = 0,672 lÝt  A sai. Bµi to¸n 7. «xi hãa hoµn toµn 11,2 gam bét Fe thu ®-îc 12,8 gam hçn hîp 3 «xit gåm: FeO, Fe3O4, Fe2O3. Hßa tan hoµn toµn hçn hîp trong HNO3 ®Æc nãng thu ®-îc V lÝt khÝ NO2 (duy nhÊt ë ®ktc). Gi¸ trÞ cña V lÝt lµ: A. 2,24 lÝt. B. 8,96 lÝt C. 1,344 lÝt D. 3,36 lÝt. Bµi gi¶i. Ta cã khèi l-îng cña «xi tham gia ph¶n øng ®Ó t¹o ra oxit lµ: mO =12,8 -11,2=1,6 gam => nO=0,1 mol. ¸p dông §LBT E ta cã: 3.n Fe = (5-1).n NO2  2.n O  3.0,2 = 4.n NO2  2.0,1 n NO2  0,6  0, 2  0,1mol  VNO  0,1.22, 4  2, 24lit 4 => A ®óng Bµi to¸n 8. Hßa tan hoµn toµn 74,16 gam kim lo¹i X trong HNO3 lo·ng thu ®-îc hçn hîp gåm 0,36 mol N2O , 0,24 mol N2 vµ 9 gam muèi amoni nitrat. Kim lo¹i X lµ: A. Zn. B. Mg C. Al D. Ca. Bµi gi¶i. Sè mol amoni nitrat= 9: 80 =0,1125 mol, gäi t lµ hãa trÞ cña kim lo¹i X ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: t.n X = 2.(5-0).n N2  2.(5-1).n N2O  (5  (3)).n NH 4 t.n X  10.0, 24  8.0,36  8.0,1125  6,18  M X  74,16 .t  12t 6,18 Ta cã t=2 th× M =24 kim lo¹i Mg lµ phï hîp => B ®óng Bµi to¸n 9. Cho 32,5 gam bét kÏm vµo dung dÞch HNO3 lo·ng d- thu ®-îc V lÝt khÝ kh«ng mµu, kh«ng mïi, kh«ng vÞ, kh«ng ch¸y d-íi 10000C (duy nhÊt ë ®ktc) vµ dung dÞch muèi X. Gi¸ trÞ cña V lÝt lµ: A. 1,12 lÝt. B. 2,24 lÝt C. 3,36 lÝt D. 4,48 lÝt. Bµi gi¶i. KhÝ kh«ng mµu, kh«ng mïi, kh«ng vÞ, kh«ng ch¸y d-íi 10000C lµ khÝ nit¬. Mµ sè mol nZn=32,5:65 = 0,5 mol. Ta ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e: n.n Zn =2.(5-0).n N2  2.0,5=10.n N2  n N2  0,1mol, VN2  0,1.22,4  2, 24 lit => B ®óng http://megabook.vn 7 Bµi to¸n 10. Hßa tan 6 gam bét kim lo¹i X trong HNO3 lo·ng d- nãng thu ®-îc 1,12 lÝt khÝ N2 (duy nhÊt ë ®ktc). Kim lo¹i X lµ: A. Fe. B. Mg C. Al D. Ca. Bµi gi¶i. Xem nh- c¸c c«ng thøc tÝnh ta ph¶i nhí ®Ó gi¶i nhanh c¸c bµi to¸n nªn ¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn e ta cã: n.n X =2.(5-0).n N2  10.0,05  0,5mol 0,5 1   m  n X .M  M  m.2n  12n n 2n => X lµ kim lo¹i magie (Mg) hay B ®óng Bµi to¸n 11. cho 13,92 gam bét «xit Fe3O4 tan hoµn toµn trong HNO3 lo·ng thu ®-îc 448 ml lÝt khÝ NXOY (ë ®ktc). Khèi l-îng HNO3 nguyªn chÊt tham gia ph¶n øng lµ: A. 34,02 gam B. 25,2 gam C. 35,28 gam D. 37,80 gam nX  Bµi gi¶i. NÕu gi¶i b×nh th-êng th× chung ta cÇn viÕt ptp-, c©n b»ng sau ®ã tÝnh to¸n b×nh th-êng. Song ¸p dông §LBT E ta cã( tÊt nhiªn lµ chóng ta ®· viÕt ptp- thµnh th¹o th× ph-¬ng ph¸p gi¶i míi nhanh vµ cã hiÖu qu¶, kh«ng sai sãt). Sè mol «xit s¾t tõ lµ 0,06 mol, sè mol cña khÝ lµ 0,02 mol 8 3.(3- ).0,06=(5x-2y).0,02 <  3  5x  2y  x  1, y  1,  N x Oy  NO 3 n HNO3  n N(HNO3 )  n N(muoi n i t rat)  n N(NO)  3.n Fe3  n NO   3.3n Fe3O4  n NO  8.0,06  0,02  0,56 mol mHNO3 =0,56.63 = 35,28 gam hay C ®óng Bµi to¸n 12. «xi hãa hoµn toµn 5,6 gam bét Fe thu ®-îc 5,84 gam hçn hîp chÊt r¾n X gåm 2 «xit s¾t. Hßa tan hoµn toµn hçn hîp X trong HNO3 lo·ng thu ®-îc V lÝt khÝ NO (duy nhÊt ë ®ktc). Gi¸ trÞ cña V lÝt lµ: A. 2,24 lÝt. B. 2,016 lÝt C. 1,344 lÝt D. 3,36 lÝt. Bµi gi¶i. Tõ gi¶ thuyÕt cña bµi to¸n th× khèi l-îng cña «xi tham gia ph¶n øng ®Ó t¹o ra oxit lµ: mO =5,84 -5,6=0,24 gam => nO=0,015 mol. ¸p dông §LBT E ta cã: 3.n Fe = (5-2).n NO  2.n O  3.0,1 = 3.n NO  2.0,015 n NO  0,3  0,03  0,09mol  VNO  0,09.22, 4  2,016 lit 3 http://megabook.vn 8 => B ®óng. Bµi to¸n 13. Hßa tan hoµn toµn 5,04 gam hçn hîp 3 kim lo¹i X, Y, Z vµo 100 ml dung dÞch HNO3 nång ®é aM thu ®-îc m gam muèi vµ hçn hîp khÝ gåm 0,02 mol NO2 vµ 0,005 mol N2O. Gi¸ trÞ m vµ a lÇn l-ît lµ: A. 8,76 gam vµ 0,45 mol/lÝt. B. 4,38 gam vµ 0,90 mol/lÝt. C. 8,76 gam vµ 0,90 mol/lÝt. D. 4,38 gam vµ 0,45 mol/lÝt. Bµi gi¶i. NÕu gÆp bµi to¸n mµ nhiÒu kim lo¹i th× th-êng chung ta ph¶i ®Æt mét kim lo¹i trung b×nh vµ hãa trÞ cñng trung b×nh. Trong tr-êng hîp nµy ta ®Æt 3 kim lo¹i X, Y, Z lµ T vµ hãa trÞ lµ t. n NO (muoi)  t.n T  (5  4).0,02  2.(5  1).0,005  0,06 mol 3 m  5,04  62.0,06  8,76 gam ¸p dông §LBT nguyªn tè: n HNO3  n NO (muoi)  n NO2  2.n N2O  0,06  0,02  2.0,005  0,09 mol 3 Nång ®é mol a=0,09: 0,1=0,9 mol/lÝt hay ®¸p ¸n C ®óng. Bµi to¸n 14. Cho 1,35 gam hçn hîp gåm Cu, Mg, Al ph¶n øng hÕt víi HNO3 thu ®-îc hçn hîp khÝ gåm 0,01 mol NO vµ 0,04 mol NO2. Khèi l-îng muèi t¹o ra trong dung dÞch sau ph¶n øng lµ: A. 3,38 gam B. 4,54 gam C. 5,69 gam D. 4,00 gam Bµi gi¶i. Ta cã: mmuoi = mKL + ( 3.n NO +1.n NO2 ).62=1,35+(3.0,01+1.0,04)=5,69 gam => ®¸p ¸n C ®óng. Bµi to¸n 15. Hßa tan hÕt m gam hçn hîp 3 kim lo¹i X, Y, Z vµo dung dÞch HNO 3 thu ®-îc dung dÞch T vµ hçn hîp khÝ gåm 0,12 mol NO , 0,08 mol N2O, 0,06 mol N2 vµ mét dung dÞch G khi t¸c dông víi dung dÞch NaOH d- thÊy tho¸t ra 0,15 mol khÝ NH3. Khèi l-îng HNO3 tham gia ph¶n øng lµ: A. 220,5 gam. B. 252 gam. C. 189,0 gam. D. 283,5 gam. Bµi gi¶i. Ta thÊy r»ng khi dung dÞch G t¸c dông víi dung dÞch NaOH d- thÊy tho¸t ra 0,15 mol khÝ NH3 chøng tá cã s¶n phÈm khö lµ NH4NO3. n HNO3 (tac dung)  (4.n NO  10.n N2O  12.n N2  10.n NH3 )   (4.0,12  10.0,08  12.0,06  10.0,15)  3,5 mol mHNO3 =3,5.63=220,5 gam => A ®óng http://megabook.vn 9 III. bµi to¸n tù gi¶i. Bµi to¸n 1. «xi hãa hoµn toµn m gam bét Fe thu ®-îc 3,048 gam hçn hîp chÊt r¾n X gåm 2 «xit s¾t. Hßa tan hoµn toµn hçn hîp X trong HNO 3 lo·ng thu ®-îc 67,2 ml khÝ NO (duy nhÊt ë ®ktc). Gi¸ trÞ cña m gam lµ: A. 2,184 gam. B. 1,94 gam C. 2,24 gam D.19,04 gam. Bµi to¸n 2. Trén m gam bét Al víi hçn hîp bét CuO vµ Fe2O3 råi tiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã kh«ng khÝ thu ®-îc chÊt r¾n X. Hßa tan hoµn toµn X trong HNO 3 thu ®-îc 896 ml hçn hîp khÝ(®ktc) NO vµ NO2 cã tû lÖ sè mol 1: 3. Gi¸ trÞ cña m gam lµ: A. 0,54 gam. B. 0,27 gam C. 0,81 gam D.1,08 gam. Bµi to¸n 3. Hßa tan 16,25 gam bét kim lo¹i X trong HNO3 lo·ng d- thu ®-îc 1,12 lÝt khÝ N2 (duy nhÊt ë ®ktc). Kim lo¹i X lµ: A. Al. B. Mg C. Fe D.Zn. Bµi to¸n 4. Hßa tan 2,8 gam Fe trong HNO3 lo·ng d- thu ®-îc V ml hçn hîp khÝ (®ktc) gåm NO vµ NO2 ( cã tû lÖ mol 2:3) vµ dung dÞch muèi. Gi¸ trÞ V ml lµ: A. 560 ml. B. 448 ml C. 336 ml D. 672 ml. Bµi to¸n 5. Hoµ tan hoµn toµn m gam hçn hîp Fe vµ Cu ( tØ lÖ mol 1:1) b»ng HNO3 thu ®-îc 5,6 lÝt hçn hîp khÝ X gåm NO vµ NO2 (®ktc) vµ dung dịch Y ( chØ chøa 2 muèi vµ axit d- ). TØ khèi cña h¬i X so víi H2 b»ng 19. Gi¸ trÞ m gam lµ: A. 24 gam B. 18,4 gam C. 17,6 gam D. 12 gam Bµi to¸n 6. Cho 2,46 gam hçn hîp gåm Cu, Zn, Fe ph¶n øng hÕt víi HNO3 thu ®-îc hçn hîp khÝ gåm 0,01 mol NO vµ 0,04 mol NO2. Khèi l-îng muèi t¹o ra trong dung dÞch sau ph¶n øng lµ: A. 6,80 gam B. 5,54 gam C. 6,60 gam D. 7,12 gam Bµi to¸n 7. Hßa tan hÕt m gam hçn hîp 3 kim lo¹i vµo dung dÞch HNO3 thu ®-îc dung dÞch X vµ hçn hîp khÝ gåm 0,24 mol NO2 , 0,08 mol N2O, 0,06 mol N2 vµ mét dung dÞch Y khi t¸c dông víi dung dÞch KOH d- thÊy tho¸t ra 0,15 mol khÝ NH3. Sè mol HNO3 tham gia ph¶n øng lµ: A. 0,30 mol B. 0,35 mol C. 0,40 mol D. 0,45 mol http://megabook.vn 10 BÍ QUYẾT 17 Gi¶i nhanh bµi to¸n ®iÖn ph©n I. C¬ së lý thuyÕt: §Ó gi¶i nhanh vÒ c¸c bµi to¸n ®iªn ph©n ®ßi hái häc sinh ph¶i viÕt chÝnh x¸c ph-¬ng tr×nh ®iÖn ph©n cña c¸c qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n. NÕu kh«ng n¾m v÷ng phÇn lý thuyÕt th× gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n trong qu¸ tr×nh gi¶i nhanh bµi to¸n tr¾c nghiÖm. 1. Kh¸i niÖm vÒ sù ®iÖn ph©n. Sù ®iÖn ph©n lµ qu¸ tr×nh «xi hãa khö xÈy ra ë trªn c¸c bÒ mÆt ®iÖn cùc khi ®ã dßng ®iÖn mét chiÒu ®i qua chÊt ®iÖn ly nãng ch¶y hoÆc dung dÞch chÊt ®iÖn ly. 2. B¶n chÊt sù ®iÖn ph©n. + Lµ mét qu¸ tr×nh xÈy ra trªn bÒ mÆt c¸c ®iÖn cùc. N¨ng l-îng dïng cho ph¶n øng lµ ®iÖn n¨ng dßng ®iÖn mét chiÒu. + Sù cho vµ nhËn ®iÖn tö kh«ng xÈy ra trùc tiÕp gi÷a c¸c ion tham gia ph¶n øng phô thuéc vµo d©y dÉn dßng ®iÖn. + Sù ph¸t sinh dßng ®iÖn trong pin ®iÖn hãa vµ sù ®iÖn ph©n lµ hai qu¸ tr×nh ng-îc nhau (mét qu¸ tr×nh t¹o ra dßng ®iÖn, mét qu¸ tr×nh nhê t¸c dông dßng ®iÖn nªn dÊu cña c¸c ®iÖn cùc lµ ng-îc nhau) + Trong pin th× an«t lµ cùc ©m, cat«t lµ cùc d-¬ng cßn trong b×nh ®iÖn ph©n th× ng-îc l¹i: an«t lµ cùc d-¬ng, cat«t lµ cùc ©m. 3. Nguyªn t¾c ®iÖn ph©n. a) ë cat«t. + NÕu cã nhiÒu chÊt «xi hãa th× chÊt nµo cã tÝnh «xi hãa m¹nh h¬n th× sÏ tham gia nhËn electron tr-íc. + C¸c cation kim lo¹i nhÑ kh«ng bÞ ®iÖn ph©n trong dung dÞch.(Kim lo¹i nhÑ gåm: kim läai kiÒm, kim lo¹i kiÒm thæ, nh«m). + C¸c cation kim lo¹i nÆng bÞ ®iÖn ph©n trong dung dÞch theo thø tù tõ tr¸i qua ph¶i. (Kim lo¹i nÆng gåm: Zn, Fe, Cd, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au). + N-íc lµ chÊt ®iÖn ph©n cuèi cïng trong dung dÞch, chÊt khÝ tho¸t ra ë cat«t duy nhÊt lµ H2 . b) ë an«t. + NÕu cã nhiÒu chÊt khö th× chÊt nµo cã tÝnh khö m¹nh h¬n th× sÏ tham gia nh-êng electron tr-íc. + Thø tù nh-êng e ë an«t s¾p xÕp theo tÝnh khö t¨ng dÇn: NO3 , SO42-, ClO4-, H2O, Cl-, Br-, I-. + C¸c anion gèc axit chøa «xi kh«ng bÞ ®iÖn ph©n trong dung dÞch. http://megabook.vn 11 + C¸c anion gèc axit kh«ng chøa «xi bÞ ®iÖn ph©n trong dung dÞch theo thø tù tõ ph¶i qua tr¸i. + N-íc lµ chÊt ®iÖn ph©n tiÕp sau halogen trong dung dÞch ( «xi lµ chÊt khÝ gi¶i phãng sau cïng ë anèt). 4. §Þnh luËt Faraday. Ta cã c«ng thøc Faraday: m= A.I.t (1) n.F Trong ®ã: - m lµ khèi l-îng gam chÊt thu ®-îc ë ®iÖn cùc. - A lµ khèi l-îng mol nguyªn tö cña chÊt thu ®-îc ë ®iÖn cùc. - n lµ sè electron mµ nguyªn tö hoÆc ion cho hoÆc nhËn. - I lµ c-êng ®é dßng ®iÖn (Ampe) - t lµ thêi gian qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n. - F lµ h»ng sè Faraday vµ b»ng F=96500 Culong/mol. Chó ý: tr-êng hîp ë mçi ®iÖn cùc cã nhiÒu qu¸ tr×nh nh-êng hoÆc nhËn e xÈy ra, th× viÖc sö dông c«ng thøc tÝnh trªn rÊt mÊt nhiÒu thêi gian nªn ta ¸p dông c«ng thøc tÝnh: sè mol e nh-êng hoÆc nhËn b»ng sè e nh-êng hoÆc nhËn nh©n sè mol chÊt. n e =n. m I.t => n e = (2) A 96500 5. Mét sè d¹ng ®iÖn ph©n tiªu biÓu. a. §iÖn ph©n nãng ch¶y muèi halogen cña kim lo¹i kiÒm vµ kim lo¹i kiÒm thæ. Pt p- sù ®iÖn ph©n. 2MXn dpnc 2M  nX2  Trong ®ã M lµ kim lo¹i kiÒm hoÆc kim lo¹i thæ ( Na, K, Ca, Ba… ). X lµ halogen ( Clo, Brom… ). b. §iÖn ph©n nãng ch¶y «xit kim lo¹i: Al2O3 Pt p- sù ®iÖn ph©n. 2Al2 O3 dpnc 4Al  3O2  C¸c ®iÖn cùc th-êng dïng b»ng grafit c. §iÖn ph©n nãng ch¶y hi®r«xit kim lo¹i kiÒm: Pt p- sù ®iÖn ph©n. 4MOH dpnc 4M  O2  2H 2O d. §iÖn ph©n dung dÞch CuCl2. Pt p- sù ®iÖn ph©n. CuCl2 dpdd Cu  Cl2  e. §iÖn ph©n dung dÞch CuSO4, Ag2SO4… http://megabook.vn 12 Pt p- sù ®iÖn ph©n. 2CuSO4  2H 2 O dpdd 2Cu  2H 2SO 4  O 2  2Ag 2SO4  2H 2 O dpdd 4Ag  2H 2SO 4  O 2  f. §iÖn ph©n dung dÞch Cu(NO3)2 , AgNO3 … Pt p- sù ®iÖn ph©n. 2Cu(NO3 ) 2  2H 2 O dpdd 2Cu  4HNO3  O 2  4AgNO3  2H 2 O dpdd 4Ag  4HNO3  O2  g. §iÖn ph©n dung dÞch NaCl Pt p- sù ®iÖn ph©n. 2NaCl  2H2O dpdd 2NaOH  H 2  Cl2  II. bµi to¸n ¸p dông. Bµi to¸n 1. (TrÝch ®Ò thi tuyÓn sinh §H C§- Khèi A-2007). §iÖn ph©n dung dÞch CuCl2 víi ®iÖn cùc tr¬, sau mét thêi gian thu ®-îc 0,32 gam Cu ë cat«t vµ mét l-îng khÝ X ë anèt. HÊp thu l-îng khÝ X trªn vµo 200 ml dung dÞch NaOH ( ë nhiÖt ®é th-êng). Sau ph¶n øng nång ®é NaOH cßn l¹i lµ 0,05 M ( gi¶ thiÕt dung dÞch thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ). Nång ®é dung dÞch NaOH ban ®Çu lµ: A. 0,1 mol/lÝt B. 0,15 mol/lÝt C. 0,2 mol/lÝt D. 0,05 mol/lÝt. Bµi gi¶i. Ta cã pt p- sù ®iÖn ph©n dung dÞch. CuCl2  Cu  Cl2  .............0,005...0,005mol Cl2  2NaOH  NaCl  NaCl  H 2O 0,005...0,01mol Sau p- trªn nång ®é NaOH cßn l¹i lµ 0,05 M, nghÜa lµ NaOH d-. n NaOH d-.= 0,05.0,2=0,01 mol, n NaOH ban ®Çu.= 0,01+0,01=0,02 mol.  NaOH  0,02  0,1 M  A dung 0, 2 Bµi to¸n 2. (TrÝch ®Ò thi tuyÓn sinh §H C§- Khèi B-2007). TiÕn hµnh víi ®iÖn cùc tr¬, mµng ng¨n xèp dung dÞch chøa a mol CuSO4 vµ b mol NaCl. §Ó sau qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n thu ®-îc dung dÞch t¸c dông ®-îc víi phenolphtalein sang mµu hång th× mèi quan hÖ cña a vµ b lµ: A. 2a b D. 2a=2. http://megabook.vn 13 Bµi gi¶i. Ta cã pt p- sù ®iÖn ph©n dung dÞch. CuSO4  2NaCl dp co mn Cu  Cl2   Na 2SO4 a..............2a mol Sau qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n thu ®-îc dung dÞch t¸c dông ®-îc víi phenolphtalein sang mµu hång chøng tá ph¶n øng trªn NaCl cßn d- vµ tiÕp tôc ®iÖn ph©n tiÕp t¹o ra m«i tr-êng baz¬. Nªn suy ra 2a > b VËy ®¸p ¸n ®óng lµ C. Bµi to¸n 3. Hßa tan 2,34 gam NaCl vµo n-íc råi ®em ®iÖn ph©n ( ®iÖn cùc tr¬, cã mµng ng¨n) thu ®-îc 2,4 lÝt dung dÞch cã pH = 12. HiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n lµ: A. 45 %. B. 50 % C. 60 % D. 75 %. Bµi gi¶i. Ta cã pt p- sù ®iÖn ph©n dung dÞch. 2NaCl  2H 2O dp co mn 2NaOH  H 2  Cl2  Dung dÞch cã pH =12 => pOH=2  => OH   0,01 M  n OH  0,01.2, 4  0,024 mol   => nNaCl=0,024 mol, mÆt kh¸c theo gi¶ thiÕt bµi to¸n th× nNaCl=2,34:58,5=0,04 mol. VËy hiÖu suÊt H  0,024 .100%  60%  C dung . 0,04 Bµi to¸n 4. Khi ®iÖn ph©n víi ®iÖn cùc tr¬ dung dÞch hçn hîp chøa HCl vµ 7,8 gam MCl2 ®Õn khi M2+ hÕt thÊy ë an«t cã 2,464 lÝt khÝ Cl2 vµ cat«t lóc ®Çu cã 1,12 lÝt khÝ H2 tho¸t ra, sau ®ã ®Õn kim lo¹i M tho¸t ra. (BiÕt hiÖu suÊt p- ®iÖn ph©n lµ 100% vµ c¸c khÝ ®Òu ®o ë ®ktc). C«ng thøc cña muèi ®em ®iÖn ph©n lµ: A. CuCl2 B. ZnCl2 C. NiCl2 D. FeCl2. Bµi gi¶i. n H2  1,12 2, 464  0,05 mol, n Cl2   0,11 mol 22, 4 22, 4 Gäi x lµ sè mol MCl2. T¹i cat«t: 2H++2e H2 0,05.2… .0,05 2+ M +2e M x… ..2.x http://megabook.vn T¹i an«t: 2Cl- Cl2 +2e 0,11… 2.0,11 14  x  0,06 mol (M  71).x  7,8   2x  2.0,05  2.0,11 M  59 (Ni) Ta cã:  VËy ®¸p ¸n C ®óng Bµi to¸n 5. Khi ®iÖn ph©n 500ml dung dÞch CaCl2 víi ®iÖn cùc platin cã mµng ng¨n thu ®-îc 123 ml khÝ ( ë 270C, 1atm) ë anèt. Xem thÓ tÝnh dung dÞch thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ. Gi¸ trÞ pH sau ®iÖn ph©n lµ: A. 2. B. 12 C. 1,7 D. 12,3. Bµi gi¶i. Ta cã pt p- sù ®iÖn ph©n dung dÞch. dp CaCl2  2H2O  Ca(OH)2  H2  Cl2   mn n khi(anot)  n Cl2  => OH      PV  0,005mol , => nOH- =2.0,005=0,01mol RT 0,01  0,02 M  pOH   lg OH    1,7   0,5 => pH= 14- pOH=14-1,7=12,3 => D ®óng. Bµi to¸n 6. §em ®iÖn ph©n 100 ml dung dÞch muèi sunfat cña kim lo¹i hãa trÞ II ®iÖn cùc tr¬ vµ dßng ®iÖn mét chiÒu c-êng ®é 3A. sau thêi gian 1930 gi©y thÊy khèi l-îng t¨ng 1,92 gam. ( xem sù ®iÖn ph©n vµ c¸c qu¸ tr×nh kh¸c xÈy ra víi hiÖu suÊt 100%). Kim lo¹i hãa trÞ II víi thÓ tÝch khÝ tho¸t ra ë an«t lÇn l-ît lµ: A. Cu vµ 0,336 lÝt. B. Cd vµ 0,224 lÝt. C. Fe vµ 0,896 lÝt. D. Zn vµ 1,344 lÝt. Bµi gi¶i. Catot : M 2  2e  Cu, I.t 3.1930   0,06mol 96500 96500 anot : 2H 2O  4H   O 2  4e .........0,06...0,03 .....................0,06....0,015....0,06mol Ta cã: n e   M  1,92  64 (Cu) va VO2  22, 4.0,015  0,336 (lit) . VËy A ®óng. 0,03 http://megabook.vn 15 Bµi to¸n 7. §em ®iÖn ph©n 100 ml dung dÞch CuSO4 dïng hai ®iÖn cùc tr¬ vµ dßng ®iÖn mét chiÒu c-êng ®é 1A ®Õn khi cat«t thÊy xuÊt hiÖn bät khÝ tho¸t ra th× dõng l¹i. Dung dÞch sau ®iÖn ph©n cã pH=1( xem sù ®iÖn ph©n vµ c¸c qu¸ tr×nh kh¸c xÈy ra víi hiÖu suÊt 100%). Thêi gian ®iÖn ph©n vµ nång ®é mol cña dung dÞch CuSO4 lÇn l-ît lµ: A. 965 s vµ 0,1 M B. 489 s vµ 0,5 M C. 489 s vµ 0,4 M D. 965 s vµ 0,05 M. Bµi gi¶i. Do ®iÖn ph©n ®Õn khi cat«t thÊy xuÊt hiÖn bät khÝ tho¸t ra nªn Cu 2+ ®· ®iÖn ph©n xong. pH=1 =>  H    0,1 n   0,1.0,1  0,01 mol   H 2 Catot : Cu  2e  Cu, anot : 2H 2O  4H   O 2  4e .........0,005...0,01 .....................0,01..............0,01 I.t    n e  96500  0,01  t  965 (s),  ¸p dông c«ng thøc ta cã:  , n 2 0,005   n Cu 2  0,005mol  CM(CuSO4 )  Cu   0,05 M   V 0,1   VËy D ®óng. Bµi to¸n 8. §em ®iÖn ph©n 100ml dung dÞch AgNO3 cã nång ®é x mol/lÝt dïng ®iÖn cùc tr¬. Sau mét thêi gian thÊy cã kim lo¹i b¸m vµo cat«t, ë catãt kh«ng thÊy xuÊt hiÖn bät khÝ vµ thu ®-îc 2,16 gam mét kim lo¹i. xem sù ®iÖn ph©n vµ c¸c qu¸ tr×nh kh¸c xÈy ra víi hiÖu suÊt 100%. Gi¸ trÞ x lµ: A. 0,2 mol/lÝt B. 0,3 mol/lÝt C. 0,4 mol/lÝt D. 0,5 mol/lÝt. Bµi gi¶i. Ta cã pt p- sù ®iÖn ph©n dung dÞch. dp 4AgNO3  2H2O  4Ag  4HNO3  O2   Sau ®iÖn ph©n thu ®-îc 100 ml dung dÞch cã pH=1  =>  H   0,1   HNO3   n AgNO3  n HNO3  0,1mol   C« c¹n dung dÞch ta thu ®-îc AgNO3 d-, ®em nung thu ®-îc kim lo¹i Ag 0 t 2AgNO3  2Ag  2NO2  O2   n AgNO3 (du)  n Ag  http://megabook.vn 2,16  0,02 mol . VËy sè mol AgNO3 ban ®Çu: 108 16 n AgNO3 (bd)  0,01  0,02  0,03 mol  x   AgNO3   0,03  0,3 mol / lit  B dung 0,1 Bµi to¸n 9. §iÖn ph©n 200 ml dung dÞch Cu(NO3)2 ®Õn khi b¾t ®Çu cã khÝ tho¸t ra ë cat«t th× dõng l¹i. §Ó yªn dung dÞch sau khi ®iÖn ph©n ®Õn khi khèi l-îng cña cat«t kh«ng ®æi th× thÊy cã 3,2 gam kim lo¹i b¸m vµo cat«t. Nång ®é ban ®Çu cña dung dÞch Cu(NO3)2 ban ®Çu lµ: A. 2 mol/lÝt B. 3 mol/lÝt C. 1 mol/lÝt D. 0,5 mol/lÝt. Bµi gi¶i. Gäi x lµ sè mol ban ®Çu cña Cu(NO3)2 Ta cã pt p- sù ®iÖn ph©n dung dÞch. dp 2Cu(NO3 )2  2H 2O  2Cu  4HNO3  O 2  (1)  x mol.......................................x.........2x.mol §Ó yªn dung dÞch sau ®iÖn ph©n ®Õn khi khèi l-îng cña catãt kh«ng ®æi nªn cã ptp- sau. dp 3Cu  8HNO3  3Cu(NO3 )2  2NO  2H 2O (2)  3 8 3 8 Tõ (2) n Cu(pu)  .n HNO3  .2x  0,75.x  n Cu(1)  x => Cu d- cßn HNO3 hÕt. Ta cã nCu d-= x-0,75.x =0,25.x =3,2:64= 0,05 mol => x=0,2 mol VËy CMCu ( NO 3 )2  0, 2  1 mol / lit  C dung . 0, 2 Bµi to¸n 10. §iÖn ph©n dung dÞch cã chøa Cu(NO3)2 vµ Fe(NO3)3 . sau mét thêi gian ngõng ®iÖn ph©n khi dung dÞch hÕt mµu xanh th× thu ®-îc 0,168 lÝt khÝ (®ktc) t¹i an«t, khèi l-îng dung dÞch gi¶m 0,88 gam. Tæng khèi l-îng cña hai muèi tr-íc khi ®iÖn ph©n lµ: A. 4,30 gam B. 1,88 gam C. 2,42 gam D. 2,44 gam. Bµi gi¶i. V× dung dÞch sau sau ®iÖn ph©n võa hÕt nªn Cu2+ ®iÖn ph©n võa hÕt. Ta cã pt p- ®iÖn ph©n dung dÞch. dp 4Fe(NO3 )3  2H 2O  4Fe(NO3 ) 2  4HNO3  O 2  (1)  dp 2Cu(NO3 ) 2  2H 2O  2Cu  4HNO3  O 2  (2)  ThÓ tÝch thu ®-îc ë anèt chÝnh lµ thÓ tÝch khÝ oxi. nO2  0,168  0, 075mol , mdd giam  mO2  mCu ( catot )  0,88 gam 22, 4 http://megabook.vn 17  mCu= 0,88 – 32.0,0075 =0,64 gam.=> nCu = 0,01 mol Tõ (2) => n Cu(NO3 )2  0,01mol, n O2 (2)  0,005mol  n O2 (1)  0,0025mol Tõ (1) => n Fe(NO3 )3  4.n O2 (1)  4.0.0025  0,01 mol . VËy mCu( NO3 )2  0,01.188  1,88 gam, mFe( NO3 )3  0,01.242  2, 42 gam hay  (mCu( NO ) 3 2 mFe( NO3 )3 )  4,30 gam  A dung Bµi to¸n 11. Hßa tan 30,4 gam FeSO4 vµo 200 ml dung dÞch HCl 1,095% thu ®-îc dung dÞch X, ®em ®iÖn ph©n dung dÞch X víi ®iÖn cùc tr¬ mµng ng¨n xèp c-êng ®é dßng ®iÖn I= 1,34 A trong thêi gian 2 giê. (BiÕt hiÖu suÊt p- ®iÖn ph©n lµ 100%). 1. Khèi l-îng kim lo¹i tho¸t ra ë cat«t lµ: A. 8,4 gam B. 11,2 gam C. 16,8 gam D. 22,4 gam. 2. ThÓ tÝch tho¸t ra ë an«t (®ktc) lµ: A. 1,344 lÝt B. 0,448 lÝt C. 0,672 lÝt D. 0,896 lÝt. 3. Khèi l-îng dung dÞch sau ph¶n øng ®iÖn ph©n lµ: A. 198,4 gam B. 211,2 gam C. 126,8 gam D. 226,7 gam. Bµi gi¶i. Ta cã: 30, 4 200.1,095  0, 2 mol, n HCl   0,06mol, 152 100.36,5 1,34.2.3600 ne   0,1 mol 96500  Catot : 2H   2e  H 2 , Fe 2  2e  Fe   .........0,06...0,06....0,03  x........2x.......x mol   0,06  2x  0,1  x  0,02 mol n FeSO4  Anot : 2Cl  Cl2  2e 2H 2O  4H   O 2  4e   .........0,06....0,03....0,06 mol .............4y........y......4y mol 0,06  4y  0,1  y  0,0 1mol 1. Khèi l-îng kim lo¹i tho¸t ra ë cat«t lµ: mFe =56.0,02 =1,12 gam => B ®óng. 2. ThÓ tÝch tho¸t ra ë an«t (®ktc) lµ: V(O2+Cl2)=2,24.(0,01+0,03)= 0,896 lÝt => D ®óng. 3. Khèi l-îng dung dÞch sau ph¶n øng ®iÖn ph©n lµ: mDD =30,4 +200 – (mH2 + mFe + mCl2 + mO2)=226,77 gam VËy D ®óng http://megabook.vn 18 Bµi to¸n 12. Cho chÊt r¾n X gåm 1,92 gam Cu vµ 0,84 gam Fe t¸c dông hÕt víi clo d-, sau ®ã lÊy s¶n phÈm hßa tan trong n-íc ®-îc dung dÞch Y. §iÖn ph©n Y víi ®iÖn cùc tr¬ tíi khi ë anèt thu ®-îc 504 ml khÝ (®ktc). (BiÕt hiÖu suÊt p- ®iÖn ph©n lµ 100%). Khèi l-îng cat«t t¨ng lªn lµ: A. 1,08 gam B. 0,84 gam C. 1,12 gam D. 0,96 gam. Bµi gi¶i. Dung dÞch Y gåm 0,03 mol CuCl2 vµ 0,015 mol FeCl3. T¹i cat«t: Fe3+ + 1e  Fe2+ 0,015… .0,015… ..0,015 mol. 2+ Cu + 2e  Cu x… ..2x… ..x … … T¹i an«t: 2Cl  Cl2 + 2e 0,0225… ..0,045 mol ¸p dông §LBT E ta cã: 0,015 + 2x = 0,045 => x=0,015 mol < 0,03 mol nªn Cu 2+ ch-a ®iÖn ph©n hÕt. Khèi l-îng catot t¨ng lªn do Cu b¸m vµo. mCu= 64. 0,015= 0,96 gam Bµi to¸n 13. Hßa tan 1,49 gam KCl vµo n-íc råi ®em ®iÖn ph©n ( ®iÖn cùc tr¬, cã mµng ng¨n) thu ®-îc 500 ml dung dÞch cã pH = 12. HiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n lµ: A. 25 %. B. 35% C. 50% D. 75%. Bµi gi¶i. Ta cã pt p- sù ®iÖn ph©n dung dÞch. 2KCl  2H2O dp co mn 2KOH  H 2  Cl2  Dung dÞch cã pH =12 => pOH=2  => OH   0,01 M  n OH  0,01.0,5  0,005 mol   => nKCl=0,005 mol, mÆt kh¸c theo gi¶ thiÕt bµi to¸n th× nKCl=1,49:74,5=0,02 mol. VËy hiÖu suÊt H  0,005 .100%  25%  A dung 0,02 III. bµi to¸n tù gi¶i. Bµi to¸n 1. §iÖn ph©n dung dÞch cã chøa CuSO4 vµ KCl ( ®iÖn cùc tr¬, cã v¸ch ng¨n) ®Õn khi n-íc b¾t ®Çu ®iÖn ph©n th× dõng l¹i, th× thu ®-îc 0,896 lÝt khÝ (®ktc) t¹i an«t, dung dÞch sau ®iÖn ph©n hßa tan võa ®ñ 1,62 gam ZnO. ( biÕt Cu2+ ®iÖn ph©n hÕt, Cl- cßn d-) Tæng khèi l-îng cña hai muèi tr-íc khi ®iÖn ph©n lµ: A. 4,47 gam B. 5,96 gam C. 12,47 gam D. 9,16 gam. http://megabook.vn 19 Bµi to¸n 2. Sau mét thêi gian ®iÖn ph©n 200ml dung dÞch CuSO4 thu ®-îc 6,4 gam ®ång b¸m vµo cat«t. ng©m mét ®inh s¾t s¹ch trong dung dÞch sau ®iÖn ph©n cho ®Õn khi ph¶n øng xÈy ra hoµn toµn th× thÊy khèi l-îng ®inh s¾t gi¶m 4,8 gam. Nång ®é ban ®Çu cña dung dÞch CuSO4 ban ®Çu lµ: A. 2 mol/lÝt B. 3 mol/lÝt C. 1 mol/lÝt D. 0,5 mol/lÝt. Bµi to¸n 3. Khi ®iÖn ph©n víi ®iÖn cùc tr¬ dung dÞch hçn hîp chøa HCl vµ 8,16 gam MCl 2 ®Õn khi M2+ hÕt thÊy ë an«t cã 0,11 mol khÝ Cl2 vµ cat«t lóc ®Çu cã 0,05 mol khÝ H2 tho¸t ra, sau ®ã ®Õn kim lo¹i M tho¸t ra. (BiÕt hiÖu suÊt p- ®iÖn ph©n lµ 100%). C«ng thøc cña muèi ®em ®iÖn ph©n lµ: A. CuCl2 B. ZnCl2 C. NiCl2 D. FeCl2. Bµi to¸n 4. ®iÖn ph©n dung dÞch chøa NaOH 0,01 M vµ Na2SO4 0,01 M. ( gi¶ sö thÓ tÝch thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ). pH cña dung dÞch sau ®iÖn ph©n cã gi¸ trÞ lµ: A. pH=2 B. pH= 1 C. pH=13 D. pH=12. Bµi to¸n 5. TiÕn hµnh víi ®iÖn cùc tr¬, mµng ng¨n xèp dung dÞch chøa x mol CuSO 4 vµ y mol NaCl. §Ó sau qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n thu ®-îc dung dÞch baz¬ th× mèi quan hÖ cña x vµ y lµ: A. 2x>3y B. 2x>y C. 2xy B. 2x>y C. 2x - Xem thêm -