Tài liệu Bồi dưỡng HSG Hóa học 8 phần 1

CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC HÓA HỌC A.LẬP PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC: * Phương pháp: - Viết sơ đồ của phản ứng (gồm CTHH của các chất pư và sản phẩm). - Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố (bằng cách chọn các hệ số thích hợp điền vào trước các CTHH). - Viết PTHH. Lưu ý: Khi chọn hệ số cân bằng: + Khi gặp nhóm nguyên tố -> Cân bằng nguyên cả nhóm. + Thường cân bằng nguyên tố có số nguyên tử lẻ cao nhất bằng cách nhân cho 2,4… + Một nguyên tố thay đổi số nguyên tử ở 2 vế PT, ta chọn hệ số bằng cách lấy BSCNN của 2 số trên chia cho số nguyên tử của nguyên tố đó. * Các Phương pháp cân bằng phương trình hóa học: 1. Phương pháp nguyên tử nguyên tố: Đây là một phương pháp khá đơn giản. Khi cân bằng ta cố ý viết các đơn chất khí (H2, O2, C12, N2…) dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước. Ví dụ: Cân bằng phản ứng P + O2 –> P2O5 Ta viết: P + O –> P2O5 Để tạo thành 1 phân tử P2O5 cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O: 2P + 5O –> P2O5 Nhưng phân tử oxi bao giờ cũng gồm hai nguyên tử, như vậy nếu lấy 5 phân tử oxi tức là số nguyên tử oxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số phân tử P2O5 cũng tăng lên gấp 2, tức 4 nguyên tử P và 2 phân tử P2O5. Do đó: 4P + 5O2 –> 2P2O5 2. Phương pháp hóa trị tác dụng: (7) Hóa trị tác dụng là hóa trị của nhóm nguyên tử hay nguyên tử của các nguyên tố trong chất tham gia và tạo thành trong PUHH. Áp dụng phương pháp này cần tiến hành các bước sau: + Xác định hóa trị tác dụng: II – I III – II II-II III – I BaCl2 + Fe2(SO4)3 –> BaSO4 + FeCl3 Hóa trị tác dụng lần lượt từ trái qua phải là: II – I – III – II – II – II – III – I Tìm bội số chung nhỏ nhất của các hóa trị tác dụng: BSCNN(1, 2, 3) = 6 + Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số: 6/II = 3, 6/III = 2, 6/I = 6 Thay vào phản ứng: 3BaCl2 + Fe2(SO4)3 –> 3BaSO4 + 2FeCl3 Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 1 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 Dùng phương pháp này sẽ củng cố được khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị của các nguyên tố thường gặp. 3. Phương pháp dùng hệ số phân số: Đặt các hệ số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Sau đó khử mẫu số chung của tất cả các hệ số. Ví dụ: P + O2 –> P2O5 + Đặt hệ số để cân bằng: 2P + 5/2O2 –> P2O5 +Nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất để khử các phân số. Ỏ đây nhân 2. 2.2P + 2.5/2O2 –> 2P2O5 hay 4P + 5O2 –> 2P2O5 4. Phương pháp “chẵn – lẻ”: Một phản ứng sau khi đã cân bằng thì số nguyên tử của một nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử nguyên tố đó ở vế phải. Vì vậy nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một vế là số chẵn thì số nguyên tử nguyên tố đó ở vế kia phải chẵn. Nếu ở một công thức nào đó số nguyên tử nguyên tố đó còn lẻ thì phải nhân đôi. Ví dụ: FeS2 + O2 –> Fe2O3 + SO2 Ở vế trái số nguyên tử O2 là chẵn với bất kỳ hệ số nào. Ở vế phải, trong SO2 oxi là chẵn nhưng trong Fe2O3 oxi là lẻ nên phải nhân đôi. Từ đó cân bằng tiếp các hệ số còn lại. 2Fe2O3 –> 4FeS2 –> 8SO2 ® 11O2 Đó là thứ tự suy ra các hệ số của các chất. Thay vào PTPU ta được: 4FeS2 + 11O2 –> 2Fe2O3 + 8SO2 5. Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất: Chọn nguyên tố có mặt ở nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để bắt đầu cân bằng hệ số các phân tử. Ví dụ: Cu + HNO3 –>Cu(NO3)2 + NO + H2O Nguyên tố có mặt nhiều nhất là nguyên tố oxi, ở vế phải có 8 nguyên tử, vế trái có 3. Bội số chung nhỏ nhất của 8 và 3 là 24, vậy hệ số của HNO3 là 24 /3 = 8 Ta có 8HNO3 –> 4H2O ® 2NO (Vì số nguyên tử N ở vế trái chẵn) 3Cu(NO3)2 –> 3Cu Vậy phản ứng cân bằng là: 3Cu + 8HNO3 –> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 6. Phương pháp cân bằng theo “nguyên tố tiêu biểu”: Nguyên tố tiêu biểu là nguyên tố có đặc điểm sau: + Có mặt ít nhất trong các chất ở phản ứng đó. + Liên quan gián tiếp nhất đến nhiều chất trong phản ứng. + Chưa thăng bằng về nguyên tử ở hai vế. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 2 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 Phương pháp cân bằng này tiến hành qua ba bước: a. Chọn nguyên tố tiêu biểu. b. Cân bằng nguyên tố tiêu biểu. c. Cân bằng các nguyên tố khác theo nguyên tố này. Ví dụ: KMnO4 + HCl –> KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O a. Chọn nguyên tố tiêu biểu: O b. Cân bằng nguyên tố tiêu biểu: KMnO4 –> 4H2O c. Cân bằng các nguyên tố khác: + Cân bằng H: 4H2O –> 8HCl + Cân bằng Cl: 8HCl –> KCl + MnCl2 + 5/2Cl2 Ta được: KMnO4 + 8HCl –> KCl + MnCl2 + 5/2Cl2 + 4H2O Sau cùng nhân tất cả hễ số với mẫu số chung ta có: 2KMnO4 + 16HCl –> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O 7. Phương pháp cân bằng theo trình tự kim loại – phi kim: Theo phương pháp này đầu tiên cân bằng số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim và cuối cùng là H, sau cùng đưa các hệ số đã biết để cân bằng nguyên tử O. Ví dụ 1. NH3 + O2 –> NO + H2O Phản ứng này không có kim loại, nguyên tử phi kim N đã cân bằng. Vậy ta cân bằng luôn H: 2NH3 –> 3H2O (Tính BSCNN, sau đó lấy BSCNN chia cho các chỉ số để được các hệ số) + Cân bằng N: 2NH3 –> 2NO + Cân bằng O và thay vào ta có: 2NH3 + 5/2O2 –> 2NO + 3H2O Cuối cùng nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất: 4NH3 + 5O2 –> 4NO + 6H2O Ví dụ 2. CuFeS2 + O2 ® CuO + Fe2O3 + SO2 Hoàn toàn tương tự như trên. Do nguyên tử Cu đã cân bằng, đầu tiên ta cân bằng Fe, tiếp theo cân bằng theo thứ tự Cu –> S –> O rồi nhân đôi các hệ số: 4CuFeS2 + 13O2 –> 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2 8. Phương pháp cân bằng phản ứng cháy của chất hữu cơ: a. Phản ứng cháy của hidrocacbon: Nên cân bằng theo trình tự sau: - Cân bằng số nguyên tử H. Lấy số nguyên tử H của hidrocacbon chia cho 2, nếu kết quả lẻ thì nhân đôi phân tử hidrocacbon, nếu chẵn thì để nguyên. - Cân bằng số nguyên tử C. - Cân bằng số nguyên tử O. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 3 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 Tự lấy ví dụ nghen. b. Phản ứng cháy của hợp chất chứa O. Cân bằng theo trình tự sau: - Cân bằng số nguyên tử C. - Cân bằng số nguyên tử H. - Cân bằng số nguyên tử O bằng cách tính số nguyên tử O ở vế phải rồi trừ đi số nguyên tử O có trong hợp chất. Kết quả thu được đem chia đôi sẽ ra hệ số của phân tử O2. Nếu hệ số đó lẻ thì nhân đôi cả 2 vế của PT để khử mẫu số. 9. Phương pháp xuất phát từ bản chất hóa học của phản ứng: Phương pháp này lập luận dựa vào bản chất của phản ứng để cân bằng. Ví dụ: Fe2O3 + CO –> Fe + CO2 Theo phản ứng trên, khi CO bị oxi hóa thành CO2 nó sẽ kết hợp thêm oxi. Trong phân tử Fe2O3 có 3 nguyên tử oxi, như vậy đủ để biến 3 phân tử CO thành 3 phân tử CO2. Do đó ta cần đặt hệ số 3 trước công thức CO và CO2 sau đó đặt hệ số 2 trước Fe: Fe2O3 + 3CO –> 2Fe + 3CO2 10. Phương pháp cân bằng đại số: Dùng để xác định hệ số phân tử của chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học, ta coi hệ số là các ẩn số và kí hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d… rồi dựa vào mối tương quan giữa các nguyên tử của các nguyên tố theo định luật bảo toàn khối lượng để lập ra một hệ phương trình bậc nhất nhiều ẩn số. Giải hệ phương trình này và chọn các nghiệm là các số nguyên dương nhỏ nhất ta sẽ xác định được hệ số phân tử của các chất trong phương trình phản ứng hoá học. Ví dụ1: Cân bằng phản ứng: Cu + HNO3 –> Cu(NO3)2 + NO + H2O Kí hiều các hệ số phải tìm là các chữ a, b, c, d, e và ghi vào phương trình ta thu được: aCu + bHNO3 –> cCu(NO3)2 + dNO + eH2O + Xét số nguyên tử Cu: a = c (1) + Xét số nguyên tử H: b = 2e (2) + Xét số nguyên tử N: b = 2c + d (3) + Xét số nguyên tử O: 3b = 6c + d + e (4) Ta được hệ phương trình 5 ẩn và giải như sau: Rút e = b/2 từ phương trình (2) và d = b – 2c từ phương trình (3) và thay vào phương trình (4): 3b = 6c + b – 2c + b/2 => b = 8c/3 Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 4 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 Ta thấy để b nguyên thì c phải chia hết cho 3. Trong trường hợp này để hệ số của phương trình hoá học là nhỏ nhất ta cần lấy c = 3. Khi đó: a = 3, b = 8, d = 2, e = 4 Vậy phương trình phản ứng trên có dạng: 3Cu + 8HNO3 –> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Ở ví dụ trên trong phương trình hoá học có 5 chất (Cu, HNO 3, Cu(NO3)2, NO, H2O) và 4 nguyên tố (Cu, H, N, O) khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng ta được một hệ 4 phương trình với 5 ẩn số. Hay nói một cách tổng quát, ta có n ẩn số và n – 1 phương trình. Như vậy khi lập một hệ phương trình đại số để cân bằng một phương trình hoá học, nếu có bao nhiêu chất trong phương trình hoá học thì có bấy nhiêu ẩn số và nếu có bao nhiêu nguyên tố tạo nên các hợp chất đó thì có bấy nhiêu phương trình. Ví dụ 2: Cân bằng PTHH sau : FeS2 + O2 -> Fe2O3 + SO2 Giải: - Đặt các hệ số: aFeS2 + bO2 -> cFe2O3 + dSO2 - Tính số nguyên tử các nguyên tố trước và sau phản ứng theo các hệ số trong PTHH: Ta có: + Số nguyên tử Fe: a = 2c + Số nguyên tử S : 2a = d + Số nguyên tử O : 2b = 3c + 2d Đặt a = 1  c = 1/2, d = 2, b = 3/2 + 2.2 = 11/2 Thay a, b, c, d vào PT: aFeS2 + bO2 -> cFe2O3 + dSO2 FeS2 + 11/2O2 -> 1/2Fe2O3 + 2SO2 Hay: 2FeS2 + 11O2 -> Fe2O3 + 4SO2 Ví dụ 2 Cân bằng PTHH sau: FexOy + H2 Fe + H2 O Giải: - Đặt các hệ số: a FexOy + b H2 c Fe + d H2O - Tính số nguyên tử các nguyên tố trước và sau phản ứng theo các hệ số trong PTHH: Ta có: + Số nguyên tử Fe: a.x = c + Số nguyên tử O : a.y = d + Số nguyên tử H : 2b = 2d Đặt a = 1  c = x, d = b = y Thay a, b, c, d vào PT: FexOy + y H2 x Fe + y H2O * Bài tập vận dụng: Dạng 1 Cân bằng các phản ứng Bài 1: Cân bằng các phản ứng hóa học sau 1. FeS2 + O2  t SO2↑ + Fe2O3. 2. Fe(OH)3  t Fe2O3 + H2O 3. SO2 + H2S  S↓ + H2O t 4. Fe2O3 + H2   Fe3O4 + H2O 5. FeS + HCl  FeCl2 + H2S↑ 6. Fe(OH)2 + O2 + H2O  Fe(OH)3↓  7. FeCl2 + NaOH Fe(OH)2↓ + NaCl  8. MnO2 + HBr Br2 + MnBr2 + H2O. o o o Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 5 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. Cl2 + SO2 + H2O  HCl + H2SO4. Ca(OH)2 + NH4NO3  NH3 + Ca(NO3)2 + H2O. Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2  Ca3(PO4)2 + H2O. CxHy(COOH)2 + O2  CO2 + H2O. KHCO3 + Ca(OH)2(d)  K2CO3 + CaCO3 + H2O Al2O3 + KHSO4  Al2(SO4)3 + K2SO4 + H2O. t Fe2O3 + H2   FexOy + H2O. NaHSO4 + BaCO3  Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O. H2SO4 + Fe  t Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O. H2SO4 + Ag  t Ag2SO4 + SO2 + H2O. Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2  BaCO3 + CaCO3 + H2O. Fe2O3 + HNO3  Fe(NO3)2 + H2O FexOy + O2  t Fe2O3. MnO2 + HCl  MnCl2 + Cl2 + H2O. � n ph�  m� i�  nnx�p NaOH + Cl2 + H2. NaCl + H2O  c� ng ng� KMnO4 + HCl  KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O. KMnO4 + NaCl + H2SO4  Cl2 + H2O + K2SO4 + Na2SO4 + MnSO4. Fe3O4 + HCl  FeCl2 + FeCl3 + H2O. FeS2 + O2  t Fe2O3 + SO2. Cu + H2SO4(đặc)  t CuSO4 + SO2 + H2O. FexOy + CO  t FeO + CO2. FexOy + Al  t Fe + Al2O3. FexOy + H2SO4  t Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O FexOy + H2  t Fe + H2O o Al(NO3)3  t Al2O3 + NO2 + O2 FeSO4 + H2SO4 + KMnO4  Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O KMnO4 + K2SO3 + H2O  MnO2 + K2SO4 + KOH SO2 + KMnO4 + H2O  MnSO4 + K2SO4 + H2SO4 K2Cr2O7 + H2S + H2SO4  Cr2(SO4)3 + K2SO4 + S + H2O K2Cr2O7 + HBr  CrBr3 + KBr + Br2 + H2O K2Cr2O7 + HCl  CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4  Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O S + HNO3  H2SO4 + NO2 + H2 O P + H2SO4  H3PO4 + SO2 + H2O Fe3O4 + HNO3  Fe(NO3)3 + NO + H2O Al + HNO3(rất loãng)  Al(NO3)3 + N2 + H2O  Al + HNO3(rất loãng) Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2 O P + KClO3 → P2O5 + KCl. P + H2 SO4 → H3PO4 + SO2 + H2O. S+ HNO3 → H2SO4 + NO. C3H8 + HNO3 → CO2 + NO + H2O. Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NO + H2O. Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O. o o o o o o o o Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm o o DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 6 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 52. Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2S + H2O. 53. Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O. 54. KClO3 → KCl + O2. 55. KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 56. NaNO3 → NaNO2 + O2. 57. Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O. 58. Fe3O4 + H2 → Fe + H2O. Bài 2: Hoàn thành các PTHH cho các pư sau: Na2O + H2O -> NaOH. BaO+H2O -> Ba(OH)2 CO2 +H2O -> H2CO3 N2O5 + H2O -> HNO3 P2O5 +H2O -> H3PO4 NO2 +O2 + H2O -> HNO3 SO2 +Br2 + H2O -> H2SO4 + HBr K2O +P2O5 -> K3PO4 Na2O + N2O5 -> NaNO3 Fe2O3 + H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + H2O Fe3O4 + HCl -> FeCl2 + FeCl3 + H2O KOH + FeSO4-> Fe(OH)2 + K2SO4 Fe(OH)2 + O2 -> Fe2O3 + H2O. KNO3 -> KNO2 + O2 AgNO3 -> Ag + O2 + NO2 Fe + Cl2 -> FeCln FeS2 +O2 -> Fe2O3 + SO2 FeS +O2 -> Fe2O3 + SO2 FexOy + O2 -> Fe2O3 Cu +O2 + HCl -> CuCl2 + H2O Fe3O4 + C -> Fe + CO2 Fe2O3 + H2 -> Fe + H2O. FexOy+ Al -> Fe + Al2O3 Fe + Cl2 -> FeCl3 CO +O2 -> CO2 Bài 3: Cân bằng các phản ứng hóa học sau: FexOy + H2SO4 Fe 2(SO4) 2y / x + H2O FexOy + H2 Fe + H2 O Al(NO3)3 Al2O3 + NO2 + O2 KMnO4 + HCl Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O Fe 3O4 + Al Fe + Al2O3 Dạng 2: Dự đoán công thức hóa học thích hợp và hoàn thành PTHH Bài 1: Hãy chọn CTHH và hệ số thích hợp đặt vào những chỗ có dấu hỏi trong các PTPƯ sau để được PTPƯ đúng : a/ ?Na + ? 2Na2O b/ 2HgO t0 ? Hg + ? 0 c/ ? H2 + ? t 2H2O d/ 2Al + 6HCl ?AlCl3 + ? Bài 2: Hoµn thµnh c¸c ph¬ng tr×nh hãa häc sau (ghi râ ®iÒu kiÖn ph¶n øng nÕu cã): Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 7 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 a. Al + ? → Al2O3 b. Fe + ? → Fe3O4 c. P + O2 → ? d. CH4 + O2 → CO2 + H2O e. KMnO4 → K2MnO4 + ? + ? f. KClO3 → ? + ? Bµi 3: Hoµn thµnh c¸c ph¬ng tr×nh hãa häc sau (ghi râ ®iÒu kiÖn ph¶n øng nÕu cã): a. Cr + ? → Cr2(SO4)3 + H2 b. Fe2O3 + ? → FeCl3 + H2O c. Al + H2SO4 → ? + ? d. Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + ? e. Zn + HCl → ? + H2O g. Zn(OH)2 + HCl → ZnCl2 + H2O h. Fe + ? → FeCl2 + H2O i. Al + HCl → AlCl3 + H2 k. H2 + Fe2O3 → ? + H2O l. H2 + CuO → ? + ? m. CO + CuO → Cu + ? n. Fe3O4 + CO → ? + ? p. Fe + ? → FeCl2 + H2 r. ? + HCl → ZnCl2 + ? t. Al + Fe2O3 → ? + ? s. Al + H2SO4 → ? + ? Dạng 3: Hoàn thành sơ đồ PƯHH Bài 1: Hoàn thành các sơ đồ PƯHH sau để được PTHH đúng : a/ CaCO3 + HCl ------> CaCl2 + CO2 + H2 b/ C2H2 + O2 ---------> CO2 + H2O c/ Al + H2SO4 --------> Al2(SO4)3 + H2 d/ KHCO3 + Ba(OH)2 ------->BaCO3 + K2CO3 + H2O e/ NaHS + KOH ------> Na2S + K2S + H2O f/ Fe(OH)2 + O2 + H2O ------> Fe(OH)3 g/FeS2 + O2 ----> Fe2O3 + SO2 h/ KOH + Al2(SO4)3 ----> K2SO4 + Al(OH)3 i/ FeO + HNO3 ----> Fe(NO3)3 + NO + H2O k/ FexOy + CO ----> FeO + CO2 Dạng 4: Viết Phương trình phản ứng và cân bằng theo chuỗi biến hóa( sơ đồ) Bài 1: Đốt cháy khí axetylen (C2H2) trong khí oxi sinh ra khí cacbonic và hơi nứớc .Dẫn hỗn hợp khí vào dung dịch nước vôi trong ( Ca(OH) 2) thì thu được chất kết tủa canxicacbonat (CaCO3) .Viết các PTPƯ xảy ra . Bài 2: Hoµn thµnh chuæi biÕn ho¸ sau: Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 8 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 KClO3 O2 P2O5 H3PO4 Na2O NaOH H2 H2O H2 H2O KOH Bài 3: Hoàn thành sơ đồ chuyển hoá sau (ghi rõ điều kiện phản ứng) và cho biết các phản ứng trên thuộc loại nào?. KMnO4 7 KOH 3 4 5 6 H2O O2 Fe3O4 Fe H2 H2O 8 H2SO4 2 KClO3 B: TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC * Phương pháp chung: -Đổi dữ kiện của bài cho ra số mol dựa trên công thức chuyển đổi. - Viết và cân bằng PTHH. - Từ số mol chất đã biết suy ra số mol chất phải tìm Dựa vào PTHH. - Tính toán theo yêu cầu của đề bài (khối lượng, thể tích chất khí…) * Các công thức chuyển đổi cần nhớ 1. TÝnh sè (n) mol theo khèi lîng: n m (mol ) M → m  n.M vµ M  m n Trong ®ã: m lµ khèi lîng chÊt. M lµ khèi lîng mol. 2. TÝnh sè mol theo thÓ tÝch chÊt khÝ ( V lÝt). n  V (lit ) ( mol ) 22,4 → V  n.22,4(lit ) 3. Nång ®é mol cña dung dÞch (CM): n ( mol / l ) V n → n  C M .V , V  C M Trong ®ã: n lµ sè mol chÊt tan. V lµ thÓ tÝch dung dÞch (lÝt). CM  * Những dạng toán thường gặp DẠNG 1: BÀI TOÁN TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG HẾT a) Đặc điểm bài toán. - Bài toán luôn cho lượng một chất đã biết có thể là chất tham gia hoặc sản phẩm. - Bài cho chất tác dụng vừa đủ. b) Yêu cầu: - Tính lượng chất còn lại theo khối lượng hoặc thể tích c) Bài tập mẫu Bài 1: Cho 5,4 g Al tác dụng vừa đủ với V lít khí Cl ở đktc. Tìm V. Tìm khối lượng sản phẩm Giải Cách 1: Ta có nAl = = 5,4 / 27 = 0,2 (mol) PTHH : 2Al + 3Cl 2 ----------> 2AlCl3 Từ PTHH  2 mol + 3 mol ----------> 2 mol Từ đề bài 0,2 mol + 0,3 mol ----------> 0,2 mol Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 9 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 VCl = 0,3 x 22,4 = 6,72 (l) msản phẩm = 0,2 x 133,5 = 26,7 (g) ð ð 2 Cách 2: Ta có nAl = = 5,4 / 27 = 0,2 (mol) PTHH : 2Al + 3Cl 2 ----------> 2AlCl3 Theo phương trình ta có: nCl2 = x nAl = x 0,2 = 0,3 (mol) Từ đó  thể tích của Cl2, tương tự thì nsản phẩm = x nAl = 0,2 mol Từ đó  khối lượng chất sản phẩm tạo thành Lưu ý: Tính theo phương trình hóa học chỉ liên quan đến đại lượng mol Tính theo phương trình hóa học là dựa vào tỉ lệ số mol các chất trên phương trình để tính ra khối lượng. d) Bài tập vận dụng Bài 1: Cho 11,2 g sắt tác dụng vừa đủ với HCl. Sau phản ứng thu được V lít khí Hiđro ở đktc. a) Tìm V b) Tìm khối lượng của FeCl2 tạo ra sau phản ứng c) Tìm khối lượng của HCl Bài 2: Cho 32 g CuO tác dụng vừa đủ với H2SO4. a) Tìm khối lượng của H2SO4 b) Tìm khối lượng của CuSO4 tạo ra sau phản ứng Bài 3: Cho 48g Fe2O3 tác dụng vừa đủ với HCl. a) Tìm khối lượng HCl b) Tìm khối lượng FeCl3 tạo thành sau phản ứng Bài 4: Cho 16 g NaOH tác dụng vừa đủ với H2SO4. a) Tìm khối lượng H2SO4 b) Tìm khối lượng của Na2SO4 tạo thành sau phản ứng Bài 5: Cho 10 g CaCO3 vào một bình kín rồi đun nóng tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được CaO và CO2. a) Tìm thể tích khí CO2 ở đktc b) Tính khối lượng CaO tạo thành sau phản ứng Bài 6: Cho 78 g Al(OH)3 tác dụng vừa đủ với H2SO4. a) Tính khối lượng H2SO4 b) Tính khối lượng của Al2(SO4)3 tạo thành sau phản ứng Bài 7: Cho 22,2 g CaCl2, tác dụng vừa đủ với AgNO3. a) Tính khối lượng AgNO3 b) Tính khối lượng các chất còn lại trong phản ứng Bài 8: Cho 10,6 g Na2CO3 tác dụng vừa đủ với CaCl2. Tính khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng Bài 9: Cho 11,2 g sắt tác dụng vừa đủ với HCl. Toàn bộ lượng Hiđro sinh ra cho tác dụng vừa đủ với m (g) CuO. a) Tìm m b) Tìm khối lượng FeCl2 Bài 10: Đốt cháy 16,8 g Fe trong khí Oxi vừa đủ thì thu được Fe2O3. Cho toàn bộ lượng Fe2O3 tạo thành sau phản ứng này tác dụng với m (g) H2SO4. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 10 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 a) Tìm thể tích khí Oxi để đốt cháy lượng sắt trên b) Tìm m Bài 11: Cho 48 g Fe2O3 tác dụng vừa đủ với HCl. a) Tìm khối lượng của FeCl3 tạo thành b) Tìm khối lượng của HCl Bài 12: Cho 24 g oxi tác dụng với H2SO4 có trong dung dịch loãng. a) Tìm thể tích khí Hiđro sinh ra (ở đktc) b) Tìm khối lượng của H2SO4 c) Tìm khối lượng của CaSO4 tạo thành sau phản ứng Bài 13: Cho 32 g Oxi tác dụng vừa đủ với Magie. a) Tìm khối lượng của Mg trong phản ứng. b) Tìm khối lượng của Magie oxit tạo thành Bài 14: Để điều chế 55,5 g CaCl2 người ta cho Ca tác dụng với HCl a) Tìm khối lượng của Ca và HCl trong phản ứng b) Tìm thể tích khí Hiđro sinh ra (ở đktc) Bài 15: Tính thể tích khí Oxi và Hiđro ở đktc để điều chế 900g nước Bài 16: Để điều chế 1 tấn KNO3 người ta cho KOH tác dụng với HNO3. Tính khối lượng của KOH và HNO3 cần dùng đề điều chế Bài 17: Một loại thép có chứa 98% là sắt được điều chế bằng cách cho Fe2O3 tác dụng với H2. Tính khối lượng của Fe2O3 và thể tích khí Hiđro cần để điều chế 10 tấn thép loại trên Bài 18: CaCO3 được dùng để sản xuất CaO. Tính khối lượng CaCO3 cần dùng để điều chế 5,6 tấn CaO Bài 19: Đốt cháy 12 tấn Cacbon cần bao nhiêu m3 không khí. Biết rằng khí Oxi chiếm V không khí Bài 20***: Cây xanh quang hợp theo phương trình: 6nCO2 + 5nH2O ---------> (C6H10O5)n + 6nO2 (Phương trình đã được cân bằng) . Tính khối lượng tinh bột thu được nếu bết lượng nước tiêu thụ là 5 tấn Bµi 21: Cho 32,5 gam kÏm t¸c dông víi dung dÞch axit clohi®ric d. TÝnh thÓ tÝch khÝ hi®ro sinh ra (®ktc) vµ khèi lîng lîng muèi kÏm clorua t¹o thµnh ? Bµi 22: Cho nh«m kim lo¹i t¸c dông víi dung dÞch axit sunfuric (®ñ). BiÕt cã 34,2 gam muèi nh«m sunfat t¹o thµnh. TÝnh lîng nh«m ph¶n øng vµ thÓ tÝch khÝ hi®ro thu ®îc (®ktc)? Bµi 23: Cho 5,4 gam nh«m ph¶n øng víi dung dÞch axit clohi®ric (®ñ) t¹o thµnh muèi nh«m clorua vµ khÝ hi®ro. TÝnh thÓ tÝch khÝ hi®ro thu ®îc (®ktc) vµ khèi lîng muèi nh«m clorua t¹o thµnh ? Bµi 24: Cho khÝ CO d ®i qua s¾t (III) oxit nung nãng thu ®îc 11,2 gam s¾t. TÝnh khèi lîng s¾t (III) oxit vµ thÓ tÝch khÝ CO ®· ph¶n øng ? Bµi 25: Oxi hãa s¾t ë nhiÖt ®é cao thu ®îc oxit s¾t tõ Fe3O4. TÝnh sè gam s¾t vµ thÓ tÝch khÝ oxi cÇn dïng (®ktc) ®Ó ®iÒu chÕ ®îc 23,2 gam oxit s¾t tõ ? Bài 26: cho sơ đồ Cu + O2 ---> CuO a) Tính khối lượng CuO sinh ra khí có 2,56 g Cu tham gia phản ứng. b) Tính khối lượng Cu cần dùng để điều chế 4 g CuO. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 11 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 c) Tính khối lượng Cu và thể tích khí oxi cần dùng ở đktc, để điều chế 24 g CuO. Bài 28: cho sơ đồ : Zn + HCl ---> ZnCl2 + H2. Nếu có 16,25 g Zn tham gia phản ứng. hãy tính: a) mHCl = ? b) VH2 ở đktc = ? c) mZnCl2 = ? (bằng hai cách). Bài 29: cho sơ đồ Fe + O2 ---> Fe3O4. Nếu có 4,48 lít khí O2 phản ứng. Hãy tính: mFe = ? và mFe3O4 (bằng hai cách). Bài 30: trong phòng thí nghiệm người ta điều chế oxi bằng cách nung nóng kali clorat: KClO3 ---> KCl + O2. Hãy hoàn thành PTHH và trả lời những câu hỏi sau: 1. Muốn điều chế 6,72 lít khí oxi ở đktc cần dùng bao nhiêu gam KClO3? 2. Nếu có 2,4 mol KClO3 tham gia phản ứng, sẽ thu được bao nhiêu mol chất rắn và chất khí? 3. Nếu có 22,05 gam KClO3 tham gia phản ứng, sẽ thu được bao nhiêu mol chất rắn và chất khí? 4. Nếu có 26,82 gam KCl tạo thành, hãy tính khối lượng KClO3 cần dùng và thể tích khí oxi sinh ra ở đktc? Bài 31: Đốt nóng 2,7 g bột nhôm trong khí clo, người ta thu được 13,35 gam nhôm clorua. Em hãy cho biết: 1. Công thức hóa học đơn giản của nhôm clorua, giả sử rằng ta chưa biết hóa trị của nhôm và clo. Viết PTHH của phản ứng. 2. Tính thể tích khí clo ở đktc đã tham gia phản ứng. Bài 32: Đốt khí hiđro trong khí oxi người ta nhận thấy cứ 2 thể tích khí hiđro kết hợp với 1 thể tích khí oxi tạo thành nước. 1. Hãy xác định công thức hóa học đơn giản của nước. 2. Viết PTHH xảy ra khi đốt khí hiđro trong khí oxi. 3. Để thu được 10,8 g nước người ta cần dùng ít nhất bao nhiêu lít mỗi khí hiđro và khí oxi ở đktc? Bài 33: Đốt cháy hoàn toàn cacbon bằng một lượng khí oxi dư, người ta thu được một hỗn hợp khí gồm có khí cacbonic và khí oxi dư. Hãy xác định thành phần phẩn trăm theo khối lượng và thành phẩn phẩn trăm theo thể tích của khí oxi trong mỗi hỗn hợp sau: 1. 2 g khí cacbonic và 12 gam khí oxi 2. 2 mol khí cacbonic và 16 gam khí oxi 3. 2,4 g khí cacbonic và 2,24 lít khí oxi 4. 0,3 . 1023 phân tử khí cacbonic và 0,45 . 1023 phân tử khí oxi Bài 34: Cho sơ đồ phản ứng: CaCO3 + HCl ------- > CaCl2 + CO2 + H2O. 1. Nếu có 8,96 lít khí CO2 tạo thành thì cần dùng bao nhiêu gam CaCO3, bao nhiêu gam HCl tham gia phản ứng? 2. Nếu có 20 gam CaCO3 tham gia phản ứng, hãy tính khối lượng HCl cần dùng và thể tích khí CO2 sinh ra ở đktc? DẠNG 2: BÀI TOÁN CHẤT CÒN DƯ, CHẤT HẾT a) Bài toán chỉ có 2 chất phản ứng Giả sử có phản ứng hóa học: aA + bB ------- > cC + dD. Cho nA và nB  Phương pháp - Tính số mol của chất đề bài đã cho. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 12 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 - Viết và cân bằng PTHH: - Xác định lượng chất nào phản ứng hết, chất nào dư bằng cách: - Lập tỉ số : Số mol chất A đề bài cho và Số mol chất B đề bài cho rồi so sánh Số mol chất A trên PT Số mol chất B trên PT => Tỉ số của chất nào lớn hơn -> chất đó dư; tỉ số của chất nào nhỏ hơn, chất đó pư hết. Cụ thể + Nếu = => A và B là 2 chất phản ứng hết (vừa đủ) + Nếu > => Sau phản ứng thì A còn dư và B đã phản ứng hết + Nếu < => Sau phản ứng thì A phản ứng hết và B còn dư  - Dựa vào PTHH, tìm số mol các chất sản phẩm theo chất pư hết. - Tính toán theo yêu cầu của đề bài (khối lượng, thể tích chất khí…) Lưu ý: Tính theo phương trình hóa học thì phải tính theo chất hết Bài tập mẫu VÝ dô: Cho 32,5 gam kÏm t¸c dông víi 47,45 gam axit clohi®ric. a. TÝnh thÓ tÝch khÝ hi®ro sinh ra (®ktc) ? . TÝnh khèi lîng muèi kÏm clorua t¹o thµnh ? Bµi lµm: - Sè mol c¸c chÊt tham gia ph¶n øng: nZn  mZn 32,5   0,5( mol ) M Zn 65 n HCl  m HCl 47,45   1,3(mol ) M HCl 36,5 - Ph¬ng tr×nh ph¶n øng: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 - XÐt tØ lÖ: n Zn ( Bàicho) n ( Bàicho) 0,5 1,3    HCl n Zn ( Ph.trình) 1 2 n HCl ( Ph.trình ) → Axit HCl d, kim lo¹i Zn hÕt. → TÝnh theo Zn. a. Theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng ta cã: n H 2  n Zn  0,5(mol ) → V H  n H .22,4  0,5.22,4  11,2(lít ) b. Theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng ta cã: 2 2 nZnCl  nZn  0,5(mol ) 2 → mZnCl  n ZnCl .M ZnCl  0,5.136  68( gam) * Bài tập vận dụng Bµi 1: Cho 5,4 gam nh«m t¸c dông víi 36,5 gam axit clohi®ric t¹o thµnh khÝ hi®ro vµ muèi nh«m clorua. a. TÝnh thÓ tÝch khÝ hi®ro thu ®îc (®ktc) ? b. TÝnh khèi lîng muèi nh«m clorua t¹o thµnh ? Bµi 2: Cho 7,2 gam s¾t (II) oxit t¸c dông víi dung dÞch cã chøa 0,4 mol axit clohi®ric thu ®îc muèi s¾t (II) clorua vµ níc. a. ViÕt ph¬ng tr×nh hãa häc cña ph¶n øng x¶y ra ? b. TÝnh khèi lîng muèi s¾t (II) clorua t¹o thµnh ? Bµi 3: Cho 8,1 gam nh«m t¸c dông víi 29,4 gam axit sunfuric thu ®îc khÝ hi®ro vµ muèi nh«m sunfat. 2 2 2 Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 13 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 a. TÝnh thÓ tÝch khÝ hi®ro thu ®îc (®ktc) ? b. TÝnh khèi lîng muèi nh«m sunfat t¹o thµnh ? Bµi 4: DÉn 11,2 lÝt khÝ CO (®ktc) qua 16 gam s¾t (III) oxit nung nãng thu ®îc kim lo¹i s¾t vµ khÝ CO2 a. TÝnh thÓ tÝch khÝ CO ph¶n øng (®ktc) ? b. TÝnh khèi lîng Fe sinh ra ? Bµi 5: Cho 1,68 lÝt khÝ CO2 (®ktc) vµo dung dÞch chøa 3,7 gam Ca(OH)2 t¹o thµnh kÕt tña CaCO3(↓) vµ níc. X¸c ®Þnh lîng kÕt tña CaCO3 thu ®îc ? Bài 6: Cho 20,8 g BaCl2 tác dụng với dung dịch chứa 9,8 g H2SO4. Tính khối lượng các chất thu được sau phản ứng. Bài 7: Cho 20 g CuO tác dụng với dung dịch chứa 18,25 g HCl. Tính khối lượng các chất thu được sau phản ứng. Bài 8: Cho V lít khí Oxi ở đktc tác dụng với 16,8 g sắt. Sau phản ứng thu được 16 g sắt (III) oxit. a) Chứng minh rằng: Oxi phản ứng hết, sắt còn dư b) Tính V và khối lượng sắt còn dư Bài 9: Cho 24,8 g Na2O tác dụng với dung dịch chứa 50,4 g HNO3. Tính khối lượng các chất thu được sau phản ứng. Bài 10: Cho 20 g MgO tác dụng với 19,6 g H3PO4. Tính khối lượng các chất thu được sau phản ứng. Bài 11: Cho 4,8 g Magie tác dụng với HCl thì thu được 2,24 lít khí Hiđro ở đktc a) Chứng minh rằng Mg dư còn HCl hết b) Tìm khối lượng của Mg dư và MgCl2 tạo thành sau phản ứng Bài 12: Cho 10, 8 lít khí Cl ở đktc tác dụng với m (g) Cu. Sau phản ứng thu được 63,9 g chất rắn. a) Chất nào phản ứng hết? Chất nào còn dư? b) Tính m và phần trăm khối lượng các chất sau phản ứng Bài 13: Đốt cháy 16 g lưu huỳnh thì thu được 8,96 lít khí a) Chứng minh rằng: Lưu huỳnh dư b) Tính thể tích oxi tham gia vào phản ứng Bài 14: Cho 22,2 g CaCl2 tác dụng với 31,8 g Na2CO3. Tính khối lượng các chất sau khi phản ứng. Bài 15: Cho 5,4 g nhôm tác dụng hết với HCl. Hỗn hợp thu được say phản ứng hòa tan được tiếp với m’ g Mg và thu được 2,24 lít khí H2 ở đktc. Tìm m và m’ Bài 16: Cho 8 g NaOH tác dụng với m (g) H2SO4. Sau phản ứng lượng axit còn dư tác dụng vừa đủ với 11,2 g sắt. a) Tính m b) Tính thể tích khí Hiđro sinh ra ở đktc Bài 17: Cho 32 g Cu tác dụng với V lít khí Oxi. Sau phản ứng thì oxi còn dư. Lượng oxi còn dư này tác dụng vừa đủ với 11,2 g sắt. Tính V Bài 18: Đốt cháy hoàn toàn 16 g canxi. Cho chất rắn sau phản ứng tác dụng với 18,25 g axit HCl. Tính khối lượng các chất còn lại sau phản ứng. Bài 19: Cho 22,4 g sắt tác dụng vừa đủ với V lít khí Cl. Chất rắn sau phản ứng tác dụng tiếp với 255 g AgNO3. Tính V và khối lượng các chất thu được Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 14 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 Bài 20: Cho m (g) CaCO3 tác dụng với dung dịch chứa 36,5 g axit HCl. Lượng axit dư phản ứng vừa đủ với 10 g MgO. Tính m Bài 21: Cho 32,8 g Na3PO4 tác dụng với 51 g AgNO3. Tính khối lượng các chất còn lại sau phản ứng Bài 22: Cho 3,2 g S tác dụng với 11,2 g Fe. Hỏi sau phản ứng hóa học trên tạo thành bao nhiêu g FeS? Tính khối lượng chất còn dư. Bài 23: Cho 11,2 g CaO tác dụng với dung dịch có chứa 39,2 g H2SO4. Tính khối lượng các chất còn lại trong phản ứng hóa học trên (không tính khối lượng nước) Bài 24: Đốt cháy 6,4 g lưu huỳnh bằng 11,2 lít khí O2 (đktc) thu được sản phẩm là SO2. Tính thể tích của các khí thu được sau phản ứng hóa học trên ở đktc Bài 25: Đốt cháy 4,8 g cacbon bằng 6,72 lít khí oxi thu được sản phẩm sau phản ứng là CO2. Tìm khối lượng chaatss còn dư và thể tích khí CO2 thu được Bài 26: Cho 22,4g Fe tác dụng với dd loãng có chứa 24,5g axit sulfuric. a. Tính số mol mỗi chất ban đầu và cho biết chất dư trong pư? b. Tính khối lượng chất còn dư sau pư? c. Tính thể tích khí hidro thu được ở đktc? d. Tính khối lượng muối thu được sau pư Bài 27: Cho dd chứa 58,8g H2SO4 tác dụng với 61,2g Al2O3. a. Tính số mol mỗi chất ban đầu của hai chất pư? b. Sau pư chất nào dư, dư bao nhiêu gam? c. Tính khối lượng muối nhôm sunfat tạo thành? (biết H2SO4 + Al2O3 Al2(SO4)3 + H2O ) Bài 28: Dùng 6,72 lít khí H2 (đktc) để khử 20g Sắt (III) oxit. a. Viết PTHH của pư? b. Tính khối lượng oxit sắt từ thu được? Bài 29: Cho 31g Natri oxit vào 27g nước. a. Tính khối lượng NaOH thu được? b. Tính nồng độ % của dd thu được sau pư? Bài 30: Cho 4,05g kim loại Al vào dd H2SO4, sa pư thu được 3,36 lít khí đktc. a. Tính khối lượng Al đã pư? b. Tính khối lượng muối thu được và khối lượng axit đã pư? c. Để hòa tan hết lượng Al còn dư cần phải dùng them bao nhiêu gam axit? Bài 31: Cho 2,8 gam sắt tác dụng với 14,6 gam dung dịch axit clohiđric HCl nguyên chất. a. Viết phương trình phản ứng xảy ra. b. Chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam? c. Tính thể tích khí H2 thu được (đktc)? d. Nếu muốn cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thì phải dùng thêm chất kia một lượng là bao nhiêu? Bài 32: Đốt cháy 12,4 g P trong bình kín có chứa 24 g O2.  Chất nào dư? Dư bao nhiêu gam?  Chất nào tạo thành? Khối lượng là bao nhiêu gam? Bài 33: Đốt cháy 24g S trong bình kín có chứa 26 g O2. 1. Chất nào dư? Dư bao nhiêu gam? 2. Chất nào tạo thành? Khối lượng là bao nhiêu gam? Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 15 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 Bài 34: Đốt cháy 22,4 g Fe trong bình kín có chứa 2,24 lít O2 ở đktc. 1. Chất nào dư? Dư bao nhiêu gam? 2. Chất nào tạo thành? Khối lượng là bao nhiêu gam? Bài 35: Đốt cháy 3,36 lít khí metan trong bình kín có chứa 2,24 lít O2 ở đktc. 1. Chất nào dư? Dư bao nhiêu gam? 2. Chất nào tạo thành? Khối lượng mỗi chất là bao nhiêu gam? Bài 36: Đốt cháy 12,4 g P trong bình kín có chứa 8,96 lít O2 ở đktc a) Chất nào dư? Dư bao nhiêu gam? b) Chất nào tạo thành? Khối lượng là bao nhiêu gam? Bài 37: Đốt cháy 21,6 g Al trong bình có chứa 13,44 lít O2 ở đktc. a) Chất nào dư? Dư bao nhiêu gam? b) Chất nào tạo thành? Khối lượng là bao nhiêu gam? Bài 38: Đốt cháy 3,36 lít khí C2H2 trong bình kín có chứa 6,72 lít O2 ở đktc. a) Chất nào dư? Dư bao nhiêu lít? b) Chất nào tạo thành? Khối lượng mỗi chất là bao nhiêu gam? Bài 39: Đốt cháy 19 kg than có chứa 96% C và tạp chất không cháy trong phòng kín có chứa 2,24 m3 không khí ở đktc. Than có cháy hết không? Vì sao? Biết oxi chiếm 1/5 thể tích không b.Trường hợp có nhiều chất phản ứng : b.1: Trường hợp hỗn hợp 2 kim loại phản ứng với 1 a xít * Phương pháp giải: có rất nhiều phương pháp nhưng phương pháp đơn giản nhất là phương pháp giả thiết tạm và phương pháp đại số. Cách 1: Phải giả định hỗn hợp 2 kim loại (hoặc 2 muối) đã cho chỉ có 1 kim loại (hoặc 1 muối). Từ đó tính được lượng axit dùng cho mỗi trường hợp và suy ra khoảng giới hạn của lượng axit cần dùng.  Nếu dữ kiện cho lượng axit lớn hơn khoảng giới hạn  lượng axit dư.  Nếu dữ kiện cho lượng axit nhỏ hơn khoảng giới hạn  lượng axit hết. Cách 2: Giả sử hỗn hợp 2 kim loại (hoặc 2 muối) chỉ có 1 1 kim loại (hoặc 1 muối) có khối lượng mol (M) nhỏ hơn (nhỏ nhất) để suy ra số mol hỗn hợp lớn nhất rồi so sánh với số mol axit. Nếu số mol axit lớn hơn số mol hỗn hợp (naxit > nhh)  axit dư. * Ví dụ áp dụng: Ví dụ 1: Hòa tan 13,2 gam hỗn hợp A gồm hai kim loại có cùng hóa trị vào 400ml dd HCl 1,5M.Cô cạn dd sau phản ứng thu được 32,7 gam hỗn hợp muối khan. a. chứng minh hỗn hợp A tan không hết b. tính thể tích khí H2 sinh ra. Giải: Gọi hai kim loại lần lượt là A,B có số mol là a, b 2A + 2nHCl 2ACln + nH2 a na a 0,5na 2B + 2nHCl 2BCln + nH2 b nb b 0,5nb Số mol axit 0,4x 1,5 = 0,6 mol =n( a+ b) Theo đề và phương trình ta có: (A +35,5n)a +(B + 35,5n)b = 32,7  Aa + Bb +35,5n(a + b) = 32,7 Aa + Bb =11,4 < 13,2 Vậy hỗn hợp tan không hết. - Thể tích H2 = 22,4 x 0,5n(a +b) = 6,72 lít Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 16 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 Ví dụ 2: Cho 3,87 gam hỗn hợp gồm Mg và Al tác dụng với 500ml dung dịch HCl 1M a/ Chứng minh rằng sau phản ứng với Mg và Al axit vẫn còn dư? b/ Nếu phản ứng trên làm thoát ra 4,368 lít H 2 (đktc).Hãy tính % số mol các chất ban đầu có trong hỗn hợp? c/ Tính thể tích dung dịch đồng thời NaOH 0,2M và Ba(OH) 2 0,1 M cần dùng để trung hoà hết lượng axit còn dư? Hướng dẫn giải: a) Để chứng minh axit còn dư thì có nhiều cách : pp giả thiết tạm, pp đại số, … C1: pp giả thiết tạm 3,87  0,16125 (mol) Giả sử hỗn hợp chỉ có một kim loại Mg → n hh (gia thiet)  24 Phương trình hóa học: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 0,16125 0,5  nên HCl dư 1 2 3,87 3,87 Thực tế 27  0,14  n  24  0,1625 nên HCl càng dư hh Vì C2: pp đại số Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 a 2a a 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 b 3b 1,5b Ta có : 24a + 27b = 3,87 18a + 27b < 3,87 9(2a + 3b) < 3,87 2a+3b < 0,43 ; mà : số mol HCl ( bđ) = 0,5 (mol) Vì số mol HCl pư < số mol HCl ban đầu nên axit còn dư b) Ta có hệ pt: 4,368   0,195 (1)  a  1,5b  22, 4   24a  27b  3,87 (2)  giải ra được : a = 0,06 , b = 0,09 % số mol các kim loại trong hôn hợp ban đầu %Mg  0, 6 100%  40% 0, 6  0,9 % Al = 60% c) Số mol HCl (pư) = 0,195  2 = 0,39 (mol) số mol HCl ( dư) = 0,5- 0,39 = 0,11 (mol) Gọi V (lít) là thể tích dung dịch kiềm Ta có: n NaOH  0, 2V (mol) , n Ba(OH)2 =0,1V (mol) Phương trình hóa học: NaOH + HCl → NaCl + H2O 0,2V 0,2V (mol) Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O 0,1V 0,2V (mol) Ta có: 0,4V = 0,11 Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 17 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8  V = 0,275 (lít) b.2: Trường hợp một kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với dung dịch axit nhưng với lượng khác nhau trong những thí nghiệm khác nhau: * Phương pháp giải:  So sánh lượng axit ở 2 thí nghiệm và lượng H 2 thu được ở 2 thí nghiệm để từ đó suy ra một thí nghiệm axit hết và một thí nghiệm axit dư. * Ví dụ áp dụng: Ví dụ 1: Cho 1,02 gam hçn hîp gåm Al vµ Mg vµo 100 ml dung dÞch HCl. Sau khi kÕt thóc ph¶n øng, lµm bay h¬i hÕt níc thu ®îc 3,86 gam chÊt r¾n khan. NÕu cho 1,02 gam hçn hîp trªn vµo 200 ml dung dÞch HCl cïng lo¹i. Sau khi kÕt thóc ph¶n øng, lµm bay h¬i hÕt níc thu ®îc 4,57 gam chÊt r¾n khan. TÝnh khèi lîng mçi kim lo¹i trong hçn hîp vµ nång ®é mol/l cña dung dÞch HCl. Bài giải: Khi lîng HCl gÊp ®«i th× lîng chÊt r¾n thu ®îc kh«ng gÊp ®«i thÝ nghiÖm 1 nªn suy ra trong trêng hîp 2 kim lo¹i tan hÕt vµ HCl d. Gäi sè mol cña Mg vµ Al trong hh lµ x vµ y. Ta cã: 24x + 27 y = 1,02 x = 0,02 m Mg = 0.02 x 24 = 0,48 gam 95x + 133.5 y = 4,57 y = 0,02 m Al = 0.02 x 27 = 0,54 gam TÝnh nång ®é mol/l cña dung dÞch HCl - XÐt TN1: Gäi sè mol Al ®· ph¶n øng lµ a, cßn d lµ 0.02-a (Mg ®· p hÕt) Khèi lîng chÊt r¾n = 0,02 x 95 + 133,5a + 27 (0,02-a) =  3,86 a= 0,0133 sè mol HCl hßa tan Mg vµ Al lµ (0,02 x 2) + 3 x 0,0133 = 0,08 mol - Nång ®é mol/l cña HCl lµ 0,08/0,1 = 0,8 M Ví dụ 2: Hoà tan 14,4 gam Mg vào 400ml dung dịch HCl chưa rõ nồng độ thì thu được V 1 thể tích khí hiđrô và còn lại một phần chất rắn không tan. Lọc lấy phần không tan và cho thêm vào 20 gam sắt. Tất cả cho hoà tan vào 500ml dung dịch axit HCl ở trên, thấy thoát ra V 2 thể tích khí hiđrô và còn lại 3,2 gam chất rắn không tan. Tính V1 , V2 .Biết khí đo ở đktc. Hướng dẫn giải: Căn cứ đầu bài ta dễ dàng thấy ở TN1: Mg còn dư và TN2: Fe còn dư còn Mg thì hết. TN1: số mol Mg (bđ)= 0,6 (mol) ; giả sử có a (mol) Mg pư Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 a 2a a (mol) TN2: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 18 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 (0,6-a) 2(0,6-a) (0,6-a) (mol) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 0,3 0,6 0,3 ( mol) Theo đề bài ta có pt biểu diễn tỷ lệ lượng axit phản ứng ở 2 TN: 2(0,6-a) + 0,6 500  2a 400 Giải ra được: a = 0,4 ( mol) Vậy V1 = 0,4  22,4 = 8,96 lít V2 = (0,6 - 0,4 + 0,3) 22,4 =11,2 lít b.3:Trường hợp hỗn hợp ôxít kim loại tác dụng với dung dịch axit nhưng với lượng khác nhau trong những thí nghiệm khác nhau: * Phương pháp giải:  So sánh lượng axit ở 2 thí nghiệm và lượng H 2 thu được ở 2 thí nghiệm để từ đó suy ra một thí nghiệm axit hết và một thí nghiệm axit dư. * Ví dụ áp dụng: Ví dụ 1. Cho hỗn hợp A gôm MgO, Al 2O3. Chia A làm hai phần bằng nhau mỗi phần có khối lượng 9,94 gam. Cho phần 1 tác dụng với 100 ml dung dịch HCl đun nóng và khuấy đều chế hóa sản phẩm được 23,69 gam chất rắn khan. Cho phần 2 tác dụng với 200 ml dung dịch HCl có nồng đô ô như trên đun nóng và khuấy đều chế hóa sản phẩm được 25,34 gam chất rắn khan. Tính %m các chất trong hỗn hợp A và CM dung dịch HCl đã dùng. GIẢI Các phương trình phản ứng xảy ra ở mỗi phần đều là: MgO + 2 HCl   MgCl2 + H2O (1) và Al2O3 + 6 HCl   2 AlCl3 + 3 H2O (2) Ở cả 2 phương trình phản ứng đều có: nO trong oxit = 0,5.nHCl Nếu cả 2 phần oxit cùng hết, axit cùng dư thì chất rắn thu được đều là muối và khối lượng phải bằng nhau khác với bài ra (loại). Nếu cả 2 phần oxit cùng dư, axit cùng hết thì chất rắn thu được đều gồm muối và oxit dư. Nên khối lượng chất rắn tăng ở phần 2 phải gấp đôi khối lượng chất rắn tăng ở phần 1 vì lượng axit dùng gấp đôi. Mà phần 1 tăng 23,69-9,94 = 13,75 (gam) và phần 2 tăng 25,34 -9,94 = 15,4 (gam) chưa gấp đôi khối lượng tăng ở phần 1 (loại) Như vâ ôy phần 1 oxit dư, axit hết và phần 2 oxit hết, axit dư 25,34 gam chất rắn khan thu được ở phần 2 chỉ là muối. Khi Oxit chuyển thành muối thì mô tô mol nguyên tử O bị thay thế bởi 2 nguyên tử Cl tức là khối lượng tăng 71-16 = 55 (gam) theo bài ra phần 2 tăng 15,4 gam tức là số mol nguyên tử O trong Oxit là 15,4 : 55 = 0,28 (mol). Gọi số mol MgO và Al2O3 trong mỗi phần lần lượt là x, y (mol) ta có: 40 x + 102y = 9,94 (gam) (I) Và tổng số mol nguyên tử O trong oxit là: nO = x + 3y = 0,28 (mol) (II) Giải hê ô phương trình (I), (II) ta có x = y = 0,07 (mol)  mMgO = 0,07.40 = 2,8 (gam) 2,8 Phần trăm khối lượng mỗi oxit là: %m MgO = 9,94 .100% =22,938% và %m Al O = 100%22,938% = 77,062%. Theo phần 1 axit hết mà phần 1 khối lượng chất rắn tăng 23,69-9,94 = 13,75 (gam) nên số mol nguyên tử O trong oxit tham gia phản ứng là 13,75 : 55 = 0,25 (mol). 2 3 0,5 Vâ yô nHCl = 2.nO = 2.0,25 = 0,5 (mol) và CM  0,1  5(M) . HCl Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 19 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 8 * Bài tập vận dụng: Bài 1: Cho 8,4 gam hỗn hợp Zn và Mg tác dụng với 3,65 g HCl a. Chứng minh rằng sau phản ứng axit vẫn còn dư ? b. Nếu thoát ra 4,48 lít khí ở (đktc) . Hãy tính số gam Mg và Al đã dùng ban đầu Bài 2: Cho 7,8 gam hỗn hợp Mg và Al tác dụng với 0,5 mol dung dịch H2SO4 a. Chứng minh rằng sau phản ứng với Mg và Al , axit vẫn còn dư ? b. Nếu phản ứng trên làm thoát ra 4,368 lít khí H 2 (đktc) . Hãy tính % về khối lượng của Mg và Al đã dùng ban đầu ? Bài 3: Hoà tan hỗn hợp gồm 37,2 gam Zn và Fe trong 1 mol dung dịch H2SO4 a. Chứng minh rằng hỗn hợp tan hết. b. Nếu hoà tan hỗn hợp trên với lượng gấp đôi vào cùng lượng axit trên thì hỗn hợp có tan hết không. Bài 4: Hoà tan hỗn hợp gồm Mg và Fe trong dung dịch đựng 7,3 gam HCl ta thu được 0,18 gam H2. Chứng minh sau phản ứng vẫn còn dư axit. Bài 5: Nguời ta tiến hành 2 thí nghiệm sau: TN1: Cho 2,02 gam hỗn hợp Mg, Zn vào cốc đựng 200ml dung dịch HCl . Sau phản ứng đun nóng cho nước bay hơi hết thu được 4,86 gam chất rắn. TN2: Cho 2,02 gam hỗn hợp trên vào cốc đựng 400ml dung dịch HCl trên. Sau khi cô cạn thu được 5,57 gam chất rắn. a. Chứng minh trong TN1 axit hết, TN2 axit dư. b. Tính thể tích khí (đktc) bay ra ở TN1. c. Tính số mol HCl tham gia phản ứng. d. Tính số gam mỗi kim loại Bài 6: Cho a gam Fe hoà tan trong dung dịch HCl (TN1) sau khi cô cạn dung dịch thu được 3,1 gam chất rắn. Nếu cho a gam Fe và b gam Mg ( TN2) vào dung dịch HCl cũng với lượng trên thì thu được 3,34 gam chất rắn . Biết thể tích H 2 (đktc) thoát ra ở cả 2 TN đều là 448 ml. Tính a,b biết rằng ở TN2 Mg hoạt động mạnh hơn Fe. Chỉ khi Mg phản ứng xong thì Fe mới phản ứng. Bài 7: Cho 22 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe phản ứng với dung dịch chứa 0,6 mol HCl . Chứng minh hỗn hợp X tan hết. Bài 8: Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 0,25mol HCl và 0,125 mol H 2SO4 ta thu được dung dịch B và 4,368 lit H2 (đktc) . a. Chứng minh trong dung dịch vẫn còn dư axit. b. Tính % các kim loại trong A. Bài 9: Hoà tan 7,8 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn vào dung dịch H 2SO4. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 2,24 lit khí. Chứng minh sau phản ứng kim loại vẫn còn dư. Bài 10: Hoà tan 13,2 gam hỗn hợp A gồm 2 kim loại có cùng hoá trị vào 0.6 mol HCl . Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 32,7 gam hỗn hợp muối khan. a. Chứng minh hỗn hợp A không tan hết. b. Tính thể tích hiđro sinh ra (đktc). C. BÀI TOÁN HỖN HỢP TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 1. Đặc điểm nhận dạng Bài toán có dạng : cho m (g) hỗn hợp A ( gồm M, M’) phản ứng hoàn toàn với lưọng chất B  Tính thành phần % của hỗn hợp hay lượng sản phẩm. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 20