Tài liệu Phương pháp bảo toàn nguyên tố

PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ I. NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP 1. Nguyên tắc chung
Nguyên tắc chung của phương pháp này là dựa vào ñịnh luật bảo toàn nguyên tố: “ Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn ñược bảo toàn” ðiều này có nghĩa là: Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kì trước và sau phản ứng luôn luôn bằng nhau
ðiểm mấu chốt của phương pháp là phải xác ñịnh ñược ñúng các hợp phần chứa nguyên tố X ở trước và sau phản ứng rồi áp dụng ðLBT nguyên tố với X ñể rút ra mối quan hệ giữa các hợp phần → Kết luận cần thiết 2. Các trường hợp áp dụng và một số chú ý quan trọng Phương pháp bảo toàn nguyên tố có thể áp dụng cho hầu hết các dạng bài tập, ñặc biệt là các dạng bài hỗn hợp nhiều chất, xảy ra biến ñổi phức tạp. Dưới ñây là một số dạng bài tập tiêu biểu: Dạng 1: Từ nhiều chất ñầu tạo thành một sản phẩm Từ dữ kiện ñề bài ta tính số tổng mol nguyên tố X trong các chất ban ñầu → tổng số mol X trong sản phẩm tạo thành → số mol sản phẩm: Cho hỗn hợp A gồm các chất rắn Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 ta hoàn toàn trong dung dịch HCl, dung dịch thu ñược cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung trong không khí ñến khối lượng không ñổi thu ñược m gam chất rắn. Tính m ? Ta thấy, chất cuối cùng là Fe2O3. vậy nếu tính ñược tổng số mol Fe có trong A ta sẽ tính ñược số mol Fe2O3 Dạng 2: Từ một chất ñầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm Dạng 3: Từ nhiều chất ñầu tạo thành nhiều sản phẩm Dạng 4: Bài toán ñốt cháy trong hóa học hữu cơ 3. Một số chú ý ñể làm tốt phương pháp bảo toàn nguyên tố
Hạn chế viết phương trình phản ứng mà thay vào ñó là viết sơ ñồ hợp thức(chú ý ñến hệ số) biểu diễn các biến ñổi cơ bản của các nguyên tố cần quan tâm
ðề bài thường cho số mol của nguyên tố quan tâm, từ ñó xác ñịnh ñược số mol hay khối lượng của các chất 4. Các bước giải
Viết sơ ñồ hợp thức
Rút ra các mối quan hệ về số mol của các nguyên tố cần xác ñịnh theo yêu cầu của ñề bài trên cơ sở dựa vào ñịnh luật bảo toàn nguyên tố VÍ DỤ MINH HỌA VÍ DỤ 1: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe2O3 vào dung dịch HCl dư thu ñược dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với NaOH dư thu ñược kết tủa. Lọc kết tủa, rửa sạch sấy khô và nung trong không khí ñến khối lượng không ñổi ñược m gam chất rắn, m có giá trị là: A. 23 gam B. 32 gam C. 24 gam D. 42 gam ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -1- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn HƯỚNG DẪN GIẢI Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O HCl + NaOH → NaCl + H2O FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O Nhận xét: Trong m gam chất rắn có 0,1 mol Fe2O3 ban ñầu. Vậy chỉ cần tính lượng Fe2O3 tạo ra từ Fe theo mối quan hệ sau: 2Fe → Fe2O3 0,2(mol) → 0,1 (mol) m = 0,2.160 = 32 (g) → ðáp án B VÍ DỤ 2: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,27 gam bột nhôm và 2,04 gam bột Al2O3 trong dung dịch NaOH dư thu ñược dung dịch X. Cho CO2 dư tác dụng với dung dịch X thu ñược kết tủa Y, nung Y ở nhiệt ñộ cao ñến khối lượng không ñổi thu ñược chất rắn Z. Biết hiệu suất các phản ứng ñều ñạt 100%. Khối lượng của Z là: A. 2,04 gam. B. 2,31 gam. C. 3,06 gam. D. 2,55 gam HƯỚNG DẪN GIẢI Sơ ñồ phản ứng : Theo BTNT : nAl(Al2O3 , Z) = nAl(Al) + nAl(Al2O3 , ®Çu) 0,27 2,04 0,05 + × 2 = 0,05 mol ⇒ nAl2O3 (Z) = = 0,025 mol 27 102 2 ⇒ mZ = mAl2O3 (Z) = 0,025.102 = 2,55 gam ⇒ nAl(Al2O3 , Z) = → ðáp án D VÍ DỤ 3: Cho 11,2 gam Fe và 2,4 gam Mg tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư. Sau phản ứng thu ñược dung dịch A và V lit khí H2(ñktc). Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu ñược kết tủa B. Lọc B nung trong không khí ñến khối lượng không ñổi ñược m (gam) chất rắn: a/ V có giá trị là: A. 2,24 lit B. 3,36 lit C. 5,6 lit D. 6,72 lit b/ Giá trị của m là: A. 18 gam B. 20 gam C. 24 gam D. 36 gam ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -2- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 Mg + H2SO4 → FeSO4 + H2 FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na2SO4 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O Mg(OH)2 → MgO + H2O a/ Ta có: n H2 = n Mg + n Fe = 2, 4 11,2 + = 0,3(mol) 24 56 → V(H2) = 0,3.22,4 = 6,72 (lit) → Chọn D b/ Dựa vào sự thay ñổi chất ñầu và chất cuối ta ñược sơ ñồ hợp thức: 2Fe → Fe2O3 ; Mg → MgO 0,2 → 0,1(mol) 0,1 → 0,1 (mol) m = 0,1.160 + 0,1.40 = 20(g) → Chọn B VÍ DỤ 4 : ðun nóng hỗn hợp bột gồm 0,06 mol Al, 0,01 mol Fe3O4, 0,015 mol Fe2O3 và 0,02 mol FeO một thời gian. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng bằng dung dịch HCl dư, thu ñược dung dịch X. Thêm NH3 vào X cho ñến dư, lọc kết tủa, ñem nung ngoài không khí ñến khối lượng không ñổi thu ñược m gam chất rắn. Giá trị của m là: A. 9,46. B. 7,78. C. 6,40. D. 6,16. HƯỚNG DẪN GIẢI Sơ ñồ : Al Fe3O4 Fe2O3 FeO to r¾n HCl AlCl3 FeCl2 FeCl3 NH 3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 to Al2O3 Fe2O3 1 0,06 Theo BTNT : nAl2O3 = nAl = = 0,03 mol ⇒ mAl2O3 = 0,03.102 = 3,06 gam 2 2 1 1 MÆt kh¸c : nFe2O3 (r¾n) = ∑nFe(®Çu) = (0,01.3 + 0,015.2 + 0,02) = 0,04 mol 2 2 ⇒ mFe2O3 (r¾n) = 0,04.160 = 6,4 gam ⇒ m = mAl2O3 +mFe2O3 (r¾n) = 3,06 + 6,4 = 9,46 gam → Chọn A VÍ DỤ 5 : ðốt cháy 6,72 gam bột Fe trong không khí thu ñược hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3. ðể hòa tan X cần dùng vừa hết 255 ml dung dịch chứa HNO3 2M, thu ñược V lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ño ở ñktc). Giá trị của V là: A. 5,712. B. 3,360. C. 8,064. D. 6,048. HƯỚNG DẪN GIẢI ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -3- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Sơ ñồ biến ñổi : 6,72 = 0,12 mol 56 Theo BTNT víi N: nN(HNO3 ) = nN(Fe(NO3 )3 ) + nN(NO2 ) ⇒ nN(NO2 ) = nN(HNO3 ) Theo BTNT víi Fe: nFe(NO3 )3 = nFe = ⇒ nNO2 = nN(NO2 ) = 0,255.2 −0,12.3 = 0,15 mol −n N(Fe(NO3 )3 ) ⇒ V = VNO2 = 0,15.22,4 = 3,360 lÝt → Chọn B VÍ DỤ 6 : Thổi từ từ V lit hỗn hợp khí (ñktc) gồm CO và H2 ñi qua ống ñựng 16,8gam hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hoàn toàn. Sau phản ứng thu ñược m gam chất rắn và một hỗn hợp khí nặng hơn khối lượng của hỗn hợp V là 0,32 gam. Tính V và m A. 0,224 lit và 14,48 gam B. 0,672 lit và 18,46 gam C. 0,112 lit và 12,28 gam D. 0,448 lit và 16,48gam HƯỚNG DẪN GIẢI Thực chất phản ứng khử các oxit trên là: CO + O → CO2 H2 + O → H2O Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hơn hỗn hợp khí ban ñầu chính là khối lượng của nguyên tử oxi trong các oxit tham gia phản ứng. Do vậy: 0,32 mO = 0,32 (g) → nO = = 0, 02(mol) 16 → n(CO) + n(H2) = 0,02 (mol) → V(CO + H2) = 0,02.22,4 = 0,448 (lit) Áp dụng ðLBTKL: m(oxit) = m(chất rắn) + 0,32 → m(chất rắn) = 16,8 – 0,32 = 16,48 (g) → chọn D VÍ DỤ 7 : Thổi rất chậm 2,24 lit( ñktc) một hỗn hợp khí gồm CO và H2 qua một ống sứ ñựng hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng là 24 gam dư ñang ñược ñun nóng. Sau khi kết thúc phản ứng khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là: A. 22,4g B. 11,2g C. 20,8g D. 16,8g HƯỚNG DẪN GIẢI Có thể làm nhanh: m = 24 - 2,24 *16 = 22,4 (g) 22, 4 → Chọn A VÍ DỤ 8 : Cho m gam một ancol no, ñơn chức X qua bình ñựng CuO dư, nung nóng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, khối lượng chất rắn trong bình giảm ñi 0,32g. Hỗn hợp hơi thu ñược có tỉ khối ñối với H2 là 15,5. Giá trị m là: A. 0,92gam B. 0,32gam C. 0,62gam D. 0,46gam ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -4- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn HƯỚNG DẪN GIẢI CnH2n+1CH2OH + CuO → CnH2n+1CHO + Cu + H2O Khối lượng chất rắn trong bình giảm chính là số gam nguyên tử O trong CuO phản ứng. Do ñó: 0,32 = 0, 02(mol) mO = 0,32(g) → nO = 16 → Hỗn hợp hơi gồm: CnH2n+1CHO: 0,02 mol và H2O: 0,02 mol Vậy hỗn hợp hơi có khối lượng là: m(hỗn hợp) = 31.0,04 = 1,24 (g) Ta có: m(ancol) + 0,32 = m(hỗn hợp) m(ancol) = 1,24 – 0,32 = 0,92 (g) → ðáp án A VÍ DỤ 9 : ðốt cháy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu thu ñược 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl. Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng A. 0,5 lit B. 0,7 lit C. 0,12lit D. 1 lit HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có: mO = m(oxit) – m(kim loại) = 5,96 – 4,04 = 1,92 (g) 1,92 → nO = = 0,12(mol) 16 Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl thực chất chỉ là phản ứng: + O2- → H2O 2H+ 0,24 ← 0,12 mol 0,24 VHCl = = 0,12(lit ) 2 → ðáp án C Nếu các em HS làm quen thì với bài tập này các em nhẩm sẽ ra ngay kết quả VÍ DỤ 10 : Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm x mol FeS2 và y mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa ñủ), thu ñược dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Tỉ số của x/y là: A. 1/3. B. 1/2. C. 2/1. D. 3/1. HƯỚNG DẪN GIẢI Do X chØ cã muèi sunfat ⇔ dung dÞch kh«ng cßn gèc NO3− S¬ ®å biÕn ®æi : 2FeS2 → Fe2 (SO4 )3 x 0,5x Cu2S → 2CuSO4 y (1) (2) 2y Dung dÞch chØ cã c¸c ion : Fe3+ , Cu2+ vµ SO24− Theo BTNT víi S : 2x + y = 3.0,5x + 2y ⇒ 0,5x = y ⇒ x/y = 2/1 → ðáp án C VÍ DỤ 11 : (TSðH A 2007): Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa ñủ), thu ñược dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là: A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06. ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -5- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có sơ ñồ sau: 2 FeS2 ------------> Fe2(SO4)3 0,12(mol) → 0,06 (mol) Cu2S ----------------> 2CuSO4 a (mol) → 2a (mol) Bảo toàn nguyên tố S nên: 0,12.2 + a = 0,06.3 + 2a → a = 0,06 → chọn câu D VÍ DỤ 12 : Cho 0,6 mol FexOy phản ứng nhiệt nhôm tạo ra 81,6g Al2O3.Công thức oxit sắt là: A. FeO. B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Không xác ñịnh ñược. HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Al lấy oxi trong oxit sắt nên số mol nguyên tử O trong 2 oxit là bằng nhau 81,6 *3 ( tức là bảo toàn) nên: 0,6y = → y = 4 → Fe3O4 102 → Chọn C VÍ DỤ 13 : Cho tan hoàn toàn 8 gam hỗn hợp X gồm FeS và FeS2 trong 290 ml dung dịch HNO3 thu ñược khí NO và dung dịch Y. ðể tác dụng hết với các chất trong dung dịch Y cần 250 ml dung dịch Ba(OH)2 1M. Kết tủa tạo thành ñem nung ngoài không khí ñến khối lượng không ñổi ñược 32,03 gam chất rắn Z. Khối lượng mỗi chất trong X là: A. 3,6g FeS và 4,4g FeS2 B. 2,2g FeS và 5,8g FeS2 C. 4,6g FeS và 3,4g FeS2 D. 4,4g FeS và 3,6g FeS2 HƯỚNG DẪN GIẢI FeS x(mol) 8g FeS2 y(mol) HNO3 Fe3+ SO42- Ba(OH)2 BaSO4 Fe(OH)3 kk t oC 32,03g BaSO4 Fe2O3 Nhận xét: Nguyên tố Fe và S ñược bảo toàn trong các quá trình phản ứng: Ta có: 88 x + 120y = 8 [1] x+y Bảo toàn Fe và S: 160. + 233.(x + 2y) = 32,03 [2] 2 Giải [1] và [2] → x = 0,05 mol ; y = 0,03 mol → m(FeS) = 88.0,05 = 4,4 (g) và m(FeS2) = 8 – 4,4 = 3,6 (g) → Chọn D VÍ DỤ 14 : Cho 4,48 lit khí CO2(ñktc) tác dụng hoàn toàn với 200 ml dung dịch NaOH 1,5M. Tính khối lượng muối thu ñược? A. 8,4g. B.10,6g C.19g D.15,2g HƯỚNG DẪN GIẢI 4,48 n CO2 = = 0,2(mol) 22,4 n NaOH = 0,2.1,5 = 0,3 (mol) Ta có: 1 < n NaOH 0,3 = = 1,5 < 2 → tạo 2 muối n CO2 0,2 ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -6- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn NaHCO3 x (mol) CO2 + NaOH Na2CO3 y (mol) Thầy dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố. Cụ thể là: Bảo toàn nguyên tố C : x + y = 0,2 Bảo toàn nguyên tố Na: x + 2y = 0,3 Giải ñược: x = y = 0,1 → m(muối) = m(NaHCO3) + m(Na2CO3) = 0,1.84 + 0,1.106 = 19 (g) → Chọn C VÍ DỤ 15 :(TSðH A 2008): Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lit CO2 (ñktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 9,85g B. 11,82g C. 17,73g D. 19,7g HƯỚNG DẪN GIẢI 4,48 = 0,2(mol) 22,4 = 0,5.0,1 = 0,05 (mol) n CO2 = n NaOH n Ba(OH)2 = 0,5.0,2 = 0,1 (mol) n OH- = 0,05 + 0,2 = 0,25 (mol) Ta có: 1 < nOH- n CO2 = 0,25 = 1,25 < 2 → tạo 2 muối 0,2 HCO3- x (mol) CO32- y (mol) CO2 + OHBảo toàn nguyên tố C : x + y = 0,2 Bảo toàn ñiện tích âm: x + 2y = 0,25 Giải hệ pt trên ñược: x = 0,15 và y = 0,05 Phản ứng tạo kết tủa: Ba2+ + CO32- → BaCO3↓ Số mol Ba2+(0,1 mol) > số mol CO32- (0,05 mol) → n(BaCO3) = n(CO32-) = 0,05 mol → m(BaCO3) = 0,05.197 = 9,85(g) → Chọn A VÍ DỤ 16 : (TSCð Khối A – 2007) Cho 4,48 lít khí CO (ở ñktc) từ từ ñi qua ống sứ nung nóng ñựng 8 gam một oxit sắt ñến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khí thu ñược sau phản ứng có tỉ khối so với hiñro bằng 20. Công thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng là: A. FeO;75% B. Fe2O3;75% C. Fe2O3;65% D. Fe3O4;75% HƯỚNG DẪN GIẢI Khí sau phản ứng là hỗn hợp CO và CO2 ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -7- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ nkhÝ sau = nkhÝ tr−íc = mO(Fex Oy ) = mkhÝ sau −m Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn 4,48 = 0,2 mol 22,4 khÝ tr−íc ⇒ mO(Fex Oy ) = 20.2.0,2 − 28.0,2 = 2,4 gam ⇒ nO(Fex Oy ) = ⇒ mFe(FexOy ) = 8,0 − 2,4 = 5,6 gam ⇒ nFe(FexOy ) = ⇒ 2,4 = 0,15 mol 16 5,6 = 0,1 mol 56 x 0,1 2 = = ⇒ oxit lµ Fe2O3 y 0,15 3 B¶o toµn nguyªn tè Oxi : nCO2 = nO(Fe2O3 ) = 0,15 mol ⇒ %VCO2 = 0,15 × 100% = 75% 0,2 → Chọn B VÍ DỤ 17 : TSCð Khối A – 2007) ðốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu ñược 7,84 lít khí CO2 (ở ñktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (ở ñktc) nhỏ nhất cần dùng ñể ñốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là: A. 70 lit B. 78,4 lit C. 84 lit D. 56 lit HƯỚNG DẪN GIẢI Theo BTNT víi O : 7,84 9,9 nO(O2 ) = nO(CO2 ) +nO(H2O) = ×2+ = 1,25 mol 22,4 18 1,25 ⇒ nO2 = = 0,625 mol ⇒ VO2 = 0,625.22,4 = 14 lÝt 2 14 ⇒ Vkh«ng khÝ = = 70 lÝt 20% → Chọn A VÍ DỤ 18 : ðốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CH4, C3H6 và C4H10 thu ñược 4,4 gam CO2 và 2,52 gam H2O, m có giá trị là: A. 1,48gam B. 2,48gam C. 14,8gam D. 24,7gam HƯỚNG DẪN GIẢI Ta áp dụng bảo toàn C và H: m = mC + m H = 4,4 2,52 × 12 + × 2 = 1,48 gam 44 18 → §¸p ¸n A → Chọn A VÍ DỤ 19 : ðốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một axit cacboxylic ñơn chức cần vừa ñủ V lit O2(ñktc), thu ñược 0,3 mol CO2 và 0,2 mol H2O. Giá trị của V là: A. 8,96lit B. 11,2lit C. 6,72lit D. 4,48lit HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Axit cacboxylic ñơn chức có 2 nguyên tử Oxi nên ta có thể ñặt là RO2 Theo phương pháp bảo toàn nguyên tố Oxi: ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -8- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn nO(RO2) + nO(pư) = nO(CO2) + nO(H2O) 0,1.2 + nO(pư) = 0,3.2 + 0,2.1 → nO(pư) = 0,6 mol → n(O2) = 0,3(mol) → V(O2) = 0,3.22,4 = 6,72 (lit) → Chọn C VÍ DỤ 20: ðốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hai rượu ñơn chức cùng dãy ñồng ñẳng cần dùng vừa ñủ V lít khí O2 (ñktc), thu ñược 10,08 lít CO2 (ñktc) và 12,6 gam H2O. Giá trị của V là: A. 17,92. B. 4,48. C. 15,12. D. 25,76. HƯỚNG DẪN GIẢI 10,08 12,6 = 0,45 mol ; nH2O = = 0,7 mol Cã : nCO2 = 22,4 18 NhËn xÐt : +) nH2O > nCO2 ⇔ nr−îu = nH2O nCO2 = 0,7 0,45 = 0,25 mol − − +) r−îu ®¬n chøc ⇔ nr−îu = nO(r−îu) = 0,25 mol Theo BTNT víi O : nO(O2 ) = nO(CO2 ) + nO(H2O) ⇒ VO2 = −n O(r−îu) = 2.0,45 + 0,7 − 0,25 = 1,35 mol 1,35 × 22,4 = 15,12 lÝt 2 → Chọn C VÍ DỤ 21 : Tiến hành crackinh ở nhiệt ñộ cao 5,8 gam butan. Sau một thời gian thu ñược hỗn hợp khí X gồm CH4, C2H6, C2H4, C3H6 và C4H10. ðốt cháy hoàn toàn X trong khí oxi dư rồi dẫn toàn bộ sản phẩm sinh ra qua bình ñựng H2SO4 ñặc. Tính ñộ tăng khối lượng của bình H2SO4 ñặc là: A. 9g B. 4,5g C. 18g D. 13,5g HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng xảy ra: crackinh C4H10 → CH4 + C3H6 crackinh C4H10 → C2H6 + C2H4 o t C CH4 → CO2 + 2H2O o t C C2H4 → 2CO2 + 2H2O o t C C2H6 → 2CO2 + 3H2O o t C C3H6 → 3CO2 + 3H2O o t C C4H10 → 4CO2 + 5H2O Nếu em viết phương trình rồi dựa vào ñể giải thì bài toán sẽ rất phức tạp Nhận xét: ðộ tăng khối lượng của bình H2SO4 ñặc chính là tổng khối lượng H2O sinh ra trong phản ứng ñốt cháy hỗn hợp X 5,8 Ta có: nButan = = 0,1(mol) → nH = 0,1.10 = 1(mol) 58 1 → n(H2O) = = 0,5(mol) → m(H2O) = 0,5.18 = 9(gam) 2 → ðáp án A VÍ DỤ 22: ðun nóng 7,6 gam hỗn hợp A gồm C2H2, C2H4 và H2 trong bình kín với xúc tác Ni thu ñược hỗn hợp khí B. ðốt cháy hoàn toàn hỗn hợp B, dẫn sản phẩm cháy thu ñược lần lượt qua bình 1 ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -9- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn ñựng H2SO4 ñặc, bình 2 ñựng Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình 1 tăng 14,4 gam. Khối lượng tăng lên ở bình 2 là: A. 11g B. 22 C. 25 g D. 15 g HƯỚNG DẪN GIẢI Sơ ñồ phản ứng : C2H2 C2H4 H2 Ni B O2 CO2 + H2O 14,4 = 0,8 mol ⇒ mH(H2O) = 0,8.2 = 1,6 gam 18 NhËn xÐt : mA = mC + mH ⇒ mC = mA mH = 7,6 1,6 = 6,0 gam mH2O = 14,4 gam ⇒ nH2O = ⇒ nCO2 = nC = − − 6,0 = 0,5 mol ⇒ mCO2 = 0,5.44 = 22 gam 12 → ðáp án D VÍ DỤ 23 : Hỗn hợp khí A gồm một ankan, một anken, một ankin và H2. Chia A thành 2 phần có thể tích bằng nhau rồi tiến hành thí nghiệm sau: Phần 1: ðem ñốt cháy hoàn toàn rồi dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 ñựng H2SO4 ñặc, bình 2 ñựng nước vôi trong dư. Sau phản ứng cân thấy khối lượng bình 1 tăng 9,9 gam, bình 2 tăng 13,2 gam Phần 2: Dẫn từ từ qua ống ñựng bột Ni nung nóng thu ñược hỗn hợp khí B. ðốt hoàn toàn B rồi rồi cho sản phẩm cháy qua bình ñựng nước vôi trong dư thấy bình tăng m gam. Tìm giá trị của m ? A. 13,1 g B. 23,1 C. 11,1 g D. 33,1 g HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Vì 2 phần có thể tích bằng nhau nên thành phần của chúng là như nhau. Và sản phẩm ñốt cháy của 2 phần là hoàn toàn giống nhau. Ở ñây phần 2 dẫn qua bột Ni nung nóng → hỗn hợp B sau ñó mới ñem ñốt cháy B chỉ là một bước gây nhiễu khiến HS bị rối vì thành các nguyên tố của B và phần 2 là hoàn toàn giống nhau. Chính vì vậy khối lượng bình nước vôi trong tăng chính là tổng khối lượng của nước và CO2 sinh ra trong thí nghiệm 1: mtăng = 9,9 + 13,2 = 23,1 (g) → ðáp án B VÍ DỤ 24 : ðốt cháy 5,8 gam chất M ta thu ñược 2,65 gam Na2CO3; 2,25 gam H2O và 12,1 gam CO2. Biết CTPT của M trùng với công thức ñơn giản nhất. Công thức phân tử của M là: A. C9H11ONa. B. C7H7ONa C. C6H5ONa. D. C8H9ONa. HƯỚNG DẪN GIẢI Gäi CTPT cña M lµ C xHy OzNat S¬ ®å ch¸y : C xHy OzNat → Na2CO3 + H2O + CO2 nNa2CO3 = 2,65 2,25 12,1 = 0,025 mol ; nH2O = = 0,125 mol ; nCO2 = = 0,275 mol 106 18 44 ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -10- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn  nNa = 2.0,025 = 0,05 mol ; nH = 2.0,125 = 0,25 mol  ⇒ nC = 0,025 + 0,275 = 0,3 mol  5,8 (23.0,05 + 1.0,25 + 12.0,3) nO = = 0,05 mol 16  ⇒ x : y : z : t = 0,3 : 0,25 : 0,05 : 0,05 = 6 : 5 : 1: 1 ⇒ M lµ C 6H5ONa − → ðáp án C VÍ DỤ 25 : Một hỗn hợp gồm anñehit acrylic và một anñehit no, ñơn chức X. ðốt cháy hoàn toàn 1,72 gam hỗn hợp trên cần vừa hết 2,296 lít khí oxi (ñktc). Cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu ñược 8,5 gam kết tủa. Công thức cấu tạo của X là: A. HCHO. B. C2H5CHO. C. C3H7CHO. D. CH3CHO. HƯỚNG DẪN GIẢI Sơ ñồ phản ứng : Gọi CTPT của X là CnH2n+1CHO (n ≥ 0) 8,5 2,296 = 0,085 mol ; nO2 = = 0,1025 mol 100 22,4 NhËn xÐt : an®ehit lµ ®¬n chøc ⇔ nO(an®ehit) = nan®ehit nCO2 = nCaCO3 = Theo BTKL : mH2O = man®ehit + mO2 −m CO2 = 1,72 + 0,1025.32 − 0,085.44 1,26 = 0,07 mol 18 = 0,015 (mol) ⇒ mH2O = 1,26 gam ⇒ nH2O = nCH2 =CH-CHO = nCO2 - nH2O → nX = nO = nO(CO2 ) + nO(H2O) - nO(O2 ) - nCH2 =CH-CHO = 0,02 (mol)  → MX = 1,72-0,015.56 =44 (CH 3CHO) 0,02 → ðáp án D VÍ DỤ 26 : ðun hai rượu ñơn chức với H2SO4 ñặc, 140oC ñược hỗn hợp ba ete. Lấy 0,72 gam một trong ba ete ñem ñốt cháy hoàn toàn thu ñược 1,76 gam CO2 và 0,72 gam H2O. Hai rượu ñó là: A. CH3OH và C2H5OH. C. C2H5OH và C4H9OH. B. C2H5OH và C3H7OH. D. CH3OH và C3H5OH. HƯỚNG DẪN GIẢI ðặt công thức tổng quát của một trong ba ete là CxHyO, ta có: mC = 0,72 0,72 ×12 = 0,48 gam ; m H = × 2 = 0,08 gam 44 18 mO = 0,72 − 0,48 − 0,08 = 0,16 gam. ⇒ x : y :1 = 0,48 0,08 0,16 : : = 4 : 8 : 1. 12 1 16 ⇒ Công thức phân tử của một trong ba ete là C4H8O. Công thức cấu tạo là CH3−O−CH2−CH=CH2. Vậy hai ancol ñó là CH3OH và CH2=CH−CH2−OH. → ðáp án D ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -11- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn VII DUJ 27 : (Cð 2013): Hỗn hợp X gồm hai anñehit no, ñơn chức, mạch hở (tỉ lệ số mol 3 : 1). ðốt cháy hoàn toàn một lượng X cần vừa ñủ 1,75 mol khí O2, thu ñược 33,6 lít khí CO2 (ñktc). Công thức của hai anñehit trong X là A. HCHO và CH3CHO. B. CH3CHO và C2H5CHO. C. HCHO và C2H5CHO. D. CH3CHO và C3H7CHO. HƯỚNG DẪN GIẢI C H O 1,75 (mol) O2 1,5 (mol) CO2 hh X  n 2n  → Cm H 2m O H2 O • ðốt anñehit no, ñơn, hở có: n H2 O = n CO2 = 1,5 (mol) • Bảo toàn nguyên tố O: nX = nO(X) = n O(CO2 ) + n O(H2O) - n O(O2 ) = 1,5.3 – 1,75.2 = 1 (mol) n CO2 → C= • nX = 1,5 → trong ñó có HCHO → Loại B, D Mặt khác số mol 2 anñehit khác nhau ( tỉ lệ 3 : 1) mà giá trị C = 1,5 nên loại A  ðÁP ÁN C VII DUJ 28: (ðH B 2013): Cho m gam một oxit sắt phản ứng vừa ñủ với 0,75 mol H2SO4, thu ñược dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất và 1,68 lít khí SO2 (ñktc, sản phẩm khử duy nhất của S+6). Giá trị của m là: A. 24,0. B. 34,8. C. 10,8. D. 46,4. HƯỚNG DẪN GIẢI Cách 1: Quy ñổi oxit sắt thành hỗn hợp gồm Fe (x mol) O (y mol) Fe  → Fe3+ + 3e x → 3x O + 2e → O2y +6 → 2y S + 2e Bảo toàn electron: 3x = 2y + 0,15 (1) Bảo toàn nguyên tố S: n S(H2SO4 ) = n S(Fe2 (SO4 )3 + n S(SO2 ) +4 → S 0,15 ← 0,075 → 0,75 = 1,5x + 0,075 (2) Giải hệ phương trình (1), (2): x = 0,45; y = 0,6 ⇒ m = 0,45.56 + 0,6.16 = 34,8 (gam) Cách 2: Bảo toàn nguyên tố S: n S(H2SO4 ) = n S(Fe2 (SO4 )3 ) + n S(SO2 ) → n Fe2 (SO4 )3 = 0, 75 − 0, 075 = 0,225 (mol) 3 Bảo toàn nguyên tố H : n H2 O = n H2 SO4 = 0,75 (mol) Bảo toàn khối lượng : m oxit + m H2SO4 = m Fe2 (SO4 )3 + m SO2 + m H2O ⇒ moxit = 0,225.400 +0,075.64 + 0,75.18 – 0,75.98 = 34,8 (gam)  ðÁP ÁN B VÍ DỤ 29: (ðH B 2013): Axit cacboxylic X hai chức (có phần trăm khối lượng của oxi nhỏ hơn 70%), Y và Z là hai ancol ñồng ñẳng kế tiếp (MY < MZ). ðốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp gồm X, Y, Z ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -12- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn cần vừa ñủ 8,96 lít khí O2 (ñktc), thu ñược 7,84 lít khí CO2 (ñktc) và 8,1 gam H2O. Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp trên là A. 15,9%. B. 12,6%. C. 29,9% D. 29,6% HƯỚNG DẪN GIẢI C = • 0,35 = 1, 75 → axit hai chức có số C ≥ 2 nên ancol là CH3OH (Y) và C2H5OH (Z) 0,2 ðặt CTTQ của axit X: CxHyO4 ( a mol) và 2 ancol là Cn H 2n + 2 O (b mol) %O = X 4.16 < 0,7 → M X > 91,4 nên axit X có số nguyên tử cacbon x > 2 MX Ta có: a + b = 0,2 (1) Bảo toàn nguyên tố oxi có: 4a + b = 0,35.2 + 0,45 – 0,4.2 = 0,35 Từ (1), (2) → a = 0,05 mol ; b = 0,15 mol (2) ⇒ 0,05.x + 0,15. n = 0,35 vì n > 1 ⇒ x < 4 → x = 3 (→ n = 4/3) Vậy axit X là CH2(COOH)2 • Gọi số mol CH3OH là c mol và của C2H5OH là d mol : c + d = 0,15 c = 0,1  Hệ phương trình :  c + 2d 4 ⇔  d = 0, 05  0,15 = 3  0,1.32 → %CH3OH = .100% = 29,9% 0,1.32 + 0, 05.104 + 0, 05.46  ðÁP ÁN C VÍ DỤ 30: (ðH B 2013): Hòa tan hoàn toàn 24 gam hỗn hợp X gồm MO, M(OH)2 và MCO3 (M là kim loại có hóa trị không ñổi) trong 100 gam dung dịch H2SO4 39,2% thu ñược 1,12 lít khí (ñktc) và dung dịch Y chỉ chứa một chất tan duy nhất có nồng ñộ 39,41%. Kim loại M là : A. Mg B. Cu C. Zn D. Ca HƯỚNG DẪN GIẢI MO H 2 O   24(g) X M(OH)2 + 100 (g) H 2 SO 4 39,2%  → CO2 : 0,05 (mol) MCO MSO : 39,4% 3 4   100.39,2 • Bảo toàn nguyên tố S: n MSO4 = n H2SO4 = = 0, 4(mol) 100.98 • Khối lượng dung dịch sau phản ứng: mdd = mX + m dd H2SO4 - m CO2 = 24 + 100 – 0,05.44 = 121,8 (g) C%MSO4 = 0,4(M+96) = 0,394 → M = 24 (Mg) 121,8  ðÁP ÁN A VÍ DỤ 31: (ðH B 2013): Hòa tan hỗn hợp X gồm 11,2 gam Fe và 2,4 gam Mg bằng dung dịch H 2 SO 4 loãng (dư), thu ñược dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH dư vào Y thu ñược kết tủa Z. Nung Z trong không khí ñến khối lượng không ñổi, thu ñược m gam chất rắn. Biết các phản ứng ñều xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -13- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ A. 24 B. 20 Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn C. 36 D. 18 HƯỚNG DẪN GIẢI  Fe(OH)2 Fe : 0,2 H2SO4 ,loaõng,dö FeSO 4 NaOH dö nung, kk →   →  → m (g)  Mg : 0,1 MgSO Mg(OH)   4  2 • • Fe2 O3  MgO 1 Bảo toàn nguyên tố Fe : n Fe2O3 = .n Fe = 0,1 (mol) 2 Bảo toàn nguyên tố Mg: n MgO = m Mg = 0,1 (mol) m = 0,1.160 + 0,1.40 = 20 (gam)  ðÁP ÁN B VÍ DỤ 32: (ðH A 2013): Cho X và Y là hai axit cacboxylic mạch hở, có cùng số nguyên tử cacbon, trong ñó X ñơn chức, Y hai chức. Chia hỗn hợp X và Y thành hai phần bằng nhau. Phần một tác dụng hết với Na, thu ñược 4,48 lít khí H2 (ñktc). ðốt cháy hoàn toàn phần hai, thu ñược 13,44 lít khí CO2 (ñktc). Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp là A. 28,57% B. 57,14% C. 85,71% D. 42,86% HƯỚNG DẪN GIẢI Na → 4,48 (lit) H 2 2x (mol) I :   O2 Y : R '(COOH)2 2y (mol) II :  → 13,44 (lit) CO2 • Gọi x, y lần lượt là số mol mỗi phần của X và Y 1 Na Na RCOOH  → H2 R’(COOH)2  → H2 2 x → 0,5x y → y → 0,5x + y = 0,2 (1) • Số mol hỗn hợp mỗi phần: x + y > 0,2 0,6 C< = 3 → X và Y có 2 nguyên tử cacbon x+y X : RCOOH → X là CH3COOH và Y là HOOC–COOH • Bảo toàn nguyên tố cacbon: 2x+2y = 0,6 (2) Giải hệ phương trình (1), (2): x = 0,2 và y = 0,1 0,1.90 %(COOH)2 = .100% = 42,86% 0,1.90 + 0,2.60  ðÁP ÁN D VÍ DỤ 33: (ðH A 2012): Hỗn hợp X gồm 2 amino axit no (chỉ có nhóm chức –COOH và –NH2 trong phân tử), trong ñó tỉ lệ mO : mN = 80 : 21. ðể tác dụng vừa ñủ với 3,83 gam hỗn hợp X cần 30 ml dung dịch HCl 1M. Mặt khác, ñốt cháy hoàn toàn 3,83 gam hỗn hợp X cần 3,192 lít O2 (ñktc). Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy (CO2, H2O và N2) vào nước vôi trong dư thì khối lượng kết tủa thu ñược là: A. 13 gam. B. 20 gam. C. 15 gam. D. 10 gam. • HƯỚNG DẪN GIẢI ðặt công thức chung của 2 aminoaxit của X là CxHyOzNt nN(X) = nHCl = 0,03 mol ⇒ mN(X) = 0,03.14 = 0,42 (gam) ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -14- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn • 80 .0, 42 = 1,6 (gam) →nO(X) = 0,1 (mol) 21 y to C CxHyOzNt + O2  → xCO2 + H2O 2 Ta có: 12x + y = 3,83 – (1,6 + 0,42) = 1,81 (1) • Bảo toàn nguyên tố O: 0,1 + • Giải hệ phương trình (1) và (2) ⇒ x = 0,13 ; y = 0,25. n CaCO3 = n CO2 = = 0,13 mol. → m CaCO3 = 0,13.100 = 13 (gam) → mO(X) = 3,192 22, 4 .2 = x.2 + y 2 .1 (2)  ðÁP ÁN A VÍ DỤ 34: (ðH A 2012): Hỗn hợp X gồm axit fomic, axit acrylic, axit oxalic và axit axetic. Cho m gam X phản ứng hết với dung dịch NaHCO3 thu ñược 1,344 lít CO2 (ñktc). ðốt cháy hoàn toàn m gam X cần 2,016 lít O2 (ñktc), thu ñược 4,84 gam CO2 và a gam H2O. Giá trị của a là: A. 1,62. B. 1,44. C. 3,60. D. 1,80. HƯỚNG DẪN GIẢI HCOOH + NaHCO3  → HCOONa + CO2 + H2O CH2=CH-COOH + NaHCO3  → CH2=CH-COONa + CO2 + H2O (COOH)2 + 2NaHCO3  → (COONa)2 + 2CO2 + 2H2O • CH3COOH + NaHCO3  → CH3COONa + CO2 + H2O Nhận xét quan trọng: số mol oxi trong X luôn gấp ñôi số mol khí CO2 nO(X) = 2. n CO2 = 0,06.2 = 0,12 (mol) • Bảo toàn nguyên tố O: 0,12 + 2.0,09 = 2.0,11 + 1. a ⇒ a = 1,44 (gam) 18  ðÁP ÁN B VÍ DỤ 35: (ðH A 2012): Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na2O và Al2O3 vào nước thu ñược dung dịch X trong suốt. Thêm từ từ dung dịch HCl 1M vào X, khi hết 100 ml thì bắt ñầu xuất hiện kết tủa; khi hết 300 ml hoặc 700 ml thì ñều thu ñược a gam kết tủa. Giá trị của a và m lần lượt là A. 15,6 và 27,7. B. 23,4 và 35,9. C. 23,4 và 56,3. D. 15,6 và 55,4. HƯỚNG DẪN GIẢI Na2O + 2H2O  → 2NaOH và 2NaOH + Al2O3  → 2NaAlO2 + H2O dung dịch X gồm NaAlO2 và NaOH dư • Khi cho từ từ dung dịch HCl vào X thì phản ứng giữa HCl với NaOH xảy ra ñầu tiên, sau ñó HCl mới phản ứng với NaAlO2: + Khi thêm 100 ml HCl (0,1 mol) bắt ñầu có kết tủa ⇒ n NaOH dư = n HCl = 0,1 (mol) + Khi thêm 300 ml HCl (0,3 mol) hoặc 700 ml (0,7 mol) thì ñều thu ñược a gam kết tủa: n H min = n OH dö + n ↓ ⇒ 0,3 = 0,1 + + − a 78 ⇒ a =15,6 (gam) n H max = n OH dö + 4.n AlO − − 3.n ↓ ⇒ 0, 7 = 0,1 + 4.n AlO − − 3. + − 2 2 15, 6 78 ⇒ n NaAlO2 = 0,3 (mol) ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -15- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn • Bảo toàn nguyên tố Na và Al: 1 1 n Na O = (n NaOH + n NaAlO ) = (0,1 + 0,3) = 0,2 mol; 2 2 1 1 n Al O = .n NaAlO = .0,3 = 0,15 (mol) 2 2 2 2 2 3 2 • Vậy m = 62.0,2 + 102.0,15 = 27,7 (gam)  ðÁP ÁN A VÍ DỤ 36: (ðH A 2012): Hỗn hợp M gồm một anken và hai amin no, ñơn chức, mạch hở X và Y là ñồng ñẳng kế tiếp (MX < MY). ðốt cháy hoàn toàn một lượng M cần dùng 4,536 lít O2 (ñktc) thu ñược H2O, N2 và 2,24 lít CO2 (ñktc). Chất Y là A. etylamin. B. propylamin. C. butylamin. D. etylmetylamin. HƯỚNG DẪN GIẢI C n H 2n 4,536 (lit)O hh M   → 2,24 (lit)CO2 +H 2 O + N 2 C H N  m 2 m +3 2 • Bảo toàn nguyên tố Oxi: n O(O2 ) = n O(CO2 ) + n O(H2O) 4,536 2,24 .2= .2 + n H2O → n H2O = 0,205 (mol) 22,4 22,4 • ðốt anken cho số mol CO2 bằng H2O nên: 3 2 • n amin = n H O − n CO = 0, 205 − 0,1 = 0,105 ⇒ n amin = 0, 07 mol Nhận thấy: namin < nM → C < 2 2 n CO nM 2 = 0,1 0, 07 = 1, 43 • Vì anken có số nguyên tử C ≥ 2 nên một amin là CH3NH2 (X) và C2H5NH2 (Y)  ðÁP ÁN A VÍ DỤ 37: (ðH B 2012):ðốt cháy hoàn toàn 20 ml hơi hợp chất hữu cơ X (chỉ gồm C, H, O) cần vừa ñủ 110 ml khí O2 thu ñược 160 ml hỗn hợp Y gồm khí và hơi. Dẫn Y qua dung dịch H2SO4 ñặc (dư), còn lại 80 ml khí Z. Biết các thể tích khí và hơi ño ở cùng ñiều kiện. Công thức phân tử của X là: A. C4H8O2 B. C4H10O C. C3H8O D. C4H8O HƯỚNG DẪN GIẢI H 2 SO4 ñaëc 20 (ml) X + 110 (ml) O2  → 160 (ml) hh Y  → 80 (ml) Z Nhận thấy: VCO2 = VH 2 O = 80(ml) → LoaZi B và C (do là hợp chất NO)→ X có dạng C4H8Ox Bảo toàn nguyên tố oxi: 20x + 110.2 = 80.2 + 80.1→ x = 1 (C4H8O)  ðÁP ÁN D VÍ DỤ 38: (ðH B 2012): Cho 29 gam hỗn hợp gồm Al, Cu và Ag tác dụng vừa ñủ với 950 ml dung dịch HNO3 1,5M, thu ñược dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lít hỗn hợp khí X (ñktc) gồm NO và N2O. Tỉ khối của X so với H2 là 16,4. Giá trị của m là: A. 98,20 B. 97,20 C. 98,75 D. 91,00 HƯỚNG DẪN GIẢI Quy tắc ñường chéo: ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -16- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected] PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN NGUYEÂN TOÁ Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn ⇒ n NO 11,2 = =4 n N2O 2,8 → nNO = 0,2 mol và n N2 O =0,05 mol Gọi số mol muối NH4NO3 là x mol. Ta có: n NO − (tm) = 8x + 3nNO + 8 n N2 O = 8x + 1 (mol) 3 Bảo toàn nguyên tố N : (8x + 1 ) + 2x + 0,2.1 + 0,05.2 = 1,425 → x = 0,0125 mol Khối lượng hỗn hợp muối = 29 + (8.0,0125 + 1).62 + 80.0,0125 = 98,2 (gam) Chú ý: Có thể dựa vào 2 bán phản ứng ñể tìm số mol NH4NO3  ðÁP ÁN A VÍ DỤ 39: (ðH B 2012): ðốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai ancol, thu ñược 13,44 lít khí CO2 (ñktc) và 15,3 gam H2O. Mặt khác, cho m gam X tác dụng với Na (dư), thu ñược 4,48 lít khí H2 (ñktc). Giá trị của m là A. 12,9 B. 15,3 C. 12,3 D. 16,9 HƯỚNG DẪN GIẢI • Ancol tác dụng với Na thì luôn có: nO(ancol) = 2n H2 • Bảo toàn nguyên tố: m = mC + mH + mO = 13, 44 15,3 4, 48 .12 + .2 + .2.16 = 15,3 (g) 22, 4 18 22, 4  ðÁP ÁN B ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -17- “CHUYÊN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH môn HÓA HỌC” ðể tìm hiểu và ñăng ký học, hãy liên lạc ñến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: [email protected]