Tài liệu Phương pháp bảo toàn khối lượng

TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN CHỌN LỌC-ĐẦY ĐỦ-CHẤT LƯỢNG http://hoahoc.edu.vn ─ http://luuhuynhvanlong.com “Học Hóa bằng sự đam mê” Thaày LÖU HUYØNH VAÏN LONG (Giaûng vieân Tröôøng ÑH Thuû Daàu Moät – Bình Döông) Phöông phaùp Baûo toaøn khoái löôïng Không tức giận vì muốn biết thì không gợi mở cho Không bực vì không hiểu rõ được thì không bày vẽ cho Khổng Tử PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN KHOÁI LÖÔÏNG Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG I- CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng (BTKL): “Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phẩm” Xét phản ứng : A + B  C + D  ta luôn có: mA + mB = mC + mD Lưu ý: Điều quan trọng khi áp dụng phương pháp này là việc phải xác định đúng lượng chất (khối lượng) tham gia phản ứng và tạo thành (có chú ý các chất kết tủa, bay hơi, đặc biệt là khối lượng dung dịch) 1- Hệ quả thứ nhất Trong các phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành ( không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng) Xét phản ứng : A + B  C + D + E  Thì luôn có: mA (pư) + mB(pư) = mC + mD + mE Thí dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn m (g) chất hữu cơ A cần a (g) O2 thu được b(g) CO2 và c (g) H2O… thì luôn có: m + a = b + c 2- Hệ quả thứ hai Nếu gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, và mS là tổng khối lượng các chất sau phản ứng thì luôn có : mT = mS Như vậy hệ quả thứ hai mở rộng hơn hệ quả thứ nhất ở chỗ: dù các chất phản ứng có hết hay không, hiệu suất phản ứng là bao nhiêu, thậm chí chỉ cần xét riêng cho một trạng thái nào đó thì luôn có nhận xét trên. Thí dụ 2: Xét phản ứng : 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe  Thì luôn có: m(Al) + m(Fe2O3) = khối lượng chất rắn sau phản ứng (dù chất rắn phản ứng có thể chứa cả 4 chất) Hệ quả thứ 2 cũng cho phép ta xét khối lượng cho một trạng thái cụ thể nào đó mà không cần quan tâm đến các chất( hoặc lượng chất phản ứng còn dư) khác trạng thái với nó. Thí dụ 3: “ Cho m gam hh 2 kim loại Fe, Zn tác dụng với dd HCl … tính khối lượng chất rắn thu được sau khi cô cạn dd sau phản ứng”. Ta được quyền viết : m(KL) + m (HCl) = m(chất rắn) + m(H2) TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 1 PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN KHOÁI LÖÔÏNG Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Trong đó m(HCl) là khối lượng HCl nguyên chất đã phản ứng, dù không biết hh Kl đã hết hay HCl hết, hiệu suất phản ứng là bao nhiêu! 3- Hệ quả thứ ba Khi cho các cation kim loại ( hoặc NH4+) kết hợp với anion (phi kim, gốc axit, hidroxit) ta luôn có: Khối lượng sản phẩm thu được = khối lượng cation + khối lượng anion Vì khối lượng electron không đáng kể, nên có thể viết : Khối lượng sản phẩm thu được = khối lượng kim loại + khối lượng anion Thí dụ 4: Hòa tan 6,2 g hh 2 kim loại kiềm vào dd HCl dư thu được 2,24 lít H2(đktc). Cô cạn dd sau phản ứng sẽ thu được bao nhiêu gam chất rắn? Ta nhận thấy ngay rằng: Nếu giải theo cách lập hệ thông thường sẽ khá dài dòng, nhưng vận dụng hệ quả thứ 2 và thứ 3 nhận xét thì : nCl- = 2.n(H2) = 2 x 0,1 = 0,2 mol Ta có : m muối = m KL + mCl- = 6,2 + 0,2 x 35,5 = 13,3 g 4- Hệ quả thứ bốn Trong phản ứng có n chất tham gia, nếu biết khối lượng của (n – 1) chất thì ta dễ dàng tính được khối lượng của chất còn lại 5- Hệ quả thứ năm Bài toán khử hỗn hợp oxit bởi các chất khí H2, CO Sơ đồ: Oxit + (CO , H2)  Chất rắn + hỗn hợp khí ( CO, H2, CO2, H2O)  Bản chất là các phản ứng : CO + [ O ] → CO2 và H2 + [O] → H2O → n[O] = n[CO2] = n[H2O] → mrắn = moxit – m[O] II. ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG 2.1. Phương pháp bảo toàn khối lượng cho phép giả nhanh được nhiều bài toán khi biết mối quan hệ về khối lượng của các chất trước và sau phản ứng. 2.2. Đặc biệt khi chưa biết rõ phản ứng xảy ra là hoàn toàn hay không hoàn toàn thì việc sử dụng phương pháp này càng giúp đơn giản hóa bài toán hơn. 2.3. Phương pháp bảo toàn khối lượng thường được sử dụng trong các bài toán hỗn hợp nhiều chất. III. CÁC BƯỚC GIẢI + Lập sơ đồ biến đổi các chất trước và sau quá trình phản ứng. + Từ giả thiết của bài toán tìm  khối lượng trước và  khối lượng sau (không cần biết phản ứng là hoàn toàn hay không hoàn toàn ). + Vận dụng ĐLBTKL để lập phương trình toán học, kết hợp với các dữ kiện khác lập được hệ phương trình + Giải hệ phương trình. TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 2 PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN KHOÁI LÖÔÏNG Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn IV. BÀI TẬP MINH HỌA BÀI 1: Trộn 5,4 gam Al với 6 gam Fe2O3 rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được m gam hỗn hợp chất rắn. Giá trị m là: A. 2,24 g B. 9,4g C. 10,20g D. 11,4g HƯỚNG DẪN GIẢI Sơ đồ phản ứng : Al + Fe2O3 → rắn Theo định luật bảo toàn khối lượng : m(hỗn hợp sau) = m(hỗn hợp trước) = 5,4 + 6 = 11,4 (gam) → Đáp án D BÀI 2: Cho 22,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2. Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m gam muối clorua. m có giá trị là: A. 2,66 B. 22,6 C. 26,6 D. 6,26 HƯỚNG DẪN GIẢI Cách 1: Thông thường các em HS giải bằng cách viết 2 phương trình và dựa vào dữ kiện đã cho lập hệ pt để giải: BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3 + 2NaCl x x(mol) 2x BaCl2 + K2CO3 → BaCO3 + 2KCl y y(mol) 2y Ta lập 2 pt: 106x + 138y = 24,4 (1) 197x + 197y = 39,4 (2) Giải hệ trên được: x = 0,1 và y = 0,1 Khối lượng muối thu được là NaCl và KCl: 2.0,1.58,5 + 2.0,1.74,5 = 26,6 gam Cách 2: Cách giải khác là dựa vào định luật bảo toàn khối lượng: n BaCl2 = n BaCO3 = 39,4  0,2(mol) 197 Theo ĐLBTKL: m(hỗn hợp ) + m(BaCl2) = m(kết tủa) + m → m = 24,4 + 0,2.208 - 39,4 = 26,6 (gam) Cách 3: Phương pháp tăng giảm khối lượng: Cứ 1 mol muối cacbonat tạo 1 mol BaCO3 và 2 mol muối clorua tăng 11 gam Đề bài: 0,2 mol → 2,2 gam → m(clorua) = 24,4 + 2,2 = 26,6 (g) → Đáp án C BÀI 3: (TSĐH A 2007): Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml dung dịch axit H2SO4 0,1M( vừa đủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là: A. 6,81g B. 4,81g C. 3,81g D. 5,81g HƯỚNG DẪN GIẢI Cách 1: Dùng phương pháp ghép ẩn số( phương pháp cổ điển) TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 3 PHÖÔNG PHAÙP BAÛO TOAØN KHOÁI LÖÔÏNG Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Cách 2: Ta thấy số mol axit tham gia phản ứng = số mol nước sinh ra = 0,5.0,1 = 0,05 Theo ĐLBTKL: m(oxit) + m(axit) = m(muối) + m(H2O) → m(muối) = 2,81 + 98.0,05 – 18.0,05 = 6,81 (g) Cách 3: Nếu HS thông minh thì có thể nhận thấy từ oxit ban đầu sau pư tạo muối sunfat có sự thay thế O2- thành SO42- và dĩ nhiên là theo tỉ lệ 1:1 và bằng 0,05 mol [ Vì sao?] Do đó: mmuối = mKL – mO2- + mSO42= 2,81 – 16.0,05 + 0,05.96 = 6,81g → Đáp án A BÀI 4: (CĐ Khối A – 2007):Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,344 lít hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là: A. 9,52. B. 10,27. C. 8,98. D. 7,25. HƯỚNG DẪN GIẢI S¬ ®å biÕn ®æi : X(Fe, Mg, Zn) + H2 SO4 lo·ng, ® ñ  muèi + H2  1,344  0,06 mol 22,4 = mmuèi + mH2 Theo PTP ¦ : nH2 SO4  nH2  Theo BTKL : mX + mH2 SO4 m = 3,22 + 0,06.98  0,06.2 = 8,98 (gam)  mmuèi = mX + mH2 SO4  mmuèi H2 → Đáp án C BÀI 5: Hòa tan hoàn toàn 5,2 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl dư thấy tạo ra 3,36 lit khí H2( đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. m có giá trị là: A. 16,85g B. 15,85g C. 3,42g D. 34,2g HƯỚNG DẪN GIẢI Các em HS có thể viết 2 phương trình, đặt ẩn sau đó giải hệ phương trình → khối lượng muối → kết quả [ quá dài] Nhận xét: muối thu được là muối clorua nên khối lượng muối là bằng : m(KL) + m(gốc Cl-) theo phương trình: 2H+ + 2e → H2 n(H+) = 2n(H2) = 0,3 (mol) TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 4 mà n(Cl-) = n(H+) = 0,3 (mol) → m(muối) = 5,2 + 0,3.35,5 = 15,85 (g) → Đáp án B BÀI 6: Hòa tan hoàn toàn 10,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lit khí A(đktc) và 1,54 gam rắn B và dung dịch C. Cô cạn dung dịch C thu được m gam muối, m có giá trị là: A. 33,45g B. 33,25g C. 32,99g D. 35,58g HƯỚNG DẪN GIẢI Chất rắn B chính là Cu và dung dịch C chứa m gam muối mà ta cần tìm 2 * 7,84 n(H+) = 2n(H2) =  0, 7(mol) (mol) 22, 4 mà n(Cl-) = n(H+) = 0,7(mol) → m(muối) = (10,14-1,54) + 0,7.35,5 = 33,45 (g) → Đáp án A BÀI 7: Hòa tan hoàn toàn 3,34 gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hóa trị II và III bằng dung dịch HCl dư ta thu được dung dịch A và 0,896 lit khí bay ra (đktc). Tính khối lượng muối có trong dung dịch A: A. 3,78g B. 3,87g C. 7,38g D. 8,37g HƯỚNG DẪN GIẢI Gọi 2 muối cacbonat là: XCO3 và Y2(CO3)3. Các phương trình phản ứng xảy ra: XCO3 + 2HCl → XCl2 + CO2 + H2O Y2(CO3)3 + 6HCl → 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O Ta thấy n(HCl) = 2n(CO2) = 2 * 0,896  0,08(mol) 22,4 Theo ĐLBTKL: m(muối cacbonat) + m(HCl) = m(muối clorua) + m(CO2) + m(H2O) → m(muối clorua) = (3,34 + 0.08.36,5) – (0,04.44 + 0,04.18) = 3,78 (gam) → Đáp án A BÀI 8: Thổi một luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe2O3, FeO, Al2O3 nung nóng thu được 2,5 gam chất rắn. Toàn bộ khí thoát ra sục vào nước vôi trong dư thấy có 15 gam kết tủa trắng. Khối lượng của hỗn hợp oxit kim loại ban đầu là: A. 7,4g B. 4,9g C. 9,8g D. 23g HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Đây là một dạng bài tập rất quen thuộc về phản ứng khử oxit kim loại bằng khí CO hoặc H2. Các em lưu ý: “ Khi khử oxit kim loại, CO hoặc H2 lấy oxi ra khỏi oxit kim loại. Khi đó ta có: nO(trong oxit) = n(CO) = n(CO2) = n(H2O) vận dụng ĐLBTKL tính khối lượng hỗn hợp oxit ban đầu hoặc khối lượng kim loại thu được sau phản ứng Với bài toán trên ta có: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 15 n(CO2) = n(CaCO3) =  0,15(mol) 100 ta có: nO(trong oxit) = n(CO2) = 0,15 (mol) moxit = mkim loại + moxi = 2,5 + 0,15.16 = 4,9 (g) → Đáp án B TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 6 BÀI 9: Thổi 8,96 lit CO(đktc) qua 16 gam FexOy nung nóng. Dẫn toàn bộ lượng khí sau phản ứng qua dung dịch Ca(OH)2 dư thấy tạo 30 gam kết tủa. Khối lượng sắt thu được là: A. 9,2g B. 6,4g C. 9,6g D. 11,2g HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có: n(CO) = 8,96  0, 4(mol) 22, 4 n(O trong oxit) = n(CO2) = n(CaCO3) = 30  0,3(mol) 100 → n(CO) > n(CO2) → CO dư hay oxit sắt bị khử hết Áp dụng ĐLBTKL có: m(oxit) + m(CO) = m(Fe) + m(CO2) m(Fe) = 16 + 0,3.28 – 0,3.44 = 11,2 (g) → Đáp án D Hoặc : m(Fe) = m(oxit) – m(O) = 16 – 0,3.16 = 11,2 (g) BÀI 10: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Tính giá trị m. A. 105,6 gam. B. 35,2 gam. C. 70,4 gam. D. 140,8 gam. HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng khử sắt oxit có thể có: o t 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2  to Fe3O4 + CO  3FeO + CO2  (1) (2) to FeO + CO  Fe + CO2 (3)  Như vậy chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe3O4 hoặc ít hơn, điều đó không quan trọng và việc cân bằng các phương trình trên cũng không cần thiết, quan trọng là số mol CO phản ứng bao giờ cũng bằng số mol CO2 tạo thành. 11,2 nB   0,5 mol. 22,5 Gọi x là số mol của CO2 ta có phương trình về khối lượng của B: 44x + 28(0,5  x) = 0,5  20,4  2 = 20,4 nhận được x = 0,4 mol và đó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng. Theo ĐLBTKL ta có: mX + mCO = mA + m CO2  m = 64 + 0,4  44  0,4  28 = 70,4 (gam) → Đáp án C BÀI 11: Tiến hành phản ứng crackinh butan một thời gian thu được hỗn hợp khí X. Cho X qua bình nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng 4,9 gam, hỗn hợp khí Y đi ra khỏi bình có thể tích 3,36 lít (đktc) và tỉ khối của Y so với H2 là 38/3. Khối lượng butan đã sử dụng là: A. 8,7 gam. B. 6,8 gam C. 15,5 gam D. 13,6 gam HƯỚNG DẪN GIẢI TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 7 Ca(OH)2 d­ crackinh S¬ ®å biÕn ®æi : C 4H10  hçn hîp X  hçn hîp Y   m1 = 4,9 gam Theo BTKL : mC4H10 = mX = m1 + m Y  mC4H10 = 4,9 + 3,36 38   2 = 8,7 (gam) 22,4 3 → Đáp án A BÀI 12: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol etilenglicol C2 H6O2 và 0,2 mol chất X. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A cần 21,28 lit O2(đktc) và thu được 35,2 gam CO2 và 19,8 gam H2O. Tính khối lượng phân tử X, biết X chứa C,H,O. HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng đốt cháy: 2C2H6O2 + 5O2 → 4CO2 + 6H2O X + O2 → CO2 + H2O Áp dụng ĐLBTKL: mX + m(C2H6O2) + m(O2) = m(CO2) + m(H2O) 21,28 → mX = 35,2 + 19,8 –( 0,1.62 + *32 ) = 18,4 (g) 22, 4 → MX = 18,4  92( g / mol) 0,2 CÂU 13: Đun 132,8 gam hỗn hợp 3 rượu no, đơn chức với H2SO4 đặc ở 140oC thu được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 111,2 gam. Số mol của mỗi ete trong hỗn hợp là bao nhiêu? A. 0,1 mol. B. 0,15 mol. C. 0,4 mol. D. 0,2 mol. HƯỚNG DẪN GIẢI Ta biết rằng cứ 3 loại rượu tách nước ở điều kiện H2SO4 đặc, 140 oC thì tạo thành 6 loại ete và tách ra 6 phân tử H2O. Theo ĐLBTKL ta có m H 2O  m r­îu  m ete  132,8  11,2  21,6 gam 21,6  1,2 mol. 18 Mặt khác cứ hai phân tử rượu thì tạo ra một phân tử ete và một phân tử H2O do đó số mol H2O 1,2 luôn bằng số mol ete, suy ra số mol mỗi ete là  0,2 (mol) 6 → Đáp án D Nhận xét: Chúng ta không cần viết 6 phương trình phản ứng từ rượu tách nước tạo thành 6 ete, cũng không cần tìm CTPT của các rượu và các ete trên. Nếu các bạn xa đà vào việc viết phương trình phản ứng và đặt ẩn số mol các ete để tính toán thì không những không giải được mà còn tốn quá nhiều thời gian.  n H2O  CÂU 14: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO2 duy nhất (đktc). Tính nồng độ % các chất có trong dung dịch A. A. 36,66% và 28,48%. B. 27,19% và 21,12%. C. 27,19% và 72,81%. D. 78,88% và 21,12%. HƯỚNG DẪN GIẢI TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 8 Fe + 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Cu + 4HNO3  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O n NO2  0,5 mol  n HNO3  2n NO2  1 mol. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m d 2 muèi  m h 2 k.lo¹i  m d 2 HNO  m NO2 3 1  63 100  46  0,5  89 gam. 63 Đặt nFe = x mol, nCu = y mol ta có: 56x  64y  12  x  0,1    3x  2y  0,5  y  0,1 0,1  242 100  %m Fe( NO3 )3   27,19% 89 0,1 188 100 %m Cu( NO3 )2   21,12%. 89 → Đáp án B  12  CÂU 15: Hỗn hợp A gồm KClO3, Ca(ClO2)2, Ca(ClO3)2, CaCl2 và KCl nặng 83,68 gam. Nhiệt phân hoàn toàn A ta thu được chất rắn B gồm CaCl2, KCl và 17,472 lít khí (ở đktc). Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu được kết tủa C và dung dịch D. Lượng KCl trong dung dịch D nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có trong A. % khối lượng KClO3 có trong A là A. 47,83%. B. 56,72%. C. 54,67%. D. 58,55%. HƯỚNG DẪN GIẢI 3 to   KCl  O2 2   KClO3  to  Ca(ClO3 )2  CaCl 2  3O2  o t 83,68 gam A Ca(ClO2 ) 2  CaCl2  2O 2   CaCl CaCl2 2  KCl ( A )  KCl ( A )   h2 B   (1) (2) (3) n O2  0,78 mol. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m A = m B + m O2  mB = 83,68  320,78 = 58,72 gam. Cho chất rắn B tác dụng với 0,18 mol K2CO3 CaCl2  K2CO3  CaCO3  2KCl (4)     Hỗn hợp B  0,18  0,18  0,36 mol  hỗn hợp D  KCl  KCl ( B) ( B)   m KCl ( B)  m B  m CaCl2 ( B)   58,72  0,18 111  38,74 gam TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 9 m KCl ( D )  m KCl ( B)  m KCl ( pt 4)   38,74  0,36  74,5  65,56 gam 3 3 m KCl ( D )   65,56  8,94 gam 22 22  m KCl ( A )   m KCl pt (1) = m KCl (B)  m KCl (A)  38,74  8,94  29,8 gam. Theo phản ứng (1): m KClO3  29,8 122,5  49 gam. 74,5 %m KClO3 ( A )  49 100  58,55%. 83,68 → Đáp án D CÂU 16: Đốt cháy hoàn toàn 1,88 gam chất hữu cơ A (chứa C, H, O) cần 1,904 lít O2 (đktc) thu được CO2 và hơi nước theo tỉ lệ thể tích 4:3. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết tỉ khối của A so với không khí nhỏ hơn 7. A. C8H12O5. B. C4H8O2. C. C8H12O3. D. C6H12O6. HƯỚNG DẪN GIẢI 1,88 gam A + 0,085 mol O2  4a mol CO2 + 3a mol H2O. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m CO2  m H 2O  1,88  0,085  32  46 gam Ta có: 444a + 183a = 46  a = 0,02 mol. Trong chất A có: nC = 4a = 0,08 mol nH = 3a2 = 0,12 mol nO = 4a2 + 3a  0,0852 = 0,05 mol  nC : nH : no = 0,08 : 0,12 : 0,05 = 8 : 12 : 5 Vậy công thức của chất hữu cơ A là C8H12O5 có MA < 203. → Đáp án A CÂU 17: Cho 0,1 mol este tạo bởi 2 lần axit và rượu một lần rượu tác dụng hoàn toàn với NaOH thu được 6,4 gam rượu và một lượng mưối có khối lượng nhiều hơn lượng este là 13,56% (so với lượng este). Xác định công thức cấu tạo của este. A. CH3COO CH3. B. CH3OCOCOOCH3. C. CH3COOCOOCH3. D. CH3COOCH2COOCH3. HƯỚNG DẪN GIẢI R(COOR)2 + 2NaOH  R(COONa)2 + 2ROH 0,1  0,2  0,1  0,2 mol 6,4 M R OH   32  Rượu CH3OH. 0,2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: meste + mNaOH = mmuối + mrượu  m muối  meste = 0,240  64 = 1,6 gam. TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 10 m muối  meste = mà  meste = 13,56 meste 100 1,6 100  11,8 gam  Meste = 118 đvC 13,56 R + (44 + 15)2 = 118  R = 0. Vậy công thức cấu tạo của este là CH3OCOCOOCH3. → Đáp án B CÂU 18: Thuỷ phân hoàn toàn 11,44 gam hỗn hợp 2 este đơn chức là đồng phân của nhau bằng dung dịch NaOH thu được 11,08 gam hỗn hợp muối và 5,56 gam hỗn hợp rượu. Xác định công thức cấu tạo của 2 este. A. HCOOCH3 và C2H5COOCH3 B. C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5. C. HCOOC3 H7 và C2H5COOCH3. D. Cả B, C đều đúng. HƯỚNG DẪN GIẢI Đặt công thức trung bình tổng quát của hai este đơn chức đồng phân là RCOOR . RCOOR  + NaOH  RCOONa + ROH 11,44 11,08 5,56 gam Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: MNaOH = 11,08 + 5,56 – 11,44 = 5,2 gam 5,2  n NaOH   0,13 mol 40 11,08  M RCOONa   85,23  R  18,23 0,13 5,56  42,77  R   25,77 0,13  M R OH   M RCOOR   11,44  88 0,13  CTPT của este là C4H8O2 Vậy công thức cấu tạo 2 este đồng phân là: HCOOC3 H7 và C2H5COOCH3 hoặc C2H5COOCH3 và CH3COOC2 H5. → Đáp án D CÂU 19: Chia hỗn hợp gồm hai anđehit no đơn chức làm hai phần bằng nhau: - Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,08 gam H2O. - Phần 2: Tác dụng với H2 dư (Ni, to) thì thu được hỗn hợp A. Đem đốt cháy hoàn toàn thì thể tích khí CO2 (đktc) thu được là A. 1,434 lít. B. 1,443 lít. C. 1,344 lít. D. 0,672 lít. HƯỚNG DẪN GIẢI Phần 1: Vì anđehit no đơn chức nên n CO2  n H2O = 0,06 mol.  n CO2 (phÇn 2)  n C (phÇn 2)  0,06 mol. Theo bảo toàn nguyên tử và bảo toàn khối lượng ta có: TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 11 n C (phÇn 2)  n C ( A)  0,06 mol.  n CO2 ( A ) = 0,06 mol  VCO2 = 22,40,06 = 1,344 (lit) → Đáp án C CÂU 20: Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 đốt nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được B gồm 4 chất nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 9,062 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng Fe2O3 trong hỗn hợp A là A. 86,96%. B. 16,04%. C. 13,04%. D. 6,01%. HƯỚNG DẪN GIẢI 0,04 mol hỗn hợp A (FeO và Fe2O3) + CO  4,784 gam hỗn hợp B + CO2. CO2 + Ba(OH)2 dư  BaCO3  + H2O n CO2  n BaCO3  0,046 mol n CO ( p.­ )  n CO2  0,046 mol và Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mA + mCO = mB + mCO2  mA = 4,784 + 0,04644  0,04628 = 5,52 gam. Đặt nFeO = x mol, n Fe2O 3  y mol trong hỗn hợp B ta có:   x  y  0,04  x  0,01 mol    72x  160y  5,52  y  0,03 mol 0,01  72 101 %mFeO =  13,04% 5,52  %Fe2O3 = 86,96%. → Đáp án A CÂU 21: Đun nóng 5,14 gam hỗn hợp khí X gồm metan, hiđro và một ankin với xúc tác Ni, thu được hỗn hợp khí Y. Cho hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch brom dư thu được 6,048 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối đối với hiđro bằng 8. Độ tăng khối lượng dung dịch brom là: A. 0,82 gam B. 1,62 gam C. 4,6 gam D. 2,98 gam HƯỚNG DẪN GIẢI Gäi ankin lµ CnH2n 2 S¬ ®å biÕn ®æi : X(CH4 , H2 , CnH2n 2 ) o dd Br2 d­ Ni, t  hçn hîp Y  hçn hîp Z   m Theo BTKL : m X = m Y = m + mZ  m = mX  mZ  m = 5,14  6,048  8  2 = 0,82 gam 22,4 → Đáp án A CÂU 22: Thuỷ phân hoàn toàn 14,8 gam hỗn hợp 2 este đơn chức là đồng phân của nhau thấy cần vừa đủ 200 ml dung dịch NaOH 1M, thu được m gam hỗn hợp 2 muối và 7,8 gam hỗn hợp 2 rượu. Giá trị của m là: TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 12 A. 22,8. B. 7,0. C. 22,6. D. 15,0. HƯỚNG DẪN GIẢI o t S¬ ®å biÕn ®æi : Este + NaOH  muèi + r­îu  Theo BTKL : meste + mNaOH = mmuèi + mr­îu  mmuèi = meste + mNaOH  mr­îu  m = mmuèi = 14,8 + 0,2.1.40  7,8 = 15,0 (gam) → Đáp án D CÂU 23: (CĐ 2013): Đốt cháy hoàn toàn một lượng ancol X cần vừa đủ 8,96 lít khí O2 (đktc), thu được 6,72 lít khí CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O. Biết X có khả năng phản ứng với Cu(OH)2. Tên của X là A. propan-1,3-điol. B. propan-1,2-điol. C. glixerol. D. etylen glicol.  HƯỚNG DẪN GIẢI Theo ĐL BTKL: mX = 0,03.44 + 7,2 – 0,4.32 = 7,6 (g) nX = n H2O - n CO2 = 0,1 (mol)  M X = 76  C3H8O2  Loại C, D  X có khả năng phản ứng với Cu(OH)2  Loại A  ĐÁP ÁN B CÂU 24: (ĐH B 2013): Hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và một ancol đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 21,7 gam X, thu được 20,16 lít khí CO2 (đktc) và 18,9 gam H2 O. Thực hiện phản ứng este hóa X với hiệu suất 60%, thu được m gam este. Giá trị của m là: A. 15,30 B. 12,24 C. 10,80 D. 9,18 n CO2 HƯỚNG DẪN GIẢI = 0,9 (mol); n H2O = 1,05 (mol) n CO2 < n H2O  ancol no, đơn hở có số mol bằng 0,15 (mol)  Theo định luật BTKL: m O2 = 0,9.44 + 18,9 - 21,7 = 36,8 (g)  n O2 = 1,15 (mol)  Bảo toàn nguyên tố O: 2n axit + 0,15.1 + 1,15.2 = 0,9.2 + 1,05 n axit = 0,2 (mol) Đặt công thức của axit Cm H2m O2 và ancol Cn H2n+ 2 O 0,15.n + 0,2.m = 0,9  n = 2 (C2H5OH); m = 3 (CH3CH2COOH) + o H ,t C CH3CH2 COOH + C2H5OH  CH3CH2COOC2H5 + H2O 0,15  Do H = 60%  meste = 0,15.0,6.102 = 9,18 (gam)  ĐÁP ÁN D 0,15 CÂU 25: (ĐH A 2013): Hỗn hợp X chứa ba axit cacboxylic đều đơn chức, mạch hở, gồm một axit no và hai axit không no đều có một liên kết đôi (C=C). Cho m gam X tác dụng vừa đủ với 150 ml dung dịch NaOH 2M, thu được 25,56 gam hỗn hợp muối. Đốt cháy hoàn toàn m gam X, hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy bằng dung dịch NaOH dư, khối lượng dung dịch tăng thêm 40,08 gam. Tổng khối lượng của hai axit cacboxylic không no trong m gam X là: A. 15,36 gam B. 9,96 gam C. 18,96 gam D. 12,06 gam HƯỚNG DẪN GIẢI Gọi công thức phân tử của axit no, đơn hở CnH2nO2 : x mol TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 13 Gọi công thức phân tử của hai axit không no có 1C=C, đơn hở CmH2m-2O2 : y mol ( m  3) nX = nNaOH = n H2O = x + y = 0,3 mX + mNaOH = mmuối + m H2O  Theo ĐL BTKL cho pư trung hòa:   mX = 25,56 + 0,3.18 – 0,3.40 = 18,96 Theo ĐL BTKL cho pư đốt cháy: mX + m O2 = m CO2 + m H2O  m O2 = 40,08 – 18,96 = 21,12 (g) n O2 = 0,66 (mol)  Bảo toàn nguyên tố O: 0,3.2 + 0,66.2 = 2. n CO2 + n H2O = 1,92 Mặt khác: 44 n CO2 + 18 n H2O = 40,08  (1) (2) Giải hệ phương trình (1) và (2): n CO2 =0,69 ; n H2O = 0,54 CX  n CO2 nX  0,69  2,3  axit no, đơn hở phải là: HCOOH hoặc CH3COOH 0,3  naxit không no = n CO2 - n H2O = 0,15 (mol)  Nếu axit no, đơn, hở là HCOOH: 18,96  0,15.46  Maxit không no =  80, 4  14m  30  m = 3,6 (hôïp lyù)  m axit khoâng no = 12,06 (g) 0,15  Nếu axit no, đơn, hở là CH3OOH: 18,96  0,15.60  Maxit không no =  66, 4  14m  30  m = 2,6 < 3(voâ lyù) 0,15  ĐÁP ÁN D CÂU 26: (ĐH A 2013): Hợp chất X có thành phần gồm C, H, O chứa vòng benzen. Cho 6,9 gam X vào 360 ml dung dịch NaOH 0,5 M (dư 20% so với lượng cần phản ứng) đến phản ứng hoàn toàn, thu được dung dịch Y. Cô cạn Y thu được m gam chất rắn khan. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 6,9 gam X cần vừa đủ 7,84 lít O2 (đktc), thu được 15,4 gam CO2. Biết X có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Giá trị của m là: A. 13,2 B. 12,3 C. 11,1 D. 11,4 HƯỚNG DẪN GIẢI coâ caïn  6,9 (g) X(C x H y Oz ) + 360 (ml) NaOH 0,5M (dö 20%)  dd  m(g) raén ?   o t C  6,9 (g) X(C x H y Oz ) + 7,84 (lit) O 2  15,4 (g) CO2 + H 2O  Bảo toàn khối lượng cho pư đốt cháy: 7,84 .32 - 15,4 = 2,7 (g)  nH (X) = 0,3 (mol) m H2O = 6,9 + 22,4 nC(X) = n CO2  0,35 (mol) 6,9  0,3.1  0,35.12  0,15 (mol) 16  Lập tỷ lệ: x : y : z = 0,35 : 0,3 : 0,15 = 7 : 6 : 3  CTPT của X là C7H6O3 0,36.0,5.100  Số mol NaOH thực tế phản ứng:  0,15 (mol) 120 nO(X) = TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 14  Tỷ lệ phản ứng: n NaOH 0,15   3  X là HCOO–C6H4–OH nX 0, 05 HCOO–C6H4–OH + 3NaOH  HCOONa + C6H4(ONa)2 + 2 H2O  0,05 (mol)  0,05 0,05  Chất rắn sau khi cô cạn gồm: HCOONa, C6H4(ONa)2 và NaOH dư ( 0,03 mol)  mrắn = 0,05. 68 + 0,05.154 + 0,03.40 =12,3 (g)  ĐÁP ÁN B CÂU 27: (ĐH A 2013): Peptit X bị thủy phân theo phương trình phản ứng: X + 2H2O  2Y + Z (trong đó Y và Z là các amino axit).  Thủy phân hoàn toàn 4,06 gam X thu được m gam Z. Đốt cháy hoàn toàn m gam Z cần vừa đủ 1,68 lít khí O2 (đktc), thu được 2,64 gam CO2; 1,26 gam H2O và 224 ml khí N2 (đktc). Biết Z có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Tên gọi của Y là A. glyxin B. lysin C. axit glutamic D. alanin HƯỚNG DẪN GIẢI Đặt CTTQ của amino axit Z: CxHyOzNt nC = 0,06 nH = 0,14 nN = 0,02 nO = 0,04 Tỷ lệ: x : y : z : t = 0,06 : 0,14 : 0,04 : 0,02 = 3 : 7 : 2 : 1  CTPT của Z : C3H7NO2 Theo ĐL BTKL: m + m O2 = m CO2 + m H2O + m N2  m = 1,78 (g)  nZ = 0,02 (mol) X + 2H2O  2Y + Z  0,04  0,04  0,02 Theo ĐL BTKL: 4,06 + 0,04.18 = 0,04.MY + 0,02.89  MY = 75 (H2NCH2COOH: glyxin)  ĐÁP ÁN A CÂU 28: (ĐH B 2012): Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit mạch hở Y với 600 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ). Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu được 72,48 gam muối khan của các amino axit đều có một nhóm -COOH và một nhóm NH2 trong phân tử. Giá trị của m là : A. 51,72 B. 54,30 C. 66,00 D. 44,48 HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét quan trọng : n peptit + n NaOH  Muối + 1H2O  Tripeptit + 3NaOH  Muối + H2O  2a  6a 2a Tetrapeptit + 4NaOH  Muối + H2O  a  4a a Ta có: 10a = 0,6  a = 0,06 (mol) Định luật bảo toàn khối lượng: TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 15 m + 0,6.40 = 72,48 + 3.0,06.18  m = 51,72 (gam)  ĐÁP ÁN A CÂU 29: (ĐH B 2012): Đun nóng m gam hỗn hợp X gồm các chất có cùng loại nhóm chức với 600 ml dung dịch NaOH 1,15M, thu được dung dịch Y chứa muối của một axit cacboxylic đơn chức và 1,54 gam hơi Z gồm các ancol. Cho toàn bộ Z tác dụng với Na dư, thu được 5,04 lit H2 (đktc). Cô cạn dung dịch Y, nung nóng chất rắn thu được với CaO cho đến khí phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 7,2 gam một chất khí. Giá trị của m là: A. 40,60 B. 22,60 C. 34,30 D. 34,51 HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận thấy: X là este đơn chức nên ancol cũng đơn chức: nancol = nRCOONa = nNaOH (pư) = 2. n H2 = 0,45 (mol)  nNaOH (dư) = 0,6.1,15 – 0,45 = 0,24 (mol) o CaO,t C RCOONa + NaOH  Na2CO3 + RH  0,45 0,24 0,24 (mol)  MRH = 7,2  30 (C2H6) 0, 24  Bảo toàn khối lượng: m + 0,45.40 = 0,45.96 + 1,54  m = 40,6 (g)  ĐÁP ÁN A TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN (Học Hóa bằng sự đam mê) www.HOAHOC.edu.vn – www.LUUHUYNHVANLONG.com 16