Tài liệu Phương pháp bảo toàn khối lượng

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 ñịnh 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: ðiều quan trọng khi áp dụng phương pháp này là việc phải xác ñịnh ñúng lượng chất (khối lượng) tham gia phản ứng và tạo thành (có chú ý các chất kết tủa, bay hơi, ñặc 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: ðốt cháy hoàn toàn m (g) chất hữu cơ A cần a (g) O2 thu ñược 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 ñó 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 ñó mà không cần quan tâm ñến 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 ñược sau khi cô cạn dd sau phản ứng”. Ta ñược quyền viết : m(KL) + m (HCl) = m(chất rắn) + m(H2) 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 KHOÁI LÖÔÏNG Ñaêng taûi treân Website: www.hoahoc.edu.vn Trong ñó m(HCl) là khối lượng HCl nguyên chất ñã phản ứng, dù không biết hh Kl ñã 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 ñược = khối lượng cation + khối lượng anion Vì khối lượng electron không ñáng kể, nên có thể viết : Khối lượng sản phẩm thu ñược = 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 ñược 2,24 lít H2(ñktc). Cô cạn dd sau phản ứng sẽ thu ñược 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 ñược khối lượng của chất còn lại 5- Hệ quả thứ năm Bài toán khử hỗn hợp oxit bởi các chất khí H2, CO Sơ ñồ: 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. ðÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG 2.1. Phương pháp bảo toàn khối lượng cho phép giả nhanh ñược nhiều bài toán khi biết mối quan hệ về khối lượng của các chất trước và sau phản ứng. 2.2. ðặc 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 ñơn giản hóa bài toán hơn. 2.3. Phương pháp bảo toàn khối lượng thường ñược sử dụng trong các bài toán hỗn hợp nhiều chất. III. CÁC BƯỚC GIẢI + Lập sơ ñồ biến ñổi 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 ðLBTKL ñể lập phương trình toán học, kết hợp với các dữ kiện khác lập ñược hệ phương trình + Giải hệ phương trình. 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 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 ñể thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu ñược 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 ñồ phản ứng : Al + Fe2O3 → rắn Theo ñịnh luật bảo toàn khối lượng : m(hỗn hợp sau) = m(hỗn hợp trước) = 5,4 + 6 = 11,4 (gam) → ðáp án D BÀI 2: Cho 22,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa ñủ với dung dịch BaCl2. Sau phản ứng thu ñược 39,4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu ñược 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 ñã cho lập hệ pt ñể 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 ñược: x = 0,1 và y = 0,1 Khối lượng muối thu ñược 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 ñịnh luật bảo toàn khối lượng: n BaCl2 = n BaCO3 = 39,4 = 0,2(mol) 197 Theo ðLBTKL: 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 ðề bài: 0,2 mol → 2,2 gam → m(clorua) = 24,4 + 2,2 = 26,6 (g) → ðáp án C BÀI 3: (TSðH 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 ñủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu ñược 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 ñiển) 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 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 ðLBTKL: 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 ñầu 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 ñó: mmuối = mKL – mO2- + mSO42= 2,81 – 16.0,05 + 0,05.96 = 6,81g → ðáp án A BÀI 4: (Cð Khối A – 2007):Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa ñủ dung dịch H2SO4 loãng, thu ñược 1,344 lít hiñro (ở ñktc) 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 SO 4 lo·ng, ®ñ → muèi + H2 ↑ 1,344 = 0,06 mol 22,4 = mmuèi + mH2 Theo PTP ¦ : nH2SO4 = nH2 = Theo BTKL : mX + mH2SO4 −m = 3,22 + 0,06.98 − 0,06.2 = 8,98 (gam) ⇒ mmuèi = mX + mH2SO4 ⇒ mmuèi H2 → ðáp 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( ñktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu ñược 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, ñặt ẩn sau ñó giải hệ phương trình → khối lượng muối → kết quả [ quá dài] Nhận xét: muối thu ñược 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) 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] mà n(Cl-) = n(H+) = 0,3 (mol) → m(muối) = 5,2 + 0,3.35,5 = 15,85 (g) → ðáp án B BÀI 6: Hòa tan hoàn toàn 10,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa ñủ dung dịch HCl thu ñược 7,84 lit khí A(ñktc) và 1,54 gam rắn B và dung dịch C. Cô cạn dung dịch C thu ñược 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 = 0, 7(mol ) (mol) n(H+) = 2n(H2) = 22, 4 mà n(Cl-) = n(H+) = 0,7(mol) → m(muối) = (10,14-1,54) + 0,7.35,5 = 33,45 (g) → ðáp 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 ñược dung dịch A và 0,896 lit khí bay ra (ñktc). 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 ðLBTKL: 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) → ðáp án A BÀI 8: Thổi một luồng khí CO dư qua ống sứ ñựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe2O3, FeO, Al2O3 nung nóng thu ñược 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 ñầu là: A. 7,4g B. 4,9g C. 9,8g D. 23g HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: ðây 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 ñó ta có: nO(trong oxit) = n(CO) = n(CO2) = n(H2O) vận dụng ðLBTKL tính khối lượng hỗn hợp oxit ban ñầu hoặc khối lượng kim loại thu ñược 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) 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] → ðáp án B BÀI 9: Thổi 8,96 lit CO(ñktc) 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 ñược 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 ðLBTKL có: m(oxit) + m(CO) = m(Fe) + m(CO2) m(Fe) = 16 + 0,3.28 – 0,3.44 = 11,2 (g) → ðáp 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 ñi qua ống sứ ñựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu ñược 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (ñktc) 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: t 3Fe2O3 + CO  → 2Fe3O4 + CO2 (1) t Fe3O4 + CO  → 3FeO + CO2 (2) o o t FeO + CO  → Fe + CO2 (3) Như vậy chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe3O4 hoặc ít hơn, ñiều ñó 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 o 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 ñược x = 0,4 mol và ñó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng. Theo ðLBTKL ta có: mX + mCO = mA + m CO2 ⇒ m = 64 + 0,4 × 44 − 0,4 × 28 = 70,4 (gam) → ðáp án C BÀI 11: Tiến hành phản ứng crackinh butan một thời gian thu ñược hỗn hợp khí X. Cho X qua bình nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng 4,9 gam, hỗn hợp khí Y ñi ra khỏi bình có thể tích 3,36 lít (ñktc) và tỉ khối của Y so với H2 là 38/3. Khối lượng butan ñã sử dụng là: A. 8,7 gam. B. 6,8 gam C. 15,5 gam D. 13,6 gam HƯỚNG DẪN GIẢI 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] 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 + mY ⇒ mC4H10 = 4,9 + 3,36 38 × × 2 = 8,7 (gam) 22,4 3 → ðáp án A BÀI 12: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol etilenglicol C2H6O2 và 0,2 mol chất X. ðể ñốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A cần 21,28 lit O2(ñktc) và thu ñược 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 ñốt cháy: 2C2H6O2 + 5O2 → 4CO2 + 6H2O X + O2 → CO2 + H2O Áp dụng ðLBTKL: 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: ðun 132,8 gam hỗn hợp 3 rượu no, ñơn chức với H2SO4 ñặc ở 140oC thu ñược 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 ñiều kiện H2SO4 ñặc, 140oC thì tạo thành 6 loại ete và tách ra 6 phân tử H2O. Theo ðLBTKL ta có m H2O = m r−îu − 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 ñó số mol H2O 1,2 luôn bằng số mol ete, suy ra số mol mỗi ete là = 0,2 (mol) 6 → ðáp 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 ñà vào việc viết phương trình phản ứng và ñặt ẩn số mol các ete ñể tính toán thì không những không giải ñược mà còn tốn quá nhiều thời gian. ⇒ n H 2O = CÂU 14: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa ñủ với dung dịch HNO3 63%. Sau phản ứng thu ñược dung dịch A và 11,2 lít khí NO2 duy nhất (ñktc). Tính nồng ñộ % 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%. 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] HƯỚNG DẪN GIẢI 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 ñịnh 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 = 12 + − 46 × 0,5 = 89 gam. 63 ðặt 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 → ðáp án B 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 ñược chất rắn B gồm CaCl2, KCl và 17,472 lít khí (ở ñktc). Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa ñủ) thu ñược 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  to KClO  → 3   to → Ca(ClO3 )2   o t 83,68 gam A Ca(ClO2 )2  →  CaCl 2   KCl ( A )   KCl + 3 O2 2 (1) CaCl2 + 3O2 (2) CaCl2 + 2O2 (3) CaCl 2 KCl ( A )
 h2 B n O2 = 0,78 mol. Áp dụng ñịnh luật bảo toàn khối lượng ta có: mA = mB + m O 2 → mB = 83,68 − 32×0,78 = 58,72 gam. Cho chất rắn B tác dụng với 0,18 mol K2CO3 CaCl2 + K 2CO3  → 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 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] ⇒ m KCl ( D ) = m KCl (B) + m KCl ( pt 4) = 38,74 + 0,36 × 74,5 = 65,56 gam ⇒ m KCl ( A ) = ⇒ m KCl pt (1) 3 3 m KCl ( D ) = × 65,56 = 8,94 gam 22 22 = 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 → ðáp án D CÂU 16: ðốt cháy hoàn toàn 1,88 gam chất hữu cơ A (chứa C, H, O) cần 1,904 lít O2 (ñktc) thu ñược CO2 và hơi nước theo tỉ lệ thể tích 4:3. Hãy xác ñịnh 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 ñịnh 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. → ðáp 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 ñược 6,4 gam rượu và một lượng mưối có khối lượng nhiều hơn lượng este là 13,56% (so với lượng este). Xác ñịnh 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 ñịnh luật bảo toàn khối lượng ta có: meste + mNaOH = mmuối + mrượu ⇒ mmuối − meste = 0,2×40 − 64 = 1,6 gam. 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] mmuối − meste = mà ⇒ meste = 13,56 meste 100 1,6 ×100 = 11,8 gam → Meste = 118 ñvC 13,56 R + (44 + 15)×2 = 118 → R = 0. Vậy công thức cấu tạo của este là CH3OCO−COO−CH3. → ðáp án B CÂU 18: Thuỷ phân hoàn toàn 11,44 gam hỗn hợp 2 este ñơn chức là ñồng phân của nhau bằng dung dịch NaOH thu ñược 11,08 gam hỗn hợp muối và 5,56 gam hỗn hợp rượu. Xác ñịnh công thức cấu tạo của 2 este. A. HCOOCH3 và C2H5COOCH3 B. C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5. C. HCOOC3H7 và C2H5COOCH3. D. Cả B, C ñều ñúng. HƯỚNG DẪN GIẢI ðặt công thức trung bình tổng quát của hai este ñơn chức ñồng phân là RCOOR ′ . RCOOR ′ + NaOH → RCOONa + R′OH 11,44 11,08 5,56 gam Áp dụng ñịnh 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 ñồng phân là: HCOOC3H7 và C2H5COOCH3 hoặc C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5. → ðáp án D CÂU 19: Chia hỗn hợp gồm hai anñehit no ñơn chức làm hai phần bằng nhau: - Phần 1: ðem ñốt cháy hoàn toàn thu ñược 1,08 gam H2O. - Phần 2: Tác dụng với H2 dư (Ni, to) thì thu ñược hỗn hợp A. ðem ñốt cháy hoàn toàn thì thể tích khí CO2 (ñktc) thu ñược là A. 1,434 lít. B. 1,443 lít. C. 1,344 lít. D. 0,672 lít. HƯỚNG DẪN GIẢI Phần 1: Vì anñehit no ñơn chức nên n CO2 = n H 2O = 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: 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] n C (phÇn 2) = n C ( A ) = 0,06 mol. ⇒ n CO2 ( A ) = 0,06 mol ⇒ VCO2 = 22,4×0,06 = 1,344 (lit) → ðáp án C CÂU 20: Cho một luồng CO ñi qua ống sứ ñựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 ñốt nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu ñược B gồm 4 chất nặng 4,784 gam. Khí ñi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu ñược 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 ñịnh luật bảo toàn khối lượng ta có: mA + mCO = mB + m CO2 ⇒ mA = 4,784 + 0,046×44 − 0,046×28 = 5,52 gam. ðặt 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%. → ðáp án A CÂU 21: ðun nóng 5,14 gam hỗn hợp khí X gồm metan, hiñro và một ankin với xúc tác Ni, thu ñược hỗn hợp khí Y. Cho hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch brom dư thu ñược 6,048 lít hỗn hợp khí Z (ñktc) có tỉ khối ñối với hiñro bằng 8. ðộ 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 : mX = mY = ∆m + mZ ⇒ ∆m = mX − mZ ⇒ ∆m = 5,14 − 6,048 × 8 × 2 = 0,82 gam 22,4 → ðáp án A CÂU 22: Thuỷ phân hoàn toàn 14,8 gam hỗn hợp 2 este ñơn chức là ñồng phân của nhau thấy cần vừa ñủ 200 ml dung dịch NaOH 1M, thu ñược m gam hỗn hợp 2 muối và 7,8 gam hỗn hợp 2 rượu. Giá trị của m là: 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] A. 22,8. B. 7,0. C. 22,6. D. 15,0. HƯỚNG DẪN GIẢI o t S¬ ®å biÕn ®æi : Este + NaOH  → muèi + r−îu Theo BTKL : meste + mNaOH = mmuèi + mr−îu ⇒ mmuèi = meste + mNaOH − mr−îu ⇒ m = mmuèi = 14,8 + 0,2.1.40 − 7,8 = 15,0 (gam) → ðáp án D CÂU 23: (Cð 2013): ðốt cháy hoàn toàn một lượng ancol X cần vừa ñủ 8,96 lít khí O2 (ñktc), thu ñược 6,72 lít khí CO2 (ñktc) và 7,2 gam H2O. Biết X có khả năng phản ứng với Cu(OH)2. Tên của X là A. propan-1,3-ñiol. B. propan-1,2-ñiol. C. glixerol. D. etylen glicol. • HƯỚNG DẪN GIẢI Theo ðL BTKL: mX = 0,03.44 + 7,2 – 0,4.32 = 7,6 (g) nX = n H2 O - n CO2 = 0,1 (mol) → M X = 76 → C3H8O2 → Loại C, D • X có khả năng phản ứng với Cu(OH)2 → Loại A
ðÁP ÁN B CÂU 24: (ðH B 2013): Hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no, ñơn chức, mạch hở và một ancol ñơn chức, mạch hở. ðốt cháy hoàn toàn 21,7 gam X, thu ñược 20,16 lít khí CO2 (ñktc) và 18,9 gam H2O. Thực hiện phản ứng este hóa X với hiệu suất 60%, thu ñược 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 H2 O = 1,05 (mol) n CO2 < n H2O → ancol no, ñơn hở có số mol bằng 0,15 (mol) • Theo ñịnh 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) ðặt 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 CH3CH2COOH + C2H5OH → CH3CH2COOC2H5 + H2O 0,15 → 0,15 Do H = 60% → meste = 0,15.0,6.102 = 9,18 (gam)
ðÁP ÁN D CÂU 25: (ðH A 2013): Hỗn hợp X chứa ba axit cacboxylic ñều ñơn chức, mạch hở, gồm một axit no và hai axit không no ñều có một liên kết ñôi (C=C). Cho m gam X tác dụng vừa ñủ với 150 ml dung dịch NaOH 2M, thu ñược 25,56 gam hỗn hợp muối. ðốt 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, ñơn hở CnH2nO2 : x mol 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] Gọi công thức phân tử của hai axit không no có 1C=C, ñơn hở CmH2m-2O2 : y mol ( m ≥ 3) nX = nNaOH = n H2 O = x + y = 0,3 mX + mNaOH = mmuối + m H2O • Theo ðL BTKL cho pư trung hòa: • → mX = 25,56 + 0,3.18 – 0,3.40 = 18,96 Theo ðL BTKL cho pư ñốt 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 H2 O = 1,92 Mặt khác: 44 n CO2 + 18 n H2 O = 40,08 • (1) (2) Giải hệ phương trình (1) và (2): n CO2 =0,69 ; n H2 O = 0,54 CX = n CO2 nX = 0,69 = 2,3 → axit no, ñơn hở phải là: HCOOH hoặc CH3COOH 0,3 → naxit không no = n CO2 - n H2 O = 0,15 (mol) • Nếu axit no, ñơn, 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, ñơn, hở là CH3OOH: 18,96 − 0,15.60 → Maxit không no = = 66, 4 = 14m + 30 → m = 2,6 < 3(voâ lyù) 0,15
ðÁP ÁN D CÂU 26: (ðH 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) ñến phản ứng hoàn toàn, thu ñược dung dịch Y. Cô cạn Y thu ñược m gam chất rắn khan. Mặt khác, ñốt cháy hoàn toàn 6,9 gam X cần vừa ñủ 7,84 lít O2 (ñktc), thu ñược 15,4 gam CO2. Biết X có công thức phân tử trùng với công thức ñơn 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(Cx H y Oz ) + 360 (ml) NaOH 0,5M (dö 20%)  → dd  → m(g) raén ? o t C + 6,9 (g) X(Cx H y Oz ) + 7,84 (lit) O2  → 15,4 (g) CO2 + H 2 O • Bảo toàn khối lượng cho pư ñốt cháy: 7,84 m H2O = 6,9 + .32 - 15,4 = 2,7 (g) → nH (X) = 0,3 (mol) 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) = 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] • 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)
ðÁP ÁN B CÂU 27: (ðH A 2013): Peptit X bị thủy phân theo phương trình phản ứng: X + 2H2O  → 2Y + Z (trong ñó Y và Z là các amino axit). Thủy phân hoàn toàn 4,06 gam X thu ñược m gam Z. ðốt cháy hoàn toàn m gam Z cần vừa ñủ 1,68 lít khí O2 (ñktc), thu ñược 2,64 gam CO2; 1,26 gam H2O và 224 ml khí N2 (ñktc). Biết Z có công thức phân tử trùng với công thức ñơn giản nhất. Tên gọi của Y là A. glyxin B. lysin C. axit glutamic D. alanin HƯỚNG DẪN GIẢI ðặt 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 ðL 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 ðL BTKL: 4,06 + 0,04.18 = 0,04.MY + 0,02.89 → MY = 75 (H2NCH2COOH: glyxin)
ðÁP ÁN A CÂU 28: (ðH B 2012): ðun 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 ñủ). Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu ñược 72,48 gam muối khan của các amino axit ñều 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 2a → 6a Tetrapeptit + 4NaOH  → Muối + H2O a → 4a a Ta có: 10a = 0,6 → a = 0,06 (mol) ðịnh luật bảo toàn khối lượng: 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] m + 0,6.40 = 72,48 + 3.0,06.18 → m = 51,72 (gam)
ðÁP ÁN A CÂU 29: (ðH B 2012): ðun nóng m gam hỗn hợp X gồm các chất có cùng loại nhóm chức với 600 ml dung dịch NaOH 1,15M, thu ñược dung dịch Y chứa muối của một axit cacboxylic ñơn chức và 1,54 gam hơi Z gồm các ancol. Cho toàn bộ Z tác dụng với Na dư, thu ñược 5,04 lit H2 (ñktc). Cô cạn dung dịch Y, nung nóng chất rắn thu ñược với CaO cho ñến khí phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu ñược 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 ñơn chức nên ancol cũng ñơn 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 → Na2CO3 + RH RCOONa + NaOH  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)
ðÁP ÁN A 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]