BÀI TẬP HSG 10 - SỐ 2

 

Câu 1: 

            1) Phân tử M được tạo nên bởi ion X³⁺ và Y^2-. Trong phân tử M có tổng số hạt p, n, e là 224 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 72 hạt.

Tổng số hạt p, n, e trong ion X³⁺  ít hơn trong ion Y^2- là 13 hạt. Số khối của nguyên tử Y lớn hơn số khối của nguyên tử X là 5 đơn vị. Xác định số hạt p, n, e của nguyên tử X, Y và công thức phân tử của M.

            2) X, Y, R, A, B, M theo thứ tự là 6 nguyên tố liên tiếp trong Hệ thống tuần hoàn có tổng số đơn vị điện tích hạt nhân là 63 (X có số đơn vị điện tích hạt nhân nhỏ nhất).

            a. Xác định số đơn vị điện tích hạt nhân của X, Y, R, A, B, M.

           b. Viết cấu hình electron của X²⁻, Y⁻, R, A⁺, B²⁺, M³⁺. So sánh bán kính của chúng và  giải thích?

Câu 2:

 Hỗn hợp A gồm Al, Zn, S  dưới dạng bột mịn. Sau khi nung 33,02 gam hỗn hợp A (không có không khí) một thời gian, nhận được hỗn hợp B. Nếu thêm 8,296 gam Zn vào B thì hàm lượng đơn chất Zn trong hỗn hợp này bằng1/2 hàm lượng Zn trong A.

             Lấy 1/2hỗn hợp B hòa tan trong H₂SO₄ loãng dư thì sau phản ứng thu được 0,48 gam chất rắn nguyên chất.

             Lấy 1/2 hỗn hợp B thêm một thể tích không khí thích hợp (coi không khí chứa 20%O₂ và 80% N₂ theo thể tích). Sau khi đốt cháy hoàn toàn B, thu được hỗn hợp khí C gồm hai khí trong đó N₂ chiếm 85,8% về thể tích và chất rắn D. Cho hỗn hợp khí C đi qua dung dịch NaOH dư thể tích giảm 5,04 lít (đktc).

            a. Tính thể tích không khí (đktc) đã dùng.

            b. Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong B.

GIAỈ

a Phương trình:         2Al  +  3S --->   Al₂S₃

                                 Zn   +  S  ---> ZnS

TH tổng quát : Hỗn hợp B gồm  Al₂S₃, ZnS, S dư, Al dư, Zn dư.

hh B  +  H₂SO₄loãng -->  chất rắn là S

_{Trong 1/2 B có Sdư} = 0,48 g --> Trong B có nS dư = 0,3mol

Pt :     Al₂S₃  +  3H₂SO₄  ---> Al₂(SO₄)₃  +  3H₂S 

            ZnS  + H₂SO₄  ---> ZnSO₄  +  H₂S 

            Zn  + H₂SO₄  --->  ZnSO₄  +  H₂ 

            2Al + 3H₂SO₄  ----> Al₂(SO₄)₃  +  3H₂   

*hỗn hợp B nung:

Pt:       2Al₂S₃  + 9O₂  -----> 2Al₂O₃  +  6SO₂

            2ZnS  + 3O₂ ---->2ZnO   +  2SO₂

            4Al  +  3O₂ -----> 2Al₂O₃

            2Zn  +  O₂ ----> 2ZnO

            S + O₂  ----> SO₂

*Khí C: SO₂, N₂( không có O₂ vì vậy dùng vừa . Khí  C qua dd NaOH , khí thoát ra là Ntơ

V_giảm   = VSO2_{sinh ra}  =  5,04( l) -----> số mol SO2 = 0,225

ADĐLBT nguyên tố S: ta có: S(A) = S(B) =   2 số mol SO2= 0,225.2 = 0,45 mol

 m_{Al + Zn(A)}= 33,02 – 0,24.32 = 18,62g

Gọi n_Al: x(mol) ;n_zn: y(mol); 27x + 65y  = 18,62 (1)

      % V_SO2/C  =  100  - % V_N2  = 14,2% ---> số mol N2 = 1,36          

     V_kk  =  1,7 .22,4  = 38,08 lít 

b. Số mol ôxi : 1/5sô mol KK = 034.

Nhận xét: Lượng O₂ pứ với A (Al, Zn,  S) tạo ra Al₂O₃, ZnO, SO₂  = lượng O₂ phản ứng với B (Al₂S₃, ZnS, Al (dư) Zn (dư), S (dư) ---> Al₂O₃, ZnO, SO₂ vì có cùng số mol Al, Zn, S và cùng tạo thành 3 oxit như nhau.

Pt:              4Al  +   3O₂  --->2Al₂O₃

       Mol:         x/2        3x/8 

                        2Zn  +  O₂­  ---> 2ZnO

       Mol:         y/2      y/4       

                        S       +    O₂   --->  SO₂

      Mol:           0,225      0,225

Ta có: 3x/8 + y/4 +   0,225= 0,34 (2).    Giải (1,2):  x = 0,16; y = 0,22

%m_{Zn(A) = 43,307}

Gọi n_{Zn dư}: z(mol)

Sau khi thêm 8,296 gam Zn vào B:

Khối lượng Zn : 65z + 8,296

Khôí lượng hỗn hợp sau khi thêm: 33,02+ 8,296

%Zn =  43,307/2 --->  z= 0,01 mol

Số mol Zn pư với S ở phần 1: 0,22 -0,01 = 0,21 mol

Số mol S pư với Al = sô mol S chung - số mol S pư với Z - số mol S dư = 0,45 - 0,21- 0,03 = 0,21 mol

-----> Al2S3 = 0,21/3= 0,07 mol ----> % các chất .........

Câu 3: 

            1) a. Nhỏ từng giọt đến hết 125 ml dung dịch HCl 4M vào 375 ml dung dịch chứa đồng thời hai chất tan NaOH 0,4M và Na₂SO₃ 0,8M đồng thời đun nhẹ để đuổi hết khí SO₂. Thể tích khí SO₂ thu được (ở đktc) là bao nhiêu?

GIẢI:

n_HCl = 0,5 mol; n_NaOH = 0,15 mol;  Na2SO3= 0,3 mol

Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch chứa hỗn hợp đã cho thì các phản ứng xảy ra theo thứ tự sau:

NaOH + HCl ----> NaCl + H₂O

0,15       0,15

Na₂SO₃ + HCl -----> NaCl + NaHSO₃

0,3             0,3                    0,3

n_HCl còn lại = 0,5 – 0,15 – 0,3 = 0,05 mol

HCl + NaHSO₃ ---->NaCl + SO₂ + H₂O

0,05                                   0,05

VSO2= 0,05.22,4 = 1,12 lít.

            b. Làm ngược lại câu a, nhỏ từng giọt đến hết 375 ml dung dịch chứa đồng thời hai chất tan NaOH 0,4M và Na₂SO₃ 0,8M vào 125 ml dung dịch HCl 4M đồng thời đun nhẹ để đuổi hết khí SO₂. Thể tích khí SO₂ thu được (ở đktc) là bao nhiêu?

Coi hiệu suất các phản ứng là 100%.

GIẢI:

Nhỏ từ từ dung dịch chứa hỗn hợp đã cho vào dung dịch HCl, hai chất NaOH và Na₂SO₃ phản ứng đồng thời với HCl. Số mol mỗi chất đã phản ứng tỉ lệ thuận với số mol của nó trong dung dịch ban đầu.

Nhỏ từ từ dung dịch chứa hỗn hợp đã cho vào dung dịch HCl, hai chất NaOH và Na₂SO₃ phản ứng đồng thời với HCl. Số mol mỗi chất đã phản ứng tỉ lệ thuận với số mol của nó trong dung dịch ban đầu.

n_{NaOH pư}: n_Na2SO3pư = n_{NaOH bđ} : n_Na2SO3bđ = 0,15 : 0,3 = 1 : 2.

Đặt n_{NaOH pư} = a mol  ----> n_Na2SO3pư = 2a mol. Vì nhỏ từng giọt hỗn hợp vào HCl nên phản ứng của muối với HCl tạo ngay sản phẩm khí.            

Các PTPƯ là:

   NaOH + HCl ---->NaCl + H₂O

  a             a 

Na₂SO₃ + 2HCl ----> 2NaCl + SO₂ + H₂O

2a              4a                           2a

Với lượng HCl và lượng dung dịch hỗn hợp đã cho thì HCl hết

(n_HCl < n_NaOH  + 2n_Na2SO3)

àn_{HCl pư} = 5a = 0,5  à a = 0,1 mol.

 àn_SO2= 2a = 0,2 mol à V_SO2= 4,48 lít.

2) Chia 15 gam một muối sunfua của kim loại R (có hóa trị không đổi) làm hai phần. Phần 1 tác dụng với dung dịch HCl dư tạo ra khí A. Phần 2 đốt cháy hết trong oxi vừa đủ thu được khí B. Trộn hai khí A và B với nhau thì thu được 5,76 gam chất rắn màu vàng và một khí dư thoát ra. Dùng một lượng NaOH (trong dung dịch) tối thiểu để hấp thụ vừa hết lượng khí dư này thì thu được 6,72 gam muối. Hãy xác định tên kim loại R. Biết tất cả các phản ứng đều có hiệu suất 100%.