BÀI TẬP HSG SỐ 4

BÀI TẬP HSG SỐ 4 

Câu I: 

            1. Có 4 lọ hóa chất mất nhãn được kí hiệu là A, B, C, D. Mỗi lọ đựng một trong các dung dịch: HCl, NaHSO₄, BaCl₂, NaHSO₃. Để xác định hóa chất trong mỗi lọ, người ta tiến hành các thí nghiệm và thấy hiện tượng như sau:

- Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch B thấy xuất hiện kết tủa;

- Cho dung dịch B hay D tác dụng với dung dịch C đều thấy có bọt khí không màu, mùi hắc bay ra;

- Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch A thì không thấy hiện tượng gì.

            Hãy biện luận để xác định hóa chất đựng trong các lọ A, B, C, D. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

HD GIẢI:

A + B có kết tủa  A hoặc B có thể là NaHSO4 hoặc BaCl2 B + C hay D + C đều giải phóng khí không màu, mùi hắc  C phải là NaHSO3, B hoặc D có thể là HCl hoặc NaHSO4 => B là NaHSO4; D là HCl => A là BaCl2 A + D không có hiện tượng gì  BaCl2 không tác dụng với HCl (thỏa mãn).

Phương trình hóa học: BaCl2 + NaHSO4 → BaSO4 + NaCl + HCl NaHSO4 + NaHSO3 → Na2SO4 + SO2  + H2O HCl + NaHSO3 → NaCl + SO2↑ + H2O (*) Học sinh có thể lập bảng phản ứng, viết PTHH và kết luận cũng cho điểm tương đương.

        2. Cho V lít khí SO₂ (đktc) hấp thụ vào 350ml dung dịch X gồm KOH 2M và Ba(OH)₂ aM, sau phản ứng thu được 86,8 gam kết tủa. Mặt khác, hấp thụ 3,25V lít khí SO₂ (đktc) vào 350ml dung dịch X ở trên, cũng thu được 86,8 gam kết tủa.

            Tính giá trị của a và V?

Các phản ứng có thể xảy ra : SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 ↓ + H2O (1) SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O (2) SO2 + K2SO3 + H2O → 2KHSO3 (3) SO2 + BaSO3 + H2O → Ba(HSO3)2 (4) Số mol: nKOH = 0,7mol; nBa(OH)2 = 0,35a mol; nBaSO3 = 0,4mol

Ta thấy: Pư (1) kết tủa tăng dần đến cực đại; Pư (2), (3) kết tủa không đổi; Pư (4) kết tủa tan dần => Có 2 trường hợp xảy ra. TH1: Kết tủa thu được là giá trị cực đại => Ở cả 2 thí nghiệm: Ba(OH)2 phản ứng hết; chưa có phản ứng (4) Ta có: khi xong (1) => nSO2 = nBa(OH)2 =  nBaSO3 =  0,4mol;            Khi xong (1), (2), (3) => nSO2 = 0,4 + 0,7 = 1,1mol => 0,4  nSO2 1,1 Đặt số mol SO2 trong V lít là x mol => trong 3,25V lít là 3,25x mol => 0,4  x 1,1 và 0,4  3,25x 1,1 (loại)

TH2: Kết tủa thu được chưa đạt cực đại => Ở thí nghiệm 1: Ba(OH)2 dư, SO2 hết, chỉ xảy ra phản ứng (1)      Ở thí nghiệm 2: Cả Ba(OH)2 và SO2 hết;  Xảy ra phản ứng (1), (2), (3) xong; (4) xảy ra một phần. - TN1: Theo (1) nSO2 = nBaSO3 = 0,4mol => V = 8,96 lít

- TN2:  Theo (1), (2), (3) => nSO2 = nBa(OH)2 + nKOH = 0,35a +0,7               Theo (4) => nSO2 = nBaSO3 max  - nBaSO3 thu được = 0,35a - 0,4 => (0,35a  + 0,7) + (0,35a  - 0,4) = 0,4.3,25 = 1,3 => 0,7a  =  1 => a = 10/7 (M)

Câu II: 

            Cho A là dung dịch NaOH aM; B là dung dịch chứa hỗn hợp HCl bM và H₂SO₄ cM. Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích tương ứng là 5 : 2, thu được dung dịch C không làm đổi màu quỳ tím. Cô cạn 700ml dung dịch C, thu được 30,5 gam muối khan.

            Mặt khác, đem hòa tan 5,4 gam một kim loại R vào 300ml dung dịch B, thu được dung dịch D và 6,72 lít khí H₂ (đktc). Để trung hòa axit dư trong dung dịch D, cần vừa đủ 150ml dung dịch A. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, coi thể tích dung dịch không thay đổi khi pha trộn.

            1. Xác định kim loại R đã dùng.

            2. Tính giá trị của a, b, c?

Kim loại R tác dụng với axit tạo H2: (gọi n là hóa trị của R) 2R + 2nHCl → 2RCln + nH2 (1) 2R + nH2SO4 → R2(SO4)n + nH2 (2)

Ta có: nH2 = 0,3 mol Theo các phản ứng (1), (2) =>  => R = 9n Thử n = 1; 2; 3 => kim loại R là Al (thỏa mãn với n = 3). (*) Học sinh có thể viết quá trình và dùng bảo toàn mol e cũng cho điểm tương đương.

2/ Phản ứng trung hòa axit bằng kiềm: NaOH + HCl → NaCl + H2O (3) 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O (4)

(*) Thí nghiệm 1: Trộn A với B tỉ lệ thể tích 5:2 - Dung dịch C không đổi màu quỳ tím => Phản ứng vừa đủ - V dd C = 700ml => VA = 500ml; VB = 200ml => nNaOH = 0,5a; nHCl =0,2b; nH2SO4 = 0,2c (mol) Theo PƯ (3), (4) ta có: 0,5a = 0,2b + 0,4c (5)

Tổng mmuối = 0,5a.23 + 0,2b.35,5 + 0,2c.96 = 30,5 => 11,5a + 7,1b + 19,2c = 30,5 (6)

(*) Thí nghiệm 2: Dung dịch B tác dụng với kim loại R thu dung dịch D, trung hòa dung dịch D bằng dung dịch A. Ta có: nH2 = 0,3mol VB = 300ml => nHCl  =0,3b; nH2SO4 = 0,3c (mol) VA =150ml => nNaOH = 0,15a mol Theo các phản ứng ta có: nNaOH ở (3) + 2nH2 ở (1) = nHCl; nNaOH ở (4) + 2nH2 ở (2) = 2nH2SO4 => nNaOH + 2nH2 = nHCl + 2nH2SO4 => 0,15a + 0,6 = 0,3b + 0,6c (7)

Giải hệ (5), (6), (7) ta được kết quả: a = 1; b = 2; c = 0,25. (*) Cách giải khác:  có thể dùng PT dạng ion hoặc đặt công thức chung của axit là HX…

Câu III:

   Cho 32 gam dung dịch Br₂ a% vào 200 ml dung dịch SO₂ b mol/lít được dung dịch X. Chia X làm 2 phần bằng nhau

* Cho dung dịch BaCl₂ dư vào phần 1 thu được 4,66 gam kết tủa.

* Cho dung dịch Ba(OH)₂ dư vào phần 2 thu được 11,17 gam kết tủa.

a. Viết các phương trình phản ứng.

b. Tính a,b (coi các phản ứng đều hoàn toàn).

Br2 + 2H2O + SO2  ------> 2HBr + H2SO4  BaCl2 + H2SO4       -----> BaSO4 + 2HCl  Ba(OH)2 + SO2      ------> BaSO3 + H2O  Ba(OH)2 + H2SO4  ----> BaSO4 + 2H2O

nBaSO4 ở phần 1 =  nBaSO4 ở phần 2= 0,02 mol Þ nBr2=0,04  Þ  a=[0,04*160]/32=20%.                nBaSO3=[11,17-4,66]/217 =0,03 mol. nSO2 ban đầu =2*(0,02+0,03)=0,1                                       b=0,5M

   

Câu IV:

Cho 11,56 gam hỗn hợp A gồm 3 muối FeCl₃, BaBr₂, KCl tác dụng với 440 ml dung dịch AgNO₃ 0,5M thu được dung dịch D và kết tủa B. Lọc kết tủa B, cho 0,15 mol bột Fe vào dung dịch D thu được chất rắn F và dung dịch E. Cho F vào dung dịch HCl loãng dư tạo ra 2,128 lít H₂ (đktc) và còn phần chất không tan. Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch E thu được kết tủa, nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 6,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

1) Lập luận để viết các phương trình phản ứng xẩy ra.

2) Tính khối lượng kết tủa B.

Vì F tác dụng với HCl dư còn phần không tan Þ D có AgNO3 dư       FeCl3 + 3AgNO3  ---->3AgCl + Fe(NO3)3       BaBr2 + 2AgNO3  ----->2AgBr +Ba(NO3)2       KCl + AgNO3      -----> KNO3 + AgCl B: AgBr, AgCl;     D: AgNO3 dư, Fe(NO3)3, Ba(NO3)2, KNO3.      Fe + 2AgNO3        ----->Fe(NO3)2 + 2Ag      Fe + 2Fe(NO3)3    ----->3Fe(NO3)2 Chất không tan là Ag và Fe dư, dung dịch E gồm Fe(NO3)2, Ba(NO3)2, KNO3, Ba(NO3)2, KNO3.      Fe + 2HCl ---> FeCl2 + H2      Fe(NO3)2 + 2NaOH ----> Fe(OH)2  +2NaNO3      4Fe(OH)2 + O2 ---->2Fe2O3 + 4H2O

Gọi số mol mỗi chất FeCl3, BaBr2, KCl lần lượt là a, b,c. Vì cho Fe có phản ứng với dung dịch D   nFe ban thêm vào= 0,15 mol    nFe trong F= 0,095   nFe phản ứng với Ag+ và Fe3+=0,055 Þ   nAgNO3 dư trong D = 0,055*2-a Þ nAgNO3 phản ứng với X-= 0,22- (0,055*2-a)      162,5a+297b+ 74,5c = 11,56                          (1)       3a + 2b + c = 0,22- (0,055*2-a)                    (2) 6,8 gam chất rắn sau cùng gồm Fe2O3 (a+0,055)/2 mol     160*(a+0,055)/2 = 6,8  (3)      a=0,03    b=0,02     c=0,01 Þ B gồm 0,1 mol AgCl; 0,04 mol AgBr.    mB= 21,87 gam

Câu V. 

Câu V

Hòa tan hết 2m gam kim loại M trong lượng dư dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, thu được V lít khí SO₂. Mặt khác, hòa tan hết m gam hợp chất X (X là sunfua của kim loại M) trong lượng dư dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng cũng thu được V lít khí SO₂. Biết SO₂ là sản phẩm khử duy nhất của các quá trình trên, khí đo ở cùng điều kiện. Xác định kim loại M và công thức của hợp chất X.

Học sinh viết hai PTHH 2M + 2nH2SO4        ---->           M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O     (1) 2MxSy + (2nx + 4y)H2SO4     ---->     xM2(SO4)n + (nx + 6y)SO2 + (2nx + 4y)H2O  (2) Từ giả thiết ta lập được phương trình n.x.M + 6.y.M = 2M.x.n + 64y.n Xét các giá trị của n, x, y từ 1 đến 3 ta nhận thấy nghiệm thích hợp là x = 2; y = 1; n = 2 và M = 64. Vậy kim loại M là Cu và hợp chất X là Cu2S.

Câu VI. 

Câu VI: Hỗn hợp chất rắn A gồm M₂CO₃, MHCO₃, MCl (M là kim loại kiềm). Cho 43,71 gam A tác dụng hết với lượng dư V ml dung dịch HCl 10,52% (d = 1,05 g/ml), thu được dung dịch B và 17,6 gam khí C. Chia B làm hai phần bằng nhau.

- Phần một tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gam muối khan.

- Phần hai cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO₃ dư, thu được 68,88 gam kết tủa trắng.

a) Xác định kim loại M.

b) Tính % khối lượng các chất trong A.

c) Tính V và tính m.

 

Gọi x, y, z lần lượt là số mol của M2CO3, MHCO3, MCl. Ta có: (2M + 60)x +(M + 61)y + (M + 35,5)z = 43,71   (I) PTHH: M2CO3 + 2HCl        --->   2MCl + CO2 + H2O MHCO3 + HCl         -----> MCl + CO2 + H2O ð  Dung dịch B có: MCl = (2x + y + z) mol và HCl dư Khí C là CO2 : x + y = 0,4 mol     (II) Khi B tác dụng với KOH: 0,2 mol HCl + KOH        ---> KCl + H2O  Khi B tác dụng với AgNO3 dư: MCl + AgNO3                 --->      AgCl + MNO3 HCl + AgNO3                 ----->       AgCl + HNO3 Ta có số mol AgCl kết tủa = số mol MCl + 0,2 = 0,96 mol ð    (2x + y + z) = 0,76  (III) Từ (II) và (III) => z = 0,36 – x;  y = 0,4 – x Thay vào (I) ta có: 0,76M – 36,5x = 6,53 Hay x = (0,76M – 6,35)/36,5 Vì 0 < x < 0,4 nên 8,6 < M < 27,8 Vậy M = 23 và M là kim loại kiềm Natri Thay M = 23 vào các phương trình trên ta được: x = 0,3; y = 0,1 và z = 0,06 Trong A có 31,8 gam Na2CO3 chiếm 72,75%; 8,4 gam NaHCO3 chiếm 19,22% và 3,51 gam NaCl chiếm 8,03% Số mol HCl = 0,9 mol nên V = 297,4 ml m = khối lượng NaCl + khối lượng KCl = 22,23 + 7,45 = 29,68 gam m = 29,68 gam