Tiêu đề Chuyên đề 53 - Bài toán tự chọn lượng chất - Trịnh Thị Phương Loan - Thanh Hóa.docx ✅

Gv soạn: Trịnh Thị Phương Loan Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 1 Chuyên Đề 53: BÀI TOÁN TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT I. Phần A: Lí Thuyết 1. Dấu hiệu của bài toán Đề bài không cho số liệu cụ thể về khối lượng hay thể tích, số mol. 2. Nguyên tắc áp dụng: - Giả sử số mol là 1 mol hoặc giả sử khối lượng là 100 gam. - Dựa vào các đại lượng có giới hạn, chẳng hạn: + KLPTTB ( M ), hoá trị trung bình, số nguyên tử trung bình, .... + Hiệu suất: 0(%) < H < 100(%) + Số mol chất tham gia: 0 < n (mol) < Số mol chất ban đầu,... II. Phần B: Bài Tập Được Phân Dạng 1. Dạng 1: Tự chọn số mol là 1mol 1.1. Phương pháp: Chọn số mol của 1 chất (hoặc số mol của hỗn hợp) là 1 mol. 1.2. Ví dụ minh họa: Ví dụ 1. Cho hỗn hợp khí X gồm CO 2 và N 2 (ở đktc) có tỉ khối đối với khí oxygen là 1,225. a. Tính thành phần phần trăm theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp X. b. Tính khối lượng của 1 lít hỗn hợp khí X ở đkc. Hướng dẫn giải a. Giả sử có 1 (mol) hỗn hợp X. Gọi số mol CO 2 là x (mol)  số mol N 2 là : (1-x) (mol) Ta có : 44x + 28.(1-x) = 1,225.32  x = 0,7 (mol).  %V CO 2 = 70%;  %V N 2 = 30%. b. 24,79 lít hỗn hợp X có khối lượng : 1,225.32 = 39,2 (g)  1 lít hỗn hợp X có khối lượng : 39,2 : 24,79 = 1,58 (g). Ví dụ 2. Cho hỗn hợp A gồm các khí O 2 , H 2 , SO x . Trong hỗn hợp A khí O 2 , H 2 chiếm lần lượt là 25% và 50% về thể tích. Mặt khác SO x chiếm 64 % về khối lượng trong hỗn hợp A. a. Xác định công thức hóa học của SO x . Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. b. Tính thành phần % theo khối lượng của mỗi chất trong A. Hướng dẫn giải a. Phần trăm về thể tích của SO x trong A là: 100% - 50% - 25% = 25% - Vì các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất nên tỉ lệ % về thể tích chính là tỉ lệ % về số mol nên: - Giả sử trong 1 mol A có         )(25,0 )(25,0 )(5,0 2 2 moln moln moln xSO O H - Khối lượng A có trong 1 mol là: m A = 0,5 .2 + 32 .0,25 + (32+16.x).0,25 Ta có %xSO = 64% => (3216.).0,25 %.10064 9(3216.).0,25x x SO x     x= 2 vậy công thức hóa học là: SO 2 b. Ta có: %H 2 = 0,5.2 .100%4% 25 %O 2 = 100 - 64 - 4 = 32% 1.3. Bài tập Câu 1: Cho 1 alkene A kết hợp với H 2 (Ni làm xúc tác) ta được alkane B.
Gv soạn: Trịnh Thị Phương Loan Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 2 a/ Xác định công thức phân tử của A, B biết rằng để đốt cháy hết B bằng một lượng O 2 vừa đủ thì thể tích khí CO 2 thu được bằng 1/2 tổng thể tích của B và O 2 . b/ Một hỗn hợp X gồm A, B và H 2 có thể tích là 24,79 lít (đkc). Cho X đi qua Ni nung nóng xúc tác thu được hỗn hợp Y, biết tỉ khối của X so với Y bằng 0,70. Tính thể tích hỗn hợp Y, số mol H 2 và A đã phản ứng với nhau. Các thể tích khí đều đo ở điều kiện chuẩn. Hướng dẫn giải C n H 2n + H 2 Ni C n H 2n+2 Đốt cháy B(C n H 2n+2 ) C n H 2n+2 + 2 13n O 2 0t nCO 2 + (n+1) H 2 O Giả sử lấy 1 mol B, n O2 = 2 13n , n CO2 = n. n CO2 = 2 1 (n B + n O2 )  n = 2 1 (1+ 2 13n ).  n = 3 , A là C 3 H 6 , B là C 3 H 8 Ta sử dụng kết quả dx/y = My Mx = nx ny dx/y = X Y M M = X X m n . Y Y n m = Y X n n (do m X = m Y ) dx/y = Y X n n = 0,7  n Y = 0,7 mol V Y = 0,7 . 24,79 = 17,353 lít. n H2 và n A phản ứng Ta sử dụng: n X – n Y = n H2 pư = n A pư n X – n Y = 1- 0,7 = 0,3. Vậy n H2 pư = n A pư = 0,3 mol Câu 2: Hỗn hợp X gồm C 2 H 4 và H 2 có tỉ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu dc hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5. Hiệu suất của phản ứng hydrogen hóa ? Câu 3: Hỗn hợp khí X gồm: NO, N x O, CH 4 . Trong đó NO chiếm 30% về thể tích, N x O chiếm 30% còn lại là CH 4 . Trong hỗn hợp CH 4 chiếm 22,377% về khối lượng.  a. Xác định công thức hoá học của N x O  b. Tính tỷ khối của X so với không khí Câu 4: Trong một bình kín chứa hỗn hợp khí R gồm SO 2 , O 2 có tỉ khối so với H 2 bằng 24. Đun nóng bình một thời gian khi có mặt chất xúc tác V 2 O 5 thì thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H 2 bằng 30. a. Tính % theo thể tích mỗi khí trong bình trước và sau phản ứng. b. Tính hiệu suất phản ứng. 2. Dạng 2: Tự chọn số khối lượng là 100 gam. 2.1. Phương pháp: Chọn khối lượng của 1 chất (hoặc khối lượng của hỗn hợp, khối lượng của một dung dịch) là 100 gam. 2.2. Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hỗn hợp gồm CaCO 3 lẫn Al 2 O 3 và Fe 2 O 3 trong đó Al 2 O 3 chiếm 10,2%, Fe 2 O 3 chiếm 9,8%. Nung hỗn hợp này ở nhiệt độ cao thu được chất rắn có lượng bằng 67% lượng hỗn hợp ban đầu. Tính % lượng chất rắn tạo ra.
Gv soạn: Trịnh Thị Phương Loan Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 3 Hướng dẫn giải - Gỉa sử khối lượng hỗn hợp ban đầu là 100 g thì: 23 23 3 AlO FeO CaCO m10,2g m9,8g m80g    - PTHH xảy ra khi nung hỗn hợp: CaCO 3 ot CaO + CO 2  - Theo bài ra, lượng chất rắn thu được sau khi nung chỉ bằng 67% lượng hỗn hợp ban đầu. Như vậy độ giảm khối lượng là do CO 2 sinh ra bay đi. - Vậy 2COm1006733g 2CO 33 n0,75mol 44 - Theo PTHH: 323CaCOCOCaCOnn0,75molm0,75.10075g - Như vậy còn 5 gam CaCO 3 không bị phân huỷ. Do đó chất rắn tạo ra gồm: CaCO 3 dư, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 và CaO. 23 23 10,2 %AlO.100%15,22% 67 9,8 %FeO.100%14,62% 67   3 5 %CaCO.100%7,4% 67 %CaO62,6%   Ví dụ 2: Hòa tan một lượng muối cacbonat của một kim loại M hóa trị II bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2 SO 4 14,7% thu được dung dịch muối sunfat 17%. Xác định kim loại M. Giả sử khối lượng dung dịch H 2 SO 4 dùng là 100 g -> m H 2 SO 4 = 14,7 g n H 2 SO 4 = 14,7 98 = 0,15 mol Đặt M là kí hiệu và nguyên tử khối của kim loại PTHH: MCO 3 + H 2 SO 4  MSO 4 + CO 2 + H 2 O mol 0,15 0,15 0,15 0,15 -> m MCO 3 = (M + 60).0,15; m MSO 4 = (M + 96).0,15 m dd sau phản ứng = (M + 60).0,15 + 100 - 0,15.44 = 0,15M + 102,4 Theo đề ta có: (96).0,15 0,15102,4 M M   = 17 100 Giải ra ta có M = 24 (Mg) Ví dụ 3: Cho m gam hỗn hợp Na và Fe tác dụng hết với axit HCl. Dung dịch thu được cho tác dụng với Ba(OH) 2 dư rồi lọc lấy kết tủa tách ra, nung trong không khí đến lượng không đổi thu được chất rắn nặng m gam. Tính % lượng mỗi kim loại ban đầu. Hướng dẫn giải - PTHH xảy ra khi cho m gam hỗn hợp Na và Fe tác dụng với HCl: 2Na + 2HCl  2NaCl + H 2 (1)
Gv soạn: Trịnh Thị Phương Loan Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 4 Fe + 2HCl  FeCl 2 + H 2 (2) - PTHH xảy ra khi cho dung dịch thu được tác dụng với Ba(OH) 2 dư: FeCl 2 + Ba(OH) 2  Fe(OH) 2  + BaCl 2 (3) - PTHH xảy ra khi nung kết tủa trong không khí: 4Fe(OH) 2 + O 2 ot 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O (4) - Giả sử m = m Fe + m Na = 100 gam 2323FeOFeO 100 m100gamn0,625mol 160 - Theo PTHH (4): 223Fe(OH)FeOn2.n2.0,6251,25mol - Theo PTHH (3): 22FeClFe(OH)nn1,25mol - Theo PTHH (2): 2FeFeClFenn1,25molm1,25.5670gam - Vậy: %Fe = 70%; % Na = 30%. Ví dụ 4: Cho một lượng bột CaCO 3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl 32,85%, sau phản ứng thu được dung dịch X trong đó nồng độ HCl còn lại là 24,195%. Thêm vào X một lượng bột MgCO 3 khuấy đều cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y trong đó nồng độ HCl còn lại là 21,11%. Tính nồng độ % của các muối có trong dung dịch Y. Hướng dẫn giải Giả sử có 100 gam dung dịch HCl 32,85% thì khối lượng HCl là 32,85 gam. n HCl = 32,85 36,5 = 0,90 mol - Gọi số mol của CaCO 3 là x (mol). Phản ứng: CaCO 3 + 2HCl  CaCl 2 + H 2 O + CO 2 (1) Mol: x 2x x x Từ (1) và đề ra: n HCldư = (0,90 - 2x) mol Khối lượng dung dịch X sau phản ứng (1): 100 + 100x – 44x = (100 + 56x) gam Theo đề ra: C% HCl = (0,902).36,5.100% 10056 x x   = 24,195% => x = 0,1 mol Vậy sau p/ư (1) n HCl còn lại = 0,7mol - Cho MgCO 3 vào dung dịch X, có p/ư: MgCO 3 + 2HCl  MgCl 2 + H 2 O + CO 2 (2) Mol: y 2y y y Sau p/ư (2) n HCl dư = 0,7-2y Khối lượng dung dịch Y là: (105,6 + 84y - 44y) gam hay (105,6 + 40y) gam Từ (2) và đề ra: C% HCl trong Y = (0,72).36,5 105,640 y y   . 100% = 21,11% => y = 0,04 mol Dung dịch Y chứa 2 muối CaCl 2 , MgCl 2 và HCl dư: C%(CaCl 2 ) = 0,1.111 100%10,35% 107,2 C%(MgCl 2 ) = 0,04.95 100%3,54% 107,2 2.3. Bài tập: Câu 1: Một hỗn hợp chứa Fe, FeO, Fe 2 O 3 . Nếu hoà tan a gam hỗn hợp trên bằng dung dịch HCl dư thì khối lượng H 2 thoát ra bằng 1% khối lượng hỗn hợp đem thí nghiệm. Nếu khử a gam hỗn hợp trên bằng H 2 dư thì thu được khối lượng nước bằng 21,15% khối