Tiêu đề Chuyên đề 69 - Bài toán chia hai phần không bằng nhau - Nguyễn Thu Hằng - Thái Bình.docx ✅

1 CHUYÊN ĐỀ BÀI TOÁN CHIA PHẦN KHÔNG BẰNG NHAU Phần A: Lí thuyết * Dấu hiệu: Bài toán cùng 1 hỗn hợp thực hiện các thí nghiệm hoặc chia các phần không cùng khối lượng, không cùng giá trị định lượng (VD: Phần 1 tính theo khối lượng, phần 2 tính theo thể tích,…) * Phương pháp: Bước 1: Xét phần 1 (thí nghiệm 1): + Đặt ẩn số mol các chất trong hỗn hợp ở phần 1 (thí nghiệm 1) lần lượt là x, y, z mol + Tính mol và viết PTHH ở phần 1 (thí nghiệm 1) + Lập các phương trình tính toán liên hệ giữa x, y, z theo các dữ kiện bài cho ở phần 1 (thí nghiệm 1) Bước 2: Xét phần 2 (thí nghiệm 2): + Đặt số mol các chất trong hỗn hợp ở phần 2 lần lượt là kx, ky, kz mol + Tính mol và viết PTHH ở phần 2 (thí nghiệm 2) + Lập các phương trình tính toán liên hệ giữa kx, ky, kz theo các dữ kiện bài cho ở phần 2 (thí nghiệm 2) Bước 3: Xử lý số liệu để hình thành hệ phương trình ba ẩn x, y, z + Cách 1: Triệt tiêu ẩn k bằng cách chia các phương trình tính toán lập ở phần 2 cho nhau + Cách 2: Khử độ lệch phần k bằng cách rút k, sau đó sử dụng quy tắc bắc cầu + Cách 3: Tính giá trị k Bước 4: Giải hệ phương trình ba ẩn x, y, z và tính theo yêu cầu của bài. Phần B: Bài tập (mỗi dạng 10 câu) Câu 1. Một hỗn hợp gồm CH 4 , H 2 , CO TN 1 : Đốt cháy 9,916 lít hỗn hợp thì cần đúng 8,6765 lít khí O 2 TN 2 : Dẫn 11,8 gam hỗn hợp qua ống đựng CuO đang nung nóng thì có 48 gam CuO đã phản ứng. Tính % thể tích của mỗi chất trong hỗn hợp. Biết các khí đều đo ở điều kiện 25 o C, 1 bar. Hướng dẫn giải: Đặt số mol của CH 4 , H 2 , CO ở thí nghiệm 1 lần lượt là x, y, z mol Ta có: n hh = 0,4 mol; n O2 = 0,35 mol PTHH: t o CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O x -> 2x mol t o 2H 2 + O 2 -> 2H 2 O y -> 0,5y mol t o 2CO + O 2 -> 2CO 2 z -> 0,5z mol Ta có: x + y + z = 0,4 (1) 2x + 0,5y + 0,5z = 0,35 (2) Đặt số mol của CH 4 , H 2 , CO ở thí nghiệm 2 lần lượt là kx, ky, kz mol. Ta có: 16kx + 2ky + 28kz = 11,8 (3) t o PTHH: H 2 + CuO -> Cu + H 2 O ky -> ky mol t o CO + CuO -> Cu + CO 2 kz -> kz mol ky + kz = = 0,6 (4) Lấy (3) : (4) ta có: = => 16.0,6x + (2.0,6-11,8)y + (28.0,6 -11,8)z = 0 (5)
2 Từ (1), (2), (5) ta có: x = 0,1 mol; y = 0,158 mol; z = 0,142 mol %CH 4 = 25% ; %H 2 = 39,5% ; CO = 35,5% Câu 2. Có một hỗn hợp X gồm C 2 H 2 , C 2 H 6 và C 3 H 6 . Đốt cháy hoàn toàn 24,8 gam hỗn hợp trên thu được 1,6 mol nước. Mặt khác 0,5 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,625 mol Br 2 . Tính thành phần % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp. Hướng dẫn giải: Đặt số mol của C 2 H 2 , C 2 H 6 và C 3 H 6 trong 24,8 g X lần lượt là x, y, z mol. Ta có: 26x + 30y + 42z = 24,8 (1) BTNT hydrogen ta có: 2x + 6y + 6z = 2.1,6 (2) Đặt số mol của C 2 H 2 , C 2 H 6 và C 3 H 6 trong 0,5 mol X lần lượt là kx, ky, kz mol. Ta có: kx + ky + kz = 0,5 (3) BT liên kết ta có: 2kx + kz = 0,625 (4) Từ (3), (4) => -3x + 5y + z = 0 (5) Từ (1), (2), (5) => x = 0,4; y = z = 0,2 %C 2 H 2 = 50% ; %C 2 H 6 = %C 3 H 6 = 25% Câu 3. Cho 20,4 gam hỗn hợp X gồm Zn, Fe, Al tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 11,1555 lít H 2 ở 25 o C, 1 bar. Mặt khác cho 0,2 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 6,81725 lít Cl 2 ở 25 o C, 1 bar. Xác định khối lượng mỗi kim loại trong 20,4 gam hỗn hợp X? Hướng dẫn giải: Đặt số mol của Zn, Fe, Al trong 20,4 g X lần lượt là x, y, z mol PTHH: Zn + 2HCl -> ZnCl 2 + H 2 x x Fe + 2HCl -> FeCl 2 + H 2 y y 2Al + 6HCl -> 2AlCl 3 + 3H 2 z 1,5z Ta có: 65x + 56y + 27z = 20,4 (1) x + y + 1,5z = = 0,45 (2) Đặt số mol của Zn, Fe, Al trong 0,2 mol X lần lượt là kx, ky, kz mol n Cl2 = 0,275 mol PTHH: Zn + Cl 2 -> ZnCl 2 kx kx 2Fe + 3Cl 2 -> 2FeCl 3 ky 1,5ky 2Al + 3Cl 2 -> 2AlCl 3 kz 1,5kz Ta có: kx + ky + kz = 0,2 (3) kx + 1,5ky + 1,5kz = 0,275 (4) Lấy (3) : (4) ta có: 3x – y – z = 0 (5) Từ (1), (2), (5) => x = 0,1 ; y = 0,2 ; z = 0,1 m Zn = 6,5g ; m Fe = 11,2g ; m Al = 2,7g Câu 4. Hòa tan 20g một hỗn hợp gồm MgO, CuO và Fe 2 O 3 phải dùng hết 350ml dung dịch HCl 2M. Mặt khác nếu lấy 0,4 mol hỗn hợp trên đốt nóng trong ống sứ (không có không khí) rồi thổi một luồng khí H 2 dư đi qua để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m gam chất rắn và 7,2g nước. Tìm giá trị của m. Hướng dẫn giải: Đặt số mol của MgO, CuO và Fe 2 O 3 trong 20g hỗn hợp lần lượt là x, y, z mol PTHH: MgO + 2HCl -> MgCl 2 + H 2 O x 2x CuO + 2HCl -> CuCl 2 + H 2 O y 2y CuO + 2HCl -> CuCl 2 + H 2 O y 2y Fe 2 O 3 + 6HCl -> 2FeCl 3 + 3H 2 O
3 z 6z Ta có: 40x + 80y + 160z = 20 (1) 2x + 2y + 6z = 0,35.2 = 0,7 (2) Đặt số mol của MgO, CuO và Fe 2 O 3 trong 0,4 hỗn hợp lần lượt là kx, ky, kz mol PTHH: CuO + H 2 -> Cu + H 2 O ky ky ky Fe 2 O 3 + 3H 2 -> 2Fe + 3H 2 O kz 2kz 3kz Ta có: kx + ky + kz = 0,4 (3) ky + 3kz = = 0,4 (4) Lấy (3) : (4) ta có: x – 2z = 0 (5) Từ (1), (2), (5) => x = y = 0,1; z = 0,05 => k = = 1,6 => 0,4 mol hỗn hợp tương ứng 32g BTKL ta có: m = 32 + 0,4.2 – 7,2 = 25,6g Câu 5. Hợp chất A tạo bởi kim loại M có hóa trị không đổi và phi kim X (nằm ở chu kì 3, nhóm VIA). Lấy 13g A chia làm 2 phần. Phần 1: Tác dụng với oxi tạo ra khí Y. Phần 2: tác dụng với dd HCl dư tạo ra khí Z. Trộn Y và Z thu được 7,68 gam kết tủa vàng và còn lại một chất khí mà khi gặp nước clo tạo ra dd B. Cho dung dịch B tác dụng với AgNO 3 thu được 22,96 gam kết tủa. Xác định công thức của A. Hướng dẫn giải: Vì X là phi kim nằm ở chu kì 3, nhóm VIA nên X là S Đặt CTHH của A là M 2 S n Giả sử số mol của A ở phần 1 là a mol 2M 2 S n + 3nO 2 -> 2M 2 O n + 2nSO 2 (1) => Y là SO 2 a na Đặt số mol của A ở phần 2 là ka mol M 2 S n + 2nHCl -> 2MCl n + nH 2 S (2) => Z là H 2 S ka kna SO 2 + 2H 2 S -> 3S + 2H 2 O (3) => m S = 7,68 g => n S = 0,24 mol 0,08 0,16 <- 0,24 HCl + AgNO 3 -> AgCl + HNO 3 (4) 0,16 <- 0,16 TH1: khí dư lại là SO 2 SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O -> H 2 SO 4 + 2HCl (5) 0,08 0,16 BT,NT S ta có: n S (A) = n H2S + n SO2 (3) + n SO2 (5) = 0,16 + 0,08 + 0,08 = 0,32 mol => n A = 0,32/n mol => M A =  2M + 32n = 40,625n => M = 8,625n n 1 2 3 M 8,625 17,25 25,875 KQ L L L TH2: khí dư lại là H 2 S H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O -> H 2 SO 4 + 8HCl (6) 0,02 0,16 BTNT S ta có: n S (A) = n H2S (3) + n H2S (6) + n SO2 (3) = 0,16 + 0,08 + 0,02 = 0,26 mol => n A = 0,26/n mol => M A =  2M + 32n = 50n => M = 9n n 1 2 3 M 9 18 27 KQ L L Al Vậy CTHH của A là Al 2 S 3 Câu 6: Cho 15,5 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Al tác dụng với dung dịch HNO 3 dư thu được dung dịch Y và 9,916 lít NO duy nhất ở 25 0 C, 1 bar. Mặt khác cho 0,05 mol hỗn hợp X tác dụng với 500ml dung dịch H 2 SO 4 0,5M thu được dung dịch Z. Cho dung dịch Z tác dụng với dung
4 dịch NaOH dư rồi lấy toàn bộ lượng kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 2 gam chất rắn. Xác định % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X? Hướng dẫn giải: Đặt số mol của Mg, Fe, Al trong 15,5 gam hỗn hợp X lần lượt là x, y, z mol. Ta có: 24x + 56y + 27z = 15,5 (1) BT e ta có: 2x + 3y + 3z = 0,4.3 = 1,2 (2) Đặt số mol của Mg, Fe, Al trong 0,05 mol hỗn hợp X lần lượt là kx, ky, kz mol. Ta có: kx + ky + kz = 0,05 (3) Khi cho NaOH dư vào dung dịch Z => kết tủa chỉ gồm Fe(OH) 3  ; Mg(OH) 2 Nhiệt phân tạo 0,5ky mol Fe 2 O 3  và kx mol MgO => m chất rắn = (80y + 40x).k = 2 (4) Từ (3), (4) => -40y +40z = 0 (5) Từ (1),(2),(3) => z = y = 0,1 ; x = 0,3 mol => %m Al  = 17,42% ; %m Fe  = 36,13% ; %m Mg  = 46,45% Câu 7. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam X gồm bột Al và Fe x O y trong điều kiện không có không khí, được hỗn hợp Y. Nghiền nhỏ, trộn đều hỗn hợp B rồi chia thành 2 phần: - Phần 1 có khối lượng 14,49 gam được hoà tan hết trong dung dịch HNO 3 đun nóng thu được danh dịch C và 0,165 mol NO (sản phẩm khử duy nhất) - Phần 2 tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng thấy giải phóng 0,015 mol khí H 2 và còn lại 2,52 gam chất rắn. Xác định công thức của oxide và giá trị của m. Hướng dẫn giải: Xét phần 2: Do hỗn hợp B tác dụng với NaOH tạo H 2 nên B chứa Al dư => Fe x O y bị khử hết PTHH: 2Al+ 2NaOH + 2H 2 O→ 2NaAlO 2 + 3H 2 0,01 0,015 Chất rắn không tan là Fe => n Fe = 2,52/56 = 0,045 mol →n Fe = 4,5n Al Xét phần 1: BT e ta có: 3n Fe + 3n Al = 3n NO  4,5n Al + n Al = 0,165 => n Al = 0,03 mol => n Fe = 4,5.0,03 = 0,135 mol → m Al2O3 =14,49 - 0,03.27 - 0,135.56 = 6,12 g → n Al2O3 = 6,12/102 = 0,06 mol →n O = 0,18 mol → x : y=0,135 : 0,18 = 3 : 4 → Fe x O y  là Fe 3 O 4 Tỉ lệ n Fe(1)  : n Fe(2) =0,135 : 0,045 = 3 → m = 14,49.(1 + 1/3) =19,32(g) Câu 8. Cho hỗn hợp A gồm Al và iron (II, III) oxide nung A ở nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp B. Nghiền nhỏ bột B trộn đều. Chia hỗn hợp làm hai phần không bằng nhau: Phần 1: (ít hơn) cho tác dụng với NaOH dư thu được 1,301475 lít khí. Tách riêng chất không tan đem hoà tan trong dung dịch HCl dư thu được 1,11555 lít. Phần 2: (nhiều hơn) cho tác dụng với HCl dư thu được 7,251075 lít khí. Biết các khí đều đo ở 25 0 C, 1 bar. a. Viết phương trình phản ứng hoá học. b. Tính khối lượng hỗn hợp A và thành phần phần trăm của các chất có trong hỗn hợp A. Hướng dẫn giải: Do phần 1, khi cho hỗn hợp tác dụng với NaOH thoát khí H 2 nên Al dư, Fe 3 O 4 hết PTHH: 3Fe 3 O 4 + 8Al → 4Al 2 O 3 + 9Fe Vậy hỗn hợp sau phản ứng chứa: Fe, Al 2 O 3 , Al dư Gọi số mol Fe trong phần 1 là 9a mol, số mol Al dư trong phần 1 là b ⇒ n Al2O3 = 4a Và trong phần 2, số mol Fe; Al 2 O 3 ; Al dư lần lượt là 9ka; 4ka; kb (k > 1) Phần 1: