Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập chương Oxi Lưu huỳnh là một trong những dạng bài tập cơ bản và quan trọng đối với chương trình Hóa học 10. Kiến Guru chia sẻ tới các bạn học sinh 14 bài tập chương Oxi Lưu huỳnh cơ bản nhất. Bao gồm cả câu hỏi lí thuyết và bài tập vận dụng kèm đáp án chi tiết giúp các em nắm vững đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hóa học đặc trưng và các dạng bài tập cơ bản,... của chương Oxi Lưu huỳnh.
OXI – LƯU HUỲNH Dạng Đơn chất Oxi, lưu huỳnh tác dụng với kim loại Phương pháp giải + Với Oxi phản ứng đưa kim loại lên số oxi hóa cao thấp, cịn với S phản ứng đưa kim loại lên số oxi hóa thấp + Phương trình phản ứng tổng quát: 2M + xO2 → 2M2Ox 2M + xS → M2Sx + Phương pháp giải: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố mch�t = �mc�c th�nh ph�n = �mnguy�n t� V�d� : mH2SO4 =mH +nS +mO Bảo toàn khối lượng : �mtr��c ph�n �ng �msau ph�n �ng t V�d� : Al +O2 �� � Al 2O3 BTKL � mAl mO2 mAl2O3 �s�electron cho = �s�electron nh�n � �s�mol Bảo toàn electron: electron cho � s�e cho s�mol = �s�mol ch� t Cho electron nh� n =s�electron nh� n s�mol ch� t Nh� n t V�d� : Al +O2 �� � Al 2O3 B�o to� n electron � 3.nAl =4.nO2 Trong ph� n� ng h� a h� c, c� c nguy� n t�lu� n� � � c b� o to� n (kh� ng � � i) � kh� i l� � ng nguy� n t�kh� ng � � i; � s�mol nguy� n t�kh� ng � � i Bảo toàn nguyên tố: � �(S�nguy� n t� s�mol ch� t) tr��c = �(S�nguy� n t� s�mol ch� t) sau V�d� : t FeO +O2 �� � Fe3O4 B�o to� n nguy� n t�O � 1.nFeO +2.nO2 =4.nFe3O4 PS : Các toán xây dựng dựa nhiều phản ứng oxi hóa khử, ta không nên giải theo phương pháp truyền thống mà nên ưu tiên phương pháp bảo toàn bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Oxi hố hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Cu Al có tỉ lệ mol 1:1 thu 13,1 gam hỗn hợp Y gồm oxit Giá trị m là: A 7,4 gam B 8,7 gam C 9,1 gam Hướng dẫn giải: D 10 gam Cách 1: Thông thường http://www.baitap123.com/ Gọi a số mol kim loại Cu, Al hỗn hợp X Ph� � ng tr� nh ph� n� ng: 2Cu +O2 �� � 2CuO a a 4Al +3O2 �� � 2Al 2O3 a a/2 Ta có: moxit = mCuO mAl 2O3 80a 102a/2 13,1� a 0,1 mol mX 64.0,1 27.0,1 9,1 gam � Đáp án C Cách 2: Dùng bảo toàn nguyên tố bảo toàn khối lượng Cách khơng cần viết cân phương trình phản ứng Gọi a số mol kim loại Cu, Al hỗn hợp X nCuO nCu a; nCuO a � � � � �� Bảo toàn nguyên tố Cu nguyên tố Al � � 2nAl2O3 =nAl =a nAl2O3 0,5a � � Bảo toàn khối lượng � mY mCuO mAl2O3 80a 51a 13,1� a 0,1 mol � mX 64.0,1 27.0,1 9,1 gam � Đáp án C Ví dụ 2: Nung hỗn hợp gồm 4,8 gam bột Magie 3,2 gam bột lưu huỳnh ống nghiệm đậy kín Khối lương chất rắn thu sau phản ứng : A 8,0 gam B 11,2 gam Cách 1: Ta có: nS nMg 0,2 D 4,8 gam 3,2 4,8 0,1 mol; nMg 0,2 mol; 32 24 Phương trình phản ứng: Ta có: C 5,6 gam Hướng dẫn giải: Mg + S �� � MgS; MgS : 0,1 mol nS � 0,1� Mg d�� R� n� � mR�n 56.0,1 24.0,1 8gam Mg d� : 0,1 mol � � Đáp án A Cách 2: Nếu Mg dư, S dư hay hai dư tất chất sau phản ứng chất rắn Về nguyên tắc định luật bảo tồn khối lượng tổng khối lượng tổng khối lượng chất trước phản ứng, ta không cần biết sau phản ứng chứa chất với lượng Bảo toàn khối lượng � mRắn = mMg + mS = 4,8 + 3,2 = 8,0 gam � Đáp án A Ví dụ 3: Đốt cháy hồn tồn 13 gam kim loại hóa trị II oxi dư đến khối lượng không đổi thu 16,2 gam chất rắn X Kim loại là: A Zn B Fe C Cu Hướng dẫn giải: D Ca Cách 1: Gọi kim loại cần tìm M t Phương trình phản ứng: 2M + O2 �� � 2MO; Ta có: nM nMO � 13 16,2 � M 65 (Zn) � Đáp án A M M 16 Cách 2: Chúng ta khơng cần viết phương trình phản ứng, mà áp dụng định luật bảo toàn http://www.baitap123.com/ Bảo toàn khối lượng � mO2 mr�n X - mM � nO2 16,2 13 0,1 mol; 32 Bảo toàn electron � 2nM 4nO2 � nM 2.0,1 0,2 � M 13 65 (Zn) � Đáp án A 0,2 Ví dụ 4: Cho 7,2 gam kim loại M , có hố trị khơng đổi hợp chất, phản ứng hồn tồn với hỗn hợp khí X gồm Cl2 O2 Sau phản ứng thu 23,0 gam chất rắn Y thể tích hỗn hợp khí phản ứng 5,6 lít (ở đktc) Kim loại M là: A Cu B Ca C Ba Hướng dẫn giải: D Mg Cl2 t0 MCl � � � 23 gam R� nY � x Sơ đồ toán: 7,2 gam M 5,6 lit kh�X � �� O2 M 2Ox � � Cách 1: Gọi x hóa trị kim loại M; a, b số mol Cl2 O2 hỗn hợp X 2M xCl �� � 2MCl x 2a 2a �� � a mol �� � x x 4M xO2 �� � 2M 2Ox 4b 2b �� � b mol �� � x x 2a 4b � mM ( ).M 7,2 � x x � x � 5,6 � � Đáp án D nkh� a b 0,25 � M 12.x � � Ta có: � 22,4 M 24 (Mg) � � � 2a 2b mR�n (M 35,5x) (2M 16x) 23 � � x x Cách 2: Dùng bảo toàn khối lượng bảo toàn electron 5,6 � nCl 0,2 � nX nCl2 nO2 0,25 � � 22,4 �� Ta có: � nO2 0,05 � � BTKL � mX mY mM 23 7,2 71.nCl2 32.nO2 � Bảo tồn electron � Hóa trị nM =2 nCl2 + nO2 � nM = � M= 2.0,2 4.0,05 0,6 x x x 7,2 � x 12.x � � � Đáp án D 0,6 M 24 (Mg) � Nhận xét: Cách 1: Hầu hết học sinh quen hơn, nhiên việc viết phương trình phản ứng, cân bằng, gọi ẩn lập hệ phương trình ẩn sau biện luận khó khăn Cách 2: Chỉ sử dụng định luật bảo tồn hóa học mà khơng cần viết phương trình hóa học, dễ dàng cho việc giải tốn Vì cách chưa quen nên ban đầu bỡ ngỡ, khó hiểu, thành thạo cách tối ưu Chúng ta nên sử dụng cách Dạng Hỗn hợp khí Phản ứng ozon phân Phương pháp giải http://www.baitap123.com/ + Để định lượng (mol, khối lượng, thể tích ) chất hỗn hợp khí khơng phản ứng với phương pháp sơ đồ đường chéo qđược sử dụng tương đối hiệu + Phản ứng ozon hóa: tia l� a� i� n 3O2 ����� 2O3; + Phản ứng ozon phân: 2O3 �� � 3O2; ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm ozon oxi có tỉ khối hiđro 18 Phần trăm theo thể tích khí hỗn hợp X là: A 25% 75% B 30% 70% C 35% 65% Hướng dẫn giải: VO3 lit O3 (M=48) (36 - 32) M 18.2 36 Sơ đồ đường chéo: VO2 lit O2 (M=32) � VO3 VO2 D 40% 60% (48 - 36) � %VO3 100 25% � 36 - 32 � 1 �� � Đáp án A 48 - 36 � %VO 100 75% � 1 Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm SO2 O2 có tỉ khối H2 24 Cần thêm V lít O2 vào 20 lít hỗn hợp X để thu hỗn hợp Y có tỉ khối so với H 22,4 Biết thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất A 2,5 lít B 7,5 lít C lít Hướng dẫn giải: D lít Ta có: Khối lượng mol trung bình hỗn hợp X là: M X 24.2 48 V lit O2 (M=32) (48 - 44,8) M Y 22,4.2 44,8 Sơ đồ đường chéo: 20 lit X (M X =48) � (44,8 - 32) V 48 - 44,8 20 �V 5lit � Đáp án D 20 44,8 - 32 4 Ví dụ 3: Cho V lít hỗn hợp khí X gồm O O3 Thực phản ứng ozon phân hoàn toàn, sau thời gian thu khí Y thể tích khí tăng lên 30% so với thể tích ban đầu , biết thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất Phần trăm thể tích O2 hỗn hợp đầu là: A 25% B 40% C 50% Hướng dẫn giải: O O � � n h� p X � �� � Y � , c�V=30% Sơ đồ toán: V lit h� O3 O2 � � http://www.baitap123.com/ D 57,14% Ozon ph� n � 3O2 ���� Phương trình phản ứng: 2O a lit 1,5a lit Khơng tính tổng qt, ta chọn hỗn hợp X ban đầu tích VX = 100 lit � VY 130 lit O3 a lit O 1,5a lit � � ozon ph� n ���� �Y � Ta có: � O2 (100-a) lit O2 (100-a) lit � � Hay VY = 1,5a + (100 - a) = 130 � a = 60 � VO2 100 60 40 lit hay40% � Đáp án B Ví dụ 4: Phóng điện qua O2 hỗn hợp khí có khối lượng mol trung bình 33 g/mol Hiệu suất phản ứng ozon hóa A 7,09% B 9,09% C 11,09% Hướng dẫn giải: D 13,09% O2 tia l�a �i�n t0 O � � � V lit H� n h� p�3 Sơ đồ toán: V lit � ����� O2 O2(d� ) M 33 � � tia l� a� i� n Phương trình phản ứng: 3O2 ����� 2O3 VO3 lit O3 (M=48) (33 - 32) M 33 Sơ đồ đường chéo: VO2 (d�) lit O2 (M=32) � VO3 VO2 (d�) (48 - 33) VO (ph�n �ng) 33 - 32 3 1,5 � VO2 (ph�n �ng) VO3 1,5� H 100 100 9,09% 48 - 33 15 2 VO2 (ban ��u) 1,5 15 � Đáp án B Câu 5: Một bình cầu dung tích 0,336 lit nạp đầy oxi cân m1 gam Phóng điện để ozon hố, sau nạp thêm cho đầy oxi cân, thu khối lượng m2 Khối lượng m1 m2 chênh lệch 0,04 gam Biết thể tích nạp điều kiện tiêu chuẩn Thành phần phần trăm thể tích ozon hỗn hợp sau phản ứng gần với giá trị sau đây? A 9% B 10% C 18% Hướng dẫn giải: D 17% O2 tia l�a�i�n t0 O O � � � O2 � H� n h� p�3 ����� �� Sơ đồ toán: 0,336 lit � ����� m 0,04gam O2 O2 (d� ) O2 � � � Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng: Cứ mol O3 tạo thành có khối lượng nhiều mol O2 là: 48-32 = 16 gam Vậy x mol O3 tạo thành có khối lượng nhiều x mol O2 0,04 gam � nO3 x 0,04 0,056 0,0025 mol � VO3 0,0025.22,4 0,056 lit � %VO3 100 16,67% �17% 16 0,336 � Đáp án D Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm O2 O3 có tỉ khối so với H2 20 Để đốt cháy hồn tồn 4,48 lít khí CH cần V lít hỗn hợp khí X Các khí đo điều kiện tiêu chuẩn Gía trị V là: A 3,584 lit B 4,480 lit http://www.baitap123.com/ C 8,960 lit Hướng dẫn giải: D 7,168 lit Sơ đồ toán: X dX /H2 20 O2 � t0 � mol C2H6 ��� CO2 H2O O3 � a mol O3 (M=48) (40 - 32) M 20.2 40 Sơ đồ đường chéo: b mol O2 (M=32) � (48 - 40) a � nO2 nO3 a mol; b Cách 1: Thông thường 2O2 CH4 t �� � CO2 2H2O CH4 a �� � a mol O3 t �� � CO2 2H2O 3a �� � a mol a 3a 4,48 0,2 mol � a 0,16 mol � VX 0,16.2.22,4 7,168 lit � Đáp án D Ta có: nCH4 ( ) 22,4 Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn 1.nCO2 1.nCH4 0,2 mol; � � Bảo toàn nguyên tố C H � � 2.nH2O =4.nCH4 � nH2O 0,4 mol; � Bảo toàn nguyên tố O � 2.nO2 3.nO3 2.nCO2 1.nH2O � 2a +3a 2.0,2 0,4 � a 0,16 mol; � VX 0,16.2.22,4 7,168 lit � Đáp án D Nhận xét: Cách 1: Phải viết phương trình phản ứng, cân lập phương trình tốn học Cách thường hạn chế gặp toán phúc tạp gồm nhiều chất, nhiều phản ứng hóa học Cách 2: Khơng cần viết cân phản ứng hóa học mà ta cần viết tốn dạng sơ đồ hóa Sau sử dụng định luật bảo tồn để giải Nó áp dụng dễ dàng cho tốn gồm nhiều chất, qua nhiều giai đoạn nhiều phản ứng hóa học Chúng ta nên làm quen sử dụng cách cho toán sau Dạng Tính oxi hóa mạnh Ozon Phương pháp giải + Ozon có tính oxi hóa mạnh, mạnh oxi, oxi hóa nhiều đơn chất hợp chất + Ví dụ: O3 + 2KI + H2O �� � O2 + 2KOH + I2 O3 + 2g �� � Ag2O + O2 ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ: Dẫn 1,12 lit (đktc) hỗn hợp khí X gồm O2 O3 qua dung dịch KI dư, sau phản ứng thu 6,35 gam chất rắn màu tím đen Phần trăm thể tích ozon X là: http://www.baitap123.com/ A 50% B 25% C 75% Hướng dẫn giải: D 80% Phương trình phản ứng: O3 + 2KI + H2O �� � O2 + 2KOH + I2 Ta có: nO3 nI2 6,35 0,025.22,4 0,025 mol � %VO3 = 100 50% � Đáp án A 254 1,12 Dạng Điều chế oxi - phản ứng nhiệt phân Phương pháp giải + Nguyên tắc để điều chế oxi phịng thí nghiệm nhiệt phân hợp chất giàu oxi, bền nhiệt + Ví dụ: t KMnO4 �� � K2MnO4 + MnO2 + O2 t KClO3 �� � 2KCl + 3O2 + Để giải dạng viết phương trình hóa học sử dụng định luật bảo tồn electron, bảo tồn ngun tố ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ: Nhiệt phân 55,3 gam KMnO sau thời gian phản ứng thu V lít khí O (đktc) Gía trị lớn V là: A 7,84 lit B 3,36 lit C 3,92 lit Hướng dẫn giải: D 6,72 lit t Phương trình phản ứng: KMnO4 �� � K2MnO4 + MnO2 + O2 Để V đạt giá trị lớn phản ứng phải xảy hồn tồn, suy ra: Ta có: nO2 nKMnO4 55,3 0,175 mol � VO2 =0,175.22,4 =3,92 lit � Đáp án C 158.2 Dạng Phản ứng tạo kết tủa ion sunfua ( S2 ), sunfat ( SO24 ) Phương pháp giải + Một số muối sunfua( Na2S, K2S, BaS, CaS ) tan nước Hầu hết muối sunfua không tan nước - Một số muối sunfua không tan nước, tan dung dịch axit FeS, ZnS, MgS - Một số muối sunfua không tan nước không tan dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng, HNO3 loãng ) CuS, PbS + Hầu hết muối sunfat tan nước Một số muối sunfat không tan nước không tan axit mạnh (HCl, HNO3 ) BaSO4, SrSO4, PbSO4 + Khi giải tập nên áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo tồn khối lượng ► Các ví dụ minh họa ◄ http://www.baitap123.com/ Ví dụ 1: Hấp thụ 7,84 lít (đktc) khí H 2S vào 64 gam dung dịch CuSO 10%, sau phản ứng hoàn toàn thu m gam kết tủa đen Gía trị m là: A 33,6 gam B 38,4 gam C 3,36 gam Hướng dẫn giải: D 3,84 gam Phương trình phản ứng: H2S + CuSO4 �� � CuS �+ H2SO4 Ta có: nH2S 7,84 64 10 0,35 nCuSO4 0,04 � H2S dư CuSO4 hết 22,4 160 100 � nCuS nCuSO4 0,04 � mCuS 0,04.96 3,84gam � Đáp án D Ví dụ 2: Hịa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe FeS dung dịch HCl dư thu dung dịch Y 4,928 lít hỗn hợp khí Z Cho hỗn hợp khí Z qua dung dịch Pb(NO 3)2 dư thu 47,8 gam kết tủa đen Thành phần phần trăm khối lượng FeS hỗn hợp X gần với giá trị sau đây? A 94% B 6% C 60% Hướng dẫn giải: D 40% Sơ đồ toán: FeCl Fe HCl d� �H � � Pb(NO3 )2 m gam X � ���� � Y � 4,928lit Kh�Z � ���� � 47,8 gam PbS � FeS HCl d� � � �H2S Cách 1: Thông thường Gọi x, y số mol Fe, FeS hỗn hợp X Phương trình phản ứng: Fe 2HCl �� � FeCl H2; mol x � x FeS 2HCl �� � FeCl H2S; mol y � y H2S Pb(NO3)2 �� � PbS 2HNO3 mol y Ta có: y nPbS � %mFeS � y 47,8 4,928 0,2 mol; nH2 =x +y = 0,22 mol � x 0,02 mol 239 22,4 0,2.88 100 94,017% �94% � Đáp án A 0,2.88 0,02.56 Cách 2: Dùng định luật bảo toàn Bảo toàn nguyên tố S nFeS nH2S nPbS Ta có: nZ nH2 nH2S 47,8 0,2 mol 239 4,928 0,22 � nH2 0,22 0,2 0,02 mol 22,4 Bảo toàn electron � nFe nH2 0,02 mol � %mFeS 0,2.88 100 94,017% �94% � Đáp án A 0,2.88 0,02.56 Ví dụ 3: Nung 5,6 gam bột sắt 13 gam kẽm với lượng dư bột lưu huỳnh, sau phản ứng thu rắn X Hịa http://www.baitap123.com/ tan hồn tồn X dung dịch axit clohidric thu khí Y Dẫn khí Y vào V lit dung dịch CuSO dư, sau phản ứng hoàn toàn thu m gam kết tủa Gía trị m là: A 9,6 gam B 19,2 gam C 18,6 gam Hướng dẫn giải: D 28,8 gam FeS � 5,6 gam Fe � � CuSO4 t0 HCl S �� � R� nX� ZnS ��� � Kh�Y (H2S) ��� � � m gam CuS Sơ đồ toán: � 13 gam Zn � � S d� � Cách 1: Phương trình phản ứng: t Fe + S �� � FeS t Zn + S �� � ZnS FeS + 2HCl �� � FeCl2 + H2S ZnS + 2HCl �� � ZnCl2 + H2S H2S + CuSO4 �� � CuS + H2SO4 Ta có: nCuS nH2S nFeS nZnS nFe nZn 5,6 13 0,3� mCuS 0,3.96 28,8 � Đáp án D 56 65 Cách 2: Dùng định luật bảo toàn Cả sơ đồ toán ta thấy Fe Zn nhường electron cịn S nhận electron Bảo tồn electron, ta có: 2nS 2nFe 2nZn � nS 5,6 13 0,3 mol 56 65 Bảo toàn nguyên tố lưu huỳnh: nCuS nS 0,3 mol � mCuS 0,3.96 28,8 gam � Đáp án D Ví dụ 4: Thêm từ từ dung dịch BaCl vào 300ml dung dịch Na 2SO4 1M khối lượng kết tủa bắt đầu khơng đổi dừng lại, thấy hết 500 ml Nồng độ mol/l dung dịch BaCl2 là: A 0,3 M B 0,6M C 0,5M Hướng dẫn giải: D 0,15M Phương trình phản ứng: Na2SO4 + BaCl2 �� � BaSO4 �(trắng) + 2NaCl Phản ứng đến kết tủa không đổi, tức Na2SO4 hết Ta có: nBaCl2 nNa2SO4 0,3.1 0,3 mol � CM (BaCl2 ) = 0,3 0,6M � Đáp án B 0,5 Dạng H2S, SO2 tác dụng với dung dịch bazo Phương pháp giải + H2S, SO2 tác dụng với dung dịch bazo tạo muối axit, muối trung hòa phụ thuộc vào số mol chúng với số mol OH- Ta chia trường hợp bảng sau: http://www.baitap123.com/ + Khi giải tập nên áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Cho 2,24 lit (đktc) khí H2S hấp thụ hết vào 85 ml dung dịch NaOH 2M, sau phản ứng thu dung dịch X Dung dịch X chứa chất tan gồm: A NaHS Na2S B NaHS C Na2S Hướng dẫn giải: D Na2S NaOH 2,24 � nH2S 0,1 mol; n 0,17 � � OH 1,7 � Muối 22,4 Ta có: � nH2S 0,1 � n = 0,085.2 = 0,17 mol � NaOH 1 � �NaHS �HS � Đáp án A �2 hay � S � �Na2S Ví dụ 2: Cho 2,24 lít SO2 (đktc) hấp thụ hết vào 150 ml dung dịch NaOH 1M thu dung dịch Y Khối lượng muối có dung dịch Y là: A 11,5 gam B 12,6 gam C 10,4 gam D 9,64 gam Hướng dẫn giải: 2,24 � 0,1 mol; n 0,15 �nSO2 � OH 1,5� Muối 22,4 Ta có: � nSO2 0,1 �n � NaOH =0,15.1 =0,15 mol 1 � � �HSO3 �NaHSO3 � 2 hay � SO3 � �Na2SO3 Cách 1: Viết phương trình, gọi ẩn, lập hệ NaOH SO2 � �� � NaHSO3 x �� � x �� � x mol 2NaOH SO2 � �� � Na2SO3 H2O 2y�� � y �� � y mol nNaOH x 2y 0,15 � � x 0,05 � �� � mmu�i 0,05.104 0,05.126 11,5gam � Đáp án A Ta có: � nSO2 x y 0,1 y 0,05 � � Cách 2: Bảo toàn nguyên tố Bảo toàn nguyên tố S � 1nNaHSO3 1nNa2SO3 1nSO2 0,1 (1); Bảo toàn nguyên tố Na � 1nNaHSO3 2nNa2SO3 1nNaOH 0,15 (2); nNaHSO3 0,05 � � � mmu�i 0,05.104 0,05.126 11,5gam � Đáp án A Từ (1), (2) � � nNa2SO3 0,05 � Cách 3: Giải nhanh Sử dụng công thức giải nhanh nNa2SO3 nOH nSO2 0,15 0,1 0,05 � � � mmu�i 0,05.104 0,05.126 11,5gam � Đáp án A � nNaHSO3 2nSO2 nOH 2.0,1 0,15 0,05 � 10 http://www.baitap123.com/ � Bản chất là phản ứng trao đổi, ta thấy kết hợp 1OH 1H tạo 1H 2O; 1O kết hợp với 2H tạo 1H2O � Khi giải tập phần ta nên áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng, áp dụng linh hoạt định luật bảo toàn electron, khối lượng, nguyên tố ► Các ví dụ minh họa ◄ 9.1 Tác dụng với kim loại Ví dụ 1: Cho m gam hỗn hợp X gồm Cu Fe vào dung dịch H 2SO4 loãng (dư) , kết thúc phản ứng thu 2,24 lít khí H2 (đktc) Khối lượng Fe 2m gam X A 4,48 B 11,2 C 16,8 D 5,6 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần –Sở Gíao dục Đào tạo Phú Thọ, năm 2016) Hướng dẫn giải: Phương trình phản ứng: Fe + H2SO4 �� � FeSO4 + H2 Cu + H2SO4 �� � Ta có: nFe nH2 2,24 0,1 mol � nFe(trong 2m) =0,2 mol � mFe =0,2.56 =11,2 gam � Đáp án B 22,4 Ví dụ 2: Hồ tan hoàn toàn 0,78 gam hỗn hợp kim loại Al, Mg dung dịch H2SO4 lỗng, thấy 896 ml khí H2 (đktc) Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu gam muối sunfat khan? A 3,84 gam B 4,62 gam C 46,2 gam Hướng dẫn giải: D 36,5 gam Cách 1: Thơng thường Phương trình phản ứng: 2Al 3H2SO4 �� � Al 2(SO4 )3 3H2 mol 2x � x � 3x Mg H2SO4 �� � MgSO4 H2 mol y � y � y mKL 27.2x 24.y 0,78 � x 0,01 � � �� � mmu�i 0,01.342 0,01.120 4,62gam � Đáp án B Ta có: � 0,896 nH2 3x y 0,04 � y 0,01 � 22,4 � Cách 2: Giaỉ nhanh mmu�i sunfat =mKL +mSO2 mKL 96.nH2 0,78 96.0,04 4,62gam � Đáp án B Ví dụ 3: Hòa tan hết gam hỗn hợp X gồm Fe Mg dung dịch H 2SO4 loãng, dư thu 4,48 lít khí H2 đktc Phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp X là: A 30% B 70% C 56% D 44% (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Ngô Gia Tự - Vĩnh Phúc, năm 2016) Hướng dẫn giải: Cách 1: Phương trình phản ứng: 16 http://www.baitap123.com/ Fe mol H2SO4 �� � FeSO4 H2 x � x Mg H2SO4 �� � MgSO4 H2 mol y � y mKL 56.x 24.y � x 0,1 � 0,1.56 � �� � %mFe 100 70% � Đáp án B Ta có: � 4,48 n x y 0,2 y 0,1 � H � 22,4 � Cách 2: Giaỉ nhanh B�o to� n kh� i l� � ng � mX =56.nFe +24.nMg B�o to� n electron � 2.nFe 2.nMg 2.nH2 � �nFe 0,1 0,1.56 � � � %mFe 100 70% �� � 4,48 n 0,1 0,4� � Mg 22,4 � � Đáp án B Ví dụ 4: Hịa tan hồn tồn 36,4 gam hỗn hợp X gồm kẽm sắt, có khối lượng dung dịch axit sunfuaric loãng, dư, sau phản ứng thu dung dịch Y V lít khí (đktc) Gía trị V gần với? A 12,55 lít B 14,55 lít C 13,44 lít Hướng dẫn giải: 36,4 18,2 =18,2 gam� nZn 0,28 mol; Ta có: mZn =mFe= 65 nFe D 11,22 lít 18,2 0,325 mol 56 Bảo toàn electron � 2.nH 2.nZn 2.nFe � nH2 0,28 0,325 0,605 mol � VH2 13,552 lit �13,44 � Đáp án D Ví dụ 5: Hồ tan hồn tồn 6,48 gam hỗn hợp X gồm Mg kim loại M, có khối lượng nhau, dung dịch H2SO4 loãng dư thu dung dịch Y 7,056 lit H2 (đktc) Kim loại M là: A Ca B Al C Fe Hướng dẫn giải: D Cu Gọi k hóa trị kim loại M mMg mM 6,48 3,24 3,24gam� nMg 0,135mol; 24 nH2 = 7,056 0,315mol 22,4 Bảo toàn electron � 2.nMg k.nM 2.nH2 � nM �k 2.0,315 2.0,135 0,36 3,24 �M 9k � � k k 0,36/ k M 27 (Al) � � Đáp án B Ví dụ 6: Hồ tan 13,44 gam kim loại M có hóa trị khơng đổi dung dịch H 2SO4 loãng dư, thu dung dịch Y V lit khí H2 (đktc) Cơ cạn dung dịch Y thu 36,48 gam muối sunfat khan Kim loại M là: A Mg B Al C Fe D Zn Hướng dẫn giải: Gọi k hóa trị kim loại M Ta có: mmu�i sunfat =mKL +mSO2 mKL 96.nH2 � nH2 http://www.baitap123.com/ 36,48 13,44 0,24 mol 96 17 Bảo toàn electron k.nM 2.nH2 � nM 5,376 0,48 22,4 �k 0,48 13,44 � Đáp án C mol � M 28k � � k 0,48/ k M 56(Fe) � 9.2 Tác dụng với bazo, oxit kim loại Ví dụ 7: Hịa tan hết m gam hiđroxit kim loại M có hóa trị khơng đổi cần dùng vừa đủ 10m gam dung dịch H2SO4 10% Kim loại M là: A Al B Zn C Mg Hướng dẫn giải: D Cu Cách 1: Thông thường Gọi x hóa trị kim loại M Phương trình phản ứng: mol Ta có: nH2SO4 2M OH x � m (M 17x) � xH2SO4 � � �� � M SO4 x 2xH2O x.m 2(M 17x) x � 10m.10 m x.m � Đáp án D mol � M 32.x � � 100.98 98 2(M 17x) M 64(Cu) � Cách 2: Dựa vào đáp án ta thấy có trường hợp kim loại hóa trị II có kim loại hóa trị III Vậy ta giả sử kim loại ta cần tìm có hóa trị II mH2SO4 10m.10 m m gam� nH2SO4 mol 100 98 nM(OH)2 nH2SO4 � m m � M 64(Cu) � Đáp án D M 34 98 Ví dụ 8: Cho 35,3 gam hỗn hợp X gồm CuO Al 2O3 tan hồn tồn dung dịch H 2SO4 lỗng, thu dung dịch chứa 91,3 gam muối Phần trăm khối lượng Al2O3 X là: A 72,24% B 43,34% C 27,76% Hướng dẫn giải: D 56,66% Cách 1: Gọi x, y số mol CuO, Al2O3 Phương trình phản ứng: CuO mol H2SO4 �� � CuSO4 H2O x � x Al 2O3 H2SO4 �� � Al 2(SO4 )3 H2O mol y � y x 0,25 �mX 80.x 102.y 35,3 � 0,15.102 �� � %mAl2O3 100 43,34% � Đáp án B Ta có: � y 0,15 35,3 �mmu�i 160.x 342.y 91,3 � Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn Bảo toàn nguyên tố Cu Al � nCuSO4 nCuO ; Bảo toàn khối lượng 18 http://www.baitap123.com/ nAl2 (SO4 )3 =nAl2O3 � �nCuO 0,25 0,15.102 �mX 80.nCuO 102.nAl2O3 35,3 � �� �� � %mAl2O3 100 43,34% n 0,15 35,3 �mmu�i 160.nCuO 342.nAl 2O3 91,3 � Al2O3 � Đáp án B Ví dụ 9: Hoà tan hoàn toàn 46,1 gam hỗn hợp gồm Fe 2O3, MgO, ZnO 1,7 lit dung dịch axit H2SO4 0,5M vừa đủ, sau phản ứng thu dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu m gam hỗn hợp muối sunfat khan Gía trị m là: A 114,1 gam B 113,1 gam C 112,1 gam Hướng dẫn giải: D 111,1 gam MgSO4 MgO � � � � ZnO 1,7lit H2SO40,5M �� � mu� i� ZnSO4 H2O Sơ đồ phản ứng: 46,1gam� � � Fe2O3 Fe2(SO4 )3 � � Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn Bảo toàn nguyên tố H � nH2O nH2SO4 1,7.0,5 0,85 mol Bảo toàn khối lượng � mOxit mH2SO4 mMu�i mH2O � mmu�i 46,1 0,85.98 0,85.18 114,1 gam � Đáp án A Cách 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng Ta có: nO(oxit) nSO24 (mu�i) nH2SO4 1,7.0,5 0,85mol Muối sunfat oxit kim loại khác ion SO24 (M 96) ion O2 (M 16) nên: mol muối sunfat nhiều mol oxit kim loại (96-16) = 80 gam � mmu�i sunfat moxit (96 16).nH2SO4 46,1 80.0,85 114,1 gam � Đáp án A � Đáp án B Ví dụ 10: Cho 25,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 tác dụng với dung dịch H2SO4 15% dư, thu dung dịch Y thấy có 7,84 lít khí (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp X gần với gía trị sau đây? A 55,55% B 88,88% C 66,66% D 77,77% Hướng dẫn giải: Hỗn hợp X cho vào dung dịch axit sunfuric lỗng tất chất phản ứng có Fe phản ứng tạo khí H2 Bảo toàn electron 2.nFe 2.nH2 � nFe 7,84 0,35.56 0,35 mol � %mFe 100 77,77% 22,4 25,2 � Đáp án D Ví dụ 11: Cho 855 gam dung dịch Ba(OH) 10% vào 200 gam dung dịch H 2SO4 thu kết tủa dung dịch X Để trung hoà dung dịch X người ta phải dùng 125ml dung dịch NaOH 25% (d= 1,28) Nồng độ phần trăm dung dịch H2SO4 là: A 98% B 25% http://www.baitap123.com/ C 49% Hướng dẫn giải: D 50% 19 Phương trình phản ứng: Ba(OH)2 + H2SO4 �� � BaSO4 + 2H2O 2NaOH + H2SO4 �� � Na2SO4 + 2H2O Ta có: nH2SO4 1.nBa(OH)2 � C%H2SO4 nNaOH 855.10 125.25.1,28 + mol; 171.100 2.100.40 1.98 100 49% � Đáp án C 200 9.3 Tác dụng với muối Ví dụ 12: Hồ tan hồn toàn m gam hỗn hợp X gồm MgCO3, K2CO3, Na2CO3 dung dịch H2SO4 loãng, dư thu dung dịch Y 7,84 lít khí bay (đkc) Khi cô cạn dung dịch Y thu 38,2 muối khan Gía trị m là: A 25,6 gam B 50,8 gam C 51,2 gam Hướng dẫn giải: D 25,4 gam Sơ đồ phản ứng: MgCO3 MgSO4 � � � � m gam� K 2CO3 H2SO40,5M �� � 38,2gam mu� i sunfat � K 2SO4 H2O 7,84lit CO2 � � � Na2CO3 Na2SO4 � � Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn Bảo toàn nguyên tố H � nH2SO4 nH2O nCO2 7,84 0,35 mol 22,4 Bảo toàn khối lượng � mmu�i cacbonat mH2SO4 mmu�i sunfat mH2O mCO2 � mmu�i cacbonat 38,2 0,35.18 0,35.44 0,35.98 25,6 gam � Đáp án A Cách 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng Muối sunfat muối cacbonat khác ion SO24 (M 96) ion CO32 (M 60) nên: mol muối sunfat nhiều mol muối cacbonat (96-60) = 36 gam � mmu�i cacbonat mmu�isunfat (96 60).nCO2 38,2 36 7,84 25,6 gam � Đáp án A 22,4 Ví dụ 13: Hịa tan 32,2 gam hỗn hợp X gồm muối MgCO CaCO3, K2CO3 dung dịch H2SO4 lỗng dư, sau phản ứng hồn tồn, thu V lít khí (đktc) dung dịch Y chứa 43 gam muối sunfat Gía trị V là: A 5,60 lit B 6,72 lit C 4,48 lit Hướng dẫn giải: D 8,96 lit Sơ đồ phản ứng: MgCO3 MgSO4 � � � � 32,2 gam� K 2CO3 H2SO4 �� � 43 gam � K 2SO4 H2O V lit CO2 � � � CaCO3 CaSO4 � � Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn Bảo toàn nguyên tố H � nCO2 nH2O nH2SO4 a mol Bảo toàn khối lượng � mmu�i cacbonat mH2SO4 mmu�i sunfat mH2O mCO2 � 32,2 98.a 43 18.a 44.a � a 0,3mol � VCO2 0,3.22,4 6,72lit 20 http://www.baitap123.com/ � Đáp án B Cách 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng mmu�i cacbonat mmu�isunfat (96 60).nCO2 � nCO2 43 32,2 0,3mol � VCO2 6,72lit � Đáp án B 36 Dạng 10 Tính oxi hóa mạnh dung dịch H2SO4 đặc Phương pháp giải + H2SO4 đặc có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa hầu hết kim loại (trừ Au, Pt ), nhiều phi kim C, P, S , 6 nhiều hợp chất FeO, C12H22O11, H2S Trong phản ứng đó, nguyên tử S bị khử số oxi hóa thấp 4 2 S , S , S Ví dụ: t Cu + 2H2SO4 đặc �� � CuSO4 + SO2 �+ 2H2O; t C + 2H2SO4 đặc �� � CO2 �+ 2SO2 �+ 2H2O; t 2FeO + 4H2SO4 đặc �� � Fe2(SO4)3+ SO2 �+ 4H2O; t H2S + 3H2SO4 đặc �� � 4SO2 �+ 4H2O; + Phương pháp: Khi giải tập phần ta nên áp dụng linh hoạt định luật bảo toàn electron, khối lượng, nguyên tố t Ví dụ: Kim loại M + H2SO4 đặc �� � muối sunfat M2(SO4)x + sản phẩm khử (SO2, S, H2S) + H2O (1) x.nM =2.nSO2 6.nS 8.nH2S (2) nSO2 (trong mu�isunfat) (3) mmu�isunfat nelectron nh��ng 1.nSO2 3.nS 4.nH2S =mKim lo�i +mSO2 mKimlo�i 96.(1.nSO2 3.nS 4.nH2S ) PS: Một số kim loại Cr, Al, Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng, thụ động H2SO4 đặc nguội ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Cho 2,8 gam Fe kim loại tác dụng hoàn toàn với dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư, thu dung dịch X V lít SO2 đktc (sản phẩm khử S+6) Giá trị V là: A 2,24 B 1,008 C 1,12 D 1,68 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Quỳnh Lưu - Nghệ An, năm 2016) Hướng dẫn giải: Cách 1: t Phương trình phản ứng: 2Fe + 6H2SO4 đặc �� � Fe2(SO4)3 + 3SO2 �+ 6H2O Ta có: nFe 2,8 0,05 mol � nSO2 0,05 0,075 mol � VSO2 0,075.22,4 1,68lit � Đáp án D 56 Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn http://www.baitap123.com/ 21 Bảo toàn electron � 3.nFe 2nSO2 � nSO2 2,8 56 0,075 mol � V 0,075.22,4 1,68 lit SO2 � Đáp án D Ví dụ 2: Hồ tan hoàn toàn 0,8125 gam kim loại M vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng thu 0,28 kít khí SO (đktc) Kim loại dùng là: A Mg B Cu C Zn Hướng dẫn giải: D Fe Cách 1: t Phương trình phản ứng: 2M + 2xH2SO4 đặc �� � M2(SO4)x + xSO2 �+ 2xH2O Ta có: nSO2 x 0,28 0,025 � 0,8125 65 0,0125 mol � nM 0,0125 mol � M x � � 22,4 x x 0,025/ x M 65 (Zn) � � Đáp án C Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn Bảo toàn electron �M � x.nM 2nSO2 � nSO2 0,28 22,4 0,025 mol x x x � 0,8125 65 � Đáp án C x � � 0,025/ x M 65 (Zn) � Ví dụ 3: Hồ tan hồn tồn 14,6 gam hỗn hợp kim loại X gồm Al, Zn dung dịch H 2SO4 đặc nóng thu dung dịch Y 12,32 lit khí SO2 (đktc), sản phẩm khử Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu m gam muối sunfat khan Gía trị m là: A 118,7 gam B 53,0 gam C 100,6 gam Hướng dẫn giải: D 67,4 gam Cách 1: t Phương trình phản ứng: 2Al + 6H2SO4 đặc �� � Al2(SO4)3 + 3SO2 �+ 6H2O t Zn + 2H2SO4 đặc �� � ZnSO4 + SO2 �+ 2H2O Gọi x, y số mol Al2(SO4)3 , ZnSO4 mX mAl mZn 27.2x 65.y 14,6 � x 0,15 � � �� Ta có: BTKL � � 12,32 nSO 3x y 0,55 y 0,1 � � 22,4 � � mmu�i mAl2 (SO4 )3 mZnSO4 0,15.342 0,1.161 67,4 gam � Đáp án D Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn 12,32 � 1,1� �nAl 0,3 22,4 �� � � �nZn 0,1 B�o to� n kh� i l� � ng � mX =27.nAl +65.nZn =14,6 � B�o to� n electron � 3nAl +2nZn =2nSO2 =2 22 http://www.baitap123.com/ B�o to� n nguy� n t�Al � 2.nAl2SO4 =nAl =0,3� 0,3 � 342 0,1.161 67,4 gam � Đáp án D �� mmu�i B� o to� n nguy� n t�Zn � nZnSO4 nZn 0,1 � Cách 3: Sử dụng công thức giải nhanh mmu�i sunfat mKimlo�i mSO2 mKim lo�i 96.nSO2 14,6 96 12,32 67,4 gam � Đáp án D 22,4 Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp kim loại X gồm Mg, Al, Cu dung dịch H 2SO4 đặc nóng thu dung dịch Y 12,32 lit khí SO (đktc), sản phẩm khử Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu m gam muối sunfat khan Gía trị m là: A 52,6 gam B 70,2 gam C 71,3 gam Hướng dẫn giải: D 67,4 gam Ta nhận thấy sau phản ứng có muối, tức có ẩn mà có kiện số liệu để lập phương trình tốn học Vậy nên ta khơng thể giải tốn theo cách thơng thường Bài tốn giải theo công thức giải nhanh (Công thức thiết lập dựa định luật bảo toàn electron , bảo toàn khối lượng định luật bảo tồn điện tích) mmu�i sunfat mKim lo�i mSO2 mKim lo�i 96.nSO2 17,4 96 12,32 70,2 gam � Đáp án B 22,4 Ví dụ 5: Hịa tan 18,4 gam hỗn hợp X gồm Fe Cu dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư thu 7,84 lít SO (đktc) dung dịch Y Phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp X là: A 60,87% B 45,65% C 53,26% Hướng dẫn giải: D 30,43% Cách 1: t Phương trình phản ứng: 2Fe + 6H2SO4 đặc �� � Fe2(SO4)3 + 3SO2 �+ 6H2O t Cu + 2H2SO4 đặc �� � CuSO4 + SO2 �+ 2H2O Gọi x, y số mol Fe, Cu Suy số mol SO2 (3x/2 + y) mX 56.x 64.y 18,4 � x 0,1 � 0,1.56 � �� � %mFe 100 30,43% � Đáp án D Ta có: � 7,84 n x y 0,35 y 0,2 18 ,4 � SO � 2 22,4 � Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn B�o to� n kh� i l� � ng � mX =56.nFe +64.nCu =18,4� nFe 0,1 0,1.56 � � � %mFe 100 30,43% 7,84 �� � B� o to� n electron � 3.nFe +2.nCu =2.nSO2 =2 n 0,2 18,4 � Cu � 22,4 � � Đáp án D Ví dụ 6: Khi cho 7,2 gam Al tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 đậm đặc, thấy có 49 gam H 2SO4 tham gia phản ứng, tạo muối Al2(SO4 )3, H2O sản phẩm khử X Vậy X là: A SO2 B S C H2S D SO2, H2S (Đề thi thử THPT Cẩm Khê - Phú Thọ, lần năm 2016) Hướng dẫn giải: http://www.baitap123.com/ 23 Vì sản phẩm khử H2SO4 đặc có nhiều dạng SO2, S, H2S nên tốn sử dụng cách truyền thống (viết phương trình, cân đặt ẩn) khơng khả thi Vì sử dụng định luật bảo tồn cách hợp lí Gọi sản phẩm khử X k số electron mà H2SO4 nhận để tạo X t Sơ đồ phản ứng: Al + H2SO4 đặc �� � Al2(SO4)3 + X + H2O ; Bảo toàn nguyên tố Al � 1.nAl 2.nAl2 (SO4 )3 � nAl2 (SO4 )3 7,2 27 mol; 15 Bảo toàn nguyên tố S � 1.nH2SO4 3.nAl2 (SO4 )3 nX � nX 49 0,1mol; 98 15 Bảo toàn electron � 3.n k.n � k 15 � X l�H S � Đáp án C Al X 0,1 Dạng 11 Điều chế hợp chất chứa lưu huỳnh - Hiệu suất phản ứng Phương pháp giải + Để sản xuất axit sunfuric người ta chủ yếu sử dụng quặng pirit sắt (FeS2), qua giai đoạn sau: H2O O2 ,t O2 ,t ,V2O5 � H2SO4 � SO2 ����� � SO3 ��� FeS2 ���� (3) (1) (2) 0 + Trong thực tế, trình sản xuất ln có hiệu suất H = a% < 100% Khi toán cho hiệu suất yêu cầu xác định lượng chất ta tính tốn bình thường, sau lấy kết nhân cho H 100 (nếu chất cần tính phía sau phản ứng), nhân cho (nếu chất cần tính phía trước phản ứng) 100 H ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Nung hỗn hợp X gồm SO O2 có tỉ khối so với O2 1,6 với xúc tác V2O5 thu hỗn hợp Y Biết tỉ khối X so với Y 0,8 Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp SO ? A 66,7% B 50% C 75% D 80% Hướng dẫn giải: Sơ đồ toán: SO3 � SO2 t0, V2O5 � � H� n h� pX ���� � H� n h� pY SO d� H? 43 � 43 � O dX /O21,6 � dX /Y 0,8 � O2 d� � a mol SO2 (M=64) 1,6.32 51,2 Sơ đồ đường chéo: b mol O2 (M=32) � (51,2 - 32) a 19,2 � a 1,5b b 12,8 Phương trình phản ứng: 24 http://www.baitap123.com/ (64 - 51,2) 2SO2 V2O5,t O2 ���� � 2SO3 ban � � u: 1,5b b ph� n� ng: x � 0,5x � sau ph� n� ng: (1,5b-x) � (b-0,5x) � Ta có: M Y mol x mol x mol �m 64(1,5b x) 32(b 0,5x) 80x 51,2 64 � x b �n (1,5b x) (b 0,5x) x 0,8 Hiệu suất phản ứng: H nSO2ph�n �ng nSO2ban ��u 100 x 100 100 66.67% � Đáp án A 1,5b 1,5 Ví dụ 2: Trong cơng nghiệp người ta sản xuất axít sunfuric theo sơ đồ sau: FeS � SO2 � SO3 � H2SO4 Người ta sử dụng 15 quặng pirit sắt (chứa 80% FeS 2) để sản xuất 39,2 dung dịch H2SO4 40% Vậy hiệu suất chung cho trình sản xuất axít sunfuric từ quặng là: A 40% Ta có: mFeS2 15 B 60% C 80% Hướng dẫn giải: D 62,5% 80 12 12t� n � nFeS2 0,1 100 120 n Bảo toàn nguyên tố S � nH2SO4 2.nFeS2 0,2 � mH2SO4 (l�thuy�t) 0,2.98 19,6 t� Lượng H2SO4 thực tế thu mH2SO4 (th�c t�) 39,2 Hiệu suất phản ứng là: H mH2SO4 (th�c t�) mH2SO4(l�thuy�t) 100 40 15,68 t� n 100 15,68 100 80% � Đáp án C 19,6 Ví dụ 3: Có loại quặng pirit chứa 96% FeS Nếu ngày nhà máy sản xuất 100 axit sunfuric 98% cần m quặng pirit biết hiệu suất trình sản xuất H 2SO4 90% Gía trị m là: A 69,44 B 68,44tấn C 67,44 Hướng dẫn giải: D 70,44tấn Cách 1: Thơng thường Phương trình phản ứng: t FeS2 + O2 �� � Fe2O3 + SO2; V2O5,t SO2 + O2 ���� � SO3; SO3 + H2O �� � H2SO4; Ta có: mH2SO4(th�c t�) 100 98 98 98 t� n � nH2SO4 1 100 98 Bảo toàn nguyên tố S � 2.nFeS2 1nH2SO4 � nFeS2 � mFeS2 0,5.120 60 t� n � mqu�ng pirit =60 0,5 100 62,5 t� n 96 Vì hiệu suất đạt 90% nên lượng quặng thực tế cần là: http://www.baitap123.com/ 25 mqu�ng pirit th�c t� 62,5 t� n 100 69,44 t� n � Đáp án A 90 Cách 2: Giải nhanh (1 dòng) Khối lượng quặng pirit cần là: m 100 t� n 98 1 100 100 120 69,44 t� n � Đáp án A 100 98 96 90 Dạng 12 Tổng hợp Ví dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm H2S H2 có tỉ khối so với hidro 35 Đốt cháy hoàn tồn V lít hỗn hợp X lượng khí O2 vừa đủ, chia sản phẩm cháy thành phần Phần dẫn vào bình đựng dung dịch NaOH dư thấy khối bình tăng thêm 18,2 gam Phần cho tác dụng hết với dung dịch nước Brom, sau cho thêm lượng dư BaCl2 vào ta thấy xuất m gam kết tủa trắng Gía trị m gần với giá trị sau đây? A 46 gam B 70 gam C 35 gam D 23 gam Hướng dẫn giải: NaOH d� Ph� n 1����� m b�nh t�ng =18,2 gam H2S O2 � SO2 � n h� pX ��� �� Sơ đồ phản ứng: H� ; H SO � Br2 H2O BaCl 42 43 � H2 H2O Ph� n ���� � � ���� m gam BaSO4 � � 140 dX /H2 HBr � nH2S (34) ( 70 2) 35 70 3 Sơ đồ đường chéo: nH2 (2) � 70 (34 ) nH2S nH2 70 2) 2a mol 70 a mol (34 ) ( Bảo toàn nguyên tố S H � nSO2 nH2S 2amol v�nH2O =nH2S +nH2 =2a +a =3a mol nSO a � � � S�mol m� i ph� n� � nH2O 1,5a � Khối lượng bình NaOH tăng khối lượng SO H2O giữ lại Ta có: m b�nh t�ng =mSO2 +mH2O a.64 1,5a.18 18,2 gam� a =0,1 mol Bảo toàn nguyên tố S � nBaSO4 nH2SO4 nSO2 a 0,1mol � mBaSO4 0,1.233 23,3 �23gam � Đáp án D Ví dụ 2: Nung 22,4 gam kim loại M hoá trị với lưu huỳnh dư, sau phản ứng hoàn toàn thu chất rắn X Cho chất rắn X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HCl thu khí Y 6,4 gam bã rắn không tan Làm khô chất bã rắn đốt cháy hồn tồn thu khí Z Khí Z phản ứng vừa đủ với khí Y thu 19,2 gam đơn chất rắn Vậy M là: A Ca B Mg 26 http://www.baitap123.com/ C Fe D Zn Hướng dẫn giải: Sơ đồ phản ứng: kh�Y (H2S) 22,4 gam M MS � � t0 HCl d� ���� � R� nX� ���� � MCl ; � H 100% S S d� � � O2 Y (H2S) R� � SO2 ���� � R� 4n2(S4d� ) ��� 14 2n(S) 43 6,4gam 19,2 gam Cách 1: Thông thường Gọi x số mol kim loại M t M S �� � MS x � x � x Mol MS 2HCl �� � MCl H2S Mol x S Mol � x t O2 �� � SO2 6,4 0,2 � 0,2 32 SO2 2H2S �� � 3S 2H2O 19,2 0,6 32 22,4 � nM nMS nH2S 0,4 � M 56(Fe) � �� p� n C 0,4 Mol 0,2 � 0,4 � Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn nS d� 6,4 0,2 mol; 32 nS 19,2 0,6mol 32 Nhìn tổng qt tốn ta có: Bảo tồn ngun tố S � nS(ban ��u) nS d� nMS nS d� nH2S nSO2 nH2S nS (k�t th�c) � nM nMS nH2S nS (k�tth�c) nS d� 0,6 0,2 0,4 mol � M 22,4 56(Fe) � Đáp án C 0,4 Ví dụ 3: Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh nung nóng (trong điều kiện khơng có khơng khí), thu hỗn hợp rắn M Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X cịn lại phần khơng tan G Để đốt cháy hồn tồn X G cần vừa đủ V lít khí O (ở đktc) Giá trị V là: A 2,80 B 3,36 C 3,08 Hướng dẫn giải: D 4,48 O2 kh�X(H2S,H2 ) ��� � SO2 H2O �FeS 2,4gamS � � t HCl d� ���� R� n M �Fe d����� � FeCl2 Sơ đồ phản ứng: � ; 5,6gamFe H ?% � � O2 S d� R� n G (S d� ) ��� � SO2 � 4 4e Nhìn tổng qt tốn ta có: S �� � � SO2; Bảo toàn electron 4.nS 2.nFe 4.nO � nO2 http://www.baitap123.com/ 2 2e Fe�� � � FeCl 2; 2 4e O2 �� � � 2O 2,4 5,6 0,125 mol � VO2 0,125.22,4 2,8 lit 32 56.2 27 � Đáp án A Ví dụ 4: Nung 20,8 gam hỗn hợp X gồm bột sắt lưu huỳnh bình chân khơng thu hỗn hợp Y Cho tồn Y tác dụng với dung dịch HCl dư, thu m gam chất rắn khơng tan 4,48 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 Giá trị m A 6,4 B 16,8 C 4,8 D 3,2 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Chuyên Đại học Vinh, năm 2016) Hướng dẫn giải: FeS � HS S � � � t0 HCl d� � R� nY � Fe d����� � 4,48 lit kh� Z � m gam S FeCl2 ; Sơ đồ phản ứng: 20,8gamX � ��� H ?% 44 4 Fe H2 � � � dZ/H2 S d� � 4,48 � nH S 0,1 mol � � �nFeS nH2S 0,1 mol �nZ nH2S nH2 22,4 0,2 � �� �� Ta có: � nH2 0,1 mol �nFed� nH2 0,1 mol �mZ 34.nH S 2.nH 9.2.0,2 3,6 � � 2 Bảo toàn nguyên tố Fe � nFe nFe d� +nFeS =0,2 mol � mFe 0,2.56 11,2 gam , Bảo toàn nguyên tố S � nS nS d� +nFeS � 20,8 11,2 nS d� 0,1� mS d� 0,2.32 6,4 gam , 32 � Đáp án A Ví dụ 5: Để m gam bột sắt ngồi khơng khí, sau thời gian thu 11,936 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho hỗn hợp X phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu 0,7616 lít khí SO2(đktc) Gía trị m là: A 8,736 gam B 14,448 gam C 5,712 gam Hướng dẫn giải: D 7,224 gam Sơ đồ phản ứng: �FeO �Fe O � O2 kh� ng kh� H2SO4 � � c, t0 m gam Fe������ 11,936gamX � ������ � Fe2(SO4 )3 +0,7616 lit SO2 � H2O ; �Fe3O4 � �Fe Bảo toàn khối lượng � mFe mO2 mX � nO2 3 (11,936 m) mol 32 3e Nhìn tổng quát tốn ta có: Fe�� � � Fe2(SO4 )3; Bảo tồn electron 3.nFe 4.nO 2.nSO2 � 2 4e O2 �� � � 2O; 6 4 2e H2SO4 �� � � SO2 m (11,936 m) 0,7616 � m 8,736 gam 56 32 22,4 � Đáp án A Ví dụ 6: Hịa tan hết 8,4 gam Fe dung dịch chứa 0,4 mol H 2SO4 đặc, nóng thu dung dịch X V lít khí SO2 (đktc) Cơ cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị V m A 5,04 30,0 B 4,48 27,6 C 5,60 27,6 D 4,48 22,8 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – Sở Giaó dục Đào tạo TP.HCM, năm 2015) Hướng dẫn giải: 28 http://www.baitap123.com/ Sơ đồ phản ứng: t 8,4 gam Fe 0,4mol H2SO4 � � c, �� � mu� i Fe2(SO4)x +V lit SO2 � H2O ; Cách 1: Bảo toàn nguyên tố Fe � nFe 2.nFe2(SO4 )x � nFe2 (SO4 )x 8,4 nFe 56 0,075 mol 2 Bảo toàn nguyên tố S � 1.nH2SO4 x.nFe2 (SO4 )x 1.nSO2 � nSO2 (0,4 x.0,075) mol Bảo toàn nguyên tố H � 2.nH2SO4 2.nH2O � nH2O nH2SO4 0,4mol Bảo toàn khối lượng � mFe mH2SO4 mFe2 (SO4 )x mSO2 mH2O � 8,4 0,4.98 0,075(56.2 96x) (0,4 0,075x)64 0,4.18� x 8 � VSO2 (0,4 0,075 ).22,4 4,48lit; mmu�i 0,075.(56.2 96 ) 27,6gam � Đáp án B 3 Cách 2: Vì FeSO4 � nH2SO4 0,4 � s�n ph� m t� o mu� i � nFe 0,15 Fe2(SO4 )3 � t Fe 2H2SO4 �� � FeSO4 SO2 �2H2O mol x � 2x � x � x t 2Fe 6H2SO4 �� � Fe2(SO4 )3 3SO2 �6H2O mol y � 3y � 0,5y � 1,5y VSO (0,05 1,5.0,1).22,4 4,48 lit nFe x y 0,15 x 0,05 � � � � �� �� Ta có: � nH2SO4 2x 3y 0,4 � y 0,1 mmu�i 152.0,05 400.0,5.0,1 27,6 gam � � � Đáp án B Ví dụ 7: Nhiệt phân 40,3 gam hỗn hợp X gồm KClO3 KMnO4, thu O2 m gam chất rắn gồm K2MnO4, MnO2 KCl Toàn lượng O2 tác dụng hết với cacbon nóng đỏ, thu 11,2 lít hỗn hợp khí Y (đktc) có tỉ khối so với H2 17,2 Thành phần % theo khối lượng KMnO4 X gần với giá trị sau đây? A 40% B 80% C 60% Hướng dẫn giải: D 20% Sơ đồ phản ứng: K 2MnO4,MnO2,KCl KClO3 � t0 CO ; � 40,3gam X � ��� C n� ng � � O2 ����� �11 KMnO4 � 14,22lit 43Y � CO dY /H217,2 � 11,2 � nY nCO nCO2 0,5 nCO 0,3 mol � � � 22,4 �� � n 0,2 mol � mY 28.nCO 44.nCO2 0,5.17,2.2 17,2 � CO2 � Bảo toàn nguyên tố O � 2.nO2 1.nCO 2.nCO2 0,3 2.0,2 0,7 � nO2 0,35 mol http://www.baitap123.com/ 29 t 2KClO3 �� � 2KCl 3O2 � mol x � 1,5x t 2KMnO4 �� � K 2MnO4 MnO2 O2 � mol y � 0,5y mX 122,5.x 158.y 40,3 � � x 0,2 mol 0,1.158 � �� � %mKMnO4 100 39,2% �40% � Đáp án A � nO2 1,5.x 0,5.y 0,35 y 0,1 mol 40,3 � � Ví dụ 8: Cho a mol Fe phản ứng vừa đủ với b mol H2SO4 (đặc, nóng) thu khí SO (sản phẩm khử nhất) 5,04 gam muối Biết tỉ lệ a : b = : Giá trị a A 0,03 B 0,02 C 0,025 D 0,05 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Ngô Gia Tự - Vĩnh Phúc, năm 2016) Hướng dẫn giải: Sơ đồ phản ứng: 0 t t a mol Fe b mol H2SO4 � � c, ���� �� � 5,04gam mu� i Fe2(SO4 )x +SO2 � H2O ; a:b3:7 Vì FeSO4 � nH2SO4 b � s�n ph� m t� o mu� i � nFe a Fe2(SO4 )3 � t Fe 2H2SO4 �� � FeSO4 SO2 �2H2O mol x � 2x � x t0 2Fe 6H2SO4 ��� Fe2(SO4 )3 3SO2 �6H2O mol y � 3y � 0,5y �nH2SO4 2x 3y x 0,02 � � �� � nFe a 0,03 mol � Đáp án A x y Ta có: � nFe y 0,01 � � mmu�i 152x 400.0,5y 5,04 � 30 http://www.baitap123.com/ ... +0,1.88 =25,6 gam � Đáp án C Dạng H2S, SO2 tác dụng với chất oxi hóa mạnh 12 http://www.baitap123.com/ Phương pháp giải + H2S, SO2 có tính khử tác dụng chất có tính oxi hóa mạnh dung dịch KMnO... giải: D 67,4 gam Ta nhận thấy sau phản ứng có muối, tức có ẩn mà có kiện số liệu để lập phương trình tốn học Vậy nên ta khơng thể giải tốn theo cách thơng thường Bài tốn giải theo cơng thức giải. .. toán gồm nhiều chất, qua nhiều giai đoạn nhiều phản ứng hóa học Chúng ta nên làm quen sử dụng cách cho tốn sau Dạng Tính oxi hóa mạnh Ozon Phương pháp giải + Ozon có tính oxi hóa mạnh, mạnh oxi,