CHUYÊN ĐỀ: CÁC DẠNG BÀI TOÁN TỔNG HỢP
PHẦN A: LÍ THUYẾT
I. PHƯƠNG PHÁP B ẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
- Nội dung định luật: Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng.
- Hệ quả 1: Khi phản ứng xảy ra không hoàn toàn hoặc có chất hết chất dư, tổng khối lượng các chất trước phản ứng luôn bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng.
- Hệ quả 2: Tổng khối lượng của một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng nguyên tố đó sau phản ứng.
- Hệ quả 3: mdd sau pư = mdd trước pư + mct - mkhí, kết tủa (VD: Cho Ba vào dd BaSO4)
- Hệ quả 4: Trong phản ứng của kim loại với dung dịch axit, khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng của kim loại và anion gốc axit tạo muối.
- Hệ quả 5: Từ bảo toàn khối lượng có thể suy ra sự tăng giảm khối lượng của các chất.
* Chú ý
- Dấu hiệu: Đề bài cho nhiều dữ kiện về khối lượng không quy được thành số mol.
- Một số công thức liên quan Acid HCl:
Acid H2SO4 loãng:
Ví dụ 1: Trong phòng thí nghiệm điều chế khí oxygen bằng cách nhiệt phân thuốc tím. Nhiệt phân 31,6 gam thuốc tím sau phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn X có khối lượng là 29,04 gam
a) Tính thể tích khí oxygen thu được ở đkc
b) Tính hiệu suất của phản ứng
Hướng dẫn giải
- Theo định luật BTKL, ta có:       
= 31,6 – 29,04 = 2,56 (gam)

- PTHH : 2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
0,16 0,08 (mol)
a)    Thể tích khí oxygen ở đkc= 0,08.24,79 = 1,9832 (L)
b)    Hiệu suất phản ứng: H% =
Ví dụ 2: Hoà tan hết 4,68 gam hỗn hợp X gồm hai muối ACO3, BCO3 bằng dung dịch H2SO4 loãng. Sau phản ứng thu được dung dịch Y (gồm các muối Z và nước) và 1,12 lít khí CO2 (đktc). Viết phương trình hoá học của phản ứng và tính tổng khối lượng các muối Z có trong dung dịch Y
Hướng dẫn giải
- Các PTHH: ACO3 + H2SO4 ® ASO4 + CO2 + H2O (1)
BCO3 + H2SO4 ® BSO4 + CO2 + H2O (2)
- Theo các phương trình hóa học (1, 2), ta có:

- Áp dụng định luật BTKL cho phương trình hoá học (1, 2), ta có:
II. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ
- Trong phản ứng hóa học, tổng số mol của một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng số mol nguyên tố đó sau phản ứng.
- Đối với bài toán hỗn hợp bao gồm nhiều chất xảy ra theo nhiều quá trình khác nhau mà đề bài chỉ cho các dữ kiện liên quan đến chất đầu tiên và chất cuối cùng ta lập sơ đồ sau đó tính toán theo sơ đồ (bỏ qua các phản ứng trung gian).
- Khi áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố nếu đề không yêu cầu viết phương trình hóa học thì ta chỉ cần viết sơ đồ phản ứng để liên hệ số liệu giữa các chất.
* Chú ý: Với phản ứng: Oxide kim loại + acid muối + H2O
=> nH trong acid = 2 =2nO trong oxide
Ví dụ 1. Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O và BaO. Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu được 1,2395 lít khí H2 (đkc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam Ba(OH)2 và m gam NaOH. Viết các phương trình phản ứng và tính m.
Hướng dẫn giải
2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1)
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 (2)
Na2O + H2O 2NaOH (3)
BaO + H2O Ba(OH)2 ( 4)
. Gọi x là số mol NaOH có trong dung dịch Y.
Bảo toàn nguyên tố H ta có:
Áp dụng ĐLBTKL: mX + mHO (pư) = mNaOH + mBa(OH)+ mH
21,9 + 18. ( 0,5x + 0,17) = 40x + 20,52 + 2.0,05
x = 0,14 (mol) m = 0,14.40 = 5,6 (g)
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu trong không khí thu được 5,96 gam hỗn hợp các oxide. Hòa tan hết hỗn hợp oxide bằng dung dịch HCl 2M. Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng.
Hướng dẫn giải
mO (oxide) = moxide - mkim loại = 5,96 - 4,04 = 1,92 gam.
.
Oxide kim loại + acid muối + H2O
=> nHCl = nH trong acid = 2 =2nO trong oxide = 0,24 mol
Þ lít
III. PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG
- Trong phản ứng hóa học khi chuyển từ chất này thành chất khác, khối lượng các chất có thể tăng hoặc giảm do khối lượng mol phân tử của các chất đó khác nhau. Dựa vào sự tăng giảm khối lượng của các chất ta có thể tìm được số mol các chất đó.
- Sự tăng hoặc giảm khối lượng của các chất có mối quan hệ với số mol các chất đó.
- Có thể dùng phương pháp tăng giảm khối lượng thay cho phương pháp bảo toàn khối lượng để giải bài tập nhanh hơn (tuy nhiên khó hiểu hơn đối với một số HS).
- Dấu hiệu: Đề bài cho khối lượng, mối quan hệ khối lượng giữa các chất trong phản ứng hóa học.
- Các phản ứng thường áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng
+ Phản ứng kim loại tác dụng với dd acid HCl, H2SO4 loãng
Kim loại + Acid muối + H2
∆m tăng = mgốc acide = mmuối – mKL (ngốc acid = nacid)
+ Phản ứng kim loại A tác dụng với muối của kim loại B
A + muối B muối A + B
MA > MB sau phản ứng khối lượng thanh KL A tăng (VD:…)
MA < MB sau phản ứng khối lượng thanh KL A giảm (VD:…)
+ Phản ứng muối carbonate (hydrogen carbonate) tác dụng với dd acid HCl, H2SO4 loãng
∆m tăng = mmuối chloride - mmuối carbonate = 11nCO2 (VD: …)
∆m tăng = mmuối sulfate - mmuối carbonate = 36nCO2 (VD: …)
+ Phản ứng oxide kim loại tác dụng với dd acid HCl, H2SO4 loãng
+ Phản ứng CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2
mkết tủa > mCO2 khối lượng dung dịch giảm so với ban đầu mdd giảm = mkết tủa - mCO2
mkết tủa < mCO2 khối lượng dung dịch giảm so với ban đầu mdd giảm = mCO2 - mkết tủa
+ Phản ứng CO/H2 tác dụng với oxide kim loại
m hỗn hợp khí tăng = mchất rắn giảm = moxygen trong oxide bị lấy đi
Ví dụ 1: Cho 3,06 gam hỗn hợp K2CO3 và MgCO3 tác dụng với dung dịch HCl thu được V lít khí (đkc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được 3,39 gam muối khan. Tính V
Hướng dẫn giải
Gọi số mol của K2CO3 và MgCO3 lần lượt là x và y mol
Phương trình phản ứng:
K2CO3 + 2HCl 2KCl + CO2 + H2O (1)
x 2x x (mol)
MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O (2)
y y y (mol)
Khối lượng muối tăng =
Theo (1) và (2) ta có:
Ví dụ 2: Nhúng thanh kim loại M hoá trị II vào dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra thấy khối lượng giảm 0,05%. Mặt khác nhúng thanh kim loại trên vào dung dịch Pb(NO3)2, sau một thời gian thấy khối lượng tăng 7,1%. Xác định M, biết rằng số mol CuSO4 và Pb(NO3)2 tham gia ở 2 trường hợp như nhau
Hướng dẫn giải
Gọi m là khối lượng thanh kim loại, M là nguyên tử khối của kim loại, x là số mol muối phản ứng.
Phương trình phản ứng hóa học :
M + CuSO4 ® MSO4 + Cu (1)
x x x x mol
Theo (1) và giả thiết ta có khối lượng thanh kim loại giảm sau (1) : M.x – 64.x = (*)
M + Pb(NO3)2 ® M(NO3)2 + Pb (2)
x x x x mol
Theo (2) và giả thiết ta có khối lượng thanh kim loại giảm sau (2) : 207.x – M.x = (**)
Lấy (*) chia cho (**) ta có:

IV. PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI
Quy đổi thực chất chỉ là một thủ thuật chuyển hỗn hợp A chứa nhiều chất, phức tạp thành hỗn hợp B tương đương chứa ít chất hơn hoặc đơn giản hơn.
Sau khi quy đổi thì: Thành phần nguyên tố và số mol mỗi nguyên tố trong B = số mol nguyên tố đó trong A.
* Sau khi quy đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp B ta giải bài toán đối với hỗn hợp B.
MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN SỬ DỤNG PHÉP QUY ĐỔI
1. Hỗn hợp gồm Fe và các oxide của Fe
+ Hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 quy đổi thành hỗn hợp B gồm Fe và Fe2O3.
+ Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 quy đổi thành hỗn hợp B gồm FeO và Fe2O3.
2. Oxide FexOy: FexOy quy đổi thành hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3
Nếu số mol FeO = 0 Þ oxide là Fe2O3.
Nếu số mol Fe2O3 = 0 Þ oxide là FeO.
Nếu số mol FeO = Fe2O3 Þ oxide là Fe2O3.
3. Hỗn hợp gồm (kim loại, sulfur và muối sulfide) quy đổi thành (kim loại và S).
Ví dụ 1: Khử hoàn toàn 9 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 bằng H2 thu được 7,56 gam Fe. Mặt khác cho 9 gam X tác dụng với H2SO4 đặc nóng, dư, thu được V lít khí SO2 (ở đkc, sản phẩm khử duy nhất của H2SO4). Tính V
Hướng dẫn giải
Quy hỗn hợp thành Fe và Fe2O3 với số mol lần lượt là x và y
= 7,56 : 56 = 0,135 (mol)
Bảo toàn nguyên tố Fe ta có x+2y = 0,135 (1)
= 56x + 160y = 9 (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ:
Cho 9 g X tác dụng với H2SO4 đặc nóng, dư
2Fe + 6H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
0,075 0,1125 (mol)
Fe2O3 + 3H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3H2O
=> V = 0,1125 .24,79 = 2,7889 (L)
Ví dụ 2: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4 , Fe2O3 trong H2SO4 đặc, nóng, dư, thu được 2,479 lít khí SO2 (đkc) và dung dịch chứa 120 gam muối trung hòa. Tính m?
Hướng dẫn giải
Quy hỗn hợp thành FeO và Fe2O3
2FeO + 4H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
0,2 0,1 0,1 (mol)
Fe2O3 + 3H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3H2O
Bảo toàn nguyên tố Fe:
Khối lượng m = 0,2 . 72 + 0,2 . 160 = 46,4 (g)
Với các bài toán tổng hợp thường áp dụng phối hợp các phương pháp bảo toàn, quy đổi... để giải.
PHẦN B: BÀI TOÁN TỔNG HỢP
Câu 1. Hòa tan m gam Fex Oy bằng lượng vừa đủ dung dịch HCl, thu được dung dịch X chứa 1,27 gam muối. Cho X tác dụng với lương dư dung dịch AgNO3 thu được 3,95 gam kết tủa. Tính m.
Hướng dẫn giải
Quy đổi FexOy thành FeO và Fe2O3 với số mol lần lượt là a, b.
FeO + 2HCl →FeCl2 + H2O FeCl2 + 3AgNO3 →Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag
a 2a a a (mol) a 2a a (mol)
Fe2O3 + 6HCl →2FeCl3 + 3H2O FeCl3 + 3AgNO3 →Fe(NO3)3 + 3AgCl
b 2b (mol) 2b 6b (mol)
Khối lượng muối = 127a + 162,5 . 2b= 1,27 => 127a + 325b = 1,27 (1)
Kết tủa thu được gồm 2a + 6b mol AgCl và a mol Ag
Khối lượng kết tủa = 143,5. (2a+6b) + 108a = 3,95 => 395a + 861b = 3,95 (2)
Từ (1) và (2) => a = 0,01; b = 0
=> Công thức oxide là FeO; m = 0,01 . 72 = 0,72 (g)
Câu 2. Hỗn hợp X có khối lượng 13,12 gam gồm bột Cu và oxide sắt FexOy được chia thành hai phần b,ằng nhau:
- Phần 1 tác dụng với dung dịch HCl dư được m gam chất rắn không tan.
- Phần 2 cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu được dung dịch Y chứa 16,8 gam hỗn hợp muối trung hòa và 0,9916 lít khí SO2 (đkc, sản phẩm khử duy nhất). Xác định công thức FexOy và Tính giá trị của m.
Hướng dẫn giải
Quy hỗn hợp thành FeO; Fe2O3; Cu. Đặt số mol FeO; Fe2O3; Cu trong mỗi phần lần lượt là a, b, c mol
2FeO + 4H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
a a/2 a/2 (mol)
Fe2O3 + 3H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3H2O
b b (mol)
Cu + 2H2SO4 đặc CuSO4 + SO2 + 2H2O
c c c (mol
Theo bài ra ta có:
Ta có a = b nên công thức oxide là Fe3O4.
Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
0,02 0,04 (mol)
2FeCl2 + Cu CuCl2 + 2FeCl2
0,04 0,02 (mol)
Sau phản ứng Cu dư 0,03 – 0,02 = 0,01 mol
m = 0,01 . 64 = 0,64 g
Câu 3. Cho 17,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, S , FeS , FeS2 tan hoàn toàn trong 130 gam dung dịch H2SO4 98% (đặc), đun nóng, thu được 22,311 lit SO2 (đkc) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc và nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn . Tính m
Hướng dẫn giải
Quy hỗn hợp X thành Fe và S với số mol lần lượt là x,và y mol
2Fe + 6H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
x 3x 0,5x 1,5x (mol)
S + 2H2SO4 đặc 3SO2+ 2H2O
y 2y 3y (mol)
Theo bài ra ta có:
Kết tủa thu được có Fe2(SO4)3 với số mol= 0,5x = 0,1 mol.
Và số mol H2SO4 dư là 1,3 - 3.0,2 - 2.0,2 = 0,3 mol
Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2O
0,3 0,3 (mol)
3Ba(OH)2 + Fe2(SO4)3 3BaSO4 + 2Fe(OH)3
0,1 0,3 0,2 (mol)
2Fe(OH)3 Fe2O3 + H2O
0,2 0,1 (mol)
Khối lượng rắn thu được là 233. (0,3 + 0,3) + 160 . 0,1 = 155,8 (g).
Câu 4. Hỗn hợp X gồm MgCO3, CaCO3, MgSO3, CaSO3. Hoà tan 43,76 gam hỗn hợp X bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được 9,856 lít hỗn hợp CO2 và SO2 (đktc) có tỉ khối so với H2 là 26,091 và dung dịch Y trong đó có 22,20 gam CaCl2 và x gam MgCl2. Tính giá trị của x.
Hướng dẫn giải

Quy hỗn hợp về:

BTNT C:
BTNT S:
BTNT Ca:

BTNT Mg: g
Câu 5. Cho 19,02 gam hỗn hợp X gồm Mg, Ca, CaO, MgO, MgCO3, CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu được 4,704 lít hỗn hợp khí Y (đktc) có tỉ khối so với H2 là 12,5 và dung dịch Z chứa 12,825 gam MgCl2 và m gam CaCl2. Tính giá trị của m.
Hướng dẫn giải
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 Ca + 2HCl → CaCl2 + H2
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 + H2O CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Câu 6. Hỗn hợp X gồm Na, Na2O, Ba, BaO. Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước thu được 1,12 lít H2 (đktc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam Ba(OH)2. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít CO2 (đktc) vào Y, thu được m gam kết tủa. Viết các PTHH và tính giá trị m.
Hướng dẫn giải
Các PTHH khi hòa tan X vào nước :
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
Na2O + H2O → 2NaOH BaO + H2O → Ba(OH)2

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3↓ + H2O (5)
0,12 0,12 0,12 (mol)
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (6)
0,07 0,14 0,07 (mol)
CO2 + Na2CO3 + H2O 2NaHCO3 (7)
0,07 0,07 0,14 (mol)
CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 (8)
0,04 0,04 0,04 (mol)
Khối lượng kết tủa thu được:
Câu 7. Đun 0,04 mol hỗn hợp X gồm hơi nước và khi CO2 qua cacbon nung đỏ, thu được 0,07 mol hỗn hợp Y gồm CO, H2 và CO2. Cho Y đi qua 75 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1M, thu được m gam kết tủa. Tính giá trị của m.
Hướng dẫn giải
Đặt x, y, z lần lượt là mol của CO, CO2, H2 trong 0,07 mol hỗn hợp Y
Câu 8. Đốt 6,16 gam Fe trong 2,479 lít (đkc) hỗn hợp khí X gồm Cl2 và O2, thu được 12,09 gam hỗn hợp Y chỉ gồm oxide và muối chloride (không còn khí dư). Hòa tan Y bằng dung dịch HCl (vừa đủ), thu được dung dịch Z. Cho AgNO3 dư vào Z, thu được m gam kết tủa. Tính m
Muối chloride
Hướng dẫn giải
BTKL:

BTNT O:
BTNT H:
BT NT Cl: 2a+3b=0,12+0,07.2 = 0,26
BTNT Fe: a+b=0,11 => b=0,04; a=0,07
FeCl2 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag
0,07 0,14 0,07 mol
FeCl3 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 3AgCl
0,04 0,12 mol
(g)
Câu 9. Cho 300ml dung dịch H3PO4 1M tác dụng hết với 500ml dung dịch KOH aM thu được dung dịch X chứa 59,8 gam chất tan. Viết phương trình hóa học có thể xảy ra và tính a.
Hướng dẫn giải
Giả sử phản ứng chỉ tạo 1 loại muối. Bảo toàn nguyên tố P ta có sơ đồ :
Nhận xét : 52,2 < 59,8 < 63,6. Suy ra điều giả sử sai, dung dịch chứa hai chất tan là K2HPO4 (x mol) và K3PO4 (y mol)
H3PO4 + 2KOH K2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3KOH K3PO4 + 3H2O
Câu 10. Cho 71,6 gam hỗn hợp X gồm CuSO4, FeSO4 và Fe2(SO4)3 trong đó sulfur chiếm 22,35% về khối lượng tác dụng với dd NaOH loãng dư. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không thay đổi được chất rắn Y. Dẫn khí CO (dư) đi chậm qua Y nung nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn Z.
a. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
b. Tính m.
Hướng dẫn giải
a. CuSO4+ 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2
FeSO4+ 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2
Fe2(SO4)3+ 6NaOH → 3Na2SO4 + 2Fe(OH)3
Cu(OH)2  CuO + H2O
4Fe(OH)2+ O2 2Fe2O3+ 4H2O
2Fe(OH)3 Fe2O3+ 3H2O
CuO + CO  Cu + CO2
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
b. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn ta có Z chứa Cu và Fe
mS = 71,6 . 22,35% = 16 gam
BTNT (S) → nS = 0,5 mol =
→mCu, Fe trong X = mX - = 71,6 – 0,5.96 = 23,6 gam → mZ = 23,6 gam
Câu 11. Aluminium được sản xuất bằng phương pháp điện phân Al2O3 tinh khiết. Quặng nhôm thường chứa thạch anh, silicate (chứa Si) và một số tạp chất khác cần được loại bỏ. Một loại quặng bauxite gồm Al2O3.3H2O và 10,0 % kaolin Al2Si2O7.2H2O được dùng để sản xuất nhôm theo quy trình Bayer. Tính tỉ lệ hao hụt của nhôm trong quá trình tinh chế, biết silic thường được loại bỏ ở dạng bùn aluminosilicat (Na6Al6Si5O22.5H2O).
Hướng dẫn giải
Ta xét: 10 kg quặng bauxite:
Ta có: (kg) => (kg)

BTNT (Si): (mol)
=> (mol)
=> (gam) (kg)
Vậy tỉ lệ hao hụt của Al trong quá trình tinh chế là:
Câu 12. Cho a gam hỗn hợp X gồm Al, MgO, MgSO4 tan hoàn toàn trong 136,40 gam dung dịch H2SO4 28,74%. Sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa H2SO4 dư có nồng độ 4,90%, muối trung hoà và 5.04 lít H2 (đktc). Cho 100,00 gam dung dịch Y vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu được kết tủa Z và dung dịch T. Lọc lấy kết tủa Z, nung đến khối lượng không đổi thu được b gam chất rắn. Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch T thấy thu được 7,8 gam kết tủa. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
a. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
b. Xác định giá trị của a, b và phần trăm khối lượng các chất trong hỗn hợp X.
Hướng dẫn giải
a. Các PTHH của các phản ứng
2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2#
MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O
MgSO4 + Ba(OH)2 Mg(OH)2$ + BaSO4$
Al2(SO4)3 + 4Ba(OH)2 3BaSO4$ + Ba(AlO2)2 + 4H2O
CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2
2CO2 + Ba(AlO2)2 + 4H2O Ba(HCO3)2+ 2Al(OH)3$
Mg(OH)2 MgO + H2O
b.
2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2#
0,15 0,225 0,225 mol
+ Bảo toàn mol nhôm ta có

+ Bảo toàn khối lượng ta có:

+ Gọi số mol của MgO là x, số mol của MgSO4 là y
MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O
x x x mol


Mặt khác a = 14,05 = 0,15.27 + 0,1.40 + y.120 y = 0,05 mol
+ Kết tủa Z gồm BaSO4 và Mg(OH)2. Rắn thu được gồm BaSO4 và MgO
Bảo toàn mol S ta có:
Bảo toàn mol Mg ta có:

Phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp X là:
PHẦN C: BÀI TẬP TỪ CÁC ĐỀ THI CHỌN LỌC
Câu 1. (Trích từ đề HSG Tỉnh Quảng Bình năm 2023 - 2024)
1. Hòa tan hết 26,43 gam hỗn hợp bột gồm Mg, Al, Al2O3 và MgO bằng 795 ml dung dịch HCl 2M (vừa đủ), thu được dung dịch T và 4,834 lít H2 (đkc). Cô cạn dung dịch T thu được m gam muối khan. Viết các phương trình phản ứng và tính giá trị m.
2. Hỗn hợp A gồm CuO, FexOy, Al2O3. Cho H2 dư đi qua hỗn hợp trên ở nhiệt độ cao đến phản ứng hoàn toàn, hấp thụ hoàn toàn hơi nước vào 100,0 gam dung dịch H2SO4 98% đặc, thu được dung dịch H2SO4 96,609%. Mặt khác, hỗn hợp A ở trên phản ứng vừa đủ với 170 ml dung dịch H2SO4 1 M, thu được dung dịch B. Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch NaOH dư, thu được kết tủa. Nung kết tủa trong không khí ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi được 5,2 gam chất rắn. Xác định công thức oxit sắt và tính % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A.
Hướng dẫn giải
1. Số mol HCl = 1,59 mol; nH2 = 0,195 mol
PTHH xảy ra:
Mg + 2HCl à MgCl2 + H2 (1)
2Al + 6HCl à 2AlCl3 + 3H2 (2)
Al2O3 + 6HCl à 2AlCl3 + 3H2O (3)
MgO + 2HCl à MgCl2 + H2O (4)
BT mol (H) =>nH2O = 0,5.nHCl – nH2 = 0,5.1,59 – 0,195 = 0,6 mol
BTKL => m(muối) = 26,43 + 1,59.36,5 – 0,6.18 – 0,195.2 = 73,275 gam
2.
Gọi a, b, c lần lượt là số mol CuO, FexOy và Al2O3 có trong hỗn hợp A
- Cho H2 dư đi qua hỗn hợp A ở nhiệt độ cao, ta có PTHH
H2 + CuO Cu + H2O (1)
a a
yH2 + FexOy xFe + yH2O (2)
b by
- Khi hấp thụ H2O vào dung dịch H2SO4
mH2SO4(sau khi hấp thụ) = 98 gam.
C%(H2SO4 sau khi hấp thụ) = 98.100%/(98 + mH2O)=96,609%
=>mH2O = 3,44 gam => nH2O (1,2) = (3,44-2)/18 = 0,08 mol
Từ (1,2)=> a + by = 0,08 (I)
- Cho hỗn hợp A ở trên phản ứng vừa đủ với 170 ml dung dịch H2SO4 1M.
nH2SO4 = 0,17 mol
CuO + H2SO4 à CuSO4 + H2O (3)
a a
FexOy + yH2SO4 à Fex(SO4)y + yH2O (4)
b by
Al2O3 + 3H2SO4 à Al2(SO4)3 + 3H2O (5)
c 3c
Từ (3,4,5) => nH2SO4 = a + by + 3c = 0,17 (II)
Cho dung dịch B tác dụng với NaOH dư, thu kết tủa nồi nung ta có sơ đồ phản ứng sau
Al2(SO4)3 NaAlO2 (không thu được kết tủa)
CuSO4 Cu(OH)2 CuO
Fe2(SO4)2y/x2Fe(OH)2y/xFe2O3
Bảo toàn mol (Cu, Fe) =>5,2 gam chất rắn gồm CuO: a mol và Fe2O3 : bx/2 mol
=> 80a + 80bx = 5,2 => a + bx = 0,065 (III)
Từ (I,III) =>x y
Từ (I,II) =>c = 0,03.
+ Nếu FexOy là Fe2O3. Từ (I,III) => a + 3b = 0,08 và a + 2b = 0,065
=>a = 0,035; b = 0,015
=>%CuO = 33,9%; %Fe2O3 = 29,1%; %Al2O3 = 37%
+ Nếu FexOy là Fe3O4 . Từ (I,III) => a + 4b = 0,08 và a + 3b = 0,065
=>a = 0,02; b = 0,015
=>%CuO = 19,66%; %Fe3O4 = 42,75%; %Al2O3 = 37,59%
Câu 2. (Trích từ đề HSG Tỉnh Thái Bình năm 2023 - 2024)
Cho 4,48 lít CO2 (đktc) hấp thụ hết vào dung dịch chứa x mol KOH và y mol K2CO3 thu được 200 ml dung dịch X. Cho từ từ 300 ml dung dịch HCl 0,5M vào 100 ml dung dịch X thu được 2,688 lít khí (đktc). Mặt khác, cho 100 ml dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 39,4 gam kết tủa. Tính x, y.
Hướng dẫn giải
nCO2 (ban đầu) = 0,2 mol. PTHH xảy ra:
CO2 + KOH K2CO3 + H2O (1)
CO2 + K2CO3 + H2O 2KHCO3 (2)
Dung dịch X có thể là 1 chất hoặc 2 chất trong các chất sau: KHCO3, K2CO3, KOH dư.
HCl + KOH KCl + H2O (3)
HCl + K2CO3 KCl + KHCO3 (4)
HCl + KHCO3 KCl + CO2 + H2O (5)
K2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2KOH (6)
KHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + KOH + H2O (7)
Thí nghiệm 1: nHCl = 0,5.0,3 = 0,15 mol; n(khí) = nCO2 = 0,12 mol
Thí nghiệm 2: n(kết tủa) = nBaCO3 = 0,2 mol.
Xét các trường hợp xảy ra:
Trường hợp 1: Dung dịch X chỉ có muối KHCO3.
Theo (5, 7) => nKHCO3 (5) = nCO2 = 0,12 mol nKHCO3 (7) = nBaCO3 = 0,2 mol
=> Vô lí => Loại.
Trường hợp 2: Dung dịch X có K2CO3 và có thể có KOH dư.
Vì thí nghiệm 1 thoát khí CO2 nên K2CO3 pư hết
Theo (6) => nK2CO3 = nBaCO3 = 0,2 mol.
Theo pư (3,4,5) => nK2CO3 (4) = nHCl (4) - nCO2 (5) = 0,03 mol
=> nK2CO3 (4) nK2CO3 (6) => vô lí => Loại.
Trường hợp 3: 100 ml dd X chứa 2 muối K2CO3 a (mol) và KHCO3 b (mol)
Theo pư (6,7) => a + b = nBaCO3 = 0,2 mol.
Theo (4,5) => a = nHCl (4) = - nCO2 (5) = 0,03 mol => b = 0,17 mol.
Vậy 200 ml dd X có 0,06 mol K2CO3 và 0,34 mol KHCO3
=>
Câu 3. (Trích từ đề HSG Tỉnh Hà Tĩnh năm 2023 - 2024). Hỗn hợp gồm . Hòa tan hoàn toàn 8,85 gam vào 741,195 gam nước, thu được 0,5578 lít khí hydrogen (đkc) và dung dịch , trong có 7,695 gam Ba(OH)2. Hấp thụ hoàn toàn 3,7185 lít khí CO2 (đkc) vào , thu được gam kết tủa và dung dịch . Tính và nồng độ phần trăm các chất tan có trong dung dịch .
Hướng dẫn giải
Quy đổi hỗn hợp X gồm: Na, Ba, O
Đặt số mol các chất trong hỗn hợp X (Na, Ba, O) lần lượt là x, y, z. (x, y, z > 0). Ta có:

y = 0,045 mol => mX = 23x + 0,45.137+ 16z = 8,85 (I)
Sơ đồ phản ứng: Na, Ba, O + H2O à NaOH + Ba(OH)2 + H2
Bảo toàn e ta có: x+ 0,045.2 = 0,0225.2 + 2z (II)
Giải hệ (I) và (II) ta được x = 0,075 mol; z = 0,06 mol
=> nOH = 0,075 + 0,45.2 = 0,165 mol
=> Tạo hai muối ().
CO2 + 2OH- à CO32- + H2O
CO2 + OH -à HCO3-
Gọi số mol của gốc CO3 và HCO3 lần lượt là a và b (a,b > 0), ta có hệ:
nCO2 = a + b = 0,15
nOH = 2a+ b = 0,165
Giải hệ ta được: a = 0,015 và b = 0,135
khối lượng kết tủa BaCO3 là: m = 0,015.197 = 2,955 (g)
Khối lượng dung dịch Z = mX + mH2O + mCO2 - mH2 - mBaCO3
= 8,85 - 741,195 + 0,15.44 - 0,225.2 - 2,955 = 753,645 (g)
Dung dịch Y có nNaHCO3 = 0,075 mol và nBa(HCO3)2 = 0,03 mol
=>Nồng độ các muối trong dung dịch Y là:
C%Ba(HCO3)2 = 1,031%
C%NaHCO3 = 0,836%
Câu 4. (Trích từ đề HSG Tỉnh Hải Dương năm 2023 - 2024)
2. Cho m gam hỗn hợp gồm Na, Ba. Na2O và BaO tan hoàn toàn vào nước dư, thu được dung dịch X và 2,479 lít khí H2 (đkc). Sục từ từ đến hết 12,395 lít CO2 (đkc) vào X, thu được dung dịch Y chỉ chứa hai muối và một chất kết tủa. Số mol kết tủa tạo thành phụ thuộc vào số mol CO2 được biểu diễn bằng đồ thị sau:
Cho từ từ đến hết dung dịch Y vào 300 ml dung dịch HCl 1M, thu được 5,5778 lít khí (đkc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
a. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
b. Tính giá trị của m.
Hướng dẫn giải
2. a. Các PTHH của các phản ứng xảy ra:
2Na + 2H2O 2NaOH + H2#
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2#
Na2O +H2O 2NaOH
BaO + H2O Ba(OH)2
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
CO2 + Na2CO3 + H2O 2NaHCO3
NaHCO3 + HCl NaCl + CO2# + H2O
Na2CO3 + 2HCl NaCl + CO2# + H2O
* Gọi số mol của NaHCO3 là x mol, số mol của Na2CO3 là y mol
+
;
+ Theo đồ thị
Muối dư khi cho dung dịch Y vào HCl
NaHCO3 + HCl NaCl + CO2# + H2O
z z z mol
Na2CO3 + 2HCl NaCl + CO2# + H2O
t 2t t mol
Ta có:
Mà x + y = 0,3 mol
* Bảo toàn mol Na ta có tổng số mol
Bảo toàn mol Ba ta có tổng số mol Ba =
* Gọi số mol của Na là a mol, số mol của Na2O là b mol, số mol của Ba là c mol, số mol của BaO là d mol
2Na + 2H2O 2NaOH + H2#
a 0,5a mol
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2#
c c mol
Ta có 0,5a + c = 0,1 (1)
Mặt khác: a +2b = 0,4 (2); c +d = 0,2 hay 2c +2d =0,4 (3)
Từ (1), (2) và (3) ta có b + d = 0,3 =
m = = 0,4.23 + 0,2.137 + 0,3 . 16 = 41,4 gam.
Câu 5. (Trích từ đề Chuyên Tiền Giang năm 2023 - 2024) Hỗn hợp gồm (trong đó oxygen chiếm về khối lượng của hỗn hợp X). Hòa tan hoàn toàn gam bằng lượng nước dư, thu được khí H2 và dung dịch . Sục mol khí CO2 vào , thu được 3,94 gam kết tủa và dung dịch . Cho từ từ dung dịch HCl 1,0M vào . Sự phụ thuộc số mol khí CO2 thoát ra và số mol
dung dịch HCl 1,0M được biểu diễn theo đồ thị sau:
a) Viết phương trình hóa học các phản ứng xày ra khi cho từ từ dung dịch HCl 1,0M vào dung dịch Z.
b) Tính giá trị của m, a và x.
Hướng dẫn giải
a) Quy đổi hỗn hợp thành hỗn hợp nguyên tố Na, Ba, O. Ta có sơ đồ:
Vì nhỏ hết a mol HCl vào Z mới bắt đầu có khí thoát ra chứng tỏ Z không có Ba(HCO3)2

- Bảo toàn electron:
- Phần trăm O:
Giải hệ phương trình: nNa = 0,03 mol; nO = 0,03 mol
a) Viết phương trình hóa học các phản ứng xày ra khi cho từ từ dung dịch HCl 1,0M vào dung dịch Z.
TH1: Z có Na2CO3 và NaHCO3 b mol

TH2: Z có NaOH và Na2CO3
NaOH + HCl → NaCl + H2O (1)
(2)
(3)
b) Tính giá trị của m, a và x.
TH1: Z có Na2CO3 và NaHCO3 b mol
- Nhỏ hết a mol HCl thì bắt đầu có khí => HCl tác dụng đủ với Na2CO3 theo tỉ lệ mol 1 : 1

onthicaptoc.com Chuyen de 24 Cac dang toan tong hop