Giáo án Ôn học sinh giỏi Hóa học Lớp 8

Nội dung text: Giáo án Ôn học sinh giỏi Hóa học Lớp 8

1. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 Các dạng bài tập hóa học chương trình THCS Chuyên đề 1. Bài tập về nguyên tử 1/ Lý thuyết * Nguyên tử (NT): - Là hạt vô cùng nhỏ , trung hòa về điện, từ đó tạo nên các chất. - Cấu tạo: + Hạt nhân mang điện tích (+)(Gồm: Proton(p) mang điện tích (+) và nơtron (n) không mang điện ). Khối lượng hạt nhân được coi là khối lượng nguyên tử. + Vỏ nguyên tử chứa 1 hay nhiều electron (e) mang điện tích (-). Electron chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân và sắp xếp theo lớp (thứ tự sắp xếp (e) tối đa trong từng lớp từ trong ra ngoài: STT của lớp : 1 2 3 Số e tối đa : 2e 8e 18e - Trong nguyên tử: - Số p = số e = số điện tích hạt nhân = sè thø tù cña nguyªn tè trong b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn c¸c nguyªn tè hãa häc - Quan hệ giữa số p và số n :p n 1,5p ( đúng với 83 nguyên tố ) * Bài tập vận dụng: 1.Nguyên tử của một nguyên tố có cấu tạo bởi 115 hạt. hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 25 hạt . Tìm tên nguyên tố đó. 2.Tổng số hạt P,n,e một nguyên tử là 155. số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 33 hạt. Tìm tên nguyên tố đó. 3.Tổng số hạt P,n,e trong nguyên tử của một nguyên tố là 13. Tìm nguyên tố đó. 4.Nguyên tử M có số n nhiều hơn số p là 1 và số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10. Hãy xác định M là nguyên tố nào? 5.Tổng số hạt p, e, n trong nguyên tử là 28, trong đó số hạt không mang điện chiếm xấp xỉ 35% .Tìm tên nguyên tố đó. 6.Nguyên tử X có tổng các hạt là 52 trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 hạt.Tìm tên nguyên tố X 7. Một nguyên tử X có tổng số hạt e, p, n là 34. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10. Tìm tên nguyên tử X. 8.Tìm tên nguyên tử Y có tổng số hạt trong nguyên tử là 13. Tính khối lượng bằng gam của nguyên tử. 8 9. Một nguyên tử X có tổng số hạt là 46, số hạt không mang điện bằng số hạt 15 mang điện. Xác định nguyên tử X thuộc nguyên tố nào ? 10.Nguyên tử Z có tổng số hạt bằng 58 và có nguyên tử khối < 40 . Hỏi Z thuộc nguyên tố hoá học nào. - 1 -
2. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 Chuyên đề 2: PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 1. Định nghĩa: Biểu diễn ngắn ngọn phản ứng hóa học. 2. Các bước lập phương trình hóa học: -B 1: Viết sơ đồ của phản ứng: gồm CTHH của các chất tham gia và sản phẩm. -B 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố bằng cách: tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức sao cho số nguyên tử của các nguyên tố 2 vế phương trình bằng nhau -B 3 : Viết PTHH: thay “ >” bằng “ →”. VD: Đốt cháy photpho trong oxi sau phản ứng thu được Đi photpho penta oxit.Viết PTHH của phản ứng trên. Giải B1 : P + O2 > P2O5 B2 : P + 5O2 > 2P2O5 B3 : 4P + 5O2 → 2P2O5 * Chú ý: Trong công thức có nhóm nguyên tử như: (OH); (SO4); (NO3); (PO4) Thì ta coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng. VD: hòa tan Al bằng axit sunfuric sau phản ứng thu được Nhôm sunfat và hiđrô.Viết PTHH của phản ứng trên. Giải: B1 : Al + H2SO4 > Al2(SO4)3 + H2 B2 : Al + 3H2SO4 > Al2(SO4)3 + 3H2 B3 : 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 * Lập phương trình bằng phương pháp đại số: B1 : Viết sơ đồ của phản ứng,rồi đặt các hệ số a,b,c,d,e đứng trước các công thức. B2 : Tính số nguyên tử của các nguyên tố trước và sau phản ứng theo hệ số trong PTHH. B3 : Gán cho a = 1, sau đó dùng phép tính toán tìm các hệ số(b,c,d,e) còn lại theo a B4 : thay hệ số vừa tìm được vào PTHH. VD: aP + bO2 > cP2O5 Theo PTHH ta có: Số nguyên tử P : a = 2c Số nguyên tử O : 2b = 5c Đặt a = 1 → c = 1 =→ b 5 2 4 1 5 Thay a = 1 → c = =→ b vào PTHH ta được: 2 4 5 1 P + O2 → P2O5 4 2 Hay 4P + 5O2 → 2P2O5 - 3 -
3. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 * Bài tập: Bài 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: a. CaCO3 + HCl > CaCl2 + CO2 + H2O b. Fe2O3 + H2SO4 > Fe2(SO4)3 + H2O c. Al(NO3)3 + KOH > KNO3 + Al(OH)3 d. Fe(OH)2 + O2 + H2O > Fe(OH)3 Bài 2: Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: a. FexOy + O2 > Fe2O3 b. FexOy + H2SO4 > Fe2 (SO4 )2 y + H2O x c. Fe O + H SO > Fe (SO ) + SO + H O x y o 2 4 đặc 2 4 3 2 2 d.Fe(OH ) O t Fe O H O 2 y 2 2 3 2 x Chuyên đề 3. Tính toán hóa học: I. Tính theo công thức hóa học. 1. Tính thành phần % ( theo khối lượng) của các nguyên tố trong hợp chất AxByCz. a. Cách giải: Thành phần % của các nguyên tố A,B,C trong hợp chất là: x.M % A A .100% M Ax B y zC y.M %B B .100% M Ax B y zC z.M %C C .100% Hoặc %C = 100% - (%A + %B ) M Ax B y zC b. VD: Tính thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất MgCO3. Giải Thành phần phần trăm của các nguyên tố Mg; C; O trong hợp chất là 24 %Mg .100% 28, 57% 84 12 % C .100% 14, 29% 84 % O 100% (28, 57% 14, 29%) 57,14% 2. Lập công thức hóa học của hợp chất theo thành phần * Trường hợp 1: Thành phần % các nguyên tố - 4 -
4. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 a1 . Dạng 1: Biết phân tử khối: - Cách giải: B1 : Đặt công thức đã cho ở dạng chung AxByCz ( x,y,z nguyên dương ,tối giản) B2 : Tìm số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất. % A.M A B C x y z nA x mol 100%.M A % B.M A B C nB y x y z mol 100%.MB % C.M A B C n z x y z C 100%.M mol C B3 : Thay x, y, z vừa tìm được vào công thức ở dạng chung ta được công thức cần tìm. b1 : VD. Xác định công thức hóa học của B có khối lượng mol là 106 g , thành phần % về khối lượng của các nguyên tố là: 43,4% Na ; 11,3% C còn lại là của Oxi. Giải Công thức đã cho có dạng: NaxCyOz ( x, y, z nguyên dương, tối giản ) Số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất là: % Na.M 43, 4.106 n x c h 2mol Na 100%.MNa 100.23 % C.M 11, 3.106 n y c h 1mol C 100%.MC 100.16 % O.M h 100 43, 4 11, 3 .106 n z c 3mol O 100%.MO 100.16 Vậy công thức hóa học của hợp chất B là Na2CO3. a2 . Dạng 2 : Không biết phân tử khối. - Cách giải: B1: Tương tự dạng 1. B2 : Ta có tỉ lệ . % A %B %C x : y : z : : a : b : c ( a,b,c là số nguyên dương tối giản) M A MB MC B3 : Thay x = a ; y = b ; z = c vào công thức chung ta được công thức cần tìm. b2 : Ví dụ như dạng 1 nhưng không cho khối lượng mol. Giải Công thức đã cho có dạng: NaxCyOz ( x, y, z nguyên dương, tối giản ) Ta có tỉ lệ : - 5 -
5. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 % Na % C % O 43, 4 11, 3 100 43, 4 11, 3 x : y : z :: :: M Na MC MO 23 12 16 = 1,88 : 0,94 : 2,83 = 2 : 1 : 3 Vậy CTHH của B là Na2CO3 . * Trường hợp 2 : Tỉ lệ khối lượng của các nguyên tố a1. Dạng 1: Biết phân tử khối. - Cách giải: B1 : Đặt công thức đã cho ở dạng chung AxBy ( x,y nguyên dương ,tối giản) B2 : Tìm tỉ lệ về khối lượng các nguyên tố: x.M m x.M .m A A => y A B (1) y.MB mB MB .mA B3 : Mặt khác ta có : x.MA + y.MB = Mhc (2) B4 : Thay (1) vào (2) ta tìm được x , y rồi thay vào CT chung ta được công thức cần tìm. b1 Ví dụ: Tìm công thức hóa học của một oxit sắt biết phân tử khối bằng 160 và có tỉ lệ khối lượng là mFe : mO = 7 : 3. Giải Giử sử CTHH của oxit sắt là FexOy ( x, y nguyên dương , tối giản ) Ta có tỉ lệ về khối lượng là : x.M m x.56 7 Fe Fe y 1, 5x (1) y.MO mO y.16 3 Mặt khác: 56x + 16y = 160 (2) Từ (1) và (2) => x = 2 ; y = 3 . Vậy CTHH của oxit sắt là : Fe2O3 . a2 . Dạng 2: Không biết phân tử khối. - Cách giải: B1 : Đặt công thức đã cho ở dạng chung AxBy ( x,y nguyên dương ,tối giản) B2 : Tìm tỉ lệ về khối lượng các nguyên tố: x.M m x m .M a A A => A B ( a,b là số nguyên dương ,tối giản ) y.MB mB y mB .M A b B3 : Thay x = a ; y = b vào CT chung ta được công thức cần tìm. b2 . Ví dụ: Như dạng 1 nhưng không cho phân tử khối. Giải Giử sử CTHH của oxit sắt là FexOy ( x, y nguyên dương , tối giản ) Ta có tỉ lệ về khối lượng là : x.M m x m .M 7.16 2 Fe Fe Fe O y.MO mO y mO .MFe 3.56 3 => x = 2 ; y = 3 . Vậy công thức hóa học của oxit sắt là : Fe2O3 . - 6 -
6. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 * Trường hợp 3: Tỉ khối của chất khí. - Cách giải: - Theo công thức tính tỉ khối của chất khí . M d A M M .d A A B A B M B => B => Xác định công thức hóa học. M 29.d M A A A d A B KK 29 - Ví dụ 1 : Tìm CTHH của oxit cacbon biết tỉ khối hơi đối với hiđrô bằng 22. Giải Giả sử CTHH của oxit cacbon là CxOy . Theo bài ra ta có: d 22 M 22.2 44 C xO yC xO y H2 => CTHH của oxit cacbon có M = 44 là CO2. - Ví dụ 2 : Cho 2 khí A,B có công thức lần lượt là NxOy và NyOx và có tỉ khối hơi lần lượt là d A 22; dB 1, 045 .Xác định CTHH của A,B. H 2 A Giải Theo bài ra ta có : MN O x y 22 M 22.2 44 d NxOy NxOy H M 2 H2 14x 16 y 44 (1) M N O y x 1, 045 M 44.1, 045 45, 98 d NyOx NyOx N O M x y N xO y 14 y 16x 45, 98 (2) Từ (1) và (2) => x = 2 ; y = 1 => A là N2O ; B là NO2 3. Biện luận giá trị khối lượng mol (M) theo hóa trị (x,y) để tìm NTK và PTK. a1. Dạng 1: Biết thành phần % về khối lượng. - Cách giải: + Đặt công thức tổng quát AxBy ( x, y Nguyên dương ) + Ta có tỉ lệ khối lượng các nguyên tố : x.M % A A y.MB %B M % A.y A . Biện luận tìm giá trị của MA, MB theo x, y. MB %B.x + Viết thành công thức. - 7 -
7. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 b1. Ví dụ : Xác định CTHH của Oxit một kim loại R chưa rõ hóa trị.Biết 3 thành phần % về khối lượng của Oxi trong hợp chất bằng % của R trong 7 hợp chất đó. Giải Gọi n là hóa trị của R → CT của hợp chất là R2On 3 Gọi %R = a% → %O = a % . 7 Theo đề ra ta có: 2.M a% 7 R 3 n.MO a% 3 7 7.16.n 112n M R 3.2 6 Vì n là hóa trị của kim loại R nên n chỉ có thể là 1,2,3,4. Ta xét bẳng sau: n I II III IV R 18,6 37,3 56 76,4 Loại Loại Fe Loại Từ kết quả bảng trên ta được CTHH của hợp chất là : Fe2O3. a2 . Dạng 2 : Biết tỉ lệ về khối lượng. - Cách giải: + Đặt công thức tổng quát AxBy ( x, y Nguyên dương ) + Ta có tỉ lệ khối lượng các nguyên tố : x.M m A A y.MB mB M y.m A A . Biện luận tìm giá trị của MA, MB theo x, y. MB x.mB + Viết thành công thức. b2. Ví dụ: Xác định công thức hóa học của oxit một kim loại A chưa rõ hóa trị.Biết tỉ lệ về khối lượng của A và oxi là 7 : 3. Giải. Gọi n là hóa trị của A → CT của hợp chất là A2On Ta có tỉ lệ khối lượng các nguyên tố : 2.M m A A n.MO mO M n.m 7n A A MO 2.mO 2.3 16.7.n 112n M A 6 6 - 8 -
8. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 Vì n là hóa trị của kim loại A nên n chỉ có thể là 1,2,3,4. Ta xét bẳng sau: n I II III IV R 18,6 37,3 56 76,4 Loại Loại Fe Loại Từ kết quả bảng trên ta được CTHH của hợp chất là : Fe2O3. *Bài tập: Bài 1: Tính thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố trong các hợp chất sau: a. Al2(SO4)3 ; b. NH4NO3 ; c. Mg(NO3)2 ; d. Fe3O4 ; e. H3PO4 g. SO3 ; h. NH4HSO4 ; t. KNO3 ; n. CuSO4 ; m . CO2. Bài 2: Trong các loại phân bón sau, loại nào có hàm lượng N cao nhất: NH4NO3 ; NH4Cl ; (NH4)2SO4 ; KNO3 ; (NH2)2CO. Bài 3: Lập công thức hóa học của sắt và oxi,biết cứ 21 phần khối lượng sắt thì kết hợp với 8 phần khối lượng oxi. Bài 4:Hợp chất khí B, Biết tỉ lệ về khối lượng các nguyên tố tạo thành là mC : mH = 6 : 1 Một lít khí B(đktc) nặng 1,25 gam. Xác định CTHH của B. Bài 5 : Xác định CTHH của hợp chất C , biết tỉ lệ về khối lượng các nguyên tố là: mCa : mN : mO = 10 : 7 : 24 và 0,2 mol hợp chất C nặng 32,8 gam. Bài 6 : Xác định CTHH của hợp chất D ,biết 0,2 mol hợp chất D có chứa 9,2 gam Na ; 2,4 gam C và 9,6 gam O. Bài 7: Oxit của kim loại R ở mức hóa trị thấp chứa 22,56% Oxi,cũng oxit của kim loại đó ở mức hoá trị cao chứa 50,48% Oxi.Xác định kim loại R. II. Tính theo phương trình hóa học. * Cách giải chung: - Đổi số liệu của đề bài ra số mol - Viết PTHH. - Dựa vào PTHH,tìm số mol của chất cần tìm theo số mol của chất đã biết ( bằng cách lấy hệ số của chất cần tìmchia cho hệ số của chất đã biết và nhân với số mol của chất đã biết) - Đổi số mol vừa tìm được ra yêu cầu của đề bài: 1. Dạng toán cơ bản: - Đề cho ( khối lượng (gam); thể tích chất khí (đktc) ) của một chất, yêu cầu tính khối lượng,thể tích các chất còn lại. VD1: Cho sơ đồ phản ứng sau: Al + HCl > AlCl3 + H2 a. Tính khối lượng của AlCl3 thu được khi hòa tan hoàn toàn 6,75 gam Al. b. Tính thể tích H2 (đktc) thu được sau phản ứng. Giải - 9 -
9. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 m 6, 75 nAl 0, 25 mol M 27 PTHH: 2Al + 6HCl→ 2AlCl 3 + 3H2 (1) ĐB: 0,25 mol→ 0,25 mol → 0,375 mol a. Tính khối lượng của AlCl3 . Theo (1)→ m n.M 0, 25.133, 5 33, 375 (g) AlCl3 b. Tính thể tích của H2 ở (đktc). Theo (1)→ V n.22, 4 0, 375.22, 4 8, 4 ( lít ) H2 VD2 : Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít C3H8 (đktc) trong không khí sau phản ứng thu được khí CO2 và H2O. a. Tính thể tích khí O2 và không khí (đktc) cần dùng để đốt cháy hết lượng C3H8 nói trên. 1 b. Tính khối lượng CO2 tạo ra . Biết thể tích O2 chiếm thể tích không khí. 5 Giải V 6, 72 nC H 0, 3 mol 3 8 22, 4 22, 4 PTHH: C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O (1) ĐB: 0,3 mol → 1,5 mol → 0,9 mol a. Tính thể tích khí O2 và không khí ở (đktc) Theo (1) → V n.22, 4 1, 5.22, 4 33, 6 lít O2 → V = 5. V = 5.33,6 = 168 lít KK O 2 b. Tính khối lượng của CO2. Theo (1) → m n.M 0, 9.44 39, 6 g CO2 * Bài tập: Bài 1 : Để khử hết một lượng Fe3O4 cần dùng 13,44 lít khí H2 (đktc). a. Viết PTHH xảy ra. b. Tính khối lượng của Fe3O4 đem phản ứng. c. Tính khối lượng Fe sinh ra. Bài 2: Cho dây sắt đã được nung nóng đỏ vào bình chứa khí Clo sau phản ứng kết thúc thấy có 16,25 g FeCl3 được tạo ra. a. Viết PTHH xảy ra. b. Tính khối lượng Fe và Cl2 đã phản ứng. Bài 3: Cho Cu tác dụng với H2SO4 đặc nóng ,sau phản ứng thu được CuSO4 ,11,2 lít SO2 (đktc) và H2O. a. Viết phương trình hóa học. b. Tính khối lượng CuSO4 thu được sau phản ứng. Bài 4: Cho FeO tác dụng với HNO3 ,sau phản ứng thu được Fe(NO3)3 , nước và 8,96 lít NO2 (đktc).Tính khối lượng Fe(NO3)3 thu được sau phản ứng. - 10 -
10. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 2. Dạng toán thừa thiếu a1. Dạng 1: Có 2 chất phản ứng. Đề cho ( khối lượng , thể tích chất khí ) của 2 chất phản ứng.Yêu cầu tính khối lượng hoặc thể tích chất sản phẩm. * Cách giải chung: - Đổi số liệu của đề bài ra số mol. - Viết PTHH - Xác định lượng chất nào phản ứng hết,chất nào còn dư bằng cách Lập tỉ số: Số mol chất A đề cho > Tỉ số nào lớn hơn => chất đó dư ;tỉ số nào nhỏ hơn => chất đó phản ứng hết. - Dựa vào phương trình hóa học, tìm số mol của các chất sản phẩm theo chất phản ứng hết. - Đổi số mol vừa tìm được ra yêu cầu của đề bài: ( m = n.M hoặc V = n.22,4 ) b1 . Ví dụ: Đốt cháy 5,4 g Al trong bình chứa 6,72 lít O2 (đktc). Tính khối lượng của Al2O3 thu được sau phản ứng. Giải: Số mol của Al và O là: n 5, 4 2 nAl 0, 2 mol M 27 V 6, 72 nO 0, 3 mol 2 22, 4 22, 4 PTHH : 4Al + 3O2 → 2Al2O3 (1) PT: 4 mol 3 mol 2 mol ĐB: 0,2 mol 0,3 mol Theo (1) kết hợp với đề bài ta có tỉ số: nAl 0, 2 0, 3 nO 2 => Al phản ứng hết ; O còn dư. 2 4 4 3 3 1 Theo (1) n n 0,1 mol Al2O3 2 Al m n.M 0,1.102 10, 2 g Al2 O 3 * Bài tập Bài 1: Đốt cháy 5,4 g Al trong bình chứa 7,84 lít khí O2 (đktc) ,sau phản ứng thu được Nhôm oxit.Tính khối lượng Nhôm oxit. Bài 2: Đốt cháy 12,4 g P trong bình chứa 13,44 lít O2 (đktc) sau phản ứng thu được Đi photpho pentaoxit. a. Phot pho hay Oxi,chất nào còn dư ,dư bao nhiêu gam. b. Tính khối lượng của Đi photpho penta oxit. Bài 3: Cho 8,1 g Al vào dung dịch có chứa 29,4 g H2SO4 ,Sau phản ứng thu được Al2(SO4)3 và khí H2. a.Viết PTHH xảy ra. - 11 -
11. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 b. Tính khối lượng của Al2(SO4)3 thu được c. Tính thể tích của H2 (ở đktc) Bài 4: Cho 15 g CaCO3 vào dung dịch có chứa 7,3 g HCl sau phản ứng thấy có V lít khí thoát ra.Tính V ( ở đktc). a2 . Dạng 2: Hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp muối tác dụng với axit => Chứng minh axit dư hoặc hỗn hợp dư. - Cách giải: Giả sử hỗn hợp chỉ có một kim loại hoặc muối có M nhỏ,để khi chia khối lượng hỗn hợp 2 kim loại hoặc 2 muối cho M nhỏ ta được số mol lớn,rồi so sánh với số mol của axit để xem axit còn dư hay hỗn hợp còn dư. mhh nhỗn hợp 2 kim loại hoặc muối 24 ( x+ y ) => 3,78/24 = 0,16 > x + y (*) Theo (1) và (2) kết hợp với đề bài ta có: nHCl = 3x + 2y 3x + 2y nHCl phản ứng = 3x + 2y Lượng hỗn hợp tan hết, axit còn dư. b. Tính khối lượng của Mg và Al trong hỗn hợp ban đầu Số mol của H sinh ra là: 4, 2368 n 0,195 mol H 2 22, 4 Theo (1) và (2) kết hợp với đề bài ta có hệ phương trình: - 12 -
12. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 27x 24 y 3, 78 3 x y 0,195 2 x 0,1 Giải hệ phương trình trên ta được: y 0, 045 khối lượng của Mg và Al là: mMg = 0,045.24 = 1,08 g mAl = 0,1.27 = 2,7 g Ví dụ 2: Hòa tan 7,8 g hỗn hợp gồm Mg và Zn bằng dung dịch H2SO4 , sau phản ứng thu được dung dịch A và 2,24 lít khí H2 (đktc). Chứng minh sau phản ứng kim loại vẫn còn dư. Giải: PTHH : Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 (1) x mol x mol Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 (2) y mol y mol n M g xm o l Đặt n Z n ym o l Theo đề ra ta có : 24x + 65y = 7,8 Nếu x = 0 thì y = 0,12 mol Nếu y = 0 thì x = 0,325 mol Vậy 0,12 kim loại tan chưa hết sau phản ứng vì : x + y = 0,1 < 0,12 . * Bài tập: Bài 1: Cho 3,85 g hỗn hợp Zn và Mg tác dụng với 14,6 g HCl. a. Chứng minh sau phản ứng axit vẫn còn dư. b. Nếu thấy thoát ra 1,68 lít H2 (đktc).Hãy tính thành phần % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Bài 2: Cho 31,8 g hỗn hợp gồm 2 muối MgCO3 và CaCO3 vào dung dịch có chứa 29,2 g HCl. a. Chứng minh sau phản ứng axit vẫn còn dư. b. Tính khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu,khi thấy có 7,84 lít khí CO2 (đktc) thoát ra. Bài 3: Hòa tan 13,2 g hỗn hợp A gồm 2 kim loại có cùng hóa trị bằng dung dịch có chứa 21,9 g HCl.Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 32,7 g hỗn hợp muối khan. a. Chứng minh hỗn hợp A tan không hết. b. Tính thể tích H2 sinh ra ở (đktc) - 13 -
13. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 Bài 4: Cho 3,87 g hỗn hợp A gồm Mg và Al vào dung dịch B chứa 0,25 mol HCl và 0,125 mol H2SO4 ta thu được dung dịch C và 4,368 lít H2 (đktc). a. Chứng minh trong dung dịch vẫn còn dư axit. b. Tính thành phần % của mỗi kim loại trong hỗn hợp A. Bài 5: Hòa tan 7,74 g hỗn hợp 2 kim loại Mg và Al bằng dung dịch có chứa 0,5 mol HCl và 0,19 mol H2SO4 ,sau phản ứng thu được dung dịch A và 8,736 lít H2 (đktc). a. Chứng minh trong dung dịch vẫn còn dư axit. b. Tính khối lượng của mỗi muối trong dung dịch A. Bài 6: Cho 5,6 g hỗn hợp gồm Mg ,Zn , Al Tác dụng với dung dịch có chứa 25,55 g HCl Hỗn hợp kim loại tan hết không ?Vì sao? 3. Hỗn hợp tác dụng với 1 chất. Đề cho ( khối lượng , thể tích chất khí ) của hỗn hợp chất phản ứng với 1 lượng chất phản ứng khác hoặc 1 lượng chất sản phẩm Tìm khối lượng hoặc thể tích hay thành phần % hay khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu hoặc sản phẩm. * Cách giải chung: - Đổi số liệu của đề bài ra số mol.(Nếu có) - Viết PTHH - Đặt số mol của mỗi chất cần tìm trong hỗn hợp là x,y.Dựa vào PTHH lập mối quan hệ số mol của chất có liên quan. - Lập hệ phương trình toán học,rồi giải để tìm x,y - Đổi x,y vừa tìm được ra yêu cầu của đề bài. * Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 7,8 g hỗn hợp 2 kim loại Al và Mg cần dùng 4,48 lít O2 (đktc),sau phản ứng kết thúc thu được hỗn hợp chất rắn gồm Al2O3 và MgO. a. Tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. b. Tính khối lượng của Al2O3 và MgO thu được sau phản ứng. Giải: Số mol của O là : V 2 4, 48 n 0, 2 mol O2 22, 4 22, 4 PTHH: 4Al + 3O2 → 2Al2O3 (1) x mol ¾ x mol ½ x mol 2Mg + O2 → 2MgO (2) y mol ½ y mol y mol a. Tính khối lượng của Al và Mg trong hỗn hợp ban đầu. Đặt nAl = x mol ; nMg = y mol Theo đề ra ta có phương trình: - 14 -
14. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 mAl mMg 27x 24 y 7,8 (*) Theo (1) và (2) kết hợp với đề bài ta có : 3 1 n x y 0, 2 ( ) O2 4 2 Từ (*) và ( ) ta có hệ phương trình: 27x 24 y 7,8 3 1 x y 0, 2 4 2 x 0, 2 Giải hệ trên ta được: y 0,1 Khối lượng của Al và Mg là : mAl = n.M = 0,2 .27 = 5,4 g mMg = n.M = 0,1 .24 = 2,4 g b. Tính khối lượng của Al2O3 và MgO là: 1 Theo (1) → n n 0,1 mol Al2O3 2 Al → m n.M 0,1.102 10, 2 g Al2 O3 Theo (2) → nMgO nMg 0,1 mol → mMgO n.M 0,1.40 4 g Ví dụ 2: Để đốt cháy hết 6,72 lít hỗn hợp khí CH4 và C2H6 cần dùng 24 gam O2 , sau phản ứng thu được CO2 và H2O. a. Tính khối lượng của mỗi khí trong hỗn hợp ban đầu. b. Tính thể tích khí CO2 thu được sau phản ứng. Biết các thể tích khí đều đo ở đktc. Giải. Số mol của hỗn hợp khí và O là : 6, 72 2 n 0, 3 mol hhk 22, 4 24 n 0, 75 mol O2 32 PTHH: CH4 + 2O2 →CO 2 + 2H2O (1) x mol 2x mol x mol 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O (2) y mol 7 y mol 2y mol 2 - 15 -
15. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 a. Tính khối lượng của CH4 và C2H6 trong hỗn hợp ban đầu là: n C H 4 xmol Đặt : nC H ymol 2 6 Theo đề ra ta có phương trình: nhhk= x + y = 0,3 (*) Theo (1) và (2) kết hợp với đề bài ta có: 7 n 2x + y = 0,75 ( ) O2 2 Từ (*) và ( ) ta có hệ phương trình: x y 0 , 3 7 2 x y 0 , 7 5 2 x 0, 2 Giải hệ trên ta được: y 0,1 khối lượng của CH4 và C2H6 trong hỗn hợp ban đầu là: m n.M 0, 2.16 3, 2 gam CH4 m n.M 0,1.30 3 gam C 2H 6 b. Tính thể tích của CO2 thu được . Theo (1) và (2) => n x 2y 0, 4 mol  CO2 => V 0, 4.22, 4 8, 96 lít CO2 * Bài tập. Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 15,6 g hỗn hợp gồm Mg và Al bằng dung dịch H2SO4 ,sau phản ứng thu được 92,4 g hỗn hợp muối. a. Tính thành phần % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. b. Tính thể tích H2 sinh ra ở (đktc) bằng 2 cách. Bài 2: Cho 44,7 g một hỗn hợp gồm CaCO3 và BaCO3 vào dung dịch HCl lấy dư ,sau phản ứng thu được 48,55 g hỗn hợp muối và V lít CO2 (đktc). a. Tính khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. b. Tính V. Bài 3: Cho 34,75 g hỗn hợp 2 muối gồm BaCO3 và MgSO3 vào dung dịch HCl lấy dư ,sau phản ứng thu được hỗn hợp khí C có tỉ khối hơi so với hiđrô bằng 24,5. a. Viết PTHH xảy ra. b. Tính khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. Bài 4: Chia hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 làm 2 phần bằng nhau: Phần 1: Cho H2 đi qua phần 1 nung nóng thì thu được 11,2 g Fe. Phần 2: Ngâm trong HCl dư ,sau phản ứng thu được 2,24 lít H2(đktc).Tính thành phần % của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. Bài 5: Cho hỗn hợp X có thành phần khối lượng như sau:%MgSO4 = %Na2SO4 = 40% ,phần còn lại là của MgCl2.Hòa tan a g hỗn hợp X vào nước được dung dịch Y,Thêm tiếp dung dịch Ba(OH)2 vào Y cho đến dư thì thu được (a + 17,962) gam kết tủa T. a. Tìm giá trị a - 16 -
16. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 b. Nung T ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được b gam chất rắn Z.Tìm b. Bài 6: Hoà tan hết 7,74 gam hỗn hợp hai kim loại magie và nhôm bằng dung dịch có chứa 0,5 mol HCl và 0,14 mol H2SO4 thu được dung dịch A và 8,736 lít khí hiđro đo ở điều kiện tiêu chuẩn.Tính khối lượng muối khan thu được. 4. Xác định công thức hóa học theo phương trình hóa học. a1 . Dạng 1: Biết hóa trị của nguyên tố. - Cách giải: + Đặt công thức chất cần tìm ở dạng chung. + Gọi x là số mol, M là NTK của nguyên tố cần tìm. + Viết phương trình hóa học,đặt số mol x vào phương trình và tính số mol của chất đã cho theo x và M. + Lập PT hoặc hệ phương trình toán học,giải PT hoặc hệ phương trình toán học để tìm khối lượng mol (M) của chất cần tìm => NTK => dựa vào bảng toàn hoàn xác định nguyên tố. b1. Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 7,2 g một kim loại hóa trị II bằng dung dịch HCl dư ,thu được 6,72 lít H2 (đktc) .Xác định tên kim loại. Giải: Số mol của H2 thu được là : 6, 72 n 0, 3 mol H2 22, 4 Đặt M là kim loại hóa trị II đã dùng: PTHH : M + 2HCl→ MCl 2 + H2 (1) 0,3 mol 0,3 mol Theo (1) => n = n = 0,3 mol M H2 7, 2 => M 24 M 0, 3 Vậy kim loại có hóa trị II là Mg = 24. Ví dụ 2: Cho 2 g hỗn hợp gồm Fe và kim loại hóa trị II vào dung dịch HCl dư thì thu được 1,12 lít H2 (đktc). Mặt khác,Nếu hòa tan 4,8 g kim loại hóa trị II đó cần chưa đến 18,25 g HCl.Xác đinh tên kim loại. Giải Gọi M là nguyên tử khối và cũng là kí hiệu của kim loại hóa trị II. PTHH: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) x mol x mol M + 2HCl → MCl2 + H2 (2) y mol y mol - 17 -
17. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 n F e xm o l Đặt : n M ym o l Theo đề ra ta có: 56x + My = 2 (*) Theo (1) và (2) kết hợp với đề bài ta có: 1,12 n x y 0, 05 mol ( ) H2 22, 4 0,8 Từ (*) và ( ) ta có : y 56 M 0,8 Vì 0 M M > 19,2 (4*) M 36, 5 Từ (3*) và (4*) => 19,2 < M < 40 . Vì M là kim loại có hóa trị II ,Nên chỉ có Mg = 24 là phù hợp. *Bài tập: Bài 1: Hòa tan 24g một oxit kim loại hóa trị II cần dùng 29,4 g H2SO4 .Xác định công thức của oxit. Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 8,1 g một kim loại hóa trị III bằng dung dịch H2SO4 sau phản ứng thấy có 10,08 lít khí H2 thoát ra (đktc).Xác định tên kim loại. Bài 3: Cho 4g Fe và một kim loại hóa trị II vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 2,24 lít H2 (đktc).Nếu cho 1,2 g kim loại hóa trị II đó phản ứng với O2 thì cần chưa đến 0,7 lít O2 (đktc). a. Xác định kim loại hóa trị II. b. Tính thành phần % của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R có hóa trị II vào dung dịch HCl dư thu được 8,96 lít khí H 2 ở đktc. Mặt khác khi hòa tan hoàn toàn 9,2 gam kim loại R trong dung dịch HCl có chứa 1mol HCl thu được dung dịch B, cho quỳ tím vào dung dịch B thấy quỳ tím chuyển thành màu đỏ. a. Xác định kim loại R b. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A - 18 -
18. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 a2. Dạng 2 : Không biết hóa trị của nguyên tố. - Cách giải: + Đặt công thức chất cần tìm ở dạng chung. + Gọi n là hóa trị , x là số mol, M là NTK của nguyên tố cần tìm. + Viết phương trình hóa học,đặt số mol x vào phương trình và tính số mol của chất đã cho theo x và M. + Lập PT hoặc hệ phương trình toán học,biện luận giá trị để tìm khối lượng mol (M) theo hóa trị (n) của nguyên tố cần tìm ( 1 ≤ n ≤ 4 ) => NTK hoặc PTK => dựa vào bảng toàn hoàn xác định nguyên tố => Công thức của hợp chất. b2. Ví dụ 1: Cho 7,2 g một kim loại chưa rõ hóa trị phản ứng hoàn toàn với 21,9 g HCl. Xác định tên kim loại. Giải. Đặt M là kim loại có hóa trị n , M cũng là nguyên tử khối của kim loại M. PTHH : 2M + 2nHCl→ 2MCl n + nH2 ( 1 ) 0, 6 mol 0,6 mol n 1 0, 6 Theo (1) => nM = .n = mol n HCl n 7, 2 => M = 12n . 0, 6 n Vì n là hóa trị của kim loại nên chỉ nhận các giá trị 1,2,3,4 . Ta xét bảng sau: n 1 2 3 4 M 12 24 36 48 Loại Mg Loại Loại Từ bảng trên ta thấy chỉ có Mg = 24 có hóa trị II là phù hợp. Ví dụ 2: Để khử 6,4 g một oxit kim loại cần dùng 2,688 lít H2 (đktc).Nếu lấy lượng kim loại thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư thì giải phóng 1,792 lít H2 (đktc) . Tìm tên kim loại. Giải. Theo lý thuyết số mol H2 dùng để khử oxit của kim loại phải bằng số mol của H2 sinh ra khi cho lượng kim loại đó tác dùng với dung dịch axit khi hóa trị của kim loại không thay đổi( hóa trị của kim loại trong oxit và trong muối như nhau). Theo đề ra ta có : 2, 688 n 0,12 mol ( dùng để khử oxit kim loại) H 2 22, 4 - 19 -
19. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 1, 792 n 0, 08 mol ( Sinh ra khi cho kim loại tác dụng với dd axit) H 2 22, 4 Như vậy,hóa trị của kim loại có thay đổi do số mol H2 khác nhau ở 2 phản ứng. Gọi M là kim loại cần tìm, n là hóa trị của M trong oxit, m là hóa trị của M trong muối. o PTHH : M O + nH t 2M + nH O (1) 2 n 2 2 0,12 mol to 2M + 2mHCl   2MClm + mH2 (2) 0,08 mol Từ (1) và (2) ta có tỉ lệ : nmolH 0,12 3 2 .=> n = 3 ; m = 2 . mmolH 2 0, 08 2 Thay n = 3 vào phương trình (1) tao được: M O + 3H t 2M + 3H O (3) 2 3 2 2 0,04 mol 0,12 mol 1 Theo (3) => n n 0, 04 mol. M 2O 3 3 H2 => khối lượng mol của M2O3 là : 6, 4 M 160 M 2O 3 0, 04 => 2M + 48 = 160 => M = 56 Vậy kim loại cần tìm là Fe = 56. * Bài tập: Bài 1: Cho 3,06 g MxOy của kim loại M có hóa trị không đổi ( hóa trị từ 1 đến 3) vào HNO3 dư thì thu được 5,22 g muối.Xác định công thức của MxOy. Bài 2: Hòa tan a gam một oxit sắt cần dùng 0,45 mol HCl,còn nếu khử toàn bộ cũng khối lượng oxit sắt nói trên bằng CO nung nóng,dư thì thu được 8,4 g Fe.Tìm công thức của oxit sắt. Bài 3: Khử hoàn toàn 23,2g một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình 0,25 mol Ba(OH)2 thấy tạo ra 19,7g kết tủa. Nếu cho lượng kim loại sinh ra hòa tan hết vào dung dịch HCl dư thì thu được 6,72 lít khí (đktc). Xác định oxit kim loại đó. Bài 4: Khử hoàn toàn 32 g một oxit kim loại M cần dùng tới 13,44 lít H2 (đktc).Cho toàn bộ kim loại thu được tác dụng với dung dịch HCl dư thì thu được 8,96 lít H2 (đktc) Xác định kim loại M và công thức hóa học của Oxit. - 20 -
20. Giáo viên : HHG Giáo án ôn học sinh giỏi hóa 8 5 . Giải bài toán dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố . * Phương pháp: Giải bài toán dựa vào quan hệ về số mol. - Biết số mol nguyên tố => số mol của chất chứa nguyên tố đó và ngược lại. n VD: Al (SO ) 0,3mol => nAl = 2.0,3 = 0,6 mol 2 4 3 => nS = 3.0,3 = 0,9 mol => nO = 12.0,3 = 3,6 mol - Định luật : nX ( Trước phản ứng ) = nX ( sau phản ứng ) - Dấu hiệu: Đề cho số liệu số mol hoặc thể tích ( trực tiếp hoặc gián tiếp ) * Phân loại: - Dạng 1: Từ nhiều chất một chất chứa nguyên tố đang xét VD: Hỗn hợp kim loại / oxit / hiđrôxit Axit Muối dd bazơ Bazơ to Oxit => Nguyên tố kim loại được bảo toàn. - Dạng 2: Từ 1 chất hỗn hợp nhiều sản phẩm chứa nguyên tố đang xét 2 VD: ( CO2 , SO2 ) + dd kiềm không dư XO3 3 ( X : C,S ) HXO => Bảo toàn nguyên tố : X (S,C) n n => X(XO ) 2 n => nXO n 2 n 2 X (XO3 ) X(HXO3 ) 2 XO3 HXO3 - Dạng 3: Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại bằng (CO hoặc H2) chỉ khử được những oxit của kim loại yếu hơn Al. Sơ đồ: oxit kim loại + (CO , H ) t0 Chất rắn + hỗn hợp khí (CO,H ,CO ,H O) 2 2 2 2 Bản chất là các phản ứng: CO + [ O ]→ CO 2 H2 + [ O ]→ H 2O => n = n = n => m = m – m . O CO2 H 2O chất rắn Oxit O * Ví dụ 1: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2. Mặt khác hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H 2SO4 đặc thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) ở điều kiện tiêu chuẩn.Tính thể tích SO2. Giải PT: FeO + H2  Fe + H2O Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H3O Thực chất phản ứng khử các oxit trên là H2 + O( Oxit)  H 2O 0,05 0,05 mol Đặt số mol hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 lần lượt là x, y, z. Ta có: nO = x + 4y + 3z = 0,05 mol (1) - 21 -