Thứ năm, 28/03/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 12 Hóa học Bài tập Phương pháp bảo toàn nguyên tố cực hay có giải chi tiết

Bài tập Phương pháp bảo toàn nguyên tố cực hay có giải chi tiết

Bài tập Phương pháp bảo toàn nguyên tố cực hay có giải chi tiết (P1)

  • 3727 lượt thi

  • 10 câu hỏi

  • 40 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Từ 6,2 gam photpho điều chế được bao nhiêu lít dung dịch H3PO4 2M (hiệu suất toàn bộ quá trình phản ứng là 80%).

Xem đáp án

Đây là một câu dễ trong đề đại học, đề bài rất ngắn gọn nhưng cần tỉnh táo để tiết kiệm thời gian.

+ Nhận thấy lượng  P ban đầu được bảo toàn thành  P trong HNO3 80% vì hiệu suất cả quá trình điều chế là 80%.

+ Ta có 

 

 

Đáp án B


Câu 2:

Đốt cháy 4,16 gam hỗn hợp Mg và Fe trong khí O2, thu được 5,92 gam hỗn hợp X chỉ gồm các oxit. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 6 gam chất rắn. Mặt khác cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

Xem đáp án

Cách 1: Trước hết ta tóm tắt sơ đồ phản ứng để dễ dàng nắm bắt nội dung của bài toán:

+ Bảo toàn nguyên tố Mg: nMgO = nMg = a mol

 

+ Bảo toàn nguyên tố Fe: 

Bây giờ ta đi tìm a, b.

+ Từ đó ta có hệ: 

+ Bảo toàn khối lượng: mO(X) = 5,92 - 4,16 = 1,76 g

+ Như vậy ta có: mkết ta =mAg + mAgCl , mà đã có được nAgCl, nên công việc của ta là đi tính khối lượng Ag.

Để tính được Ag, ta cần phải xác định được các trạng thái số oxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa là Mg, Fe, O và Ag, dựa vào sơ đồ phản ứng ở trên ta dễ dàng tính được mAg.

+ Bảo toàn electron ta có các quá trình

+ Do đó 2nMg + 3nFe = 2nO(X) + nAg

2.0,01+ 3.0,07 = 2.0,11+nAg nAg =0,01 mol

Suy ra mkết tủa = mAg +mAgCl =0,01.108 + 0,22.143,5 = 32,65 g

Cách 2: Ta sẽ không cần tìm a, b như trên, thay vào đó ta sẽ sử dụng giả thiết hỗn hợp X chỉ gồm các oxit  :

+ Nung Z trong không khí được 6 gam chất rắn là Fe2O3.

+ Bảo toàn khối lượng: mO(X) = 5,92 - 4,16 = 1,76 g

+ Bảo toàn nguyên tố:

+ Tương tự như trên ta cần phải tính được nAg, dễ thấy 6 g rắn khi nung Z > mX(5,92)

Trong X phải có FeO, vì hỗn hợp X chỉ gồm các oxit nên ta coi X chỉ gồm 2 oxit là FeO và Fe2O3.

 

Do đó khối lượng O dùng để oxi hóa Fe2+ trong X thành Fe3+ là:

+ Như vậy bảo toàn electron, thì số mol:

+ Nên nAg = nFe2+ = 2nO = 2.0,005 = 0,01 mol

 

m = mAg +mAgCl =0,01.108 + 0,22.143,5 = 32,65 g

Đáp án A

 


Câu 3:

Một hỗn hợp A gồm anđehit acrylic và một anđehit no, đơn chức X. Đốt cháy hoàn toàn 3,44 gam hỗn hợp trên cần vừa hết 4,592 lít khí oxi (đktc). Cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 17 gam kết tủa. Công thức cấu tạo của X là:

Xem đáp án

Trước hết ta tính được tất cả những gì có thể tính được ngay:

+ Dễ thấy vì dung dịch Ca(OH)2 là dùng dư nên có ngay 

 

+ Quan sát dữ kiện đề cho, vì đề cho đốt cháy A cần vừa hết 4,592 lít oxi. Đây chính là dấu hiệu bảo toàn O trong phản ứng đốt cháy, và bảo toàn khối lượng của phản ứng:

 

+ Vì hỗn hợp A gồm 2 anđehit đều đơn chức nên có dạng RCHO, do đó nA = nO(trong a)

+ Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O, ta được:

nO(trongA)=2.0,17 + 0,14 - 0,205.2 = 0,07 mol nA =0,07mol.

+ Do đó khối lượng trung bình của hỗn hợp anđehit là

 

Vì anđehit acrylic CH2 = CH - CHO có phân tử khối là 56 nên suy ra được X < 49,14 loại ngay đáp án CD.

+ Vì X là anđehit no đơn chức nên có dạng CnH2nO  

Vì anđehit acrylic là anđehit có một nối đôi, đơn chức có công thức là C3H4O

⇒ 

Vậy 

Suy ra số mol của anđehit X là: 

+ Gọi X là khối lượng phân tử của anđehit X thì:mA = 56.0,03 + 0,04.X = 3,44 => X = 44  X là CH3CHO.

Đáp án B


Câu 4:

Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít (đktc) CO2 vào 100ml dung dịch gồm K2CO3 0,2 M và KOH x mol/lít. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được 11,82 gam kết tủa. Giá trị X là:

Xem đáp án

Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được 11,82 gam kết tủa, đó là BaCO3.

Ta có: 

Ta đặt: số mol KOH là: nKOH = 0,1x mol, dd Y chứa KHCO3 = y mol

Nhận thấy ở đây, nếu ta dùng bảo toàn các nguyên tố trước và sau phản ứng thì ta sẽ có các mối liên hệ giữa x và y:

Bảo toàn nguyên tố C ta có: 

Hay 0,1 + 0,02 = 0,06 +y y = 0,06 mol

 

   Bảo toàn nguyên tố K ta được:

hay 2.0,22+0,1x = 2.0.06+y => x = 1,4

Đáp án B

 


Câu 5:

Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M vào 0,4 lít dụng dịch X gồm Na2CO3 và KHCO3 thu được 1,008 lít CO2 (đktc) và dung dịch Y. Thêm dụng dịch Ba(OH)2 dư vào dưng dịch Y thu được 29,55 gam kết tủa. Nồng độ mol/lít của Na2CO3 và KHCO3 trong dung dịch X lần lượt là:

Xem đáp án

+ Tính các giá trị đã biết: 

+ Với bài toán tổng hợp như này, thì ta phải viết các phương trình cụ thể cho dễ quan sát:

(1) H+ + CO3-  HCO3-

(2) H+ + HCO3-  CO2 +H2O.

Vì thu được khí CO2 nên có xảy ra phản ứng (2) CO32-  đã phản ứng hết với H+.

+ Từ  

+ Vì khi thêm dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch Y thu được kết tủa nên trong Y phải có muối HCO3-

Như vậy suy ra ngay HCl đã phản ứng hết

Do đó từ (1) và (2) ta suy ra

 

Loại ngay các đáp án A B.

Việc cần thực hiện bây giờ là đi tính nồng độ của KHCO3 trong dung dịch X:

Vậy dung dịch Y chỉ chứa các ion K+, Na+, HCO3- và Cl-.

+ Khi thêm dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thì:

 

Sau đó thì

  

+ Do đó 29,55 gam kết tủa là BaCO3

Ta sử dụng Bảo toàn nguyên tố C, toàn bộ C trong dung dịch Y chuyển hóa hết về trong kết tủa (vì thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào): 

+ Lại áp dụng bảo toàn nguyên tốC ta được:

 

Hay 

Đáp án D


Câu 6:

Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và m gam hai oxit sắt trong khí trơ, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X và dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất không tan Z và 0,672 lít khí H2 (đktc). Sục khí CO2 dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa. Cho Z tan hết và dung dịch H2SO4, thu được dung dịch chứa 15,6 gam muối sunfat và 2,464 lít khí SO2 (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất của H2SO4). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là:

Xem đáp án

 

Đây là một câu khá khó trong đề thi chính thức của BGD, khó ở chỗ đề khá dài và nhiều phản ứng nối tiếp nhau.Tuy nhiên nếu bình tĩnh thì các bạn sẽ dễ dàng giải được bài toán này.

+ Tính các dữ liệu đã biết:

+ Sục khí CO2 dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa, đó chính là Al(OH)3: 

+ Thật cẩn thận và bình tĩnh để phân tích từng chi tiết của bài toán:

Cho X và NaOH dư, thu được H2  Al dư, đồng nghĩa với việc oxit sắt là phản ứng hết.

Vậy X gồm A12O3Al dư và Fe. Chất không tan Z là Fe.

 

+ Khi đã xác định được các chất X, Y, Z rồi thì chúng ta sẽ hệ thống và tóm tắt lại bài toán:

 

+ Sau khi đã tóm gọn được các dự liệu của bài toán, ta tiếp tục khai thác:

 

Từ  mol Al dư

Có thể viết ra phương trình 2A1 + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2

+ Vì tất cả Al đều đi vào kết tủa dưới dạng Al(OH)3 nên áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Al ta được: 

 nAl phản ứng = 0,1 - 0,02 = 0,08 mol nAl2O3 = 0,04 mol

Vì oxit sắt phản ứng hết, Al dư nên lượng O có trong oxit sắt đã cùng với Al phản ứng đi hết vào trong Al2O3, do đó ta suy ra được

 

+ Vì đề bài chỉ hỏi m là khối lượng của oxit sắt (bao gồm sắt và oxi), ta đã tính được số mol oxi rồi nên bây giờ ta chỉ cần tìm khối lượng của sắt trong oxit, chú ý là toàn bộ lượng sắt trong oxit đều chuyển về Fe đơn chất (Z) nên ta sẽ khai thác ý sai của đề bài:

+ Ở đây có 2 cách giải để tìm số mol Fe:

 

Cách 1: Ta không thể biết được 15,6 gam muối sunfat đó là muối sắt II hay sắt III nên hướng giải tự nhiên là ta đặt ẩn phụ để giải:

Đặt

Chú ý là ta đã áp dụng phương pháp bảo toàn số mol electron:

Do đó tổng số mol Fe là nFe = 2a + b = 0,09 mol

 

Vậy m = mFe +mO =0,09.56 + 0,12.16 = 6,96 gam.

Cách 2: Ta chỉ cần tìm số mol Fe nên có thể dùng ngay công thức giải nhanh sau:

Mà 15,6 gam muối sunfat bao gồm ion những ion gì của sắt và định lượng của những ion này như thế nào ta không cần quan tâm:

Do đó: m = mFe + mO = 5,04 + 0,12.16 = 6,96 gam

Đáp án D


Câu 7:

Cho hỗn hợp khí A gồm 4 hidrocacbon thuộc các dãy dãy đồng đẳng khác nhau A1 A2, A3, A4 và hỗn hợp khí B gồm O2 và O3 có tỉ khối so với He bằng 9,5. Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích VA : VB = 1,5 :3,2 rồi đốt cháy hỗn hợp thu được, sau phản ứng chỉ có CO2 và H2O với tỉ lệ thể tích tương ứng là 1,3 :1,2. Tỉ khối của hỗn hợp khí A so với He là:

Xem đáp án

Với bài toán cho tỉ lệ thể tích, số mol như vậy thì đầu tiên ta sẽ dùng phương pháp tự chọn lượng chất để giải cho đơn giản:

+ Chọn nA =1,5 mol; nB = 3,2 mol

-------------\\\\\\\\\\\O2 : 32                                                           48 – 38 =10

                                 = 9,5.4 = 38

 

O3 : 48                                                           38 – 32 = 6

Ta có: 

+ Thấy ngay dấu hiệu bảo toàn nguyên tố O:

Ta có hệ phuơng trình sau:

 

+ Bảo toàn khối luợng kết hợp bảo toàn nguyên tố C, H ta có:

Đáp án A


Câu 8:

Trong một bình kín chứa 3,5 mol hỗn hợp gồm H2, một amin đơn chức và 4 mol O2. Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp. Thu được 1 mol CO2; 0,5 mol N2; 0,5 mol O2a mol H2O. Công thức phân tử của amin là:

Xem đáp án

Quan sát thấy nhiều chất chứa O nên rất tự nhiên ta dùng bảo toàn nguyên tố O

Vì ta đang tìm amin đơn chức nên

namin = nN = 2.0,5 = 1 mol

Áp dụng định luật bảo toàn H ta được:

 

Ta có tỉ lệ sau:

 

 

Do đó công thức của amin là CH5N .

Đáp án A


Câu 9:

Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe3O4 và FeS2 trong 63 gam dung dịch HNOthu được 1,568 lít khí NO2 duy nhất (đktc). Dung dịch thu được tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì thu được 9,76 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của dung dịch HNO3 ban đầu là:

Xem đáp án

+ Tính được những gì có thể tính được

+ Với bài toán gồm nhiều giai đoạn liên tiếp nhau như thế này ta nên tóm tắt lại bài toán:

Bây giờ ta phải thiết lập được mối quan hệ giữa a và b với hi vọng là tìm được a và b rồi sau đó áp dụng các định luật bảo toàn như khối lượng, nguyên tố, electron ....

+ Bảo toàn nguyên tố Fe: 3a + b = nFe = 2.0,061 = 0,122

+ Bảo toàn sốmol electron trao đổi: a + 15b = 0,07.1 ( Chú ý FeS2→Fe3+ + 2S+6 + 15e)

Giải được a = 0,04; b = 0,002.

+ Tiếp tục sử dụng bảo toàn nguyên tố S:

 

+ Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn và vừa đủ nên sau khi phản ứng với dung dịch NaOH ta chỉ thu được 2 muối là Na2SO4 và NaNO3.

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Na:

+ Cuối cùng dựa vào sơ đồ tóm tắt, ta sẽ dùng bảo toàn nguyên tố N

=>

Đáp án D


Câu 10:

Hỗn hợp X gồm C3H6, C4H10, C2H2 và H2. Cho m gam X vào bình kín có chứa một ít Ni làm xúc tác. Nung bình được hỗn hp Y. Đốt cháy hoàn toàn Y cần V lít O2 (đktc), sản phẩm hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong dư thu được dung dịch có khối lượng giảm 21,45 gam. Nếu Y đi qua bình đựng lượng dư dung dịch brom trong CCl4 thì có 24 gam brom phản ứng. Mặt khác, 11,2 lít hỗn hợp X đi qua bình đựng dung dịch brom dư trong CCl4 thấy có 64 gam brom phản ứng. Tìm V

Xem đáp án

Theo giả thiết, Y phản ứng được với dung dịch brom trong CC14. Do đó trong Y còn hidrocacbon không no và H2 phản ứng hết.

Ta có sơ đồ sau:

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho C ta có:

 

Có 0,5 mol X

 

phản ứng vừa đủ với 0,4 mol Br2

Trong đó k là tỉ lệ giữa hỗn hợp X cho tác dụng với dung dịch brom và hỗn hợp X đem đốt cháy.

Ta có:  

Nhân 2 vế của (1) với 4 rồi trừ đi (3) ta được:

 4(a + 2c - d) - (a - 4b + 6c - 4d) = 4.0,15 - 0 <=> 3a + 4b + 2c = 0,6

Kết hợp với (2) có 

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho nguyên tố C ta có: 

Khi đó khối lượng dung dịch giảm là: 

 

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho O, ta có:

 

Vậy V = 0,9375.22,4 = 21 (lít)

Đáp án C

 


Bắt đầu thi ngay