BÀI TOÁN CO2 và H2O_01

Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625











Convert by TVDT - 1 -

PHƢƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ
VD1 :
Cho chuỗi phản ứng nhƣ sau :
Fe → Fe
3
O
4
→ Fe
2
O
3
→ Fe
2
(SO

4
)
3
→ Fe(NO
3
)
3
→ Fe(OH)
3
→ Fe
2
O
3
→ Fe
3
O
4

Viết các phương trình phản ứng xảy ra . Và tính số mol của các nguyên tố trong hợp chất . Đưa ra nhận
xét
VD2 :Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol Fe ; 0,2 mol FeO , O,2 mol Fe
2
O
3
và 0,1 mol Fe
3
O
4
tác dụng hoàn toàn
với dung dịch H

2
SO
4
đặc nóng . Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính khối lượng muối thu được
.

Bài toán này nếu các em giải bình thường sẽ phải viết rất nhiều phương trình
Nếu dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố :
Số mol Fe có ở trong FeO = 0,2 ; Fe
2
O
3
= 0,4 ; Fe
3
O
4
= 0,3 mol , Fe ban đầu 0,1
→
Tổng số mol Fe là : 0,2 + 0,4 + 0,3 + 0,1 = 1 mol
(Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 ) + H2SO4 → Fe
2
(SO
4
)
3
+ SO2 + H2O
1 mol 0,5 mol (Bảo toàn nguyên tố Fe )
→
Khối lượng của muối là : 0,5.400 = 200 gam

Câu 1:Cho 1,6 gam bột Fe
2
O
3
tác dụng với axit dư HCl .Khối lượng muối trong dung dịch sau phản ứng
là ?

0,1 mol Fe2O3 có 0,2 mol Fe → FeCl
3

0,2 0,2
→
Khối lượng muối
Câu 2 :Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm Fe , FeO , Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
trong dung dịch HNO
3
loãng nóng dư
thu được 4,48 lít khí NO duy nhất ở đktc và 96,8 gam muối Fe(NO
3
)
3
đã phản ứng . Tính số mol HNO
3

Đs : 1,4 mol
( Fe , FeO , Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
) + HNO
3
→ Fe(NO
3
)
3
+ NO + H
2
O
0,4 0,2
Số mol muối : Fe(NO3)3 = 0,4 mol → Số mol N là : 3.0,4 = 1,2 mol
Số mol N : 4,48/22,4 = 0,2 mol
→ Tỏng số mol N ở vế phải : 1,2 + 0,2 = 1,4
→
Số mol N vế trái = 1,4
→
Số mol HNO3 = 1,4 mol

Câu hỏi phụ : Tính m H
2

O tạo thành , m ôxit ban đầu .
Câu 3 :Hỗn hợp X gồm một ôxit của sắt có khối lượng 2,6 gam . Cho khí CO dư đi qua X nung nóng , khí
đi ra hấp thụ vào dung dịch nước vôi trong dư thì thu được 10 gam kết tủa . Tính tổng khối lượng của Fe
có trong X là ?
ĐS : 1 gam .

(Fe , Fe
x
O
y
) + CO → Fe + CO
2

2,6 gam
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
+ H
2
O
0,1 0,1 (tính được từ 10 gam kết tủa )
→
Số mol CO = CO
2
= 0,2 (Bảo toàn C )
→
Số mol O có trong Fe

x
O
y
+ O trong CO = O trong CO
2



Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625











Convert by TVDT - 2 -
→
n O (FexOy ) = 0,1.2 – 0,1.1 = 0,1 → Khối lượng của O = 1.16 = 1,6
→
m Fe = 2,6 – 1,6 = 1 gam

Câu 4 :Hoà tan hoàn toàn m gam Fe trong dung dịch HCl thu được x gam muối clorua . Nếu hoà tan hoàn
toàn m gam Fe trong dung dịch HNO
3

loãng dư thì thu được y gam muối nitrat . Khối lượng 2 muối chênh
lệch nhau 23 gam . Gía trị của m là ?

Fe + HCl → FeCl
2

a a
Fe + HNO3 → Fe(NO
3
)
3

a a
→ Khối lượng FeCl2 = x = 127a
→ Khối lượng Fe(NO3)3 = y = 242a
y – x = 23 → 242a – 127a = 115a = 23 → a = 0,2
m
Fe
= 0,2.56 = 11,2 gam

Câu 5 :Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS
2
và a mol Cu
2
S vào axit HNO
3
vừa đủ thu được
dung dịch X chỉ chứa hai muối sunfat và khí duy nhất NO . Gía trị của a là ?
ĐS : a = 0,06 mol
Dùng phơng pháp bảo toàn nguyên tố :

FeS
2


Fe
2
(SO
4
)
3
(1)
0,12 0,06 (Bảo toàn nguyên tố Fe )
Cu2S

CuSO
4
(2)
a 2a (Bảo toàn nguyên tố Cu )
Bảo toàn nguyên tố S :
Vế trái :0,24 + a và Vế phải :0,18 + 2a

0,24 + a = 0,18 + 2a

a = 0,06 mol

Chọn đáp án D

Câu 6 :Cho khí CO đi qua ống sứ chứa 16 gam Fe
2
O

3
đun nóng sau phản ứng thu được hỗn hợp rắn X
gồm Fe , FeO , Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
. Hoà tan hoàn toàn X bằng H
2
SO
4
đặc nóng thu được dung dịch Y . Cô cạn
dung dịch Y thu được lương muối khan là bao nhiêu
ĐS : 40
CO + Fe2O3 → (Fe , FeO , Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
) + CO2
(Fe , FeO , Fe
3
O
4

, Fe
2
O
3
) + H
2
SO
4
→ Fe
2
(SO
4
)
3
+ SO
2
+ H
2
O

Như vậy : Fe
2
O
3
→ Fe
2
(SO
4
)
3

0,1 0,1 ( Bào toàn nguyên tố Fe )
Khối lượng Fe
2
(SO
4
)
3
= 400.0,1 = 40
Câu hỏi thêm : Nếu cho biết khí SO
2
thu đuợc là 0,3 mol , Tính n H
2
SO
4
,



Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625

Convert by TVDT - 3 -
Câu 7 :Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 6,4 gam Cu và 5,6 gam Fe bằng dung dịch HNO
3
1M sau phản
ứng thu được dung dịch A và khí NO duy nhất . Cho tiếp dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được
kết tủa B và dung dịch C . Lọc kết tủa B rồi đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thì khối
lượng chất rắn thu được là ?
ĐS : 16

Cu → Cu(NO
3
)
2
→ Cu(OH)
2
→ CuO
0,1 0,1 ( Bảo toàn nguyên tố Cu )
Fe → Fe(NO
3
)
3
→ Fe(OH)
3
→ Fe
2
O
3

0,1 0,05 ( Bảo toàn nguyên tố Fe )

→ Chất rắn là : CuO 0,1 mol ; Fe
2
O
3
0,05 mol
→ Khối lượng : 80.0,1 + 0,05.160 = 16 gam

Câu 8 :Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,4 mol FeO và 0,1 mol Fe
2
O
3
vào dung dịch HNO
3
loãng dư ,
thu được dung dịch A và khí NO duy nhất . Dung dịch A cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được
kết tủa . Lấy toàn bộ kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối
lượng là ?
ĐS : 48 gam

FeO → Fe(NO
3
)
3
→ Fe(OH)
3
→ Fe
2
O

3

0,4 0,2 (bảo toàn Fe )
Fe
2
O
3
→ Fe(NO
3
)
3
→ Fe(OH)
3
→ Fe
2
O
3

0,1 0,1
→
Chất rắn sau khi nung là : Fe
2
O
3
: 0,3 mol → Khối lượng 0,3.16 = 48 gam

Câu 9 :Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe
2
O
3

trong dung dịch HCl thu được 2,24 lít khí
H
2
ở đktc và dung dịch B .Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư lọc lấy kết tủa , nung trong
không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng bằng 24 gam . Tính m ?
Đs : 21.6 gam .

Fe + HCl → H
0,1 0,1
Fe → FeCl
2
→ Fe(OH)
2
→ Fe
2
O
3

0,1 0,05 (bảo toàn Fe )
Fe
2
O
3
→ FeCl
3
→ Fe(OH)
3
→ Fe
2
O

3

a a
→ Theo phương trình số mol Fe
2
O
3
thu được là : 0,05 + a
→
Chất rắn sau khi nung là : Fe
2
O
3
: 24/160 = 0,15 mol → 0,05 + a = 0,15 → a = 0,1

m = 0,1.56 + 0,1.160 = 21,6

Bài tập làm thêm :











Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009

CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625











Convert by TVDT - 4 -


BÀI TOÁN CO
2

Dẫn khí CO
2
vào dung dịch kiềm NaOH , KOH thứ tự xảy ra phản ứng :
CO
2
+ KOH → KHCO
3
KHCO
3
+ KOH → K
2
CO

3
+ H
2
O
Ngoài ra ta có thể viết luôn hai phản ứng :

1---------- CO
2
+ KOH → KHCO
3
(1)

2---------- CO
2
+ 2KOH → K
2
CO
3
(2)

Xét tỉ số mol : k = n
KOH
/ n
CO2

Nếu k ≤ 1 → Chỉ có phản ứng (1) , muối thu được là KHCO
3
(Dư CO
2
)

Nếu 1 < k < 2 → Có cả hai phản ứng , muối thu được là hai muối KHCO
3
, K
2
CO
3
(Sau
phản ứng cả CO
2
và KOH đều hết ).
Nếu k ≥ 2 → Chỉ có phản ứng (2) , muối thu được là muối trung hòa K
2
CO
3
. (dư KOH)


Câu 1:Cho 1,568 lít CO
2
đktc lội chậm qua dung dịch có hòa tan 3,2 gam NaOH . Hãy xác
định khối lượng muối sinh ra ?

n
CO2
= 0,07 mol , n
NaOH
= 0,08 mol → k = 0,08/0,07 = 1,14 > 1 và < 2 → Có cả hai phản
ứng (1) , (2) , hai muối tạo thành và CO
2
, NaOH đều hết .

---------- CO
2
+ NaOH → NaHCO
3
(1)
x x x
---------- CO
2
+ 2NaOH → Na
2
CO
3
(2)
y 2y y

Gọi số mol của khí CO
2
tham gia ở mỗi phản ứng là : x , y
→ Số mol CO
2
phản ứng : x + y = 0,07 , số mol NaOH : x + 2y = 0,08
→ x = 0,06 , y = 0,01 mol
→ Muối thu được : NaHCO
3
: 0,06 mol , Na
2
CO
3
: 0,01 mol
→ Khối lượng muối : 0,06.84 + 0,01.56 = 6,1 gam

Dẫn khí CO
2
vào dung dịch kiềm Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
thứ tự xảy ra phản ứng :
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
↓ + H
2
O (1) CO
2
+ Ca(OH)
2
→ Ca(HCO
3
)
2
(2)
Ngoài ra ta có thể viết luôn hai phản ứng :


1---------- CO
2

+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
↓ + H
2
O (1)

2---------- 2CO
2
+ Ca(OH)
2
→ Ca(HCO
3
)
2


(2)



Ngọc Quang sưu tập và giải Hà nội – 2009
CÁC DẠNG TOÁN HÓA VÔ CƠ Liên hệ :Điện thoại : 0989.850.625

Convert by TVDT - 5 -
Xét tỉ số mol : k = n
CO2 /
n
Ca(OH)2

Nếu k ≤ 1 → Chỉ có phản ứng (1) , muối thu được là CaCO
3
↓ (Dư Ca(OH)
2
)
Nếu 1 < k < 2 → Có cả hai phản ứng , muối thu được là hai muối CaCO
3
↓ , Ca(HCO
3
)
2

(Sau phản ứng cả CO
2
và Ca(OH)
2
đều hết ).
Nếu k ≥ 2 → Chỉ có phản ứng (2) , muối thu được là muối trung hòa Ca(HCO
3

)
2
. (dư CO
2
)


Câu 2 :Cho 8 lít hỗn hợp khí CO và CO
2
trong đó CO
2
chiếm 39,2 % đi qua dung dịch có
chứa 7,4 gam Ca(OH)
2
. Hãy xác định số gam kết tủa thu được sau phản ứng ?

Hỗn hợp khí CO , CO
2
chỉ có CO2 phản ứng với Ca(OH)
2
→ Thể tích khí CO
2
= 8.39,2/100
= 313,6 → n = 0,14 mol . n
Ca(OH)2
= 7,4/74 = 0,1 mol
→ k = 1,4 → Có hai phản ứng .
1---------- CO
2
+ Ca(OH)

2
→ CaCO
3
↓ + H
2
O (1)
x x x
2---------- 2CO
2
+ Ca(OH)
2
→ Ca(HCO
3
)
2


(2)
y y/2
Gọi số mol của CO
2
và Ca(OH)
2
phản ứng là x , y
→ Số mol CO
2
: x + y = 0,14 , số mol Ca(OH)
2
: x + y/2 = 0,1 mol
→ x = 0,06 ; y = 0,08 mol

→ Khối lượng kết tủa là : 0,06.100 = 6 gam

Câu 3 :Cho m gam tinh bột lên men thành ancol etylíc với hiệu suất 81% .Toàn bộ lượng
CO
2
vào dung dịch Ca(OH)
2
thu được 550 gam kết tủa và dung dịch X Đun kĩ dung dịch X
thu thêm đựơc 100 gam kết tủa . Gía trị của m là ?

(C
6
H
10
O
5
)
n
+ n H
2
O → n C
6
H
12
O
6

3,75/n 3,75
Phản ứng lên men : C
6

H
12
O
6
→ 2CO
2
+ 2H
2
O
3,75

---------7,5
Dẫn CO
2
vào dung dịch nước vôi trong mà thu được dung dịch X khi đun nóng X thu được kết tủa chứng tỏ
rằng có Ca(HCO
3
)
2
tạo thành .
Ca(HCO
3
)
2
→ CaCO
3
↓ + CO
2
↑ + H
2

O
1

- ----------------------1 mol
Ca(OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3
↓ + Ca(HCO
3
)
2
+ H
2
O
5,5 1
Bảo toàn nguyên tố C → Số mol CO
2
= 7,5
→ Khối lượng tinh bột : 162.3,75.100/81 = 750

Câu 4 : Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO
2
ở đktc vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)
2
nồng độ a
mol/l , thu được 15,76 gam kết tủa .Gía trị của a là ?

n
CO2
= 0,12 mol , n
BaCO3 ↓
= 0,08 mol
n
CO2
> n
BaCO3
→ Xảy ra 2 phản ứng :
CO2 + Ba(OH)
2
→ BaCO
3
↓ + Ba(HCO
3
)
2
+ H
2
O
0,12 0,08
Bảo toàn nguyên tố C → Số mol của C ở Ba(HCO
3
)
2
là : 0,12 – 0,08 = 0,04 mol
→ Số mol của Ba(HCO
3
)

2
= 0,02 mol