A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Con đường tư duy:
Để làm tốt loại bài tập này các bạn cần vận dụng tốt các Định luật bảo toàn (BTE , BTNT, BTDT, BTKL) . Các bài toán hay cần vận dụng linh hoạt tổng hợp các định luật trên.
Tận dụng triệt để kỹ thuật “Chia để trị”.Thường hay gặp các trường hợp.
\(\begin{gathered}
Fe,FeO,F{e_x}{O_y} \to \left\{ \begin{gathered}
Fe \hfill \\
O \hfill \\
\end{gathered} \right.;Fe,FeS,S,Fe{S_2} \to \left\{ \begin{gathered}
Fe \hfill \\
S \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
Fe,F{e_x}{O_y},Fe{S_x} \to \left\{ \begin{gathered}
Fe \hfill \\
O \hfill \\
S \hfill \\
\end{gathered} \right.;Cu,CuS,S,C{u_2}S \to \left\{ \begin{gathered}
Cu \hfill \\
S \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \)
Chú ý: Nếu đề bài yêu cầu tính toán số liệu liên quan tới H2SO4 các bạn nên BTNT.S
B. BÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1. Có hỗn hợp bột X gồm Al, Fe2O3, Fe3O4 (có cùng số mol). Đem nung 41,9 gam hỗn hợp X trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp Y. Hòa tan Y trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được V lít khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị V là:
A. 5,60 lít. B. 4,48 lít. C. 8,96 lít. D. 11,20 lít.
Hướng dẫn giải
Ta bảo toàn electron cho cả quá trình nhé các bạn(cuối cùng Al và Fe sẽ được đẩy lên tới Al+3 và Fe+3 ). Có ngay:
nAl = 0,1 mol; nFe2O3 = 0,1 mol và nFe3O4 (FeO, Fe2O3) = 0,1 mol
→ 0,1.3 + 0,1 = 2.nSO2 = 2nSO2 → V = 4,48 lít
Câu 2. Cho 23,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và FeO tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa chất tan FeSO4 và 5,04 lít (đktc) khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Số mol H2SO4 đã phản ứng là:
A. 0,4. B. 0,375 C. 0,675. D. 0,6.
Hướng dẫn giải
nFe = a mol và nO = b mol → 65a + 16b = 23,4 và 2a = 2b + 0,45
→ a = 0,375 mol và b = 0,15 mol → Tổng S = a + (0,45/2) = 0,6 mol
Câu 3. Hòa tan hết 16 gam hỗn hợp Fe và C vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được V lít khí ở đktc và dung dịch X. Cô cạn X thu được 40 gam muối. Giá trị của V là:
A. 23,64. B. 30,24. C. 33,6. D. 26,88.
Hướng dẫn giải
mFe2(SO4)3 = 40 → Fe: 0,2 → nFe = 0,2 mol và nC = 0,4 mol → 0,4CO2
→ 0,2.3 + 0,4.4 = 2.nSO2 → nSO2 = 1,1 → Tổng n = 1,5 → Đáp án C
Câu 4. Lấy 22,4 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,55 mol H2SO4 đặc nóng thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Cô cạn X, khối lượng muối thu được là:
A. 60 gam. B. 40 gam. C. 84 gam. D. 72 gam.
Hướng dẫn giải
Vừa đủ nghĩa là chất rắn đã tan hết và muối nói chung là hỗn hợp muối Fe2+ và muối Fe3+.Ta sẽ đi tìm khoảng của giá trị khối lượng muối.
TH Chỉ có muối Fe2+ : nFe = a mol và nO = b mol → nFeSO4 = amol và nSO2 = 0,55 - a
→ 56a + 16b = 22,4 và 2a = 2b + 2(0,55 - a) → a = 0,3545 và b = 0,159 → m = 53,88 gam
TH chỉ có muối Fe3+: nFe = a mol và b = 0,159 → nFe2(SO4)3 = 0,5a mol và nSO2 = 0,55 - 1,5a
→ 56a + 16b = 22,4 và 2a = 2b + 2(0,55 - 1,5a) → a = 0,325 mol và b = 0,2625 mol → m = 65 gam
Nhìn vào đáp án ta thấy chỉ có A hợp lý.
Câu 5. Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 trong 50 ml dung dịch H2SO4 18M (đặc, dư, đun nóng), thu được V lít khí SO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y. Cho 450 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu được 21,4 gam kết tủa. Giá trị của V là:
A. 4,48. B. 5,60. C. 6,72. D. 3,36.
Hướng dẫn giải
Nếu NaOH dư: nFe(OH)3 = 0,2 mol → nFe = 0,2 mol
nFe = 0,2 mol và nO = 0,5 mol Vô lý
Vậy NaOH thiếu:
nFe = a mol và nO = b mol → 56a = 16b = 19,2
→ nH2SO4 = 0,05.18 = 0,9 mol
nNa+ = 0,9 mol; nFe3+ = a - 0,2 và nSO42- = (0,3 + 3a)/2
→ nSO2 = 0,9 - (0,3 + 3a)/2
→ 6a - 2b = 1,5 → a = 0,3 mol và b = 0,15 mol → V = 6,72 lít
Câu 6. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,002 mol FeS2và 0,003 mol FeS vào lượng dư dung dịch H2SO4đặc nóng thu được Fe2(SO4)3, SO2và H2O. Hấp thụ hết lượng SO2trên bằng 1 lượng vừa đủ dung dịch KMnO4thu được dung dịch X có pH = 2. Thể tích của dung dịch X là:
A.2,00 lit. B.1,50 lit. C.1,14 lit. D.2,28 lit.
Hướng dẫn giải
FeS2 - 15e → Fe3+ + 2S+6
FeS - 9e → Fe3+ + S+6
→ 0,002.15 + 0,003.9 = 2nSO2
→ nSO2 = 0,0285 mol
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
→ nH+ = 0,022 mol
pH = 2 → [H+] = 0,01 → V = 2,28 lít
Câu 7. Hòa tan hoàn toàn a gam một oxit sắt bằng H2SO4 đặc, nóng thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Mặt khác khử hoàn toàn a gam oxit đó bằng CO ở nhiệt độ cao rồi cho toàn bộ lượng sắt thu được vào dd HNO3 đặc, nóng, dư thu được số mol NO2 (sản phẩm khử duy nhất) nhiều gấp 6 lần số mol SO2 ở trên. Oxit sắt đó là:
A. FeO và Fe3O4 B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. FeO
Hướng dẫn giải
Giả giả trong a gam oxit có: Fe : x mol và O : y mol
→ 3x = 2y + 2nSO2
Khi khử hoàn toàn oxit :
nNO2 = 3x = 6nSO2 → 3x = 2y + x → x = y → FeO
Câu 8. Hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, CuS tan vừa hết trong dung dịch chứa 0,33 mol H2SO4 đặc sinh ra 0,325 mol khí SO2 và dung dịch Y. Nhúng thanh Fe nặng 50 gam vào Y, phản ứng xong thấy thanh Fe nặng 49,48 gam và thu được dung dịch Z. Cho Z phản ứng với HNO3 đặc, dư sinh ra khí NO2 duy nhất và còn lại dung dịch E (không chứa NH4+). Khối lượng muối dạng khan có trong E là m gam. Giá trị lớn nhất của m là :
A. 20,57 B. 18,19 C. 21,33 D. 21,41.
Hướng dẫn giải
Bài toán này là một bài toán BTNT điển hình và rất hay. Tuy nhiên đề bài có phần chưa chặt chẽ lắm.
nH2O = 0,33 → nO = 0,33.4 - 0,325.2 - 0,33 = 0,34
→ nSO42- = 0,085 mol → Z : FeSO4 : 0,085 mol
Vì HNO3 đặc nóng dư nên khối lượng muối lớn nhất là muối Fe(NO3)3
Câu 9. Cho 10 gam hỗn hợp X gồm FeO,Fe2O3,S,FeS2 và CuS trong đó O chiếm 16% khối lượng hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 0,4 mol H2SO4 đặc (đun nóng) sinh ra 0,31 mol khí SO2 và dung dịch Y.Nhúng thanh Mg dư vào Y sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn lấy thanh Mg ra cân lại thấy tăng 2,8 gam (Giả sử 100% kim loại sinh ra bám vào thanh Mg).Đốt cháy hoàn toàn 10 gam X bằng lượng vừa đủ V lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm O2 và O3 tỷ lệ mol 1:1.Giá trị của V là?
A.1,4336 B.1,5232 C.1,4784 D.1,568
Hướng dẫn giải
Ta có ngay: nO = 0,1 mol
nH2O = 0,4 mol và nSO2 = 0,31 mol
→ 0,1 + 0,4.4 = 4.nSO42- + 0,31.2 + 0,4 → nSO42- = 0,17 mol
→ nFe2+ = a mol; nCu2+ = b mol và nSO42- = 0,17 mol
→ 3a + 2b = 0,34 và 56a + 64b - 0,17.24 = 2,8 → a = 0,1 mol và b = 0,02 mol
Với nO = 0,1 mol, nFe = 0,1 mol, nCu = 0,02 mol và nS = 0,0475 mol
→ nFe2O3 = 0,05 mol, nCuO = 0,02 mol và nSO2 = 0,0475 mol
→ nA = 0,033.2 = 0,066 mol → V = 1,4336
C. LUYỆN TẬP
Câu 1. Hòa tan hoàn toàn 0,1 mol mỗi chất Fe, FeS, và FeS2 trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được V lít (đktc) SO2 sản phẩm khử duy nhất.Giá trị của V là:
A. 30,24 lít
B. 20,24 lít
C. 33,26 lít
D. 44,38 lít
Câu 2. Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, cần 0,05 mol H2. Mặt khác hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu được thể tích V ml SO2 (đktc)(sản phẩm khử duy nhất). Giá trị V(ml) là:
A. 112 ml
B. 224 ml
C. 336 ml
D. 448 ml
Câu 3. Hoà tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2(đktc). Thành phần phần trăm về khối lượng của oxi trong hỗn hợp X và khối lượng muối trong dung dịch Y lần lượt là:
A. 20,97% và 140 gam.
B. 37,50% và 140 gam.
C. 20,97% và 180 gam
D.37,50% và 120 gam.
Câu 4. Nung x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí một thời gian thu được 31,2 gam hỗn hợp chất rắn. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn trên bằng H2SO4 đặc, nóng, dư thu được dung dịch Y và 6,72 lít khí SO2(đktc). Giá trị của x mol là:
A. 0,7 mol
B. 0,3mol
C. 0,45 mol
D. 0,8 mol
Câu 5, 6. Cho 12,096 gam Fe nung trong không khí thu được m1 gam chất rắn X gồm Fe và các oxit của nó. Cho m1 gam chất rắn X trên vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 1,792 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch muối Y. Cô cạn dung dịch muối Y cân nặng m2 gam chất rắn khan.
5. Giá trị của m1 là:
A. 14 gam
B. 16 gam.
C. 18 gam
D. 22,6 gam
6. Giá trị của m2 là:
A. 43,6 gam.
B. 43,2 gam.
C. 42,0 gam
D. 46,8 gam
Câu 7. Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí ,sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe,FeO,Fe2O3, Fe3O4 .Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp này trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được 4,2 lít khí SO2 duy nhất (đktc). Giá trị m là:
A. 15
B. 15,6
C. 18,2
D. 20
Câu 8. Hòa tan hoàn toàn gam hỗn hợp X gồm FeS,Cu,CuS,Cu2S,S trong dung dịch chứa 1,3 mol H2SO4 đặc nóng vừa đủ thoát ra 28 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịchY.Thêm BaCl2 dư vào dung dịch Y thu được m gam kết tủa.Giá trị m gần nhất với:
A. 0 gam.
B. 50 gam.
C. 75 gam.
D. 100 gam.
Câu 9. Hoà tan hoàn toàn 20,88 gam một ôxít sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít SO2 ( sản phẩm khử duy nhất,đktc).Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối sunfat khan.Giá trị m là:
A. 52,2
B. 48,4
C. 54,0
D. 58,0
Câu 10. Đem nung hỗn hợp A gồm hai kim loại : a mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí một thời gian,thu được 63,2 gam hỗn hợp B gồm hai kim loại trên và hỗn hợp các oxit của chúng.Đem hòa tan hết B bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư,thì thu được 0,3 mol SO2. Trị số của x là:
A. 0,6
B. 0,4
C. 0,5
D. 0,7
Câu 11: Hòa tan hoàn toàn 6,5 gam Zn bằng dung dịch H2SO4 loãng, thu được V lít H2 (đktc). Giá trị của V là
A. 2,24.
B. 3,36.
C. 1,12.
D. 4,48.
Câu 12: Cho 20 gam hỗn hợp Cu và Al phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng, dư thấy thu được 13,44 lít khí (đktc). % theo khối lượng Al và Cu trong hỗn hợp lần lượt là
A. 44% và 66%.
B. 54% và 46%.
C. 50% và 50%.
D. 94% và 16%.
Câu 13: Công thức của oleum là
A. H2SO4.SO3.
B. H2SO4.nH2O.
C. H2SO4.nSO3.
D. H2SO4.nSO2.
Câu 14: Cách pha loãng H2SO4 đặc an toàn là?
A. Rót nước vào axit, khuấy đều.
B. Rót từ từ nước vào axit, khuấy đều.
C. Rót từ từ axit vào nước, khuấy đều.
D. Rót nhanh axit vào nước, khuấy đều.
Câu 15: Phản ứng nào sau đây là sai?
A. 2FeO + 4H2SO4đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O.
B. Fe2O3 + 4H2SO4đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O.
C. FeO + H2SO4loãng → FeSO4 + H2O .
D. Fe2O3 + 3H2SO4loãng → Fe2(SO4)3 + 3H2O.
Trên đây là trích đoạn nội dung Bài toán hợp chất của kim loại tác dụng với H2SO4 (đặc, nóng) môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn nhiều tài liệu hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập. Chúc các em học tập tốt !
Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tư liệu cùng chuyên mục:
