Chương 1: Kiến thức cốt lõi Hóa học - Bài 2: Xếp hình kiểu hóa học

CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 1 Bài 2: Xếp hình kiểu hóa học Tính toán theo phương trình phản ứng Trong hóa học có một khái niệm đặc trưng, đó là số mol. Vậy tại sao người ta lại dùng số mol? Chúng ta sẽ liên tưởng đến bài toán xếp hình như sau: Có 8 hình tròn và 7 hình vuông như hình bên Hãy sắp xếp vào 1 hộp như hình bên chỉ có 2 hình tròn và 1 hình vuông. Hỏi có thể xếp được tất cả bao nhiêu hộp như vậy? Trả lời: Cách sắp xếp như sau: Vậy có thể xếp được 4 hộp theo yêu cầu và dư 3 hình vuông. Chúng ta cùng liên tưởng tới bài toán hóa học: Có 7 nguyên tử Fe cho tác dụng với 8 phân tử HCl. Sau phản ứng thu được bao nhiêu phân tử FeCl2? Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 7 8 Cứ 1 nguyên tử Fe tác dụng với 2 phân tử HCl để tạo thành 1 phân tử FeCl2 tương tự như 1 hình vuông cùng 2 hình tròn xếp vào 1 hộp vậy. Vậy có tất cả 4 phân tử FeCl2 tạo ra và dư 3 nguyên tử Fe. Chúng ta thấy ở đây, các chất phản ứng với nhau theo tỉ lệ số nguyên tử (phân tử). Nhưng nếu tính theo số nguyên tử (phân tử) thì phải có triệu triệu nguyên tử (phân tử) mới được 1 lượng cân đo đong đếm được vì khối lượng của chúng rất nhỏ bé. Nhà bác học Avogađro đã tìm ra một con số rất đặc biệt, đó chính là số mol, kí hiệu là NA NA = 6,02. 2310 Đặc biệt:  Nếu lấy khối lượng của 1 nguyên tử Fe nhân với 6,02.1023 thì được 56 chính là số khối của nguyên tử Fe  Nếu lấy khối lượng của 1 nguyên tử Al nhân với 6,02.1023 thì được 27 chính là số khối của Al  Tương tự các nguyên tố khác cũng giống vậy Quay trở lại bài toán Fe tác dụng với HCl, thay số nguyên tử bẳng số mol ta có: CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 2 Trường hợp 1: cho 7 mol Fe tác dụng với 8 mol HCl Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Ban đầu: 7 mol 8 mol 0 0 Phản ứng: 4 mol ← 8 mol → 4 mol → 4 mol Sau phản ứng: 3 mol 0 4 mol 4 mol Trường hợp 2: cho 7 mol Fe tác dụng với 18 mol HCl Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Ban đầu: 7 mol 18 mol 0 0 Phản ứng: 7 mol → 14 mol → 7 mol → 7 mol Sau phản ứng: 0 4 mol 7 mol 7 mol Trường hợp 3: cho 7 mol Fe tác dụng 14 mol HCl Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Ban đầu: 7 mol 14 mol 0 0 Phản ứng: 7 mol → 14 mol → 7 mol → 7 mol Sau phản ứng: 0 0 7 mol 7 mol BÀI TẬP TỰ LUẬN Câu 1: Cho 11,2 gam Fe tan trong 400ml dung dịch HCl 1,5M. a) Tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng. b) Tính thể tích khí H2 sinh ra (ở đktc). Hướng dẫn giải a) nFe = 11,2 56 = 0,2 mol; nHCl = 0,4.1,5 = 0,6 mol Cách 1: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (1) Ban đầu: 0,2 0,6 0 0 mol Phản ứng: 0,2 → 0,4 → 0,2 → 0,2 mol Sau phản ứng: 0 0,2 0,2 0,2 mol → HCl dư, Fe phản ứng hết. Sau phản ứng có HCl dư và FeCl2 FeCl2 MC = 0,2 0,4 = 0,5M; HClM 0,2 C 0,5M 0,4   b) 2H V = 0,2.22,4 = 4,48 lít Cách 2: So sánh tỉ lệ và , tỉ lệ nào nhỏ hơn thì chất đó phản ứng hết, chất còn lại dư CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 3 Hệ số phản ứng của Fe Hệ số phản ứng của HCl   1 Fe + 2 HCl  FeCl2 + H2 (1) Ta có: = 0,2 1 < = 0,6 2 = 0,3 → Fe phản ứng hết, HCl dư → 2FeCl n = nFe = 0,2 mol; nHCl phản ứng = 2nFe = 2.0,2 = 0,4 mol nHCl dư = nHCl ban đầu – nHCl phản ứng = 0,6 – 0,4 = 0,2 mol → FeCl2 MC = 0,2 0,4 = 0,5M; HClM 0,2 C 0,5M 0,4   Câu 2: Cho 48 gam Fe2O3 vào 300 ml dung dịch H2SO4 2M. Tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng. Hướng dẫn giải 2 3Fe O 48 n 0,3 mol 160   ; 2 4H SO n = 0,3.2 = 0,6 mol Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O 0,3 mol 0,6 mol Xét tỉ lệ: 2 3 2 4 Fe O H SOn n0,3 0,6 1 1 3 3    → Fe2O3 dư, H2SO4 hết → dung dịch sau phản ứng chỉ có Fe2(SO4)3 →  2 4 3Fe SO n = 2 4H SO 1 n 3 = 0,6 3 = 0,2 mol Fe2O3 là chất rắn nên không tính nồng độ dung dịch.  2 4 3M Fe SO C = 0,2 0,3 = 0,67M Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 16 gam S trong oxi vừa đủ. Tính: a) Khối lượng khí SO2 thu được. b) Thể tích khí SO2 ở đktc. Hướng dẫn giải nS = 16 0,5 mol 32  S + O2 ot SO2 0,5 → 0,5 mol → 2SO m = 0,5.64 = 32 gam b) 2SO V = 0,5.22,4 = 11,2 lít CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 4 Câu 4: Cho 10 gam muối cacbonat của kim loại R có hóa trị II phản ứng hết với dung dịch HCl dư. Sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được 11,1 gam muối khan. Tìm R. Hướng dẫn giải RCO3 + 2HCl  RCl2 + H2O + CO2 Mol: 10 R 60 → 10 R 60 Vì tỉ lệ số mol của RCO3 và RCl2 là 1:1 → 10 R 60 = 11,1 R 71 → R = 40 → R là Ca Câu 5: Khử hoàn toàn 20,88 gam Fe3O4 bằng khí H2 vừa đủ. a) Tính thể tích khí H2 cần dùng (ở đktc). b) Tính khối lượng Fe thu được. Hướng dẫn giải 3 4Fe O 20,88 n 0,09 mol 232   Fe3O4 + 4H2 Ot 3Fe + 4H2O 0,09 → 0,36 → 0,27 mol a) 2H V = 0,36.22,4 = 8,064 lít b) mFe = 0,27.56 = 15,12 gam BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam Mg bằng dung dịch H2SO4 loãng, thu được V lít H2 (đktc). Giá trị của V là A. 4,48. B. 3,36. C. 1,12. D. 2,24 Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn Fe trong 10,08 lít khí Cl2 (ở đktc) vừa đủ, thu được m gam FeCl3. Giá trị của m là A. 65. B. 48,75. C. 32,5. D. 16,8. Câu 3: Khử hoàn toàn 48 gam CuO bằng CO dư ở nhiệt độ cao. Khối lượng Cu thu được sau phản ứng là A. 38,4 gam. B. 3,84 gam. C. 2,8 gam. D. 28 gam. Câu 4: Cho 2,4 gam một kim loại hoá trị II phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 2,24 lít H2 (đktc). Kim loại đó là A. Ca. B. Ba. C. Sr. D. Mg Câu 5: Cho 43,4 gam BaSO3 tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Thể tích khí sinh ra (ở đktc) là A. 4,48 lít. B. 3,36 lít. C. 2,24 lít. D. 1,12 lít. Câu 6: Nhúng thanh sắt vào dung dịch CuSO4 1M. Sau một thời gian phản ứng, khối lượng Cu sinh ra là 0,96 gam. Khối lượng sắt đã phản ứng là A. 0,75 gam. B. 0,96 gam. C. 0,84 gam. D. 1,12 gam. CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 5 Câu 7 (2015): Đốt cháy hoàn toàn m gam Fe trong khí Cl2 dư, thu được 6,5 gam FeCl3 . Giá trị của m là A. 0,56. B. 1,12. C. 2,80. D. 2,24. Câu 8 (2015): 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. 4,48. B. 3,36. C. 1,12. D. 2,24. Câu 9 (2015): Khử hoàn toàn 4,8 gam Fe2O3 bằng CO dư ở nhiệt độ cao. Khối lượng Fe thu được sau phản ứng là A. 1,68 gam. B. 3,36 gam. C. 2,52 gam. D. 1,44 gam. Câu 10 (2015): Cho 0,5 gam một kim loại hoá trị II phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 0,28 lít H2 (đktc). Kim loại đó là A. Ca. B. Ba. C. Sr. D. Mg ĐÁP ÁN BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B A D A C D D B A HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: nZn = 4,8 24 = 0,2 mol Mg + H2SO4  MgSO4 + H2 0,2 → 0,2 mol → 2H V = 0,2.22,4 = 4,48 lít → Đáp án A Câu 2: 2Cl 10,08 n 22,4  = 0,45 mol 2Fe + 3Cl2 ot 2FeCl3 0,45 → 0,3 mol → 3FeCl m = 0,3.162,5 = 48,75 gam → Đáp án B Câu 3: CuO 48 n 0,6 mol 80   CuO + CO ot Cu + CO2 0,6 → 0,6 mol → mCu = 0,6.64 = 38,4 gam → Đáp án A CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 6 Câu 4: Gọi M là kim loại cần tìm 2H 2,24 n 0,1mol 22,4   M + 2HCl  MCl2 + H2 0,1 mol ← 0,1 mol → MM M m 2,4 M 24 n 0,1    → Đáp án D Câu 5: 3BaSO 43,4 n 0,2 mol 217   BaSO3 + 2HCl  BaCl2 + H2O + SO2 0,2 mol → 0,2 mol → 2SO V = 0,2.22,4 = 4,48 lít → Đáp án A Câu 6: nCu = 0,96 64 = 0,015 mol Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu 0,015 ← 0,015 mol → mFe = 0,015.56 = 0,84 gam → Đáp án C Câu 7: 3FeCl 6,5 n 0,04 mol 162,5   2Fe + 3Cl2  2FeCl3 0,04 ← 0,04 mol → mFe = 0,04.56 = 2,24 gam → Đáp án D Câu 8: nZn = 6,5 65 = 0,1 mol Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 0,1 mol → 0,1 mol → 2H V = 0,1.22,4 = 2,24 lít → Đáp án D Câu 9: 2 3Fe O 4,8 n 0,03 160   mol Fe2O3 + 3CO ot 2Fe + 3CO2 0,03 → 0,06 mol → mFe = 0,06.56 = 3,36 gam → Đáp án B CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 7 Câu 10: 2H 0,28 n 0,0125 22,4   mol Gọi kim loại R có hóa trị II R + 2HC RCl2 + H2 0,0125 mol ← 0,0125 mol → MR = R R m n = 0,5 0,0125 = 40 → R là Ca → Đáp án A Chúc mừng bạn đã hoàn thành tốt bài tập này! Bạn cảm thấy như thế nào? Hãy chia sẻ cảm xúc của bạn với những thành viên trong nhóm trên facebook nhé!