Tài liệu Chuyên đề Hóa 9 tổng hợp trên 100 dạng bài tập Hóa học 9 được các Giáo viên nhiều năm kinh nghiệm biên soạn với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và trên 1000 bài tập trắc nghiệm chọn lọc từ cơ bản đến nâng cao có lời giải sẽ giúp học sinh ôn luyện, biết cách làm các dạng bài tập Hóa 9 từ đó đạt điểm cao trong các bài thi môn Hóa học 9. Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.  Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube: Loạt bài Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Hóa học lớp 9 có đáp án được biên soạn bám sát nội dung chương trình sgk Hóa học 9. Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. 2. LƯU Ý CHUNG KHI GIẢI BÀI TẬP SỬ DỤNG HÌNH VẼ THÍ NGHIỆM 2.1. Về dụng cụ và hóa chất Khi sử dụng hình vẽ trong dạy học cũng như trong bài tập thực nghiệm cần chú ý một số điểm sau: - Hóa chất được sử dụng? Tác dụng của hóa chất đó trong thí nghiệm? - Dụng cụ, cách lắp đặt? Vai trò của dụng cụ trong thí nghiệm? Phản ứng xảy ra là gì? - Điều kiện phản ứng: thể của chất: rắn, lỏng hay khí? Nồng độ? Có cần đun nóng hay không? - Cách thu sản phẩm? 2.2. Điều chế một số chất khí trong phòng thí nghiệm 2.2.1. Điều chế chất khí từ chất lỏng và chất rắn Khí Chất phản ứng Phương trình phản ứng (g) Chất lỏng Chất rắn (aq) (s) H2 dd HCl, dd Zn, Fe... Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g) H2SO4 loãng CO2 dd HCl CaCO3 2HCl(aq) + CaCO3(s) CaCl2(aq) + CO2(g) C2H2 H2O Cl2 dd HCl đặc CaC2 + H2O(l) MnO2 2H2O(l) + CaC2(s) C2H2(g) + KMnO4 Ca(OH)2(aq) 4HCl(đ) + MnO2(s) to MnCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l) HCl dd H2SO4 đặc NaCl 16HCl(g) + 2KMnO4(s) 2MnCl2(s) + 5Cl2(g) + 2KCl(aq) + 8H2O(l) NaCl(s) + H2SO4(đ) <250oC NaHSO4(s) + HCl(aq) O2 dd H2O2 MnO2 (xt) 2H2O2(aq) MnO2 O2(g) + 2H2O(l) H2S dd HCl FeS 2HCl(aq) + FeS(s) FeCl2(aq) + H2S(g) SO2 dd H2SO4 Na2SO3 H2SO4(aq) + Na2SO3(s) to Na2SO4(aq) + SO2(g) + H2O(l) HNO3 dd H2SO4 đặc NaNO3 H2SO4(aq) + NaNO3(aq) to HNO3(aq) + NaHSO4(aq) 2.2.2. Điều chế chất khí từ 2 chất lỏng Khí Chất phản ứng Phương trình phản ứng Chất lỏng Chất lỏng -24- N2 dd NH4Cl dd NaNO2 NH4Cl(aq) + NaNO2(aq) to N2(g) + bão hòa bão hòa NaCl(aq) + 2H2O(l) CO HCOOH H2SO4 đặc HCOOH(aq) H2SO4 ñaëc, toC CO(g) + H2O(l) H2SO4 ñaëc, >170oC CH2=CH2(g) C2H4 C2H5OH H2SO4 C2H5OH(aq) đặc, xt + H2O(l) Khi điều chế khí etilen (ethylene) Khí ethylene sinh ra có lẫn CO2 và SO2. Để khí không lẫn tạp chất thì cần phải dẫn qua bông tẩm NaOH đặc để loại bỏ 2 khí này. Phản ứng xảy ra ở 170°C nên phải cho đá bọt vào để hỗn hợp không sôi đột ngột và quá mạnh sẽ trào chất lỏng ra ngoài, không đảm bảo an toàn khi làm thí nghiệm. 2.2.3. Điều chế chất khí từ 2 chất rắn (ống nghiệm chứa hóa chất nằm ngang hoặc miệng ống nghiệm hơi chúc xuống) Khí Chất phản ứng Phương trình phản ứng Chất rắn Chất rắn O2 KClO3 MnO2 xt 2KClO3(s) MnO2 , toC 3O2(g) + 2KCl(s) KMnO4 2KMnO4(s) to K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g) NH3 NH4Cl Ca(OH)2 2NH4Cl(s) + Ca(OH)2(s) to 2NH3(g) + 2H2O(l) + hoặc NaOH CaCl2(s) CH4 CH3COONa NaOH/CaO CH3COONa(s) + NaOH(s) CaO, toC CH4(g) + Na2CO3(s) (vôi tôi xút) + Điều chế oxi -25- - Nếu điều chế oxi bằng nhiệt phân chất rắn thì lắp ống nghiệm sao cho miệng ống nghiệm ngang hoặc hơi chúc xuống để đề phòng hỗn hợp ẩm, khi đun hơi nước không đọng lại và chảy ngược lại làm vỡ ống nghiệm. - Khi ngừng thu khí, phải tháo rời ống dẫn khí rồi mới tắt đèn cồn tránh hiện tượng nước tràn vào ống nghiệm khi ngừng đun. - KClO3 là chất dễ gây nổ nên không nghiền nhiều một lúc và không nghiền lẫn với bất kì chất nào khác. Lọ đựng KClO3 không để hở nút cạnh: P, C, S. - Từ KMnO4 điều chế oxi tuy ít hơn từ KClO3 nhưng dễ mua và không cần dùng chất xúc tác và ít gây nguy hiểm. - Khi thu khí O2, để kiểm tra O2 đã đầy bình sử dụng tàn đóm đỏ đưa vào miệng bình nếu tàn đóm bùng cháy chứng tỏ O2 đã đầy bình. + Điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm Làm khô khí bằng CaO. Để điều chế một lượng nhỏ NH3 thì đun nóng dung dịch NH3 đậm đặc. + Điều chế CH4 - Thu metan bằng phương pháp đẩy nước do metan không tan trong nước. - Phải dùng CaO mới, không dùng CaO đã rã, CH3COONa phải thật khan trước khi làm thí nghiệm. Nếu hỗn hợp phản ứng bị ẩm thì phản ứng xảy ra chậm. - Phải đun nóng bình cầu khí metan mới thoát ra. Không để ngọn lửa lại gần miệng ống thoát khí. - Khi ngừng thu khí, phải tháo rời ống dẫn khí rồi mới tắt đèn cồn tránh hiện tượng nước tràn vào ống nghiệm khi ngừng đun. - Khi tháo rời thiết bị nên làm trong tủ hút và tắt hết lửa xung quanh. - Sử dụng glixerol để bôi trơn bề mặt tiếp xúc giữa thủy tinh và cao su. -26- 2.3. Cách thu khí Phải nắm vững tính chất vật lý (tính tan và tỉ khối) để áp dụng phương pháp thu khí đúng. - Thu theo phương pháp đẩy không khí: + Khí không phản ứng với oxi của không khí. + Nặng hơn hoặc nhẹ hơn không khí (CO2, SO2, Cl2, H2, NH3...). Úp ống thu? Ngửa ống thu? - Thu theo phương pháp đẩy nước: + Khí ít tan trong nước. (H2, O2, CO2, N2, CH4, C2H4, C2H2...). - Các khí tan nhiều trong nước (khí HCl, khí NH3): + Ở 20 oC, 1 thể tích nước hòa tan tới gần 500 thể tich khi hiđro clorua. + Ở điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan khoảng 800 lít khí amoniac. Lưu ý: SO2 là khí tan nhiều trong nước không như CO2. 2.4. Làm khô khí Nguyên tắc chọn chất làm khô là giữ được nước và không phản ứng với chất cần làm khô. - Các chất làm khô: H2SO4 đặc, P2O5, CaO (vôi sống, mới nung), CuSO4 (khan, màu trắng), CaCl2 (khan), NaOH, KOH (rắn hoặc dung dịch đậm đặc). - Các khí: H2, Cl2, HCl, HBr, HI, O2, SO2, H2S, N2, NH3, CO2, C2H4, C2H2... Ví dụ: • H2SO4 đặc (tính axit, tính oxi hóa): + Không làm khô được khí NH3 (tính bazơ), + Không làm khô được khí HBr, HI (tính khử). + H2SO4 đặc làm khô được khí Cl2, O2, SO2, N2, CO2... • CaO (vôi sống), NaOH, KOH (rắn) (tính bazơ): + Không làm khô được khí CO2, SO2 (oxit axit), Cl2 (có phản ứng). + Làm khô được khí NH3, H2, O2, N2... 2.5. Tách và tinh chế các chất a) Nguyên tắc chung: • Các chất ở trạng thái khác nhau (lỏng - rắn, lỏng - khí, rắn - khí) thì tách được ra khỏi nhau. • Các chất lỏng không tan vào nhau thì tách được ra khỏi nhau. • Các chất rắn có kích thước khác nhau thì tách được ra khỏi nhau. • Các chất có khối lượng riêng khác nhau thì tách được ra khỏi nhau. Ngoài ra còn dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lí (có từ tính, thăng hoa, khả năng hấp thụ, hấp phụ,...). tính chất hóa học để tách chất. b) Các phương pháp điển hình • Phương pháp chưng cất - Cơ sở của phương pháp chưng cất: Dựa vào nhiệt độ sôi khác nhau của các chất lỏng trong hỗn hợp. -27- - Nội dung phương pháp chưng cất: Khi đun sôi một hỗn hợp lỏng, chất nào có nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ chuyển thành hơi sớm hơn và nhiều hơn. Khi gặp lạnh, hơi sẽ ngưng tụ thành dạng lỏng chứa chủ yếu là chất có nhiệt độ sôi thấp hơn. • Phương pháp chiết - Cơ sở của phương pháp chiết: Dựa vào độ tan khác nhau trong nước hoặc trong dung môi khác của các chất lỏng, chất rắn. Khi hai chất lỏng không trộn lẫn được vào nhau chất lỏng nào có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ tách thành lớp trên, chất lỏng nào có khối lượng riêng lớn hơn sẽ nằm ở phía dưới. - Nội dung của phương pháp chiết: Dùng dụng cụ chiết (phễu chiết) tách các chất lỏng không hòa tan vào nhau ra khỏi nhau (chiết lỏng - lỏng). Thường dùng chất lỏng hoà tan chất hữu cơ để tách chúng ra khỏi hỗn hợp rắn (chiết lỏng - rắn). • Phương pháp kết tinh - Cơ sở của phương pháp kết tinh: Dựa vào độ tan khác nhau của các chất rắn theo nhiệt độ. - Nội dung của phương pháp kết tinh: Hòa tan chất rắn vào dung môi đến bão hòa, lọc tạp chất rồi cô cạn, chất rắn trong dung dịch sẽ kết tinh ra khỏi dung dịch theo nhiệt độ (chất tách ra có thể ngậm nước). • Phương pháp lọc Cơ sở của phương pháp lọc: Dùng để tách các chất không tan ra khỏi hỗn hợp lỏng Ví dụ: Đường bị lẫn một ít cát. Để làm sạch đường bằng phương pháp vật lí ta hòa tan hỗn hợp đường và cát vào nước. Khi đó đường bị tan vào nước còn lại cát không tan. Cho giấy lọc vào phễu, lọc và thu phần nước lọc, đem cô cạn phần nước lọc ta thu được đường. • Phương pháp từ tính Cơ sở của phương pháp từ tính: Dùng để tách chất bị nhiễm từ (bị nam châm hút) ra khỏi hỗn hợp rắn gồm chất bị nhiễm từ và chất không bị nhiễm từ (Một số chất bị nhiễm từ là Fe, Fe3O4,...). Ví dụ: Để tách riêng Fe và Cu ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp vật lí ta dùng thanh nam châm (đã bọc nilon mỏng), chà nhiều lần lên hỗn hợp. Do sắt có tính nhiễm từ nên bị hút vào thanh nam châm, còn đồng thì không bị hút do không có tính nhiễm từ. Làm đi làm lại nhiều lần ta thu được sắt riêng, đồng riêng. • Phương pháp lắng gạn Cơ sở của phương pháp lắng gạn: Dùng để tách các chất rắn có khối lượng riêng khác nhau ra khỏi nước hoặc dung dịch. Ví dụ: Bột CuO bị lẫn bột than. Để tách riêng bột CuO ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp vật lí ta cho hỗn hợp trên vào cốc, thêm nước vào, khấy đều rồi lắng gạn. Làm đi làm lại nhiều lần, bột than nhẹ sẽ trôi theo nước ra ngoài, bột CuO chìm xuống đáy. Lúc này ta thu được CuO bằng phương pháp lọc. -28- Ghi chú: Ngoài các phương pháp trên còn nhiều phương pháp khác như: phương pháp điện di, thẩm thấu, sắc ký, li tâm, hấp phụ, thăng hoa,... C. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP TRONG ĐỀ THI VÀO 10 CHUYÊN NĂM 2020 1. Dạng 1: Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm được mô tả qua bài tập. Câu 1.(SỞ GD VÀ ĐT HÀ NỘI) Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm sau: a/ Quấn thêm vào đầu dây sắt một mẩu than gỗ, đốt cho sắt và than nóng đỏ rồi đưa vào bình chứa khí oxi. b/ Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO3 vào ống nghiệm có sẵn 1 mL dung dịch NaCl, lọc lấy kết tủa để ngoài ánh sáng. c/ Cho một mẩu natri vào ống nghiệm đựng nước. Đậy ống nghiệm bằng nút cao su có ống dẫn khí bằng thủy tinh xuyên qua. Sau một thời gian, đốt khí thoát ra từ đầu ống dẫn khí. Hướng dẫn giải a/ Hiện tượng: mẩu than cháy, tạo nhiệt độ cao cho sắt cháy. Sắt cháy mạnh, sáng chói, không có ngọn lửa, không có khói, tạo ra các hạt nhỏ nóng chảy màu nâu là oxit sắt từ. Phương trình hóa học: 3Fe + 2O2 to Fe3O4 b/ Hiện tượng: có kết tủa trắng AgCl trong ống nghiệm, lọc kết tủa, để kết tủa AgCl ngoài ánh sáng, xảy ra sự phân thủy AgCl thu được bạc kim loại dạng bột có màu xám. Phương trình hóa học: AgNO3 + NaCl AgCl↓ + NaNO3 2AgCl to 2Ag + Cl2 c/ Hiện tượng: mẩu Na chạy trên mặt nước và tan dần, thoát ra khí không màu, tỏa nhiều nhiệt. Khi đốt đầu ống thủy tinh dẫn khí, thấy có ngọn lửa màu xanh nhạt. Phương trình hóa học: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑ 2H2 + O2 to 2H2O Câu 2.( CHUYÊN BẮC GIANG) Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau: a. Nhỏ dung dịch glucozơ vào ống nghiệm chứa lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, sau đó ngâm ống nghiệm trong cốc nước nóng. b. Cho một mẩu kim loại natri vào ống nghiệm chứa ancol etylic (dư). c. Nung hỗn hợp bột gồm than và đồng(II) oxit (dư) ở nhiệt độ cao, dẫn khí thu được vào cốc chứa dung dịch nước vôi trong dư. d. Nhỏ 2 giọt dung dịch H2SO4 2M lên mặt trên một tờ giấy trắng, sau đó hơ nóng mặt dưới tờ giấy (tại chỗ bị nhỏ giọt dung dịch H2SO4) gần ngọn lửa đèn cồn. e. Cho từ từ từng giọt đến hết dung dịch chứa a mol Ba(HCO3)2 vào dung dịch chứa a mol KHSO4. -29- Hướng dẫn giải a. Hiện tượng: Xuất hiện chất màu sáng bạc (ánh kim) bám lên thành ống nghiệm. C6H12O6 + Ag2O NtHo3 C6H12O7 + 2Ag b. Hiện tượng: Mẩu natri chìm trong chất lỏng và tan dần, có khí không màu thoát ra từ mẩu natri. 2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 c. Hiện tượng: Hỗn hợp rắn chuyển dần từ đen sang đỏ, nước vôi trong trong cốc bị vẩn đục. 2CuO + C to 2Cu + CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O d. Hiện tượng: Tại chỗ bị nhỏ giọt H2SO4 khi bị hơ nóng giấy sẽ bị bục, thủng chuyển đen, nguyên nhân do ban đầu H2SO4 loãng làm xúc tác làm xenlulozơ bị thủy phân, khi hơ nước bay hơi H2SO4 còn lại chuyển đặc xảy ra phản ứng oxi hóa các chất đầu và thứ cấp: ( C6H10O5 ) n + nH2O H2SO4 ,to nC6H12O6 C6H12O6 H2SO4 đ ,to 6C + 6H2O (C6H10O5 ) n H2SO4 đ ,to 6nC + 5nH2O C + 2H2SO4 đ to CO2 + 2SO2 + 2H2O e. Hiện tượng: Đầu tiên xuất hiện kết tủa màu trắng đồng thời xuất hiện bọt khí thoát; Ba(HCO3)2 + 2KHSO4 BaSO4 + K2SO4 + H2O + CO2 0,5a a 0,5a 0,5a mol Sau một thời gian chỉ xuất hiện thêm kết tủa trắng mà không có khí thoát ra nữa. Ba(HCO3)2 dư + K2SO4 BaSO4 + 2KHCO3 0,5a 0,5a 0,5a a mol Câu 3. ( CHUYÊN BÀ RỊA – VŨNG TÀU) 3.1. Viết phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau: a) Cho a mol NaOH vào dung dịch chứa a mol Ca(HCO3)2. b) Cho mẫu nhỏ kim loại Na vào dung dịch CuSO4. c) Nhiệt phân hỗn hợp gồm NaHCO3 và CaCO3. d) Điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn. e) Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch gồm NaOH và Na2CO3. Hướng dẫn giải a) NaOH + Ca(HCO3)2 CaCO3 + NaHCO3 + H2O b) 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4 c) 2NaHCO3 to Na2CO3 + CO2 + H2O CaCO3 to CaO + CO2 -30-
Hướng dẫn giải a/ Khí Y được điều chế từ phản ứng nung chất rắn X giàu oxi, nên Y là khí O2. Chất rắn X có thể là KMnO4 hoặc KClO3. Phương trình hóa học: 2KMnO4 to K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2KClO3 MntoO2 2KCl + 3O2↑ b/ Khi ngừng thu khí, cần tháo rời ống dẫn khí trước khi tắt đèn cồn. Vì tắt đèn cồn trước khi tháo ống dẫn khí, sẽ làm giảm áp suất trong ống nghiệm, nước bị hút vào bên trong gây vỡ ống nghiệm. Câu 2. (CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG NAM ĐỊNH) Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt proton, electron, nơtron là 52. Trong hạt nhân nguyên tử X, số hạt mang điện ít hơn số hạt không mang điện là 1. a/ Xác định số electron của nguyên tố X. Sơ đồ dưới đây mô tả thí nghiệm điều chế khí X trong phòng thí nghiệm: b/ Gọi tên X. Cho biết chất (1) trong bình cầu có thể là chất nào? c/ Viết một phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong bình cầu. d/ Khí Cl2 sinh ra thường lẫn tạp chất là khí HCl và hơi nước. Nêu vai trò của bình đựng dung dịch NaCl bão hòa và dung dịch H2SO4 đặc. Hướng dẫn giải Câu 1.2. a) Gọi số hạt proton trong nguyên tử X là P, số nơtron là N, số electron là E. P N E 52 2P N 52 P 17 N P 1 N 18 Theo đề, ta có: P E N P 1 Nguyên tử X có chứa 17 hạt proton X là nguyên tử Cl. 2b) X là đơn chất khí của Cl. Vậy X là Cl2. Bình (1) chứa MnO2 (hoặc KMnO4; KClO3; CaOCl2; K2Cr2O7; K2CrO4; K2MnO4 …) 2c) Phản ứng hóa học xảy ra: MnO2 + 4HCl (đặc) to MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 2d) Dung dịch NaCl bão hòa có vai trò hấp thụ khí HCl. Dung dịch H2SO4 đặc hút ẩm (hơi nước lẫn trong khí Cl2). -32- Câu 3. (CHUYÊN HÙNG VƯƠNG PHÚ THỌ) Cho thí nghiệm được mô tả như hình vẽ sau: Biết sau khi phản ứng hoàn toàn thì dung dịch Br2 bị mất màu. A và B tương ứng có thể có các trường hợp sau: (1) Zn và dung dịch HCl; (2) Al4C3 và H2O; (3) FeS và dung dịch HCl; (4) CaCO3 và dung dịch HCl; (5) Na2SO3 và dung dịch H2SO4. Những trường hợp nào thỏa mãn thí nghiệm trên, viết các phương trình phản ứng xảy ra. Hướng dẫn giải Khí tạo thành ở các trường hợp trên là H2, CH4, H2S, CO2, SO2. Trong đó có khí H2S và SO2 có khả năng làm mất màu dung dịch brom nên trường hợp các cặp số (3) và (5) thỏa mãn. Các phương trình phản ứng : FeS + 2HCl FeCl2 + H2S (3) H2S + 4Br2 + 4H2O H2SO4 + 8HBr Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + SO2 + H2O (5) SO2 + 2H2O + Br2 H2SO4 + 2HBr Câu 4. (CHUYÊN HÒA BÌNH) Cho 2 cốc A, B có cùng khối lượng. Đặt A, B lên 2 đĩa cân, cân thăng bằng (như hình vẽ). Cho vào cốc A 76,5 gam AgNO3; cốc B 110,4 gam K2CO3. 1. Thêm 150 gam dung dịch HCl 14,6% vào cốc A và 150 gam dung dịch H2SO4 19,6% vào cốc B. a. Tính số mol các chất tan có trong dung dịch trong cốc A và B trước và sau phản ứng? b. Phải thêm bao nhiêu gam nước vào cốc B (hay cốc A) để cân thiết lập lại thăng bằng? 2. Sau khi cân đã thăng bằng, lấy 1 dung dịch có trong cốc A cho vào cốc B. Hỏi cần 3 phải thêm bao nhiêu gam nước cất vào cốc A để cân trở lại thăng bằng? Hướng dẫn giải 1. a. nAgNO3 = 76,5 = 0,45 (mol) ; n =K2CO3 110,4 = 0,8 (mol) ; 170 138 n HCl = C%.mdd = 14,6.150 = 0,6 (mol) ; n =H2SO4 19,6.150 = 0,3 (mol) ; 100.M 100.36,5 100.98 - Cốc A: HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 0,45 0,45 0,45 0,45 mol Dung dịch trong cốc A chứa: 0,6 - 0,45 = 0,15 mol HCldư ; 0,45 mol HNO3. -33- - Cốc B: H2SO4 + K2CO3 K2SO4 + CO2 + H2O 0,3 0,3 0,3 0,3 mol Trong dung dịch ở cốc B chứa: 0,8 - 0,3 = 0,5 mol K2CO3 dư ; 0,3 mol K2SO4. b. Khối lượng sau phản ứng ở cốc A: mA = 76,5 + 150 = 226,5 (g) Khối lượng sau phản ứng ở cốc B: mB = 110,4 + 150 – 0,3.44 = 247,2 (g) > mA Khối lượng nước là: mH2O = 247,2 - 226,5 = 20,7 (g) 2. Sau khi cân thăng bằng, khối lượng dung dịch có trong cốc A mddA = 247,2 – mAgCl = 247,2 – 0,45.143,5 = 182,625 gam 1 mddA = 60,875 gam 3 - Trong 1 dung dịch có trong cốc A có chứa: 0,05 mol HCl, 0,15 mol HNO3 cho vào cốc 3 B chứa 0,5 mol K2CO3 dư ; 0,3 mol K2SO4. 2HCl + K2CO3 2KCl + CO2 + H2O 0,05 0,025 mol 2HNO3 + K2CO3 2KNO3 + CO2 + H2O 0,15 0,075 mol - Khối lượng còn lại của cốc A sau khi lấy 1 dung dịch có trong cốc A 3 mA = 182,625 – 60,875 = 121,75 (g) - Cốc B sau phản ứng: mB = 247,2 + 60,875 - (0,025 + 0,075).44 = 303,675 (g) > mA Khối lượng nước cất cần thêm vào cốc A để cân thăng bằng là mH2O = 303,675 – 121,75 = 181,925 gam Câu 5 (CHUYÊN LÊ KHIẾT QUẢNG NGÃI) Đặt 2 cốc A, B có cùng khối lượng lên 2 đĩa cân thăng bằng. Cho vào cốc A 102 gam chất rắn AgNO3; cốc B 103,5 gam chất rắn K2CO3. a. Thêm 100 gam dung dịch HCl 29,2% vào cốc A; 100 gam dung dịch H2SO4 19,6% vào cốc B cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phải thêm bao nhiêu gam nước vào cốc A (hay cốc B) để cân trở lại thăng bằng? b. Sau khi cân đã thăng bằng, lấy 1 lượng dung dịch trong cốc A cho vào cốc B. Sau 2 khi phản ứng hoàn toàn, phải thêm bao nhiêu nước vào cốc A để cân trở lại thăng bằng? Hướng dẫn giải a. Theo bài: n AgNO3 102 0,6 mol , n K2CO3 103, 5 0, 75 mol 170 138 n HCl 100.29, 2% 0, 8 mol , n H2SO4 100.19, 6% 0, 2 mol 36, 5 98 Trong cốc A: -34- AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 (1) Trước phản ứng 0,6 0,8 mol 0,6 mol Phản ứng 0,6 0,6 0,6 0,6 mol Sau phản ứng 0 0,2 0,6 Khối lượng của cốc A (không kể khối lượng cốc): mcoácA mAgNO3 mdd HCl 102 100 202 gam Trong cốc B: K2CO3 + H2SO4 K2SO4 + CO2 + H2O (2) Trước phản ứng 0,75 0,2 0,2 mol 0,2 mol Phản ứng 0,2 0,2 mol Sau phản ứng 0,55 0 Khối lượng của cốc B (không kể khối lượng cốc): mcoác B nK2CO3 mdd H2SO4 mCO2 103,5 100 0,2.44 194, 7 gam mcoác A Vậy để cân được thăng bằng, cần thêm nước vào cốc B: mH2O (theâmvaøo B) mA mB 202 194, 7 7,3 gam b. mdd coácA mcoácA mAgCl 202 0, 6.143,5 115,9 gam m 1 dd coácA 115, 9 57, 95 gam 2 2 Trong 1 dung dịch A chứa: HCl dư: 0,1 mol, HNO3: 0,3 mol 2 Lấy 1 lượng dung dịch trong cốc A cho vào cốc B: 2 K2CO3 + 2HCl 2KCl + CO2 + H2O (3) K2CO3 + 2HNO3 2KNO3 + CO2 + H2O (4) Từ (3), (4): nK2CO3 phaûn önù gù 1 n HCl dö 1 n HNO3 1 .0,1 1 .0,3 0,2 mol 2 2 2 2 K2CO3 dư Ta có: nCO2 nK2CO3 phaûn öùngù 0,2 mol mcoácB sau ncoácB bñ m1 dd A mCO2 194,7 57,95 0,2.44 243,85 gam 2 mcoácAsau mcoácA bñ m 1 dd A 202 57,95 144,05 gam 2 Vậy để cân được thăng bằng, cần thêm nước vào cốc A: mH2O (themâ vaøo A) mcoácB sau mcoácAsau 243,85 144, 05 99, 8 gam -35- Câu 6. (CHUYÊN YÊN BÁI) Tiến hành một thí nghiệm như hình vẽ: a) Trong phòng thí nghiệm, bộ dụng cụ ở hình vẽ bên có thể dùng để điều chế những chất khí nào trong số các khí sau: CO2, NH3, HCl, CH4, O2. Giải thích. b) Mỗi khí điều chế được, hãy viết phản ứng điều chế từ chất A thích hợp. Hướng dẫn giải a) Bộ dụng cụ ở hình vẽ có thể dùng để điều chế các khí: CO2; CH4; O2. Giải thích: Các khí trên được thu bằng phương pháp dời nước vì chúng không tan hoặc ít tan trong nước trong nước. Còn khí NH3, HCl tan nhiều trong nước nên không thể điều chế bằng phương pháp này. b) Phương trình phản ứng điều chế: - Điều chế CO2: CaCO3 to CaO + CO2 - Điều chế CH4: CH3COONa + NaOH CaO,to Na2CO3 + CH4 - Điều chế O2: 2KMnO4 to K2MnO4 + MnO2 + O2 Câu 7. (CHUYÊN TUYÊN QUANG) Cho hình vẽ mô tả quá trình điều chế CO2 trong phòng thí nghiệm như sau: a) Xác định chất X, chất Y và viết phương trình hóa học các phản ứng. b) Tại sao có thể thu khí CO2 theo cách trên? Nêu cách nhận biết khi khí CO2 đầy bình E. Hướng dẫn giải a) Bình 1 đựng dung dịch NaHCO3; bình 2 đựng H2SO4 đặc. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O Khí điều chế được gồm CO2, H2O và HCl được dẫn qua bình 1 đựng dung dịch NaHCO3 để loại bỏ HCl. NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O Khí đi ra khỏi bình 1 còn CO2 và H2O được dẫn qua bình 2 đựng H2SO4 đặc để làm khô khí đi ra. -36-
+ PTHH: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 + Bình 1: Dung dịch NaHCO3: để hấp thụ khí HCl có lẫn trong khí CO2 NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + H2O + Bình 2: Dung dịch H2SO4 đặc để hấp thụ hơi nước nhằm làm khô khí CO2 Câu 10. (CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN ĐÀ NẴNG) Cho hình dưới đây là bộ dụng cụ điều chế khí Z. Chọn 4 khí Z khác nhau phù hợp và viết phương trình hóa học các phản ứng tạo ra Z. Hướng dẫn giải Bốn khí có thể điều chế bằng hệ thống dụng cụ thí nghiệm trên là: CO2, CH4, C2H2, H2 a) Điều chế CO2: Dung dịch X là HCl, chất rắn Y là CaCO3. Phương trình hóa học: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O b) Điều chế CH4: Dung dịch X là H2SO4 loãng, chất rắn Y là Al4C3 Phương trình hóa học: Al4C3 + 6H2SO4 Al2(SO4)3 + 3CH4 c) Điều chế C2H2: Dung dịch X là H2SO4 loãng, chất rắn Y là CaC2 Phương trình hóa học: CaC2 + H2SO4 C2H2 + CaSO4 d) Điều chế H2: Dung dịch X là H2SO4 loãng, chất rắn Y là Zn Phương trình hóa học: Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Câu 11 (CHUYÊN ĐỒNG NAI) Etyl axetat là chất lỏng, mùi thơm, được sản xuất ở quy mô lớn làm dung môi trong công nghiệp. a. Viết phương trình hóa học điều chế etyl axetat bằng cách đun nóng hỗn hợp rượu etylic và axit axetic với xúc tác H2SO4 đặc. b. Sơ đồ thí nghiệm bên mô tả quá trình thực hiện phản ứng trên. Hãy cho biết vai trò của cốc nước lạnh trong thí nghiệm? Sau khi kết thúc phản ứng ta thêm một ít nước vào ống nghiệm B, lắc nhẹ thì có hiện tượng gì xảy ra? -38-
10250 10250 10250 mol V CH3COOH = mCH3COOH 10250.60 = 586272,64 (cm3) dCH3COOH 1,049 VC2H5OH = mC2H5OH = 10250.46 = 597591,89 (cm3) dC2H5OH 0,789 Theo đề, hao hụt của phản ứng là 34%, do đó hiệu suất của phản ứng là 66% VCH3COOH = 586272,64.100 = 888291,88 (cm3) = 888,29188 (l) 66 VC2H5OH = 597591,89.100 = 905442,26 (cm3) = 905,44226 (l) 66 Câu 12 (CHUYÊN QUẢNG NAM) Để điều chế khí etilen trong phòng thí nghiệm, người ta đun hỗn hợp chất lỏng X (có mặt vài viên đá bọt) ở 170 °C. a. Hỗn hợp X gồm những chất nào? Vai trò của đá bọt là gì? b. Một học sinh đề xuất bố trí sơ đồ dụng cụ, hóa chất điều chế khí elilen (không xét đến sự có mặt tạp chất) như hình bên. Hãy chỉ ra điểm sai trong việc bố trí dụng cụ. Vì sao? Hướng dẫn giải a. - Hỗn hợp X gồm ancol etylic và axit sunfuric đặc (xúc tác). - Đá bọt có vai trò điều hòa quá trình sôi, tránh hiện tượng quá sôi. b. - Khí thu được không phải là C2H4 tinh khiết mà là hỗn hợp khí C2H4, CO2, SO2 (do một phần có thể phản ứng với C2H5OH), hơi C2H5OH. Để loại bỏ CO2, SO2 và hơi C2H5OH thì phải dẫn ống dẫn khí qua dung dịch NaOH hoặc bông tẩm dung dịch NaOH đặc. 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O. 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O. - Bình thu khí C2H4 để thẳng đứng không thu được C2H4 do C2H4 nhẹ hơn không khí, sẽ bay ra khỏi bình. - Có thể thay phương pháp thu khí bằng phương pháp đẩy nước do C2H4 ít tan trong nước đồng thời loại bỏ được hơi C2H5OH. -40- Câu 13. (CHUYÊN QUẢNG NAM) Cho hình vẽ mô tả quá trình điều chế khí Z trong phòng thí nghiệm (theo phương pháp đẩy nước). a. Hãy cho biết khí Z có thể là khí nào trong số các chất khí sau đây: SO2, Cl2, CH4, H2? Giải thích. b. Lựa chọn cặp chất X và Y phù hợp để điều chế khí Z (đã chọn ở a). Viết phương trình hóa học minh họa. c. Ngoài cách thu khí Z (đã chọn ở a) như trên, có thể thu bằng phương pháp đẩy không khí được không? Giải thích. 2.2. Học sinh A đã thực hiện thí nghiệm với hồ tinh bột theo các bước sau: - Bước 1: Cho vào ống nghiệm (ống 1) khoảng 3,0 ml dung dịch hồ tinh bột, thêm tiếp 4,0 ml nước cất và 1,0 ml dung dịch H2SO4. Đun nóng hỗn hợp các chất phản ứng từ 3 đến 5 phút. - Bước 2: Sau khi đun nóng từ 3 đến 5 phút, lấy khoảng 0,5 ml dung dịch (dung dịch của ống 1) cho vào ống nghiệm khác (ống 2). Để nguội, nhỏ vài giọt dung dịch I2 (được hòa tan trong cồn) vào ống 2. Nếu thầy xuất hiện màu xanh thì tiếp tục đun ống 1 và tiếp tục thử với dung dịch I2 cho đến khi dung dịch đem thử với I2 (trong cồn) không có màu xanh thì ngừng đun nóng hỗn hợp. - Bước 3: Để hỗn hợp trong ống 1 nguội, trung hòa axit bằng dung dịch NaOH cho tới môi trường kiềm. Sau đó lấy một ít dung dịch cho vào ống nghiệm (ống 3) để thử tính chất của sản phẩm. - Bước 4: Tiến hành phản ứng tráng gương (phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3) với ống 3 trong điều kiện thích hợp. Học sinh B theo dõi thí nghiệm, sau đó đã có các câu hỏi sau: (1) Mục đích cuối cùng của thí nghiệm này là gì? (2) Việc có mặt của axit H2SO4 ở bước 1 có vai trò gì? (3) Ở bước 2, vì sao khi lấy dung dịch sau khi đun, thử với dung dịch I2 lại có thể xuất hiện màu xanh? (4) Có thể dùng phenolphtalein để nhận biết axit H2SO4 đã được trung hòa hết ở bước 3 được không? (5) Vì sao để thu được lớp “gương bạc” trên thành ống nghiệm ở bước 4 cần đun nhẹ hỗn hợp phản ứng? Em hãy trả lời giúp học sinh B các câu hỏi trên. Hướng dẫn giải a. Trong hình vẽ, khí Z được thu bằng phương pháp đẩy nước. Do đó Z phải là một khí không tan hoặc ít tan trong nước, ít độc hại với con người (nếu thu khí độc cần thiết bị hóa chất hỗ trợ thu và xử lý khí độc). Như vậy, trong các khí đã cho (SO2, Cl2, CH4, H2), Z có thể là CH4 hoặc H2 (SO2 và Cl2 đều độc và tan khá tốt trong nước). -41-
Câu 14 (CHUYÊN ĐĂK LĂK) Hình vẽ sau đây mô tả thí nghiệm điều chế khí Y từ hỗn hợp rắn gồm CaCO3 và CaSO3. a) Xác định thành phần của hỗn hợp khí X và khí Y. Giải thích bằng phương trình hóa học. Có thể thay bình rửa khí đựng nước brom dư bằng dung dịch nào sau đây: nước vôi trong, thuốc tím? b) Khí Y thường có lẫn hơi nước, theo em bằng cách nào có thể thu được khí Y nguyên chất? Hướng dẫn giải a) Hỗn hợp khí X gồm: CO2, SO2. Phản ứng hóa học xảy ra trong bình cầu là: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 CaSO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + SO2 Thành phần của khí Y là: CO2. Do SO2 bị giữ lại ở bình nước brom theo phương trình hóa học: SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 Có thể thay bình đựng nước brom bằng bình đựng dung dịch thuốc tím vì cũng giữ lại khí SO2 theo phương trình hóa học: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 Không dùng bình nước vôi trong dư được vì cả CO2 và SO2 đều bị giữ lại theo phương trình hóa học: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O b) Dẫn khí Y (CO2) có lẫn hơi nước qua bình đựng H2SO4 đặc thì hơi nước sẽ bị giữ lại trong bình. Thu khí thoát ra khỏi bình ta được khí Y (CO2) tinh khiết. Câu 15. (CHUYÊN GIA LAI) Z là chất khí chủ yếu được tạo ra hiện tượng mưa axit trong tự nhiên. Trong phòng thí nghiệm Z được điều chế theo hình vẽ sau: -43- - Biết X, Y, Z là hợp chất của cùng một nguyên tố. Xác định các chất X, Y, Z. - Nếu hiện tượng xảy ra trong bình chứa dung dịch KMnO4. - Viết các phương trình hóa học xảy ra. Hướng dẫn giải Z là chất khí chủ yếu được tạo ra hiện tượng mưa axit trong tự nhiên khí Z là: SO2 + X, Y, Z là hợp chất của cùng một nguyên tố X là H2SO4 đặc; Y là Na2SO3; khí Z là: SO2 + Khí SO2 qua dung dịch KMnO4 thì bình KMnO4 mất mất màu dần. + Các phương trình phản ứng xảy ra là: H2SO4 + Na2SO3 Na2SO4 + SO2 + H2O 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 Câu 16. (CHUYÊN BẾN TRE) Cho thí nghiệm điều chế khí X từ chất rắn Y và dung dịch Z như hình vẽ: a) X có thể là khí nào trong các khí sau: H2; SO2; CO2; HCl; NH3; Cl2; H2S; NO2? Vì sao? Chọn hóa chất Y, Z thích hợp để viết phương trình hóa học điều chế mỗi chất X đã chọn ở trên. a) X có thể là: SO2, CO2, Cl2, H2S, NO2 vì những khí này nặng hơn không khí nên có thể thu bằng cách đẩy không khí và để ngửa bình; mặt khác những khí này có thể được điều chế từ các chất rắn khác nhau tác dụng với dung dịch axit mà không cần đun nóng. b) * Điều chế SO2: Y là Na2SO3, K2SO3…; Z là dung dịch axit HCl (loãng), H2SO4 (loãng) Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2↑+ H2O * Điều chế CO2: Y là Na2CO3, …; Z là dung dịch axit HCl (loãng), H2SO4 (loãng) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O * Điều chế Cl2: Y là KMnO4, KClO3, CaOCl2…; Z là dung dịch axit HCl đặc 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑ CaOCl2 + 2HCl → Cl2↑ + CaCl2 + H2O * Điều chế H2S: Y là muối sunfua như CaS, FeS, Na2S… Y là dung dịch axit HCl (loãng), H2SO4 (loãng) -44- CaS + 2HCl → CaCl2 + H2S↑ FeS + 2H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2S↑ * Điều chế NO2: Y là các kim loại như Cu, Ag …; Y là dung dịch axit HNO3 đặc, nóng Cu + 4HNO3 (đặc, nóng)→ Cu(NO3)2 + 2NO2↑ +2H2O Câu 17: (CHUYÊN TÂY NINH) Thực hiện điều chế khí Y như hình vẽ: a. Khí Y là gì? Viết phương trình hóa học điều chế khí Y trong thí nghiệm trên. b. Nêu tác dụng của bình đựng dung dịch NaCl. Tại sao khí Y được thu bằng phương pháp đẩy nước? a. Khí Y là H2. Phương trình hóa học điều chế H2: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 ↑ b. Tác dụng của bình đựng dung dịch NaCl hấp thụ hơi HCl bay ra. Khí H2 được thu bằng phương pháp đẩy nước là vì H2 là khí rất ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí. 3. Dạng 3: Mô tả cách tiến hành và hiện tượng thu nhận được. Xác định chất đầu, sản phẩm hoặc vai trò của dụng cụ hay hóa chất đã sử dụng Câu 1. (CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU) Để nghiên cứu tính chất của axit X (SGK hóa học 9 - trang 16,17), người ta tiến hành thí nghiệm như sau: Cho một ít tinh thể hợp chất Y vào đáy cốc thủy tinh, sau đó nhỏ từ từ 1 đến 2 ml dung dịch axit X đậm đặc vào cốc. Quan sát hiện tượng thấy: màu trắng của Y chuyển sang màu vàng, sau đó chuyển sang màu nâu và cuối cùng thành khối màu đen xốp, bị bọt khí đẩy lên khỏi miệng cốc. a) Xác định các chất X và Y, viết các phương trình hóa học giải thích hiện tượng trên. b) Thí nghiệm trên chứng minh tính chất gì của X? Nếu thay axit X đậm đặc bằng axit X loãng thì có hiện tượng như trên hay không? c) Qua thí nghiệm trên cần lưu ý điều gì khi sử dụng axit X đậm đặc. Hướng dẫn giải 1) X là H2SO4 đậm đặc, Y là saccarozơ. Phương trình phản ứng: C12H22O11 H2SO4 ñaëc 11H2O + 12C C + 2H2SO4 (đặc) to CO2 + 2SO2 + 2H2O Thí nghiệm trên chứng minh tính háo nước của H2SO4 đậm đặc, và qua đó ta còn chứng minh tính oxi hóa mãnh liệt của H2SO4 đậm đặc. -45- Nếu thay H2SO4 đậm đặc bằng H2SO4 loãng thì không có hiện tượng như trên, vì H2SO4 loãng không có tính háo nước và tính oxi hóa mạnh. Qua thí nghiệm trên ta thấy H2SO4 đặc có tính háo nước và tính oxi hóa rất mạnh, vì vậy khi sử dụng axit sunfuric đặc phải hết sức cẩn thận. Câu 2. (CHUYÊN QUẢNG BÌNH) Tiến hành thí nghiệm: Đặt hai cốc trên hai đĩa cân. Rót dung dịch H2SO4 loãng vào hai cốc, lượng axit ở hai cốc bằng nhau, cân ở vị trí thăng bằng. Cho mẫu Kẽm vào cốc thứ nhất và mẫu Sắt vào cốc thứ hai. Khối lượng của hai mẫu bằng nhau. Cân sẽ ở vị trí nào sau khi kết thúc phản ứng? Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng hoá học là: Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 (1) Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (2) Độ tăng khối lượng của 2 cốc sau phản ứng so với ban đầu: Cốc 1: m1 mZn mH2 ; Cốc 2: m2 mFe mH2 Vì ban đầu cân thăng bằng và mFe mZn nên khi kết thúc phản ứng, cân sẽ nghiêng về phía cốc có khối lượng khí H2 thoát ra ít hơn. Đặt: mZn mFe a ; nH2 nkim lo¹i Trường hợp 1: H2SO4 dư so với Fe, Zn ( nZn nFe nH2SO4 ) nZn a nFe a nH2 (cốc 1) < nH2 (cốc 2) mH2 (cốc 1) < mH2 (cốc 2) 65 56 Khối lượng H2 thoát ra ở cốc 1 bé hơn cốc 2 nên cân sẽ nghiêng về phía cốc 1. Trường hợp 2: Zn hết, Fe dư ( nZn nH2SO4 nFe ) nH2 (cốc 1) = nZn < nH2 (cốc 2) = nH2SO4 mH2 (cốc 1) < mH2 (cốc 2) Khối lượng H2 thoát ra ở cốc 1 bé hơn cốc 2 nên cân sẽ nghiêng về phía cốc 1. Trường hợp 3: Hai kim loại đều dư so với H2SO4. n( H2SO4 nZn nFe ) Lượng H2 được tính theo số mol H2SO4. nH2 (cốc 1) = nH2 (cốc 2) mH2 (cốc 1) = mH2 (cốc 2) Khối lượng H2 thoát ra ở cốc 1 bằng cốc 2 nên cân sẽ vẫn ở vị trí thăng bằng. Câu 3. (CHUYÊN HÙNG VƯƠNG PHÚ THỌ) Cho 6,9 gam rượu etylic và a gam axit axetic vào 1 bình cầu. Thêm tiếp axit sunfuric đặc vào. Đun sôi hỗn hợp trong bình cầu một thời gian, thu được 0,08 mol este và dung dịch X. Chia X thành 2 phần bằng nhau. - Cho dung dịch BaCl2 dư vào phần 1 thu được 29,125 gam kết tủa. - Để trung hòa hết phần 2, cần tối đa 270ml dung dịch KOH 1M. Tính a. Hướng dẫn giải -46- Ta có: n C2H5OH = 6,9 = 0,15 (mol) ; nBaSO4 = 29,125 = 0,125 (mol) , 46 233 nKOH = 0,27 (mol) ; nCH3COOC2H5 = 0,08 (mol) Sơ đồ phản ứng: 0,15 0,08 mol CH3COOC2H5 mol C2H5OH X CCH2H3C5OOHOHdd cbh»inag2nphhaÇun H2SO4®Æc a mol CH3COOH H2SOt04 ®Æc phÇn 1 +BaCl2 d0,125 mol BaSO4 60 phÇn 2 0+,2K7OmHol hh muoái Các phương trình hóa học xảy ra: C2H5OH + CH3COOH H2SO4ñaëc, to CH3COOC2H5 + H2O (1) 0,08 0,08 0,08 (mol) CCH2H3C5 OOHOHdd: 0,15 - 0,08 = 0,07 (mol) - 0,08 (mol) X : a 60 H2SO4®Æc - Phần 1 tác dụng với dung dịch BaCl2 dư H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl (2) 0,125 0,125 mol nH2SO4 = nBaSO4 = 0,125 (mol) - Trung hòa hết phần 2, cần tối đa 270 ml dung dịch KOH 1M 2KOH + H2SO4 K2SO4 + 2H2O (3) 0,25 0,125 mol KOH + CH3COOH CH3COOK + H2O (4) (0,27- 0,25) 0,02 mol n CH3COOH a - 0,08 = 0,02 . 2 a = 7,2 (g) 60 Câu 4. (CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG NAM ĐỊNH) Cho 40 gam Fe nguyên chất vào 416 mL dung dịch H2SO4 15% có khối lượng riêng là 1,10 gam/cm3. Hỗn hợp được lắc đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc dung dịch thu được, chuyển vào bình nón, axit hóa bằng vài giọt dung dịch axit H2SO4 và làm lạnh đến nhiệt độ phòng. Bình nón được hàn kín và để trong 2 ngày. Sau đó, tiến hành lọc hỗn hợp, phần dung dịch thu được cho bay hơi một nửa khối lượng trong khí quyển CO2 và để kết tinh ở 20oC trong bình hàn kín. Ngày hôm sau, lấy tinh thể rửa với cồn và làm khô nhanh trong giấy lọc. Kết quả thu được 140 gam tinh thể màu xanh, chứa 11,51% khối lượng lưu huỳnh. a/ Viết phương trình hóa học của phản ứng chính và cho biết công thức phân tử của tinh thể trong quá trình thí nghiệm trên. -47- b/ Có thể thay dung dịch H2SO4 15% bằng dung dịch H2SO4 60% để tăng tốc độ phản ứng không? Tại sao cần để dung dịch bay hơi trong khí quyển CO2? Điều gì xảy ra nếu cho dung dịch bay hơi trong không khí? Giải thích và viết các phương trình hóa học kèm theo. c/ Tính hiệu suất tạo thành tinh thể, biết dung dịch bão hòa ở 20 oC chứa 78% khối lượng nước. d/ Một hỗn hợp axit HNO3 đặc và H2SO4 được thêm vào dung dịch của sản phẩm trên, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thấy có khí màu nâu đỏ thoát ra. Sau đó, cho hỗn hợp sản phẩm bay hơi dần đến khi dung dịch trở nên sền sệt, tiến hành làm lạnh, xuất hiện tinh thể màu vàng chứa 17,08% khối lượng lưu huỳnh. Cho biết công thức phân tử của tinh thể và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra. Hướng dẫn giải Câu 1.3. a) Phản ứng hóa học xảy ra: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑ Sản phẩm cuối là tinh thể muối ngậm nước có dạng: FeSO4.aH2O Theo đề bài, ta có: n Fe 40 0, 714 (mol); n H2SO4 416 1,115 0, 7 (mol) 56 98 100 nS 11, 51140 0, 5036 (mol) n tinh theå 0, 5036 (mol) 100 32 Mtinh theå 140 278 (gam / mol) 152 18a 278 a 7 0, 5036 Tinh thể muối ngậm nước là: FeSO4.7H2O 3b) Dung dịch H2SO4 60% thụ động hóa sắt(II) nên nó không thể dùng để thay thế dung dịch 15%. Nếu dùng H2SO4 60% và đun nóng thì sản phẩm thu được không phải là muối sắt(II): 2Fe + 6H2SO4 to Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O Để dung dịch bay hơi trong khí quyển CO2 nhằm ngăn không cho muối sắt(II) bị oxi hóa. Nếu để dung dịch bay hơi trong không khí thì thì muối sắt(II) sẽ bị oxi hóa thành hợp chất sắt(III), nếu dung dịch được axit hóa thì: 4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 2Fe2(SO4)3 + 2H2O 3c) Ta có: nFeSO4 nH2 nH2SO4 0,7 (mol) nFe ban ñaàu Fe dư một lượng nhỏ. Khối lượng dung dịch muối ban đầu: mdd 0,756 4161,1 0,7 2 495, 4 (gam) Khi làm bay hơi nước trong khí quyển CO2, khối lượng của một nửa dung dịch còn lại là: 495, 4 247, 7 gam 2 Quá trình làm bay hơi nước, không thay đổi khối lượng chất tan mFeSO4 0, 7 152 106, 4 gam Gọi b là số mol FeSO4.7H2O tách ra khỏi dung dịch theo lý thuyết (H = 100%). -48- Nồng độ của dung dịch FeSO4 bão hòa sau khi kết tinh muối là: C% (FeSO4 ) 106, 4 152b 100% 100% 78% 22% b 0, 5714 mol 247, 7 278b Thực tế, chỉ thu được 140 gam tinh thể FeSO4.7H2O, nên hiệu suất là: H 278 140 100% 81,133% 0, 5714 3d) Hỗn hợp HNO3 và H2SO4 là hỗn hợp có tính oxi hóa mạnh, sẽ oxi hóa muối sắt(II) thành muối sắt(III): 2FeSO4 + H2SO4 + 2HNO3 Fe2(SO4)3 + 2NO2↑ + 2H2O Vì HNO3 dễ bay hơi, nên muối trong dung dịch là muối Fe2(SO4)3 Tinh thể muối có dạng: Fe2(SO4)3.yH2O Vì S chiếm 17,08% khối lượng tinh thể Mtinh thể 100 32 3 562 (g/mol) 17, 08 Mtinh theå 400 18y 562 y 9 . Tinh thể muối ngậm nước thu được là: Fe2(SO4)3.9H2O Câu 5 (CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG NAM ĐỊNH) Brom là chất lỏng (có màu đỏ nâu) ít tan trong nước và tan tốt trong dung môi hữu cơ. Cho vào ống nghiệm 2 mL dung dịch nước brom (có màu vàng nâu). Nhỏ từ từ vào ống nghiệm đó 1 mL benzen. Trong ống nghiệm có 2 lớp chất lỏng, lớp dưới có thể tích lớn hơn và có màu đỏ nâu, lớp chất lỏng phía trên có màu vàng. a/ Giải thích hiện tượng trên. b/ Lấy đũa thủy tinh khuấy đều để 2 lớp chất lỏng trên trộn lẫn vào nhau, sau đó để yên ống nghiệm. Dự đoán hiện tượng xảy ra và giải thích. Hướng dẫn giải a) Khi nhỏ benzen vào quan sát thấy benzen nổi lên trên vì benzen nhẹ hơn nước và không tan trong nước; như vậy trong ống nghiệm có sự phân lớp; lớp dưới là nước brom và lớp trên và benzen. b) Khi dùng đũa thủy tinh khuấy đều để 2 lớp chất lỏng trộn lẫn vào nhau, quan sát lớp trên có màu đỏ nâu đậm dần, lớp dưới nhạt dần thành màu vàng nhạt vì benzen là dung môi không phân cực hòa tan Br2 (chất không phân cực) tốt hơn nước (dung môi phân cực). Dạng 4: Dựa vào tính chất của các chất để chọn các phương án phù hợp cho yêu cầu của đề bài. Như sử dụng chất hút ẩm, … Câu 1. (CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU) Có các chất làm khô: H2SO4 đặc, CaO. Dùng chất nào nói trên để làm khô mỗi khí ẩm sau đây: SO2, O2, CO2, H2, H2S? Hãy giải thích sự lựa chọn đó. Hướng dẫn giải - H2SO4 đặc làm khô được: SO2, O2, CO2. Vì H2SO4 đặc có tính hút ẩm và không tác dụng với các khí này. -49- - CaO làm khô được: O2, H2. Vì CaO có tính hút ẩm và không tác dụng với các khí này. Phương trình hóa học: 2H2 + H2SO4(đặc) to 2H2O + SO2 H2S + 2H2SO4(đặc) to 2H2O + 3SO2 CaO + SO2 → CaSO3 CaO + CO2 → CaCO3 H2S + CaO → CaS + H2O 5. Dạng 5: Các biện pháp an toàn trong PTN Câu 1. (CHUYÊN LAM SƠN THANH HÓA) Nêu cách pha loãng axit sunfuric đậm đặc trong phòng thí nghiệm. Giải thích. Hướng dẫn giải Để pha loãng axit sunfuric đậm đặc trong phòng thí nghiệm cần rót từ từ axit vào nước (theo tỉ lệ yêu cầu) và khuấy đều. Axit sunfuric đặc nặng hơn nước, khi tan trong nước tỏa nhiệt nếu cho từ từ axit vào nước, nó sẽ chìm xuống đáy nước, sau đó phân bố đều trong toàn bộ dung dịch. Như vậy nhiệt lượng sinh ra được phân bố đều trong dung dịch, nhiệt độ sẽ tăng từ từ không làm cho nước sôi lên một cách quá nhanh nên an toàn. Ngược lại nếu cho nước vào axit, nước sẽ nổi trên bề mặt axit. Vì axit rất háo nước và khi tan trong nước tỏa nhiệt mạnh, nhiệt này làm cho giọt nước khi mới tiếp xúc với axit sôi (có thể gây nổ) và bắn lẫn các giọt axit ra ngoài dễ dây vào quần áo và da gây mục vải, bỏng da… 6. Dạng 6: Nhận biết hoặc phân biệt các hóa chất mất nhãn Câu 1. (CHUYÊN HÀ NAM) Trình bày phương pháp hóa học nhận biết các lọ riêng biệt mất nhãn có chứa: dung dịch glucozơ, dung dịch saccarozơ, dung dịch axit axetic, nước. Viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có). Hướng dẫn giải Lấy mỗi hóa chất một lượng nhỏ ra các ống nghiệm làm mẫu thử. - Dùng quỳ tím + Mẫu làm quỳ tím hóa đỏ là dung dịch CH3COOH + Các mẫu còn lại không làm quỳ tím đổi mầu. - Dùng dung dịch AgNO3/NH3, + Mẫu tạo kết tủa xám bạc là glucozơ. -50- + Các mẫu còn lại không hiện tượng gì. C6H12O6 + Ag2O C6H12O7 + 2Ag - Đun nóng hai mẫu còn lại tác dụng với Cu(OH)2 + Mẫu làm kết tủa tan tạo dung dịch màu xanh là saccarozơ 2C12H22O11 + Cu(OH)2 (C12H10O11)2Cu + 2H2O + Mẫu còn lại không có hiện tượng là nước. Câu 2. (CHUYÊN TUYÊN QUANG) Tiến hành thí nghiệm với từng kim loại X, Y, Z, các hiện tượng được ghi nhận trong bảng sau: Kim loại Dung dịch HCl Dung dịch CuSO4 Dung dịch NaOH X Có khí Có chất màu đỏ Có khí Y Không phản ứng Không phản ứng Không phản ứng Z Có khí Có khí và kết tủa xanh Có khí a) Sắp xếp các kim loại X, Y, Z theo chiều tăng dần mức độ hoạt động và giải thích. b) Thay kí hiệu X, Y, Z bằng các kim loại cụ thể, viết phương trình hóa học các phản ứng của X và Z với dung dịch CuSO4, dung dịch NaOH. Hướng dẫn giải 4.1. a) Theo đề bài : - X tác dụng với HCl, đẩy được Cu ra khỏi dung dịch và tan trong dung dịch NaOH X là Zn hoặc Al. - Y không phản ứng với cả 3 dung dịch Y là kim loại sau Cu - Z tác dụng với dung dịch Cu(NO3)2 thu được kết tủa màu xanh Z là kim loại đứng trước Mg. Vậy thứ tự hoạt động tăng dần là: Y, X, Z. b) X là Al hoặc Zn, Y là Ag và Z là Na hoặc K. * Phản ứng của Al: - Với dung dịch CuSO4: 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu - Với dung dịch NaOH: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 * Phản ứng của Na: - Với dung dịch CuSO4: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4 - Với dung dịch NaOH: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Câu 3. (CHUYÊN SỞ GD VÀ ĐT TP HCM) Trên bàn thí nghiệm có những chất rắn riêng biệt màu trắng là: Na2CO3, KHCO3, Ba(HCO3)2, MgCO3, BaSO4. Một học sinh đã lấy một trong những chất trên bàn để làm thí nghiệm và được kết quả sau: Thí nghiệm 1: Cho tác dụng với dung dịch H2SO4 (loãng, dư) thấy chất rắn tan hoàn toàn và đồng thời thoát ra chất khí làm đục nước vôi trong Thí nghiệm 2: Nung cũng thấy khí thoát ra làm đục nước vôi trong Thí nghiệm 3: Lấy chất rắn còn lại sau khi nung hoàn toàn ở thí nghiệm 2 cho tác dụng với dung dịch HCl cũng thoát ra chất khí làm đục nước vôi trong. -51- Em hãy cho biết học sinh trên đã lấy chất nào trên bàn để làm thí nghiệm? Lập luận và viết các phương trình hóa học xảy ra. Hướng dẫn giải Thí nghiệm 1: Cho tác dụng với dung dịch H2SO4 (loãng, dư) thấy chất rắn tan hoàn toàn và đồng thời thoát ra chất khí làm đục nước vôi trong Loại chất Ba(HCO3)2 vì Ba(HCO3)2 tan trong H2SO4 loãng dư nhưng sẽ tạo kết tủa trắng và chất khí thoát ra. Loại BaSO4 vì BaSO4 không tan trong dung dịch H2SO4 loãng dư. Thí nghiệm 2: Nung cũng thấy khí thoát ra làm đục nước vôi trong Loại Na2CO3 vì Na2CO3 không bị phân hủy ở nhiệt độ cao Thí nghiệm 3: Lấy chất rắn còn lại sau khi nung hoàn toàn ở thí nghiệm 2 cho tác dụng với dung dịch HCl cũng thoát ra chất khí làm đục nước vôi trong Loại MgCO3 vì sau khi nung MgCO3 tạo ra MgO tác dụng với dung dịch HCl không thoát ra khí làm đục nước vôi trong. Vậy học sinh đã lấy KHCO3 để tiến hành các thí nghiệm. Phương trình hóa học: TN1: 2KHCO3 + H2SO4 K2SO4 + 2CO2 + 2H2O TN2: 2KHCO3 t0 K2CO3 + CO2 + H2O TN3: K2CO3 + 2HCl 2KCl + CO2 + H2O Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Câu 4. CHUYÊN BÌNH DƯƠNG Tiến hành thí nghiệm với các chất X, Y, Z, T. Kết tủa được ghi ở bảng sau: Mẫu Thí nghiệm Hiện tượng thử Thêm một ít rượu etylic, lắc đều Có kết tủa X Y Đun nóng với dung dịch NaOH (loãng, dư), để Tạo dung dịch màu nguội. Thêm tiếp vài giọt dung dịch CuSO4. xanh lam Z Tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3, đun Tạo kết tủa Ag nóng. T Tác dụng với dung dịch I2 loãng Có màu xanh tím. Xác định X, Y, Z, T (không cần giải thích). Biết chúng có thể là các chất sau: tinh bột, chất béo, glucozơ, lòng trắng trứng. Hướng dẫn giải Chất X: Lòng trắng trứng; Chất Y: Chất béo; Chất Z: Glucozơ; Chất T: Tinh bột. Câu 5: (Đồng Tháp mười 2014) Có các lọ mất nhãn sau: dung dịch Na2SO4, dung dịch BaCl2, dung dịch H2SO4, dung dịch NaOH. Chỉ được dung giấy quỳ tím. Hãy viết sơ đồ (hoặc trình bày cách làm) để nhận biết các lọ mất nhãn. -52- |
