Bài tập luyện tập Hóa học lớp 10 - Chương 6: Oxi - Lưu huỳnh (Có đáp án)

Nội dung text: Bài tập luyện tập Hóa học lớp 10 - Chương 6: Oxi - Lưu huỳnh (Có đáp án)

1. LUYỆN TẬP OXI- LƯU HUỲNH A. PHẦN TRẮC NGHIỆM Câu 1: Cho các phát biểu sau: (1) Ozon có thể được dùng để tẩy trắng tinh bột, chữa sâu răng, sát trùng nước sinh hoạt. (2) Sắt khi tác dụng với HCl và H2SO4 đặc nóng đều thu được muối sắt (II). (3) Hấp thụ một lượng dư khí SO2 vào dung dịch nước vôi trong thu được kết tủa trắng. (4) Khí SO2 có tính chất tẩy màu nên có thể phân biệt khí SO2 và CO2 bằng dung dịch thuốc tím. Số phát biểu đúng: A. 2 B. 3 C. 1 D. 4 Câu 2: Cho 20g hỗn hợp X gồm Fe, Cu phản ứng hoàn toàn với H2SO4 loãng dư, sau phản ứng thu được 12g chất rắn không tan. Phần trăm về khối lượng của Fe trong X: A. 60% B. 72% C. 40% D. 64% Câu 3: Các axit nào dưới đây sắp xếp theo thứ tự tính axit tăng dần: A. H2S < H2CO3<H2SO3 <H2SO4 B. H2SO4< H2SO3< H2CO3 <H2S C. H2CO3<H2S < H2SO3 <H2SO4 D. H2SO4< H2SO3< H2S < H2CO3 Câu 4: Phần trăm khối lượng của S có trong phân tử Fe2(SO4)3 A. 8% B. 24% C. 16% D. 28% Câu 5: Khí oxi không phản ứng được với: A. S B. Fe C. Cu D. Cl2 Câu 6: Hòa tan hết 6,9g kim loại A trong dung dịch H2SO4 vừa đủ thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). Kim loại A: A. Na B. Mg C. K D. Zn Câu 7: Đồ dùng bằng bạc để lâu ngày trong không khí bị sạm đen do phản ứng: 4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O Trong phản ứng trên chất đóng vai trò là chất khử: A. H2S B. Ag C. O2 D. Ag và H2S Câu 8: Hòa tan 8,36g oleum vào nước được dung dịch Y, để trung hòa dung dịch Y cần 200 ml dung dịch NaOH 1M. Công thức phân tử của oleum: A. H2SO4. nSO3 B. H2SO4.3SO3 C. H2SO4. 5SO3 D. H2SO4. 4SO3 Câu 9: Cho 0,5 mol H2SO4 tác dụng vừa đủ với 0,5 mol NaOH thu được sản phẩm: A. 1 mol natri sunfat B. 1 mol natri hiđrosunfat C. 0,5 mol natri sunfat D. 0,5 mol natri hiđrosunfat Câu 10: Axit sunfuric đặc nguội không phản ứng được với: A. Zn B. Fe C. CaCO3 D. CuO Câu 11: (ĐHA09) Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10%, thu được 2,24 lít khí H2 (ở đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng: A. 101,68 gam. B. 88,20 gam. C. 101,48 gam. D. 97,80 gam. Câu 12: (CĐ08) Cho sơ đồ chuyển hoá (mỗi mũi tên là một phương trình phản ứng): NaOH Fe(OH)2 Fe2(SO4)3 BaSO4 Các dung dịch X, Y, Z lần lượt là: A. FeCl3, H2SO4 (đặc, nóng), BaCl2. B. FeCl2, H2SO4 (đặc, nóng), BaCl2. C. FeCl3, H2SO4 (đặc, nóng), Ba(NO3)2. D. FeCl2, H2SO4 (loãng), Ba(NO3)2 Câu 13:(ĐHB10) Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS2 bằng một lượng O2 vừa đủ, thu được khí X. Hấp thụ hết X vào 1 lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,15M và KOH 0,1M, thu được dung dịch Y và 21,7 gam kết tủa. Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa. Giá trị của m là A. 23,2. B. 18,0. C. 12,6 D. 24,0. Câu 14:(CĐ09) Để phân biệt CO 2 và SO2 chỉ cần dùng thuốc thử là A. dung dịch Ba(OH)2 B. CaO C. dung dịch NaOH D. nước brom Câu 15: (CĐ08) Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc). Giá trị của V là A. 4,48. B. 3,36. C. 2,80. D. 3,08 Câu 16: (CĐ07) SO2 luôn thể hiện tính khử trong các phản ứng với A. dung dịch NaOH, O2, dung dịch KMnO4. B. O2, nước Br2, dung dịch KMnO4. C. dung dịch KOH, CaO, nước Br2. D. H2S, O2, nước Br2. Câu 17: (CĐ08) Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít khí H 2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch X được m gam muối khan. Giá trị của m: A. 47,1. B. 42,6. C. 48,8. D. 45,5. Câu 18: (CĐ08) Hòa tan hoàn toàn Fe3O4 trong dung dịch H2SO4 loãng (dư) được dung dịch X1. Cho lượng dư bột Fe vào dung dịch X1 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X2 chứa chất tan A. FeSO4. B. FeSO4 và H2SO4 C. Fe2(SO4)3 và H2SO4. D. Fe2(SO4)3.
2. Câu 19: (ĐHB07) Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc, nóng (giả thiết SO2 là sản phẩm khử duy nhất). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được A. 0,03 mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4. B. 0,05 mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư. C. 0,02 mol Fe2(SO4)3 và 0,08 mol FeSO4. D. 0,12 mol FeSO4. Câu 20: (ĐHB07) Có thể phân biệt 3 dung dịch: KOH, HCl, H2SO4 (loãng) bằng một thuốc thử là A. giấy quỳ tím. B. Zn. C. Al. D. BaCO3 Câu 21: (ĐHA10) Cho x mol Fe tan hoàn toàn trong dung dịch chứa y mol H2SO4 (tỉ lệ x : y = 2 : 5), thu được một sản phẩm khử duy nhất và dung dịch chỉ chứa muối sunfat. Số mol electron do lượng Fe trên nhường khi bị hoà tan: A. 2x. B. 3x. C. 2y. D. y. Câu 22: (ĐHA07) Hoà tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được dung dịch X. Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,5M. Giá trị của V là: A. 80. B. 40. C. 20. D. 60 Câu 23: Hệ số chất oxi hóa và chất khử trong phản ứng: SO2 + Br2 + H2O → HBr + H2SO4 là: A. 1 và 2 B. 1 và 1 C. 2 và 1 D. 2 và 2 Câu 24: Hấp thụ 2,24 lít SO2 (đktc) vào 250 ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch A. Chất tan có trong dung dịch A: A. Na2SO3 và NaOH dư B. Na2SO3 C. NaHSO3 và Na2SO3 D. NaHSO3 Câu 25: (ĐHA07) Để nhận biết ba axit đặc, nguội: HCl, H2SO4, HNO3 đựng riêng biệt trong ba lọ bị mất nhãn, ta dùng thuốc thử là: A. Fe. B. CuO. C. Al. D. Cu. Câu 26: Hấp thụ hoàn toàn 3,136 lít khí SO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu được 21,7 gam kết tủa. Giá trị của a: A. 0,096 B. 0,048. C. 0,06. D. 0,04 Câu 27: (CĐ08)Cho hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch axit H 2SO4 đặc, nóng đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y và một phần Fe không tan. Chất tan có trong dung dịch Y là A. MgSO4, Fe2(SO4)3 và FeSO4. B. MgSO4 và Fe2(SO4)3. C. MgSO4 và FeSO4. D. MgSO4 Câu 28: (ĐHB07) Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H 2SO4 đặc nóng (dư), thoát ra 0,112 lít (ở đktc) khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất). Công thức của hợp chất sắt đó là A. FeS. B. FeS2. C. FeO D. FeCO3 B. PHẦN TỰ LUẬN Câu 1: Viết các PTHH xảy ra khi cho FeO, Fe2O3, Fe3O4 lần lượt tác dụng với axit H2SO4 loãng và H2SO4 đặc (spk SO2) Câu 2: Chỉ dùng Fe, S và dung dịch H2SO4 loãng, viết các phương trình phản ứng điều chế khí H2S bằng 2 cách khác nhau. Câu 3: Nêu vai trò của các chất: S, SO2, H2S trong các phản ứng hóa học, viết các phương trình hóa học để chứng minh. Câu 4: Nêu phương pháp hóa học để phân biệt 3 dung dịch không màu: Na2CO3, Na2SO3, Na2SO4 3 Câu 5: Để pha loãng 100 ml dung dịch H2SO4 98% (D=1,84g/cm ) thành dung dịch H2SO4 20% cần V ml H2O. a, Tính V b, Khi pha loãng phải tiến hành như thế nào? Câu 6: Nung nóng 3,72g hỗn hợp bột Zn và Fe trong bột S dư. Chất rắn thu được sau phản ứng hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch H2SO4 loãng, thấy có 1,344 lít khí (đktc) thoát ra. a, Viết PTHH các phản ứng xảy ra b, Tính phần trăm về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu Câu 7: Cho 7,8g hỗn hợp Mg và Al tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được 8,96 lít khí (đktc). a, Tính phần trăm về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu b, Tính thể tích dung dịch H2SO4 2M đã dùng, biết lấy dư 20% so với lượng cần dùng. Câu 8: Cho 11gam hỗn hợp X gồm Al và Fe tác dụng với một lượng dư axit H2SO4 (đặc, nóng) , sau phản ứng thu được 10,08 lít khí SO2 (đktc,sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. a, Tính phần trăm về khối lượng mỗi kim loại trong X b, Tính khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch Y ĐÁP ÁN 1. PHẦN TRẮC NGHIỆM 1A(1,4)-2C-3A-4B-5D-6A-7B-8D-9D-10B-11C-12B-13B-14D-15C-16B-17A-18A-19A-20D-21D-22B-23B-24B- 25D-26B-27C-28C Câu 2: Cho 20g hỗn hợp X gồm Fe, Cu phản ứng hoàn toàn với H2SO4 loãng dư, sau phản ứng thu được 12g chất rắn không tan. Phần trăm về khối lượng của Fe trong X: A. 60% B. 72% C. 40% D. 64% Giải: Cu không tác dụng với H2SO4 loãng, nên chất rắn không tan là Cu → mCu = 12g → mFe = 20-12 = 8g 8.100 → %Fe = = 40% 20
3. Câu 4: Phần trăm khối lượng của S có trong phân tử Fe2(SO4)3 A. 8% B. 24% C. 16% D. 28% Giải: Trong Fe2(SO4)3 có 3S; MS = 32 →M3S = 3.32 = 96; MFe2(SO4)3 = 400 M .100 96.100 → %S = 3s = = 24% M 400 Fe2 (SO4 )3 Câu 6: Hòa tan hết 6,9g kim loại A trong dung dịch H2SO4 vừa đủ thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). Kim loại A: A. Na B. Mg C. K D. Zn Giải: + cách 1: 2H + 2e → H2 0,3 ←0,15 mkl .hóatri 6,9.n Mkl = = = 23n → n = 1 → MKl = 23 → A là Na ( hóa trị của kim loại chỉ 1,2,3); n = 2, 3 loại nenhan 0,3 (nếu 9n là Al, 28n là Fe ) Cách 2: 2A + nH2SO4 → A2(SO4)n +n H2 0,3 ←0,15 n 6,9.n → MA = = 23n → n = 1 → MKl = 23 → A là Na 0,3 Cách 3: theo đáp án, kim loại chỉ có hóa trị 1 và 2 nên Giả sử kim loại có hóa trị 1: 2A → H2 0,3 ←0,15 6,9 → MA = = 23 → A là Na ,không cần giả sử hóa trị 2 nữa, còn nếu hóa trị 1 mà không có kim loại nào thì 0,3 tiếp tục giả sử hóa trị 2: A → H2 Cách 3 nhìn dài dòng vậy nhưng thực ra ta chỉ cần dùng máy tính bấm cũng rất là nhanh. Câu 8 : Hòa tan 8,36g oleum vào nước được dung dịch Y, để trung hòa dung dịch Y cần 200 ml dung dịch NaOH 1M. Công thức phân tử của oleum: A. H2SO4. nSO3 B. H2SO4.3SO3 C. H2SO4. 5SO3 D. H2SO4. 4SO3 Giải: Gọi công thức phân tử của oleum là :H2SO4.nSO3 + nH2O → (n+1) H2SO4 (1) 0,1 ← 0,1 n 1 Dung dịch Y là dung dịch H2SO4 H2SO4 +2 NaOH → Na2SO4 + H2O (2) 0,1 mol ←0,2 mol 8,36.(n 1) M H2SO4.nSO3 = 98 + 80n = 0,1 → n = 4 → CTPT của oleum: H2SO4.4SO3 Câu 9: Cho 0,5 mol H2SO4 tác dụng vừa đủ với 0,5 mol NaOH thu được sản phẩm: A. 1 mol natri sunfat B. 1 mol natri hiđrosunfat C. 0,5 mol natri sunfat D. 0,5 mol natri hiđrosunfat Giải: vì nH2SO4= nNaOH = 0,5 mol nên chỉ xảy ra phản ứng H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O 0,5→ 0,5 0,5 Câu 11: (ĐHA09) Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10%, thu được 2,24 lít khí H2 (ở đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng: A. 101,68 gam. B. 88,20 gam. C. 101,48 gam. D. 97,80 gam. Giải:
4. nH2 = 0,1 mol H2SO4 → H2 0,1 ←0,1 m .100 H 2SO4 9,8.100 → mH2SO4 = 0,1. 98 = 9,8g → mdd H2SO4 = = = 98g C% 10 mdd sau pứ = mdd trước phản ứng – mchất bay hơi hoặc kết tủa mdd trước phản ứng = m chất tan + mdung môi Nên 3,68 (Al +Zn ) + 98g dd H2SO4 → dd sau phản ứng + H2 → mdd sau pứ = m(Al +Zn ) + mdd H2SO4 – mH2 = 3,68 + 98 - 0,1. 2 = 101,48g Câu 13: (ĐHB10) Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS2 bằng một lượng O2 vừa đủ, thu được khí X. Hấp thụ hết X vào 1 lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,15M và KOH 0,1M, thu được dung dịch Y và 21,7 gam kết tủa. Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa. Giá trị của m là A. 23,2. B. 18,0. C. 12,6 D. 24,0. Giải: 1 lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,15M và KOH 0,1M - - → nBa(OH)2 = 0,15.1= 0,15 mol → nOH = 0,15.2 = 0,3 mol (có 2OH ) - - → nKOH = 0,1.1= 0,1 mol → nOH = 0,1 mol (có 1OH ) → n = 0,3 + 0,1 = 0,4 mol  OH - (có thể dùng máy tính bấm nhanh: nOH = V . (2CM( Ba(OH)2) + 1. CM(NaOH)) = 1. (2.0,15 + 1. 0,1) = 0,4 mol 21,7 SO2 mà có Ba(OH)2 nên kết tùa là BaSO3 có nBaSO3 = = 0,1 mol 217 Vì cho dung dịch Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa, chứng tỏ trong dung dịch có muối của - gốc HSO3 tức trường hợp này tạo 2 muối - - SO2 + OH → HSO3 0,3 ←(0,4-0,1) - - 2- HSO3 + OH dư → SO3 + H2O 0,1 0,1 ←0,1 2+ 2- Ba + SO3 → BaSO3 0,1 ←0,1 - ( vì tỉ lệ các chất trong phương trình phản ứng là như nhau nên có thể tính nhanh nSO2 = nOH - nBaSO3 = 0,4-0,1 = 0,3 mol) FeS2 → 2SO2 0,15 ←0,3 → mFeS2 = 0,15 . 120 = 18g Câu 15: (CĐ08) Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc). Giá trị của V là A. 4,48. B. 3,36. C. 2,80. D. 3,08 Giải: Phân tích đề: sai lầm của học sinh thường gặp: thường khi đề cho 2 chất tham gia phản ứng, cho dữ kiện để tính được số mol 2 chất, thì học sinh thường nghĩ sẽ có một chất phản ứng hết và một chất còn dư Fe + S FeS Hỗn hợp Rắn M có (FeS và Fe dư) hoặc (FeS hoặc S dư) Cho M + HCldư hỗn hợp khí X , chứng tỏ hỗn hợp Rắn M gồm FeS và Fe dư, mà cả FeS và Fe đều phản ứng với HCl, HCldư nên cả FeS và Fe đều hết nên không biết phần không tan G là gì không hiểu đề và không tìm ra cách giải. Nên : Khi 2 chất tham gia phản ứng thì có thể cả 2 chất tham gia phản ứng đều dư, Trong bài toán này, do còn phần không tan G, G là S dư nên rắn M phải gồm (FeS, Fe dư và S dư) Cách 1: Theo phương pháp biện luận Fe + S FeS x x x FeS + 2HCl FeCl2 + H2S
5. x x Fedư + 2HCl FeCl2 + H2 (0,1 – x)  (0,1 – x) Sdư + O2 SO2 (0,075 – x) (0,075 – x) 1 H2 + O2 H2O 2 1 (0,1 – x) (0,1 – x) 2 3 H2S + O2 SO2 + H2O 2 3 x  x 2 1 3 ∑n O = (0,075 – x) + (0,1 – x) + x = 0,125 mol V = 2,8 lít 2 2 2 Cách 2: Theo phương pháp bảo toàn e: +4 2+ 2- Tóm tắt quá trình phản ứng: Fe Fe , S S và O2 O 2+ Fe Fe + 2e 0,1 0,2 +4 S S + 4e 0,075 0,3 Có : ne nhận =ne nhường = 0,2 + 0,3 = 0,5 mol 2- O2 + 4e 2O 0,125 ←0,5 VO2 = 0,125. 22,4 = 2,8 lít Câu 17: (CĐ08) Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít khí H 2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch X được m gam muối khan. Giá trị của m: A. 47,1. B. 42,6. C. 48,8. D. 45,5. Giải: H2SO4 → H2 0,35 mol ←0,35 mol → n SO42- = 0,35 mol → mSO42- = 0,35.96 = 33,6g → m muối = mhhkl + mSO42- = 13,5 + 33,6 = 47,1g Câu 18: (CĐ08) Hòa tan hoàn toàn Fe3O4 trong dung dịch H2SO4 loãng (dư) được dung dịch X1. Cho lượng dư bột Fe vào dung dịch X1 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X2 chứa chất tan A. FeSO4. B. FeSO4 và H2SO4 C. Fe2(SO4)3 và H2SO4. D. Fe2(SO4)3. Giải: Fe3O4 + H2SO4 loãng dư → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O Vì H2SO4 dư nên dung dịch X1 gồm (FeSO4 , Fe2(SO4)3 và H2SO4 dư) Cho Fe dư vào dd X1: Fe2(SO4)3 + Fedư → FeSO4 H2SO4dư + Fedư → FeSO4 + H2 Vì Fe dư nên Fe2(SO4)3 và H2SO4 dư đều hết → dd X2 chỉ có FeSO4 (có thể làm nhanh, Fe dư sau phản ứng thì toàn bộ lượng Fe3+ chuyển thành Fe2+, nên khi đề cho Fe dư sau phản ứng chỉ thu được muối Fe2+ nên chọn A Câu 19: (ĐHB07) Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc, nóng (giả thiết SO2 là sản phẩm khử duy nhất). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được A. 0,03 mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4. B. 0,05 mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư. C. 0,02 mol Fe2(SO4)3 và 0,08 mol FeSO4. D. 0,12 mol FeSO4. Giải: Cách 1: nFe = 0, 12 mol 2 Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4) 3+ 3SO2 +6 H2O
6. 0,1 ←0,3→ 0,05 Fedư + Fe2(SO4) 3 → 3 FeSO4 (0,12-0,1) → 0,02 0,06 n FeSO4 = 0,06 mol; n Fe2(SO4) 3dư = 0,05 – 0,02 = 0,03 mol Cách 2: Phương pháp e + 2- 4H + SO4 + 2e → SO2 + 2H2O 0,6→ 0,3 Fe → Fe3+ + 3e 0,1 0,1 ←0,3 3+ 2+ Fedư + 2Fe → 3Fe 0,02→ 0,04 0,06 n Fe3+ dư = 0,1 – 0,04 = 0,06 mol 3+ → 2Fe → Fe2(SO4) 3 0,06→ 0 03 2+ Fe → FeSO4 0,06→ 0,06 n H 2SO4 Cách 3: Khi 2 3 , Fe hết và H2SO4 dư nFe
7. n H 2SO4 nFe Khi ≥ 3 chỉ tạo muối Fe2(SO4)3 và nFe2(SO4)3 = và nSO2 = 1,5 nFe nFe 2 Trường hợp 2: H2SO4 hết, sắt dư vừa đủ để chuyển toàn bộ muối Fe2(SO4)3 thành FeSO4 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O b b b ←b 3 6 2 Fedư + Fe2(SO4)3 3FeSO4 b b b ← 6 6 2 n b b b H 2SO4 nFe = + = = 2 3 6 2 nFe n H 2SO4 Nếu < 2 chỉ tạo muối FeSO4 và Fe dư sau phản ứng nFe n n H 2SO4 H 2SO4 Khi ≤ 2 chỉ tạo muối FeSO4 và n FeSO4 = nSO2 = nFe 2 Trường hợp 3: H2SO4 hết , Fe dư nhưng chỉ chuyển một phần muối Fe2(SO4)3 thành FeSO4, tức tạo 2 muối FeSO4 và Fe2(SO4)3, trong trường hợp này cả Fe và H2SO4 đều phản ứng hết. 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O b b b ←b 3 6 2 Fedư + Fe2(SO4)3 3FeSO4 b b b ( a - ) ( a - ) 3( a - ) 3 3 3 b b b b 2a n Fe2(SO4)3 dư = - ( a - ) = - a = = 6 3 2 2 b nFeSO4 = 3( a - ) = 3a – b = 3nFe – nH2SO4 3 n H 2SO4 nSO2 = 2 n H 2SO4 Vậy khi 2 < < 3 tạo muối Fe2(SO4)3 và FeSO4 nFe n H 2SO4 và nFeSO4 = 3nFe – nH2SO4 ; n Fe2(SO4)3 = ; nSO2 = 2 Tạo sản phẩm khử là H2S: chứng minh tương tự có Trường hợp 1: Fe hết, H2SO4 vừa đủ hoặc dư, chỉ xảy ra phản ứng 8Fe + 15H2SO4 4Fe2(SO4)3 +3 H2S + 12H2O 15 a 3 Chỉ tạo muối Fe2(SO4)3 a a 8 2 8 n H 2SO4 15 nFe 3 Khi ≥ chỉ tạo muối Fe2(SO4)3 và nFe2(SO4)3 = và nH2S = nFe nFe 8 2 8 n H 2SO4 5 Trường hợp 2: H2SO4 hết, sắt dư vừa đủ để chuyển toàn bộ muối Fe2(SO4)3 thành FeSO4 thì = nFe 4
8. n H 2SO4 5 H2SO4 hết, sắt dư sau phản ứng thì < nFe 4 n n H 2SO4 5 4 H 2SO4 Vậy khi ≤ ,chỉ tạo muối FeSO4 và n FeSO4 = nH2SO4 ; nH2S = nFe 4 5 5 Trường hợp 3: H2SO4 hết , Fe dư nhưng chỉ chuyển một phần muối Fe2(SO4)3 thành FeSO4, tức tạo 2 muối FeSO4 và Fe2(SO4)3, trong trường hợp này cả Fe và H2SO4 đều phản ứng hết. n 15 H 2SO4 5 Vậy khi < < tạo muối Fe2(SO4)3 và FeSO4 8 nFe 4 n 8 4 H 2SO4 và nFeSO4 = 3nFe – nH2SO4 ; n Fe2(SO4)3 = nH2SO4 - nFe ; nH2S = 5 5 5 Tạo sản phẩm khử là S: 2Fe + 4 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + S + 4H2O Tương tự nH SO 5 Cách 1: Ta có: 2 < 2 4 = = 2,5 < 3 nFe 2 tạo 2 muối Fe2(SO4)3 ,FeSO4 và cả Fe và H2SO4 đề phản ứng hết, sản phẩm khử là SO2 n H 2SO4 y nSO2 = = 2 2 +6 +4 S + 2e SO2 y y ← 2 Theo định luật bảo toàn e: số mol e nhường = số mol e nhận ne/Fe nhường = y mol nH SO 5 Cách 2: Ta có: 2 < 2 4 = = 2,5 < 3 nFe 2 tạo 2 muối Fe2(SO4)3 ,FeSO4 và cả Fe và H2SO4 đề phản ứng hết, sản phẩm khử là SO2 nH2SO4 = y mol nH+ = 2y mol + 2- 4H + SO4 + 2e SO2 + 2H2O 2y y Theo định luật bảo toàn e: số mol e nhường = số mol e nhận ne/Fe nhường = y mol Câu 22: (ĐHA07) Hoà tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được dung dịch X. Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,5M. Giá trị của V là: A. 80. B. 40. C. 20. D. 60 Giải Cách 1: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 0,1 0,1 10FeSO4+2KMnO4 +8H2SO4 5Fe2(SO4)3 +2MnSO4+K2SO4+8H2O 0,1 0,02 V = 40 ml Cách 2: H2SO4loãng, dư KMnO4 + H2SO4dư Tóm tắt quá trình pứ: Fe Fe2+ Fe3+ Có: nFe3+ = nFe2+ = nFe = 0,1 (mol) +7 +2 Fe2+ Fe3+ + 1e Mn + 5e Mn
9. 0,1 0,1 0,02 ← 0,1 0,02 → VKMnO4= = 0,04 lít = 40 ml 0,5 Câu 24: Hấp thụ 2,24 lít SO2 (đktc) vào 250 ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch A. Chất tan có trong dung dịch A: A. Na2SO3 và NaOH dư B. Na2SO3 C. NaHSO3 và Na2SO3 D. NaHSO3 Giải: nSO2 = 0,1 mol nNaOH = 0,25.1 = 0,25 mol 0,25 T = = 2,5 > 2 0,1 → Tạo muối Na2SO3 Câu 25: (ĐHA07) Để nhận biết ba axit đặc, nguội: HCl, H2SO4, HNO3 đựng riêng biệt trong ba lọ bị mất nhãn, ta dùng thuốc thử là: A. Fe. B. CuO. C. Al. D. Cu. Giải: Cu + HCl → không xảy ra Cu + 2H2SO4đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O , khí SO2 có mùi xốc và có tính tẩy màu Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2+ 2NO2 + 2H2O, khí NO2 có màu nâu đỏ Câu 26: Hấp thụ hoàn toàn 3,136 lít khí SO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu được 21,7 gam kết tủa. Giá trị của a: A. 0,096 B. 0,048. C. 0,06. D. 0,04 Giải: nSO2 = 0,14 mol nkết tủa = 0,1 mol nSO n BaSO 0,14 0,1 0,12 n = 2 3 = = 0,12 mol→ a = =0,048 M Ba(OH)2 2 2 2,5 Câu 27: (CĐ08)Cho hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch axit H 2SO4 đặc, nóng đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y và một phần Fe không tan. Chất tan có trong dung dịch Y là A. MgSO4, Fe2(SO4)3 và FeSO4. B. MgSO4 và Fe2(SO4)3. C. MgSO4 và FeSO4. D. MgSO4 Tính khử của Mg >Fe, kim loại có tính khử mạnh hơn phản ứng trước, khi hết kim loại đó nếu còn dư axit kim loại khác mới phản ứng. Nên Mg phản ứng trước, nên phải có muối MgSO4, một phần Fe không tan, tức Fe đã phản ứng ,mà khi Fe dư sau phản ứng thì thu được muối sắt (II) Câu 28: (ĐHB07) Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H 2SO4 đặc nóng (dư), thoát ra 0,112 lít (ở đktc) khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất). Công thức của hợp chất sắt đó là A. FeS. B. FeS2. C. FeO D. FeCO3 Giải: nSO2 = 0,005 mol → n e nhận = 0,005.2 = 0,01 mol n e nhận = n e nhường = 0,01 mol. nFe đề cho = 0,01 mol nên số e nhường phải là 1e, sản phẩm khử chỉ có SO2 nên chọn FeO vì Fe(II) lên Fe(III) chỉ nhường 1 e FeCO3 cũng nhường 1e nhưng nếu FeCO3 thì có thêm khí CO2 nên loại 0 +3 +6 Còn FeS → Fe + S + 9e 0 +3 +6 FeS2 → Fe + 2S + 15e 2. Tự luận Câu 1: Viết các PTHH xảy ra khi cho FeO, Fe2O3, Fe3O4 lần lượt tác dụng với axit H2SO4 loãng và H2SO4 đặc (sản phẩm khử là SO2) FeO+ H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O FeO + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Fe2O3+ 3H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + 3H2O
10. Fe2O3 +3 H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe3O4+ 4H2SO4 loãng → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O Fe3O4+ H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Cách cân bằng phản ứng: +2 +6 +3 +4 FeO + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O +2 +3 2Fe → 2Fe + 2e x 1 +6 +4 S + 2e → SO2 x 1 Hệ số là 1 nên không đưa hệ số vào phương trình, bên vế phải có 2 Fe nên cho 2Fe vào vế trái 2FeO + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Tính tổng S bên vế phải là 4s nên thêm 4 H2SO4 thì 4 H2O 2FeO + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O (hoặc có thể nhẩm nhanh hệ số mà không cần viết bán phản ứng: sắt (II) lên sắt (III) nhường 1 e (3-2 = 1) mà Fe2(SO4)3 có 2 Fe nên số e do sắt nhường 1.2 = 2e, s : 6-4 = 2 Fe: 2 x 1 S: 2 x 1 8 3 +6 +3 +4 Fe3O4+ H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 8 3 +3 2Fe3O4 → 3 Fe2 + 2e x 1 S: 2e x 1 2Fe3O4+ H2SO4 đặc → 3Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Tính S bên vế phải 3.3 + 1 = 10S nên cho 10 H2SO4 =10 H2O 2Fe3O4+ 10 H2SO4 đặc → 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (kiểm tra lại: tính tổng oxi bên vế trái =tổng oxi bên vế phải là đúng) Câu 2: Chỉ dùng Fe, S và dung dịch H2SO4 loãng, viết các phương trình phản ứng điều chế khí H2S bằng 2 cách khác nhau. Giải: to Cách 1: Fe + S → FeS FeS + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2S↑ Cách 2: Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 to S + H2 → H2S Câu 3: Nêu vai trò của các chất: S, SO2, H2S trong các phản ứng hóa học, viết các phương trình hóa học để chứng minh Giải: -2 0 +4 +6 Các số oxi hóa của S H2S S SO2 SO3, H2SO4 Số oxi hóa thấp nhất chỉ có tính khử, cao nhất chỉ có tính oxi hóa, nằm giữa vừa oxi hóa, vừa khử. Nên S và SO2 vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử, H2S chỉ có tính khử Giải: Khi tham gia các phản ứng hóa học S và SO2 có thể là chất oxi hóa, có thể là chất khử to Chất oxi hóa: S + H2 → H2S SO + 2H S →3 S + 2H O 2 to 2 2 Chất khử: S + O2 → SO2 o V2O5,t 2SO2 + O2 ⇄ 2SO3 to H2S chỉ đóng vai trò là chất khử: 2H2S + 3O2 → 2SO2 +2H2O Câu 4: Nêu phương pháp hóa học để phân biệt 3 dung dịch không màu: Na2CO3, Na2SO3, Na2SO4 Giải: Trích mẫu thử MT Na2CO3 Na2SO3
11. TT Na2SO4 Có khí thoát ra Có khí thoát ra làm dd H SO 2 4 làm đục nước mất màu dung dịch Không hiện tượng loãng vôi trong Br2 dd BaCl2 Kết tủa trắng Phản ứng: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 ↑+ H2O CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3 ↓+ H2O Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 ↑+ H2O SO2 + Br2 + H2O → H2SO4 +2 HBr BaCl2 + Na2SO4→ BaSO4 ↓ + 2NaCl 3 Câu 5: Để pha loãng 100 ml dung dịch H2SO4 98% (D=1,84g/cm ) thành dung dịch H2SO4 20% cần V ml H2O. a, Tính V b, Khi pha loãng phải tiến hành như thế nào? D.V.C% 1,84.100.98 a, mH2SO4 = = = 180,32g 100 100 H2O coi như dung dịch H2SO4 có nồng độ là 0% Áp dụng quy tắc đường chéo: (98-20 = 68; 20-0 = 20) m g H2O 0% 78% m 78 180,32.78 20% → = → m = = 180,32 20 20 180,32 g H2SO4 98% 20% DH2O = 1g/ml → 703,248g H2O = 703,248 ml H2O →VH2O = 703,248 ml b, Lấy 703,248 ml H2O vào cốc, rồi cho từ từ 100 ml dung dịch H2SO4 đặc vào cốc, và dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ. (tuyệt đối không làm ngược lại) Câu 6: Nung nóng 3,72g hỗn hợp bột Zn và Fe trong bột S dư. Chất rắn thu được sau phản ứng hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch H2SO4 loãng, thấy có 1,344 lít khí (đktc) thoát ra. a, Viết PTHH các phản ứng xảy ra b, Tính phần trăm về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu Giải: Cách 1: nH2S = 0,06 mol gọi x ,y lần lượt là số mol của Zn và Fe tham gia phản ứng Zn + S → ZnS x→ x Fe + S → FeS y→ y ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2S x→ x FeS + H2SO4 → FeSO4 + H2S y→ y 65x 56y 3,72 x 0,04 → → x y 0,06 y 0,02 2,6.100 → mZn = 0,04.65= 2,6g→ %Zn = =69,89% 3,72 1,12.100 mFe = 0,02.56= 1,12g→%Fe = =30,11% 3,72
12. (hoặc →%Fe = 100- %Zn) Cách 2: phương pháp e: nH2S = 0,06 mol gọi x ,y lần lượt là số mol của Zn và Fe tham gia phản ứng → 65x + 56y = 3,72 (1) Zn→ Zn2+ + 2e x→ 2x Fe→ Fe2+ + 2e y→ 2y 0 -2 S + 2e → H2S 0,12 ←0,06 ĐLBT e có: 2x + 2y = 0,12→ x+ y = 0,06 (2) x 0,04 Từ (1) và (2) → y 0,02 2,6.100 → mZn = 0,04.65= 2,6g→ %Zn = =69,89% 3,72 1,12.100 →mFe = 0,02.56= 1,12g→%Fe = =30,11% 3,72 Câu 7: Cho 7,8g hỗn hợp Mg và Al tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được 8,96 lít khí (đktc). a, Tính phần trăm về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu b, Tính thể tích dung dịch H2SO4 2M đã dùng, biết lấy dư 20% so với lượng cần dùng. Giải: Cách 1: Mg + H2SO4 → Mg SO4 + H2 x → x x 2Al + 3H2SO4 → Al2( SO4)3 + 3H2 y → 1,5y 1,5y nH2 = 0,4 mol 24x 27y 7,8 x 0,1 → x 1,5y 0,4 y 0,2 2,4.100 → mMg = 24.0,1 = 2,4g→ %Mg = = 30,77% 7,8 %Al = 100 - %Mg = 100 – 30,77 = 69,23% n H2SO4 = x + 1,5y = 0,4 mol 0,4 → VH2SO4pu = = 0,2 lít 2 0,2.20 →VH2SO4dùng = VH2SO4pu + VH2SO4dư = 0,2 + = 0,24 ( lít) = 240 (ml) 100 Cách 2: phương pháp e gọi x ,y lần lượt là số mol của Mg và Al tham gia phản ứng → 24x + 27y = 7,8(1) Mg → Mg2+ + 2e x→ 2x Al → Al3+ + 3e y→ 3y + 2H + 2e → H2
13. 0,8 0,8 ← 0,4 ĐLBTe: 2x + 3y = 0,8 (2) Từ (1) và (2) → x = 0,1 và y = 0,2 + H2SO4 → 2H 0,4 ←0,8 Tiếp tục làm tương tự như trên Câu 8: Cho 11gam hỗn hợp X gồm Al và Fe tác dụng với một lượng dư axit H2SO4 (đặc, nóng) , sau phản ứng thu được 10,08 lít khí SO2 (đktc,sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. a, Tính phần trăm về khối lượng mỗi kim loại trong X b, Tính khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch Y Giải: Cách 1: gọi x ,y lần lượt là số mol của Al và Fe tham gia phản ứng → 27x + 56y = 11 (1) 2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (nhẩm Al: 3, 2Al nên 6e, S: 2 nên 3SO2→ 6S nên 6H2SO4) x x→ 1,5x 2 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O y y→ 1,5y 2 1,5x + 1,5y = 0,45→ x + y = 0,3 (2) Từ (1) và (2) → x = 0,2 và y = 0,1 5,4.100 → mAl = 0,2.27 = 5,4g→ %Al = = 49,1% 11 %Fe = 100 - %Al = 50,9% b, m muối = m Al2(SO4)3 + m Fe2(SO4)3 = 0,1. 342 + 0,05.400 = 54,2g Cách 2: phương pháp e: gọi x ,y lần lượt là số mol của Al và Fe tham gia phản ứng → 27x + 56y = 11 (1) Al → Al3+ + 3e x→ 3x Fe → Fe3+ + 3e y→ 3y +6 +4 S + 2e →SO 2 0,9 ←0,45 Theo ĐLBT e: 3x + 3y = 0,9 → x + y = 0,3 (2) Từ (1) và (2) → x = 0,2 và y = 0,1