Chuyên đề luyện thi THPT Quốc gia môn Hóa học: Kim loại tác dụng với H2SO4 (Đặc /nóng)

Nội dung text: Chuyên đề luyện thi THPT Quốc gia môn Hóa học: Kim loại tác dụng với H2SO4 (Đặc /nóng)

1. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com GIẢI BÀI TỐN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 (đặc /nĩng) Con đường tư duy : Để giải nhanh bài tốn này các bạn cần phải nhớ các phương trình cơ bản sau : 2 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O 2 4H2SO4 6e 3SO4 S 4H2O 2 5H2SO4 8e 4SO4 H2S 4H2O Trong quá trình giải tốn cần dùng thêm các định luật bảo tồn . Chú ý: Các bán phản ứng trên chỉ dùng khi KIM LOẠI tác dụng với axit khi cĩ hợp chất của kim loại tác dụng với axit thì tuyệt đối khơng dùng. HƯỚNG DẪN VẬN DỤNG Câu 1. Cho Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nĩng thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) và 8,28 gam muối. Biết số mol Fe bằng 37,5% số mol H2SO4 phản ứng. Khối lượng Fe đã tham gia phản ứng là: A. 1,68 gam. B. 1,12 gam. C. 1,08 gam. D. 2,52 gam. 2H SO 2e SO2 SO H O 2 4 4 4 2 n a 2b  Fe Ta cĩ: FeSO : amol 4 n a 3b SO3 Fe (SO ) : bmol 4 2 4 3 a 2b 0,375 a 0,015mol 2(a 3b) nFe 0,045mol → Chọn D b 0,015mol 152a 400b 8,28 Câu 2. Hịa tan hồn tồn 16,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al và Fe trong dung dịch H 2SO4 đặc nĩng thu được 0,55 mol SO2. Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được muối khan cĩ khối lượng là: A. 82,9 gam B. 69,1 gamC. 55,2 gamD. 51,8 gam BTKL Ta cĩ: nSO 0,55 n 2 0,55  m 16,3 0,55.96 69,1g 2 SO4 Câu 3. Hịa tan hồn tồn 11,9 g hỗn hợp gồm Al và Zn bằng H2SO4 đặc nĩng thu được7,616 lít SO2 (đktc), 0,64 g S và dung dịch X. Khối lượng muối trong dung dịch X là: A. 50,3 gB. 30,5 gC. 35,0 gD. 30,05 g. n 0,34 mol SO2 Ta cĩ: n 2 0,34 0,02.3 0,4 mol SO4 nS 0,02 mol BTKL m 11,9 0,4.96 50,3g 0 Câu 4. Hịa tan 0,1 mol Al và 0,2 mol Cu trong dung dịch H2SO4 đặc dư thu được V lít SO2 (ở 0 C, 1 atm). Giá trị của V là: SƯU TẦM Page 1
2. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com A. 3,36B. 4,48C. 7,84D. 5,6 n 0,1 0,1.3 0,2.2 Ta cĩ: Al BTE n 0,35 V 7,84 lit SO2 nCu 0,2 2 Câu 5. Cho 5,94g Al tác dụng vừa đủ với dung dịch H 2SO4 đặc nĩng thu được 1,848 lít sản phẩm ( X ) cĩ lưu huỳnh ( đktc), muối sunfat và nước. Cho biết ( X ) là khí gì trong hai khí SO2, H2S ? A. H2SB. SO 2 C. Cả hai khíD. S nAl 0,22 mol BTE Ta cĩ:  0,22.3 0,0825.8 X : H2S nX 0,0825mol Câu 6. Hỗn hợp X gồm Fe và C cĩ tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2. Cho 8 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nĩng dư thì thu được V lít khí ở đktc. Giá trị của V là: A. 16,8 lít. B. 17,92 lít. C. 6,72 lít. D. 20,16 lít 0,1.3 0,2.4 Fe : 0,1mol BTE BTNT SO : 0,55mol 8  2 2 C : 0,2 mol CO2 : 0,2 mol V 0,75.22,4 16,8 Câu 7. Hịa tan hồn tồn 0,15 mol Fe vào dung dịch chứa 0,4 mol H2SO4 đặc, nĩng chỉ thu được khí +6 SO2 (sản phẩm khử duy nhất của S ) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là: A. 35,2. B. 27,6. C. 53,3. D. 22,8. 2 Ta sử dụng phương trình: 2H2SO4 2e SO4 SO2 2H2O do đĩ thấy ngay axit thiếu Fe : 0,15mol Ta cĩ ngay: m 27,6 0,4 SO2 : 0,2 mol 4 2 Câu 8. Hịa tan m gam Al bằng H2SO4 đặc nĩng thốt ra 4,8 gam SO2 duy nhất. Giá trị của m là: A. 1,35.B. 2,04.C.1,65. D. 2,7. m Ta cĩ: n 0,075 BTE .3 0,075.2 m 1,35g SO2 27 Câu 9. Hồ tan hết a(g) oxit MO (M cĩ hố trị 2 khơng đổi) bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 17,5% thu được dung dịch muối cĩ nồng độ 20%. Cho khí CO dư đi qua ống sứ đựng 12 gam oxit MO thu được m(g) chất rắn. Giá trị của m là: A. 9,6 gam. B. 12 gam. C. 5,4 gam. D. 7,2 gam. Giả sử số mol axit là 1. 98 Ta cĩ: m 98 mdung dịch 560 n 1 axit axit 0,175 MO SƯU TẦM Page 2
3. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com M 96 Khi đĩ: 0,2 M 24 (Mg) 560 M 16 Câu 10. Cho 7,5 gam Al; Mg tác dụng hết với 80 gam dd H2SO4 98%, thu được 4,48 lít hỗn hợp SO2; H2S (đktc) và dd A. Cho dd NaOH 1M vào A đến khi lượng kết tủa khơng đổi nữa thì thể tích dd NaOH cần dùng là 1,3 lít. Khối lượng Al và tỉ khối hỗn hợp khí so với H2 là: A. 2,7 gam và 20,75 B. 4,05 gam và 24,5 C. 2,7 gam và 28,25 D. 5,4 gam và 28,75 nAl a mol BTKL Ta cĩ:  27a 24b 7,5 nMg b mol Câu hỏi đặt ra ở đây là : Na sau cùng đã biến vào đâu? Ta cĩ ngay : n a mol NaAlO2 BTNT.S 1,3 a  0,8 0,2 a 0,1 mol b 0,2mol 1,3 a 2 n Na SO 2 4 2 n x mol SO2 x y 0,2 x 0,15mol 0,2 n y mol BTE 2x 8y 0,1.3 0,2.2 y 0,05mol H2S M 0,15.64 0,05.34 hh 28,25 H2 2.0,2 BÀI TẬP RÈN LUYỆN Câu 1. Hịa tan 2,4g hỗn hợp Cu và Fe cĩ tỷ lệ số mol 1:1 vào dung dịch H 2SO4 đặc, nĩng. Kết thúc phản ứng thu được 0,05 mol một sản phẩm khử duy nhất cĩ chứa lưu huỳnh. Xác định sản phẩm đĩ: A. SO2 B. H2SC. SD. H 2 Câu 2. Thổi một luồng CO qua hỗn hợp Fe và Fe 2O3 nung nĩng được chất khí B và hỗn hợp D gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho B lội qua dung dịch nước vơi trong dư thấy tạo 6 gam kết tủa. Hịa tan D bằng H2SO4 đặc, nĩng thấy tạo ra 0,18 mol SO 2 cịn dung dịch E. Cơ cạn E thu được 24g muối khan. Xác định thành phần % của Fe: A. 58,33%B. 41,67%C. 50%D. 40% Câu 3. Cho 8,3 gam hỗn hợp hai kim loại Al và Fe tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc dư thu được 6,72 lit khí SO2 (đktc). Khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu: A. 2,7g; 5,6gB. 5,4g; 4,8gC. 9,8g; 3,6gD. 1,35g; 2,4g Câu 4. Để m gam bột sắt ngồi khơng khí, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn hợp A cĩ khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H 2SO4 đậm đặc, nĩng thu được 6,72 lit khí SO2 (đktc). Khối lượng m gam là: A. 56gB. 11,2gC. 22,4gD. 25,3g SƯU TẦM Page 3
4. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com Câu 5. Khi cho 9,6gam Mg tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 đậm đặc thấy cĩ 49gam H 2SO4 tham gia phản ứng tạo muối MgSO4, H2O và sản phẩm khử X. X là: A. SO2 B. SC. H 2SD. SO 2,H2S Câu 6. Hịa tan hết 16,3 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al và Fe trong dung dịch H 2SO4 đặc, nĩng thu được 0,55 mol SO2. Cơ cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu được là: A. 51,8gB. 55,2gC. 69,1gD. 82,9g Câu 7. Hịa tan hồn tồn 4,0 gam hỗn hợp Mg, Fe, Cu bằng dung dịch H 2SO4 đặc nĩng dư, thu được 2,24 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là: A. 23,2.B. 13,6.C. 12,8.D. 14,4. Câu 8. Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc nĩng dư, thốt ra 0,112 lít khí (đktc) khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất). Cơng thức của hợp chất đĩ là: A. FeCO3.B. FeS 2.C. FeS.D. FeO. Câu 9. Hịa tan 23,4 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu bằng một lượng vàu đủ dung dịch H 2SO4, thu được 15,12 lít khí SO2 (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là: A. 153,0.B. 95,8.C. 88,2.D. 75,8. Câu 10. Cho 1,44g hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nĩ MO, cĩ số mol bằng nhau, tác dụng hết với H2SO4 đặc, đun nĩng. Thể tích khí SO2 (đktc) thu được là 0,224 lít. Cho biết rằng hố trị lớn nhất của M là II. Kim loại M là: A. CuB. FeC. AlD. Zn Câu 11. Hịa tan hồn tồn 9,6 gam một kim loại M trong dung dịch H2SO4 đặc nĩng thốt ra 3,36 lít khí SO2 (đktc). Kim loại M là: A. Mg.B. Al.C. Fe.D. Cu. Câu 12. Cho 13,6 gam hỗn hợp Mg, Fe phản ứng hồn tồn với H 2SO4 đặc nĩng dư thu được 8,96 lít SO2 sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu là? A. 2,4 gam Mg, 11,2 gam FeB. 4,4 gam Mg, 9,2 gam Fe C. 4,8 gam Mg, 8,8 gam Fe D. 5,8 gam Mg, 7,8 gam Fe Câu 13. Cho 5,6 gam kim loại R tan hồn tồn trong H2SO4 đặc nĩng dư thu được 3,36 lít SO2 . Kim loại R là: A. Al B. Cu C. Fe D. Zn Câu 14. Hịa tan m gam Al vào dung dịch H 2SO4 đặc nĩng thu được 4,48 lít (đktc) hỗn hợp hai khí SO2 và H2S cĩ tỉ lệ thể tích 1 : 1. Giá trị của m là: A. 9 gam B. 27 gam C.12 gam D. 6 gam Câu 15. Cho m gam Zn vào dung dịch H2SO4 đặc nĩng thu được 6,72 lít hỗn hợp hai khí SO2 và H2S (đktc) cĩ tỉ khối so với H 2 là 24,5. Tổng giá trị của m và lượng muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng là: SƯU TẦM Page 4
5. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com A. 196,5 gam B. 169,5 gam C. 128,5 gam D. 116,12 gam Câu 16. Cho 7,7 gam hỗn hợp Mg, Zn tan hồn tồn với dung dịch H2SO4 đặc nĩng dư thu được dung dịch X và 0,1 mol SO2, 0,01 mol S và 0,005 mol H2S. Tính khối lượng kim loại Mg trong hỗn hợp. A. 0,96 gB. 1,44gC. 1,2gD. 1,68g Câu 17. Hịa tan 30 gam hỗn hợp một số kim loại vào dung dịch H 2SO4 đặc nĩng dư thu được dung dịch X và 0,15 mol SO2, 0,1mol S và 0,005 mol H2S. Khối lượng muối tạo thành sau phản ứng là: A. 78 gB. 120,24gC. 44,4gD. 75,12g Câu 18. Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Cu, Fe tan hồn tồn trong H 2SO4 đặc, nĩng, dư thu được 5,6 lít SO2 sản phẩm khử duy nhất ở. Tính % theo khối lượng của Cu trong hỗn hợp là: A. 53,33%B. 33,33%C. 43,33%D. 50,00% Câu 19. Cho 4,5 gam một kim loại R tan hồn tồn trong H 2SO4 đặc nĩng dư thu được 2,24 lít hỗn hợp hai khí SO2 và H2S (đktc) cĩ tỉ khối so với H 2 là 24,5 và dung dịch X. Tìm kim loại R và khối lượng muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng. A. Al, 28,5 gam. B. Al, 34,2 gam. C. Fe, 28,5 gam. D. Cu, 32,0 gam. Câu 20. Hịa tan hồn tồn 4,8 gam Mg vào 49 gam dung dịch H2SO4 80% chỉ thu được dung dịch X và khí. Cho X tác dụng hồn tồn với 700 ml dung dịch KOH 1M, sau đĩ lọc bỏ kết tủa được dung dịch Y. Cơ cạn Y được chất rắn Z nặng 58,575 gam . Tính C% của MgSO4 trong X. A. 48,66 B. 44,61 C. 49,79 D. 46,24 ĐÁP ÁN CHI TIẾT Câu 1. Chọn đáp án A nCu a mol BTKL Ta cĩ:  64a 56a 2,4 a 0,02 mol nFe a mol BTE  ne 2a 3a 0,1 Dễ thấy: nX .2 0,05.2 0,1 Câu 2. Chọn đáp án A Cơ cạn E thu được 24g muối khan: BTNT.Fe 24  nFe 2nFe SO 2. 0,12 mol 2 4 3 400 nFe 0,12 mol BTNT(O C) nFe 0,12 mol Hỗn hợp đầu  D nO a mol nO a 0,06 BTE 0,12.3 2(a 0,06) 0,18.2 a 0,06 (Đề chưa chặt chẽ vì D chỉ là Fe). SƯU TẦM Page 5
6. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com n 0,02 mol BTNT(Fe O) Fe2O3 BTKL 0,08.56   %Fe 58,33% 0,12.56 0,06.16 nFe 0,08mol Câu 3. Chọn đáp án A 2 Sử dụng phương trình: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O n a mol 27a 56b 8,3 Ta cĩ: n 0,3mol n 0,6; 8,3 Al CDLBT SO2 e nFe b mol 3a 3b 0,6 a 0,1mol b 0,1mol Câu 4. Chọn đáp án A BTKL nFe a mol  56a 16b 75,2 a 1mol Chia để trị: 75,2 BTE nO b mol  3a 2b 0,3.2 b 1,2 mol BTNT.Fe m 1.56 56g Câu 5. Chọn đáp án C 9,6 ne 0,8mol Ta cĩ: n 0,4 mol Mg 24 BTNTMg n 0,4 mol MgSO4 n 0,5mol BTNT.S ntrongX  0,5 0,4 0,1 mol BTE H S H2SO4 S 2 Câu 6. Chọn đáp án C 2 Sử dụng phương trình : 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O BTKL 2  m m(Kim loại,SO4 ) 16,3 0,55.96 69,1 Câu 7. Chọn đáp án B 2 Sử dụng phương trình: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O BTKL 2  m m(Kim loại,SO4 ) 4 0,1.96 13,6 Câu 8. Chọn đáp án D Ta sẽ loại A ngay vì khơng cĩ khí CO2 bay lên. Ta cĩ ngay: n 0,005mol BTE n 0,01 mol Fe 2 SO2 e Câu 9. Chọn đáp án C 2 Sử dụng phương trình: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O BTKL 2  m m(Kim loại,SO4 ) 23,4 0,675.96 88,2 Câu 10. Chọn đáp án A Hĩa trị của M lớn nhất là II → loại B và C SƯU TẦM Page 6
7. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com Ta cĩ: n 0,01 BTE n 0,02 n 0,01mol SO2 e M BTKL 0,01(M M 16) 1,44 M 64 Câu 11. Chọn đáp án D 2 Sử dụng phương trình: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O Ta cĩ: n 0,15mol n 0,3mol SO2 e 0,3.M M 64 9,6 M 32n n n 2 Câu 12. Chọn đáp án A 2 Sử dụng phương trình: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O nMg a mol CDLBT 24a 56b 13,6 a 0,1mol Ta cĩ: 13,6  2a 3b 0,4.2 b 0,2 mol nFe b mol Câu 13. Chọn đáp án C 2 Sử dụng phương trình : 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O Ta cĩ: n 0,15 n 0,3 SO2 e 0,3.M 56n M 56 5,6 M n 3 n 3 Câu 14. Chọn đáp án A 2 Ta sử dụng: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O 2 5H2SO4 8e 4SO4 H2S 4H2O 1 n n 0,1 n 0,1(2 8) 1 BTE n m 9 SO2 H2S e Al 3 Câu 15. Chọn đáp án B 2 Ta sử dụng: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O 2 5H2SO4 8e 4SO4 H2S 4H2O a b 0,3 n a mol SO2 a 0,15mol 0,3 64a 34b n 1,5mol n b mol 24,5.2 b 0,15mol e H2S 0,3 BTE  nZn 0,75mol mZn 0,75.65 48,75g BTNT.Zn m 0,75(65 96) 120,75 ZnSO4 Câu 16. Chọn đáp án C 2 Ta sẽ dụng: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O SƯU TẦM Page 7
8. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com 2 4H2SO4 6e 3SO4 S 4H2O 2 5H2SO4 8e 4SO4 H2S 4H2O nSO 0,1mol 2 Ta cĩ: nS 0,01mol ne 0,1.2 0,01.6 0,005.8 0,3mol n 0,005mol H2S nMg a mol CDLBT 24a 65b 7,7 a 0,05mol 7,7  2a 2b 0,3 b 0,1mol nZn b mol mMg 0,05.24 1,2g Câu 17. Chọn đáp án D 2 Ta sẽ dụng: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O 2 4H2SO4 6e 3SO4 S 4H2O 2 5H2SO4 8e 4SO4 H2S 4H2O Ta cĩ: nSO 0,15mol 2 nS 0,1mol ne 0,15.2 0,1.6 0,005.8 0,94 n 2 0,47mol SO4 n 0,005mol H2S BTKL 2  mmuoi m(KL,SO4 ) 30 0,47.96 75,12 g Câu 18. Chọn đáp án A 2 Ta sẽ dụng: 2H2SO4 2e SO4 SO2 H2O nCu a mol CDLBT 64a 56b 12 a 0,1mol Ta cĩ ngay: 12  nFe b mol 2a 3b 0,25.2 b 0,1mol 0,1.64 %Cu 53,33% 12 Câu 19. Chọn đáp án A Ta cĩ ngay: a b 0,1 n a mol SO2 a 0,05mol 0,1 64a 34b n 0,5mol n b mol 2.24,5 b 0,05mol e H2S 0,1 0,5.R BTKL 4,5 R 9n 9.3 27 Al n BTKL 2  mmuoi m(KL,SO4 ) 4,5 0,25.96 28,5 Câu 20. Chọn đáp án A SƯU TẦM Page 8
9. Hĩa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com Ta cĩ: n a mol BTNT.K K2SO4  2a b 0,7 a 0,3125mol nKOH 0,7; Z b 0,075mol nKOH b mol 174a 56b 58,575 n x mol BTNT.S  SO2  nS 0,4 a 0,0875 n y mol H2S BTE 2x 8y 0,2.2 x 0,05mol nMg 0,2mol x y 0,0875 y 0,0375mol 0,2.(24 96) %MgSO 48,66% 4 4,8 49 0,05.64 0,0375.34 SƯU TẦM Page 9