Luyện thi THPT Quốc gia môn Hóa học - Phương pháp biện luận tìm CTPT MxOy

Nội dung text: Luyện thi THPT Quốc gia môn Hóa học - Phương pháp biện luận tìm CTPT MxOy

1. PHƯƠNG PHÁP BIỆN LUẬN TÌM CTPT MXOY Biên soạn: Hóa Học Mỗi Ngày I- CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bài toán tìm công thức phân tử oxit là một dạng bài tập quen thuộc trong các kì thi. Để xác định nhanh CTPT của một oxit kim loại MxOy thông thường có những cách giải sau: Tìm khối lượng phân tử của oxit hay tìm tỷ lệ mol giữa kim loại và oxi trong oxit. Tuy nhiên vẫn bắt gặp một số bài toán trắc nghiệm hiện nay “thiếu dữ kiện” nên khó tìm ra đáp án trực tiếp bằng những cách làm trên. Trong trường hợp này, ta vẫn có thể giải được bằng cách biện luận các trường hợp có thể có của một oxit: Xét một oxit MxOy thì ta luôn có: x n M y nO Các dạng oxit có thể là: x 2  Nếu = → MxOy là M2O tương ứng kim loại có hóa trị 1 y 1 x  Nếu =1 → MxOy là MO tương ứng kim loại có hóa trị 2 (trừ các peoxit Na2O2, ) y x 2  Nếu = → MxOy là M2O3 tương ứng kim loại có hóa trị 3 y 3 x 3  Nếu = → MxOy là M3O4 trường hợp Fe3O4 y 4 II- MỘT SỐ BÀI TẬP Câu 1: Để khử hoàn toàn 23,2 gam một oxit kim loại cần dùng 8,96 lit H2(đktc). Kim loại đó là: A. Mg B. Cu C. Fe D. Cr Hướng dẫn 8,96 n = 0,4(mol) H2 22,4 to C MxOy + yH2  xM + yH2O Theo pt: Mx + 16y(g) y (mol) Đề bài: 23,2 (g) .0,4 (mol) Mx + 16y 23,2 x Lập tỷ lệ: 58 M 42 y 0,4 y x 1 2 3 Biện luận các trường hợp các tỷ lệ ;1; ; . y 2 3 4 Hóa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com
2. x 3 Kết quả phù hợp khi tỷ lệ M = 56 (Fe) hay oxit Fe O y 4 3 4 Vậy kim loại là Fe.  Đáp án C Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 5,04 gam kim loại thu được 6,96gam một oxit. CTPT của oxit là: A. Na2O B. ZnO C. Fe2O3 D. Fe3O4 Hướng dẫn y to C xM + O2  MxOy 2 6,96 5,04 nO = 0,12(mol ) 16 5,04 x 42 Tỷ lệ: M y 0,12 M Biện luận theo x hoặc theo M(dựa vào đáp án) được x = 3 khi M = 56 y y 4  Đáp án D Câu 3:(ĐH B 2010) Khử hoàn hoàn m gam oxit MxOy cần dùng vừa đủ 17,92 lit CO (đktc) thu được b gam kim loại M. Hòa tan hết b gam kim loại M đó bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) thu được 20,16 lit khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Oxit MxOy là: A. Cr2O3 B. FeO C. Fe3O4 D. CrO Hướng dẫn 17,92 n = 0,8(mol ) CO 22,4 20,16 n = 0,9(mol ) SO2 22,4 Gọi a là số mol MxOy Gọi m là hóa trị kim loại trong muối M2(SO4)m 0,8 mol CO H2 SO 4 Sơ đồ: a(mol) MxOy (1) ax(mol)M  (2) 0,9 mol SO2 M 2 (SO 4 ) m Theo (1): nO(oxit) = nCO nên ay = 0,8 (3) Theo (2) bảo toàn electron có: axm = 0,9.2 = 1,8 (4) mx 1,8 9 Từ (3) và (4) lập tỷ lệ: y 0,8 4 (Có thể biện luận theo tỷ lệ x như Câu 1 hoặc theo m) y Biện luận theo m khi m = 1; 2; 3 x 3 Giá trị hợp lý khi m = 3 và Fe 0 y 4 3 4 Hóa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com
3.  Đáp án C Câu 4:(ĐH B 2010) Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư. Sau phản ứng thu được 0,504 lit khí SO2(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Phần trăm khối lượng Cu trong X là: A. 26,23% B. 13,11% C. 39,34% D. 65,57% Hướng dẫn FexOy a(mol) H2SO4 (mol) 0,504 lit SO + 6,6g Fe2(SO4)3 ax/2 2,44g 2 CuSO Cu b(mol) 4 b (mol) 0,504  Giả sử FexOy là Fe2O3 thì nCu = 0,0225(mol ) và 22,4 2,44 - 64.0,0225 nFe O = =0,00625 (mol) 2 3 160 Khi đó khối lượng muối là: m = 0,0225*160 + 0,00625*400 = 6,1(g) # 6,6 Loại Fe2O3  Do đó FexOy là FeO hoặc Fe3O4 nên: 56ax + 16ay + 64b = 2,44 (1) 0,504 Bảo toàn electron: a + 2b = *2 0,045(mol ) (2) 22,4 Bảo toàn nguyên tố Fe và Cu nên số mol muối thu được như sơ đồ trên: 200ax + 160b = 6,6 (3) Ta có hệ phương trình (1), (2), (3) Biện luận: + Khi FexOy là FeO hay x = y = 1 giải hệ trên được a = 0,025 và b = 0,01 0,01*64 Vậy: %Cu *100 26,23% 2,44 + Khi FexOy là Fe3O4 ( x = 3 và y = 4) thì vô nghiệm  Đáp án A Hóa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com