Bài tập về muối của halogen

Sử dụng tăng giảm khối lượng:

\(\begin{gathered}80x - 35,5x = 4,45 <  =  > x = 0,1 \hfill \\BTNT\,\,Cl\,:\,\,{n_{C{l_2}}} = 0,5{n_{C{l^ - }}} = 0,05mol \hfill \\=  > {V_{C{l_2}}} = 0,05.\,\,22,4 = 1,12\,lit \hfill \\ \end{gathered} \)

{NaI; NaBr} →{NaBr}→NaCl

Gọi số mol NaI và NaBr ban đầu lần lượt là a, b

\(\begin{gathered}\left\{ \begin{gathered}x = 150a + 103b \hfill \\y = 103(a + b) \hfill \\z = 58,5(a + b) \hfill \\2y = x + z \hfill \\ \end{gathered}  \right. =  > a = 17,8b \hfill \\=  > \% {m_{NaBr}} = 3,7\%  \hfill \\ \end{gathered} \)

Gọi số mol của NaCl và NaBr lần lượt là: x, y mol

TN1: m giảm = (127- 80)x= 7,05 => x = 0,15

TN2: m giảm = (127 – 35,5)x + (80- 35,5)y = 22,625 => y = 0,2

\(\% NaBr = \dfrac{{0,2.103.100}}{{0,2.103 + 0,15.150}} = 47,8\% \)

2NaBr + Cl₂ → 2NaCl + Br₂ 

Dùng pp tăng giảm khối lượng, ta có độ giảm khối lượng của hh muối sau khi sục Cl₂ vào = 0,89 (g). 

Thay 1 mol NaBr bằng 1 mol NaCl => khối lượng giảm 44,5 g 

Thay x mol NaBr =>giảm 0,89 g. => n_(NaBr) = 0,89/44,5 = 0,02 mol. 

Hỗn hợp  muối khan sau pư với Cl₂ là hh B. 

Khi cho 1/2 hh B vào AgNO₃: AgF ko kết tủa : NaF + AgNO₃ => AgF + NaNO₃. 

AgNO₃ + NaCl => AgCl + NaNO₃. 

n_(AgCl) = 0,03 (mol) => số mol NaCl trong B = 0,06 mol

số mol NaCl trong hh đầu = 0,04 mol. (do trừ đi lượng NaCl được tạo thành từ NaBr). 

-> m_(NaCl) = 2,34 (g); m_(NaBr) = 2,06 (g) 

---> m_{(NaF trong hh đầu)} = 0,42 (g). 

=> %_NaF = 8,71%; %NaCl = 48,55% ; %NaBr = 42,74%

+) TH₁: NaX là NaF => Kết tủa chỉ gồm AgCl (Vì AgF tan trong dung dịch => NaF không phản ứng với AgNO₃)

=> Hỗn hợp muối gồm NaF và NaCl

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

n_NaCl = n_AgCl = 28,67: 143,5 = 0,2 mol

=> m_NaF = 15,92 – m_NaCl = 15,92 – 58,5.0,2 = 4,22g > 0

=> Thỏa mãn đề bài

+) TH₂: Không có NaF trong hỗn hợp

- Đặt công thức muối halogen trung bình là NaM

         NaM + AgNO₃ → AgM + NaNO₃

Mol  \({{15,92} \over {23 + M}}\)        =     \({{28,67} \over {108 + M}}\)      

=> 15,92(108 + M) = 28,67(23 + M)

=> M = 83,13g

=> 2 halogen là Br(80) và I(127)

=> 2 muối là NaBr và NaI

(*) Vậy công thức 2 muối là (NaF và NaCl) hoặc (NaBr và NaI)

Gọi số mol NaBr và NaI trong X lần lượt là x và y

- Khi A phản ứng với Br₂:

            2NaI + Br₂ → 2NaBr + I₂

=> m_{muối giảm}  = 127y – 80y = 7,05 => y = 0,15 mol

- Khi A phản ứng với Cl₂:

            2NaBr + Cl₂ → 2NaCl + Br₂

            2NaI + Cl₂ → 2NaCl + I₂

=> m_giảm = (80x + 127y) – 35,5(x + y) = 22,625

=> x = 0,2 mol

Vậy %m_NaBr = 47,8% và %m_NaI = 52,2%

+) TH₁: Nếu hỗn hợp đầu là NaF và NaCl

=> kết tủa chỉ có AgCl (Vì AgF tan) => n_AgCl = 0,06 mol = n_NaCl

=> n_NaF = 0,06 mol

=> %m_NaCl = 58,2%

+) TH₂: Nếu không có NaF

Gọi số mol của NaX và NaY lần lượt là x và y

=> m_{muối Na} = x.(23 + X) + y.(23 + Y) = 6,03g

Và m_{Kết tủa} = x.(108 + X) + y.(108 + Y) = 8,61g

Trừ vế với vế ta được: (x + y).85 = 2,58g

=> x + y = 0,0304 mol

=> M_{trung bình muối Na} = 198,66

=> M_{halogen trung bình} = 175,66 => Không có các giá trị thỏa mãn.

Xét tổng quát:

           Cl₂ + 2Br^- → 2Cl^- + Br₂

(mol)    x  →   2x    →  2x

Vậy m_{muối giảm} = m_Br- - m_Cl- = 80.2x – 35,5.2x = 4,45g

=> x = 0,05 mol

Vì đề cho cả hai muối tác dụng hết với dd AgNO₃ dư nên cả 2 muối cùng có phản ứng, kết tủa thu được chứa AgX và AgY →2  muối NaX và NaY cùng tạo kết tủa với dd AgNO₃

Đặt công thức chung của 2 muối là \(Na\overline X \)

PTHH: \(Na\overline X + AgN{O_3}\buildrel {} \over\longrightarrow Ag\overline X + NaN{O_3}\)

Theo PTHH có:

\(\eqalign{
& Na\overline X = Ag\overline X \cr
& \Rightarrow {{12,65} \over {23 + \overline X }} = {{21,15} \over {108 + \overline X }} \cr
& \Rightarrow 1366,2 + 12,65\overline X = 486,45 + 21,15\overline X \cr
& \Rightarrow 8,5\overline X = 879,75 \cr
& \Rightarrow \overline X = 103,5 \cr} \)

X, Y ở hai chu kì liên tiếp nên X, Y là Brom và Iot

Gọi công thức muối là NaX

Phương trình phản ứng: NaX + AgNO₃ → AgX + NaNO₃

2AgX → 2Ag + X₂

n_Ag = 0,01 mol => n_NaX  =  n_AgX  =  n_Ag  =  0,01 mol

M_NaX = 1,03 / 0,01 = 103

=> M_X = 103 – 23 = 80 => X là Br

Công thức muối A là NaBr

Gọi công thức muối là CaX₂

CaX₂ + 2AgNO₃ → 2AgX + Ca(NO₃)₂

$\frac{{0,2}}{{40 + 2{\text{X}}}}$                     $\frac{{0,376}}{{108 + X}}$

=> $2.\frac{{0,2}}{{40 + 2{\text{X}}}} = \frac{{0,376}}{{108 + X}}\,\,\, = > \,\,X = 80$

=> X là Br

Công thức muối là CaBr₂

Gọi n_KBr = x mol; n_NaCl = y mol

=> m_{hỗn hợp} = 119x + 58,5y = 23,6  (1)

KBr + AgNO₃ → AgBr + KNO₃

  x              →         x

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

   y             →          y

m_{kết tủa} = m_AgBr + m_AgCl => 188x + 143,5y = 47,5   (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,1 mol;  y = 0,2 mol

=> m_­KBr = 11,9 gam;  m_NaCl = 11,7 gam

Gọi n_NaCl = x mol;  n_NaBr = y mol

NaCl + AgNO₃ → NaNO₃ + AgCl

NaBr + AgNO₃ → NaNO₃ + AgBr

Vì khối lượng kết tủa bằng khối lượng AgNO₃ phản ứng

=> 170.(x + y) = 143,5x + 188y => 26,5x = 18y

$ = > {\text{ y}} = \frac{{53}}{{36}}x$ $ = > {\text{ }}\% {m_{NaCl}} = \frac{{58,5{\text{x}}}}{{58,5{\text{x}} + 103y}}.100\% = \frac{{58,5{\text{x}}}}{{58,5{\text{x}} + 103.\frac{{53}}{{36}}x}}.100\% = 27,84\%$

TH1: chỉ thu được 1 kết tủa => X và Y là F và Cl

=> n_AgCl = 0,033 mol

Bảo toàn Cl: n_NaCl = n_AgCl = 0,033 mol > n_{hỗn hợp muối}

=> loại TH này

TH2: thu được 2 kết tủa AgX và AgY

Gọi nguyên tố trung bình của X và Y là  

$ = > \,\,{n_{Na\bar M}} = 0,03\,\,mol$

Bảo toàn : ${n_{Ag\bar M}}\,\, = {n_{Na\bar M}} = 0,03\,\,mol$

=>  ${M_{Ag\bar M}}\,\, = \frac{{4,75}}{{0,03}} = 158,33\,\,mol\,\, = > \,\,\bar M = 158,33 - 108 = 50,33$

=> X và Y là Cl và Br

X, Y ở hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm VIIA

=> X, Y là nguyên tố halogen.

TH1: Cả 2 muối halogenua đều tạo kết tủa

Gọi halogen trung bình là R => muối là NaR (M_X < M_R < M_Y)

NaR + AgNO₃ → AgR + NaNO₃

$\frac{6,03}{23+R}$ gam       $\frac{8,61}{108+R}$ gam

=> $\frac{6,03}{23+R}$= $\frac{8,61}{108+R}$

=> M_R = 175,66

=> halogen là I và At (At không có trong tự nhiên) => loại

TH2: Chỉ có 1 muối halogenua tạo kết tủa => 2 muối là NaF và NaCl

PT: NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

=> n_AgCl = $\frac{{8,61{\text{ }}}}{{143,5}}$ = 0,06 mol

=> n_NaCl = 0,06 mol  => m_NaCl = 3,51 gam => m_NaF = 2,52 gam

=> %m_NaF = 41,8%

TH1: Cả 2 muối halogenua đều tạo kết tủa

Gọi halogen trung bình là R => muối là NaR (M_X < M_R < M_Y)

NaR  +  AgNO₃ → AgR + NaNO₃

$\frac{{8,075}}{{23 + R}}$                    $\frac{{16,575}}{{108 + R}}$                

=> $\frac{{8,075}}{{23 + R}} = \frac{{16,575}}{{108 + R}}\,\, = > \,\,R = 57,75$

=> 2 halogen là Cl và Br

Gọi n_NaCl = x mol;  n_NaBr = y mol => m_{hỗn hợp} = 58,5x + 103y = 8,075  (1)

m_{kết tủa} = m_AgCl + m_AgBr = 143,5x + 188y = 16,575  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,05 mol; y = 0,05 mol

=> %m_NaCl = 36,22%;   %m_NaBr = 63,78%

TH2: Chỉ có 1 muối halogenua tạo kết tủa => 2 muối là NaF và NaCl

PT: NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

=> n_AgCl = $\frac{{{\text{16,575 }}}}{{143,5}}$ = 0,1155 mol

=> n_NaCl = 0,1155 mol  => m_NaCl = 6,75675 gam => m_NaF = 1,31825 gam

=> %m_NaCl = 83,67% %m_NaF = 16,33%

FeCl₂ + 2AgNO₃  → 2AgCl↓ + Fe(NO₃)₂

0,1                   →     0,2

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag↓

0,1                    →                  0,1 

=> m_{kết tủa} = 0,1.108 + 0,2.143,5 = 39,5 gam

n_AgNO3 = 0,02 mol; n_FeCl2 = 0,01 mol

FeCl₂ + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂+ 2AgCl↓

0,01     →  0,02        →           0,02 

=> m_{kết tủa} = m_AgCl = 0,02.143,5 = 2,87 gam

n_AgNO3 = 0,6 mol;  n_FeCl2 = 0,1x mol

FeCl₂  +   2AgNO₃  → 2AgCl↓+ Fe(NO₃)₂

   b/2       ←   b   ←    b

Fe(NO₃)₂ +  AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag↓

    a    ←               a         ←            a

=> m_{kết tủa} = m_AgCl + m_Ag = 108a + 143,5b = 47,4  (1)

 +) Nếu AgNO₃ phản ứng hết => AgNO₃  = a + b = 0,6 mol (2)

Từ (1) và (2) => x = 1,09 và y = - 0,49 (loại)

=> FeCl₂ phản ứng hết, AgNO₃ còn dư

=> n_FeCl2 = b/2 = 0,1x mol;  n_AgCl = b = 0,2x mol

Thay vào (1) => 108.0,1x + 143,5.0,2x = 47,4 => x = 1,2

Gọi n_Cl2 = x mol

Cl₂  + 2KBr → 2KCl + Br₂

 x   →   2x    →  2x

Muối khan thu được gồm KCl và KBr còn dư

n_{KBr dư} = 0,021 – 2x

=> m_muối = m_{KBr dư} + m_KCl = 119.(0,021 – 2x) + 2x.74,5 = 1,609 => x = 0,01

$= > {\text{ }}\% {m_{C{l_2}}} = \frac{{0,01.71}}{{25}}.100\% = 2,84\% $