Ôn tập chương 5

A. 4FeS₂ + 11O₂ $\xrightarrow{{{t^ \circ }}}$ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

B. Ca₃(PO₄)₂ + MgSiO₃$\xrightarrow{{{t^ \circ }}}$ Phân lân nung chảy

C. Ag₂S + O₂ $\xrightarrow{{{t^ \circ }}}$ 2Ag + SO₂

D. Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C $\xrightarrow{{{t^ \circ }}}$ 3CaSiO₃ + 2P + 5CO

Al₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O $\xrightarrow{{}}$ 2Al(OH)₃↓ + 3(NH₄)₂SO₄

                                                           X

2Al(OH)₃ $\xrightarrow{{{t^ \circ }}}$ Al₂O₃ + 3H₂O

     X                    Y

Al₂O₃ $\xrightarrow{{đpnc}}$  2Al + $\dfrac{3}{2}$ O₂ ↑

Khi thêm vài giọt CuSO₄ vào dung dịch sẽ hình thành cặp pin điện hóa Al-Cu làm cho khí thoát ra nhanh hơn

A sai vì là ăn mòn hóa học, không hình thành hai điện cực mới

$3Ag + 4HN{O_3}\xrightarrow{{}}3AgN{O_3} + NO \uparrow  + 2{H_2}O$

B sai vì ăn mòn hóa học:

$2Fe + 3C{l_2}\xrightarrow{{{t^o}}}2FeC{l_3}$

C sai vì ăn mòn hóa học, không hình thành hai điện cực mới

$2Al + 3{H_2}S{O_4}\xrightarrow[{}]{}A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2} \uparrow $

D đúng vì hình thành điện cực Zn và Cu. Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện ly là muối Zn²⁺ và Cu²⁺

$Zn\,\,\, + \,\,\,C{u^{2 + }}\xrightarrow{{}}Z{n^{2 + }} + \,\,\,\,Cu \downarrow $

CuSO₄: Ăn mòn điện hóa vì hình thành hai điện cực Ni và Cu. Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện ly là muối Ni²⁺ và Cu²⁺

$Ni\,\,\, + \,\,C{u^{2 + }}\,\xrightarrow{{}}N{i^{2 + }}\,\, + \,\,\,Cu \downarrow $

-ZnCl₂: Không xảy ra ăn mòn do không có phản ứng

-FeCl₃: Không xảy ra ăn mòn điện hóa vì không hình thành điện cực mới (không tạo ra Ni)

$Ni\,\,\, + \,\,\,\,2F{e^{3 + }}\xrightarrow{{}}N{i^{2 + }} + \,\,\,2F{e^{2 + }}$

-AgNO₃: Ăn mòn điện hóa vì  hình thành điện cực Ni và Ag. Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện ly là muối Ni²⁺ và  

$Ni\,\,\,\, + \,\,\,\,2A{g^ + }\xrightarrow{{}}N{i^{2 + }} + \,\,\,2Ag \downarrow $           

Gọi hóa trị của X là n

$X = \dfrac{m}{n} = \dfrac{m}{{{n_e}}}$.n = $\dfrac{m}{{\dfrac{{0,25m.4}}{{32}}}}$ . n = 32.n

→ n = 2 và X = 64 → X là Cu                      

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

$ \to {m_{{O_2}}} + {m_{C{l_2}}} = 23 - 7,2 = 15,8\,\,gam$

$\left\{ \begin{gathered}{n_{{O_2}}} = x\,\,mol \hfill \\{n_{C{l_2}}} = y\,\,mol \hfill \\ \end{gathered}  \right. \to \left\{ \begin{gathered}x + y = \frac{{5,6}}{{22,4}} = 0,25 \hfill \\32{\text{x}} + 71y = 15,8 \hfill \\ \end{gathered}  \right. \to \left\{ \begin{gathered}x = 0,05 \hfill \\y = 0,2 \hfill \\ \end{gathered}  \right.$

→n_{e trao đổi} = $4{n_{{O_2}}} + 2{n_{C{l_2}}} = 4.0,05 + 2.0,2 = 0,6\,mol$

$M = \dfrac{m}{n} = \dfrac{m}{{{n_e}}}$.hóa trị = 12.hóa trị

→ Hóa trị = 2, M = 24 → M là Mg               

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

$ \to {m_X} = {m_{{O_2}}} + {m_{C{l_2}}} = {m_Z} - {m_Y} = 30,1 - 11,1 = 19\,\,gam$

$\left\{ \begin{gathered}{n_{{O_2}}} = x\,\,mol \hfill \\{n_{C{l_2}}} = y\,\,mol \hfill \\ \end{gathered}  \right.\,\,\,\, \to \,\,\,\,\left\{ \begin{gathered}x + y = \dfrac{{7,84}}{{22,4}} = 0,35 \hfill \\32{\text{x}} + 71y = 19 \hfill \\ \end{gathered}  \right.\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\left\{ \begin{gathered}x = 0,15 \hfill \\y = 0,2 \hfill \\ \end{gathered}  \right.$

Gọi số mol của Mg và Al lần lượt là a và b

=> m_{hh Y} = 24a + 27b = 11,1  (1)

Bảo toàn e: 2.n_Mg + 3.n_Al = 2.n_Cl2 + 4.n_O2

=> 2a + 3b = 2.0,2 + 4.0,15 = 1  (2)

Từ (1) và (2) => a = 0,35; b = 0,1

$ \to \% {m_{Al}} = \dfrac{{0,1.27}}{{11,1}}.100\%  = 24,32\% $

${n_{Fe}} = 0,2mol\,;\,{n_{Mg}} = 0,1mol$

$\left\{ \begin{gathered}Fe \hfill \\Mg \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow{{ + {H_2}S{O_{4(l)}}}}\left\{ \begin{gathered}F{e^{2 + }} \hfill \\C{u^{2 + }} \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow{{ + O{H^ - }}}\left\{ \begin{gathered}Fe{(OH)_2} \hfill \\Mg{(OH)_2} \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow[{kk}]{{ + {O_2}}}\left\{ \begin{gathered}F{e_2}{O_3} \hfill \\MgO \hfill \\ \end{gathered}  \right.\,\,$

Bảo toàn Fe: ${n_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} = \dfrac{1}{2}.{n_{F{\text{e}}}} = \dfrac{1}{2}.0,2 = 0,1\,mol$

Bảo toàn Mg: n_MgO = n_Mg = 0,1 mol

=> m = 0,1.160 + 0,1.40 = 20 (gam)

${n_{AgN{O_3}}} = \dfrac{{8,5}}{{170}} = 0,05mol\,\, \to {n_{Ag}} = {n_{AgN{O_3}}} = 0,05mol$

$ \to \% {m_{Ag}} = \dfrac{{0,05.108}}{{12}} \cdot 100 = 45\% $

${n_{N{O_2}}} = 0,04mol\,\, \to \,\,{n_{NO_3^ - }}$ _{(trong muối)} = n_{e nhận} = 0,04.1 = 0,04 mol

_muối$ = {m_{KL}} + {m_{NO_3^ - }}$_(muối) $ = 2,8 + 0,04.62 = 5,28g$

${n_{Al}} = 0,46mol\,;\,{n_Y} = 0,06\,mol$

Đặt ${n_{{N_2}}} = x\,mol\,\,;\,\,{n_{{N_2}O}} = y\,\,mol$

$\left\{ \begin{gathered}x + y = 0,06 \hfill \\28x + 44y = 0,06.18.2 \hfill \\ \end{gathered}  \right. \to \left\{ \begin{gathered}x = 0,03 \hfill \\y = 0,03 \hfill \\ \end{gathered}  \right.$

Ta thấy $3{n_{Al}} > (8{n_{{N_2}O}} + 10{n_{{N_2}}})$ → Có muối amoni NH₄NO₃

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:

$3{n_{Al}} = 8{n_{{N_2}O}} + 10{n_{{N_2}}} + 8{n_{NH_4^ + }} \to {n_{NH_4^ + }} = \dfrac{{0,46.3 - 0,54}}{8} = 0,105mol$

$ \to m = {m_{Al{{(N{O_3})}_3}}} + {m_{N{H_4}N{O_3}}} = 0,46.213 + 0,105.80 = 106,38g$

${n_{Fe}} = 0,04mol\,;\,{n_{AgN{O_3}}} = 0,1.0,2 = 0,02mol\,;\,{n_{Cu{{(N{O_3})}_2}}} = 0,5.0,2 = 0,1mol$

$Fe\, + \,2A{g^ + }\xrightarrow{{}}F{e^{2 + }} + 2Ag \downarrow $

0,01 ← 0,02             →          0,02

$Fe\,+ \,C{u^{2 + }}\xrightarrow{{}}F{e^{2 + }} + Cu \downarrow $

0,03  <  0,1             →            0,03 

=> m_rắn = m_Ag + m_Cu = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 (gam)

m_{dd tăng}  = m_{rắn giảm} = 0,5 gam → m_{dd ban đầu} = 13,6 – 0,5 = 13,1 gam

→ n_{Zn dư} = 0,05 mol

m_X + m_Z = m_Cu + m_Ag + m_{Zn dư} → m_Cu = 10,53+ 7,76  - 0,08.108 – 0,05.65 = 6,4 gam

Phản ứng tổng quát:  Oxit + hỗn hợp H₂ và CO

 ${H_2} + {{\text{[}}O]_{{\text{ox}}it}}\xrightarrow{{{t^ \circ }}}\,\,{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,CO + {{\text{[}}O]_{{\text{ox}}it}}\xrightarrow{{{t^ \circ }}}\,\,C{O_2}$

Nhận xét: Khối lượng chất rắn giảm chính là do ${{\text{[}}O]_{{\text{ox}}it}}$ tham gia phản ứng

$ \to \sum {{n_{{{{\text{[}}O]}_{{\text{ox}}it}}}}} $_{phản ứng}  $ = \dfrac{{0,32}}{{16}} = 0,02\,mol\,\,\,\,$

$\xrightarrow{{Theo\,PTHH}}\,\sum {{n_{{{{\text{[}}O]}_{{\text{ox}}it}}}}}  = {n_{{H_2}}} + {n_{CO}} = 0,02\,mol \to {V_{hh}} = 0,02.22,4 = 0,448\,\,(l)$

n_O = n_CO = 0,8 mol ; ${n_{S{O_2}}} = 0,9\,mol$

Nhìn vào đáp án thấy số oxi hóa cao nhất của Fe, Cr là +3

→ ${n_M}\, = \dfrac{{0,9.2}}{3} = 0,6\,mol$

$ \to \dfrac{{{n_M}}}{{{n_O}}} = \dfrac{{0,6}}{{0,8}} = \dfrac{3}{4}$  →M_xO_y là Fe₃O₄

${n_{NO}} = 0,4\,mol;\,{n_{hh\,X}} = 0,7\,mol$

Cách 1: Nhận xét: Số oxi hoá của Cu ban đầu trong oxit và sau trong muối không đổi, ta quy bài toán về dạng:

$ \to \left\{ \begin{gathered}{n_{hh\,X}}\, = x + x + y + 2y = 0,7 \hfill \\\xrightarrow{{BT\,\,\,\,electron}}2{\text{x}} + 4y + 2{\text{x}} = 1,2 \hfill \\ \end{gathered}  \right.\,\,\, \to \,\,\,\left\{ \begin{gathered}x = 0,2 \hfill \\y = 0,1 \hfill \\ \end{gathered}  \right.\,\,\, \to \,\,\,\% {V_{{\text{CO}}}}\,\, = \,\,\,\dfrac{{0,2}}{{0,7}}.100\% \,\, = \,\,28,57\% $

Cách 2:

$C + {H_2}O \to \left\{ \begin{gathered}{n_{CO}} = x\,mol \hfill \\{n_{{H_{_2}}}} = y\,mol \hfill \\{n_{C{O_2}}} = z\,mol \hfill \\ \end{gathered}  \right. \to \left\{ \begin{gathered}x + y + z = 0,7 \hfill \\x + y = {n_O} = \dfrac{{{n_e}}}{2} = \dfrac{{0,4.3}}{2} = 0,6 \hfill \\BTNT\,\,O:\,y = x + 2z \hfill \\ \end{gathered}  \right. \to \left\{ \begin{gathered}x = 0,2 \hfill \\y = 0,4 \hfill \\z = 0,1 \hfill \\ \end{gathered}  \right.$

→ $\,\% {V_{{\text{CO}}}}\,\, = \,\,\,\dfrac{{0,2}}{{0,7}}.100\% \,\, = \,\,28,57\% $                 

A đúng, vì Zn bị phá hủy do phản ứng: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

B đúng, vì thành phần chính của quặng boxit là Al₂O₃ được dùng để điều chế Al: 

              2Al₂O₃ \(\xrightarrow[{criolit}]{{dpnc}}\) 4Al + 3O₂

C đúng, PTHH: 2Fe + 3Cl₂ \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 2FeCl₃

D sai, tính khử của Ag yếu hơn Cu

- Na + H₂O → NaOH + H₂;        2NaOH + CuSO₄ → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂ ↓

⟹ sau phản ứng có kết tủa Cu(OH)₂

- Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂;    Ba(OH)₂ + CuSO₄ → BaSO₄ ↓ + Cu(OH)₂ ↓

⟹ sau phản ứng có kết tủa Cu(OH)₂ và BaSO₄

- Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu ↓ ⟹ tạo kết tủa Cu

- Ag không phản ứng

- Mg + CuSO₄ → MgSO₄ + Cu ⟹ tạo kết tủa Cu

- 2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu ⟹ tạo kết tủa Cu

⟹ Các chất phản ứng với CuSO₄ tạo sản phẩm kết tủa là Na, Ba, Fe, Mg, Al ⟹ 5 chất