Chương 4. Phản ứng oxy hóa - khử

nSO2 = 0,112/22,4 = 0,005 mol -> số mol e mà S+6 đã nhận để về S+4 (trong SO2) là 0,005.2 = 0,01 mol

theo định luật bảo toàn e thì 0,01 mol hợp chất của Fe cũng phải cho 0,01 mol e -> đáp án thỏa mãn là FeO . Loại các trường hợp FeCO3 ( vì sẽ đồng thời cho cả CO2 và SO2 khi tác dụng với H2SO4 đặc ) , FeS ( nó sẽ cho 0,07 mol e khi tác dụng với H2SO4 đặc ) , FeS2 còn cho nhiều hơn

a) PTHH: 4Na + O₂ =(nhiệt)=> 2Na₂O (1)

b) Ta có: n_Na = \(\frac{6,9}{23}=0,3\left(mol\right)\)

Theo PTHH (1), n_O2 = \(\frac{0,3}{4}=0,075\left(mol\right)\)

=> Thể tích Oxi phản ứng: V_O2(đktc) = 0,075 x 22,4 = 1,68 (l)

c) PTHH: Na₂O + H₂O ===> 2NaOH (2)

Theo PTHH (1) => n_Na2O = \(\frac{0,3}{2}=0,15\left(mol\right)\)

Theo PTHH (2) => n_NaOH = 0,15 x 2 = 0,3 (mol)

=> Số phân tử NaOH tạo thành: = \(0,3\times6\times10^{23}=1,8\times10^{23}\) (phân tử)

n_Na=6.9/23=0.3

4Na+ O₂ -> 2Na₂O

0.3->0.3 0.6

V_O2=0.3*22.4=6.72 (l)

c.Na₂O +H₂O -> 2NaOH

0.6-> 1.2

so phan tu NaOH =1.2*6*10²³=7.2*10²³

Gọi hóa trị của M là n

PTHH: 4M+nO₂==t^o==> 2M₂O_n

\(n_{O_2}=\dfrac{5,6}{22,4}=0,25\left(mol\right)\)

\(n_M=\dfrac{0,25.4}{n}=\dfrac{1}{n}\)

\(M_M=\dfrac{8}{\dfrac{1}{n}}=8n\)

Vậy đơn chất M có thể là Mg, S. Không thể là Cu vì chẳng lẽ có chất hóa trị 8, không thể là Ca( hóa trị 5) nên chọn 2 chất trên

PTHH: \(4M+nO_2\rightarrow2M_2O_n\)

\(nO_2=\dfrac{5,6}{22,4}=0,25mol\)

theo pthh: \(n_M=\dfrac{0,25}{\dfrac{4}{n}}=0,625n\left(mol\right)\)

ta có: 0,625.n.M=8

=>Nếu n=1--->M=128(loại)

Nếu n=2---->M=64(Cu)

Nếu n=3--->M=4,26666(loại)

Vậy chất M là Cu

\(PTHH:\)

\(Fe+H_2SO_4--->FeSO_4+H_2\) \((1)\)

\(2Al+3H_2SO_4--->Al_2(SO_4)_3+3H_2\) \((2)\)

\(a)\)

Đặt \(nFe=a(mol)\),\(nAl=b(mol)\)

Mà khối lượng hai kim loại là 13,9 g

Ta có: \(56a+27b=13,9\) \((I)\)

Theo PTHH (1) và (2) \(nH_2=(a+1,5b)mol\)

\(nH_2=\dfrac{7,84}{22,4}=0,35(mol)\)

\(a+1,5b=0,35\) \((II)\)

Giai (I) và (II) \(\left\{{}\begin{matrix}a=0,2\\b=0,1\end{matrix}\right.\)

\(=> mFe=0,2.56=11,2 (g)\)

\(\%mFe=\dfrac{11,2.100\%}{13,9}=80,58\%\)

\(=>\%mAl=100\%-80,58\%=19,42\%\)

Theo PTHH : \(nH_2SO_4 = nH_2=0,35(mol)\)

\(VH_2SO_4=\dfrac{0,35}{2}=0,175 (l)\)

\(b)\) Vì chỉ lấy 1 nửa lượng khí X nên ta có:

\(nFe=0,1(mol)\)

\(nAl=0,05(mol)\)

\(2Fe+6H_2SO_4(đặc)-t^o->Fe_2(SO_4)_3+3SO_2+6H_2O\) \((3)\)

\(2Al+6H_2SO_4(đặc)-t^o-> Al_2(SO_4)_3+3SO_2+6H_2O\) \((4)\)

Theo PTHH (3) và (4) \(nSO_2=0,15+0,075=0,225(mol)\)

\(nBa(OH)2=1.0,15=0,15(mol)\)

Vì \(\dfrac{nSO_2}{nBa(OH)2 } = 1,5\)

=>. Sản phẩm gồm 2 muối

\(SO_2+Ba(OH)_2--->BaSO_3+H_2O\) \((5)\)

\(2SO_2+BaSO_3+H_2O--->Ba(HSO_3)_2\) \((6)\)

Theo (5) Ta chon nBa(OH)2 để tính,

\(=> nBaSO_3=0,15(mol)\)

\(nSO_2 (dư) = 0,225-0,15=0,075 (mol)\)

Theo (6) chon nSO2 dư để tính

\(=> nBaSO_3(đã dùng)=0,0375 (mol)\)

\(=> nBaSO_3(dư)=0,15-0,0375=0,1125(mol)\) \(=> mBaSO_3 =0,1125.217=24,4125(g)\)

\(nBa(HSO_3)_2 = 0,0375(mol)\) \(=> mBa(HSO_3)_2 = 0,0375 .299=11,2125(g)\)

\(=> m \)muối = \(24,4125+22,2125=35,625(g)\)

Qúa trình khử: \(H^{+1}_2+2e\rightarrow H^0_2\) (1)

1 (mol) 2(mol)

Qúa trình oxi hóa:

\(Fe^0+2e\rightarrow Fe^{+2}\) (2)

1(mol) 2(mol)

\(Al^0+3e\rightarrow Al^{+3}\) (3)

1(mol) 3(mol)

a. Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe và Al trong hỗn hợp X.

Có: m_X = m_Al + m_Fe = 27y + 56x = 13,9 ( g ) (4).

Theo (2) và (3) ta được:

\(_{\sum}\)_{Số mol e trao đổi = 2x + 3y ( mol )}

Mặt khác: \(n_{H_2}=\dfrac{7,84}{22,4}=0,35\left(mol\right)\)

Từ (1) \(\Rightarrow\sum\) số mol e trao đổi = 2 \(n_{H_2}\); hay:

2x + 3y = 2 . 0,35 (5)

Từ (4) và (5), giải hệ ta được: \(\left\{{}\begin{matrix}x=0,2\left(mol\right)\\y=0,1\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\%m_{Al}=\dfrac{27.0,1}{13,9}.100=19,424\%\)

\(\Rightarrow\%m_{Fe}=100\%-19,424\%=80,576\%\)

Gọi số mol của Fe₂O₃ là x.

Gọi số mol của CuO là y.

Ta có PTHH:

Fe₂O₃ + 3H₂ -> 2Fe + 3H₂O
x 3x 2x 3x (mol)

CuO + H₂ -> H₂O + Cu
y y y y (mol)

Ta có

m_{chất rắn} = 30,4 (g)
=> 64y + 56.2x = 30,4 (g)
=> 64y + 112x = 30,4 (g) (1)

Ta có:

m_{hỗn hợp} = 32 (g)
=> 160x + 80y = 32(g) (2)

Từ (1) và (2), suy ra:
x=0,09
y=0,22

Ta có:
n_H2(1) = 0,09. 3 = 0,27(mol)
=> V_H2 = 0,27. 22,4 = 6,048(l)

Ta có:
n_H2= 0,22 (mol)
=> V_H2 = 0,22. 22,4 = 4,928 (l)

=> V_H2 = 6,048 + 4,928 = 10,976(l)

Bạn kiểm tra lại đề bài đi xem có đúng không chứ mình thấy nó cứ sao sao ý. Tính toàn ra số âm không à.

\(n_{H_2}=\frac{15,68}{22,4}=0,7mol\)

\(2Al+6HCl\rightarrow2AlCl_3+3H_2\)

x mol ----------------------> \(\frac{3}{2}x\) mol

\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\)

y mol ----------------------> y mol

Ta có hệ Pt: \(\left\{\begin{matrix}27x+56y=27,8\\\frac{3}{2}x+y=0,7\end{matrix}\right.\) \(\Leftrightarrow\left\{\begin{matrix}x=0,2\\y=0,4\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow m_{Al}=0,2\times27=5,4g\)

\(\Rightarrow\%m_{Al}=\frac{5,4}{27,8}\times100=19,4\%\)

\(\Rightarrow\%m_{Fe}=100\%-19,4\%=80,6\%\)

\(n_{H_2}=\) \(\frac{15.68}{22.4}\)= 0.7 (mol)

Đặt \(n_{Al}=x\) ; \(n_{Fe}=y\) (x,y >0)

Al⁰\(\rightarrow\) Al⁺³ + 3e

x \(\rightarrow\) 3x

Fe0 \(\rightarrow\) Fe⁺² + 2e

y \(\rightarrow\) 2y

2H⁺¹ + 2e \(\rightarrow\) \(H_2^0\)

1.4 \(\leftarrow\) 0.7 (mol)

Ta có: \(\Sigma n_{e_{ }cho}=\Sigma n_{e_{ }nh\text{ận}}\)

\(\Leftrightarrow\) 3x + 2y = 1.4 (*)

Từ giả thiết và (*) ta có hệ: \(\left\{\begin{matrix}27x+56y=27.8\\3x+2y=1.4\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{\begin{matrix}x=0.2\\y=0.4\end{matrix}\right.\)

_{\(\Rightarrow\%m_{Al}=\frac{0.2.27.100\%}{27.8}=19.42\%\)}

%m_{Fe= 100% - 19.42%= 80.58%}

Lưu ý: Chắc nhiều bạn thấy cách giải của mình phức tạp hơn cách giải dùng phương trình hóa học. Mình lưu ý các bạn là khi giải toán bằng cách lập phương trình hóa học thì ta sẽ phải cân bằng phương trình hóa học có nhiều phương trình rất khó cân bằng (mình có câu loay hoay cả tiếng đồng hồ mới ra này hiuhiu) nên giải bằng phương pháp mol e lập quá trình khử và quá trình oxi hóa sẽ đơn giản hơn rất nhiều. Cách xác định số oxi hóa mình nghĩ nó đơn giản hơn cân bằng một số phương trình hóa học chóng mặt. :))) Ví dụ như:

\(CuFeS_2+HNO_3\rightarrow Cu\left(NO_3\right)_2+Fe\left(NO_3\right)_3+SO_2+NO+H_2O\)

\(NaSO_3+KMnO_4+H_2SO_4\rightarrow NaSO_4+K_2SO_4+MnSO_4+H_2O\)

Các bạn thấy nó rất khó đúng không? Mình lại phải xác định số oxi hóa xong mới cân bằng, đây mình chỉ cần xác định số oxi hóa xong giải rất nhanh. Đằng nào mấy phương trình khó chẳng cần xác định số oxi hóa. Mà cách mình giải là dùng cho thi trắc nghiệm của các anh chị lớp 12. Nếu cân bằng xong có khi hết thời gian thi mất. Ahihi. Ý kiến riêng của mình là như vậy. Vì cô giáo dạy môn Hóa của mình cô bảo mình như thế mà. :)

Ta có:

Bảo toàn e: 3.n_Al + 2.n_Fe =2.n_H2

Số mol của H₂: \(n_{H_2}=\dfrac{V}{22,4}=\dfrac{15,68}{22,4}=0,7\left(mol\right)\)

Theo đề bài, ta có:

\(\left\{{}\begin{matrix}3.n_{Al}+2.n_{Fe}=2.n_{H_2}\\27.n_{Al}+56.n_{Fe}=27,8\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{Al}=0,2\left(mol\right)\\n_{Fe}=0,4\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

m_Al = n_Al.M = 5,4(g) \(\Rightarrow\%Al=\dfrac{5,4}{27,8}.100=19,42\)

m_Fe = n_Fe.M = 22,4(g)\(\Rightarrow\%Fe=\dfrac{22,4}{27,8}.100=80,58\)

Nước vôi sẽ tác dụng với khí cacbonic và hóa rắn:

PTHH: \(Ca\left(OH\right)_2+CO_2\rightarrow CaCO_3+H_2O\)