ĐGNL ĐHQG TP.HCM - Vấn đề thuộc lĩnh vực hóa học - Axit sunfuric

Trả lời:

Cặp kim loại thụ động trong H₂SO₄ đặc, nguội là Al và Fe

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

2FeS + 10H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 9SO₂ + 10H₂O

2FeCO₃ + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 2CO₂ + 4H₂O

=>hỗn hợp A gồm SO₂ và CO₂

Đáp án cần chọn là: C

Trả lời:

\[{n_{Mg}} \to \frac{{7,2}}{{24}} = 0,3mol\]

Xét quá trình cho – nhận e:

\[Mg \to \mathop {Mg}\limits^{ + 2} + 2e\]

0,3            →            0,6 mol   

\[\mathop S\limits^{ + 6} + 8e \to \mathop S\limits^{ - 2} \]

        0,6 → 0,075 mol

\[ \to {n_{{H_2}S}} = 0,075mol\]

→ V = 0,075.22,4 = 1,68 (L)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với S:

\[{n_{{H_2}S{O_4}}} = {n_{MgS{O_4}}} + {n_{{H_2}S}}\]

\[ \to {n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,3 + 0,075 = 0,375mol\]

\[ \to {m_{{H_2}S{O_4}}}\]_{phản ứng}  = 0,375.98 = 36,75 gam

Đáp án cần chọn là: A

Trả lời:

+) Quy đổi hỗn hợp A gồm Fe, Cu và O với số mol lần lượt là x, y, z mol

→ m_{hỗn hợp A} = 56x + 64y + 16z = 50,4  (1)

\[{n_{S{O_2}}} = \frac{{7,84}}{{22,4}} = 0,35mol\]

Xét quá trình cho – nhận e:

\[Fe \to \mathop {Fe}\limits^{ + 3} + 3e\]

x → 3x

\[\mathop S\limits^{ + 6} + 2e \to \mathop S\limits^{ + 4} \]

0,7 ← 0,35

\[Cu \to \mathop {Cu}\limits^{ + 2} + 2e\]

y → 2y

\[\mathop O\limits^0 + 2e \to \mathop O\limits^{ - 2} \]

z→ 2z

+) Áp dụng định luật bảo toàn e: 3x + 2y - 2z = 0,7  (2)

+) 132 gam muối sunfat gồm Fe₂(SO₄)₃ \[\frac{x}{2}\] mol và CuSO₄ y mol 

→ 400. \[\frac{x}{2}\] + 160y = 132  (3)

Từ (1), (2) và (3) → x = 0,5; y = 0,2; z = 0,6

Khử hỗn hợp A bằng CO có phản ứng:

CO     +     [O]  →    CO₂

 0,6   ←   0,6 mol

→ V_CO = 0,6.22,4 = 13,44 (L) 

Đáp án cần chọn là: A

Trả lời:

n_H2SO4 = 0,05.18 = 0,9 mol; n_Fe(OH)3 = 21,4 : 107 = 0,2 mol

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành Fe (x mol) và O (y mol)

m_X = 56x + 16y = 19,2 (1)

BTe:

3n_Fe = 2n_O + 2n_SO2 

=>3x = 2y + 2n_SO2 

=>n_SO2 = 1,5x - y (mol)

BTNT "Fe": n_Fe2(SO4)3 = 0,5n_Fe = 0,5x (mol)

Khi cho NaOH phản ứng với dd Y:

- Nếu NaOH hết: n_NaOH = n_H+ + 3n_Fe3+ = 2.n_{HS2O4 dư} + 3n_Fe(OH)3

=>0,9 = 2.n_{H2SO4 dư} + 3.0,2

=>n_{H2SO4 dư} = 0,15 mol

=>n_{H2SO4 pư} = 0,9 - 0,15 = 0,75 mol

BTNT "S":

n_{H2SO4 pư} = 3n_Fe2(SO4)3 + n_SO2 

=>0,75 = 3.0,5x + 1,5x - y (2)

Giải hệ (1) và (2) được x = 0,3 và y = 0,15

=>n_SO2 = 1,5x - y = 0,3 mol

=>V = 6,72 lít

- Nếu NaOH dư: HS tự xét

Đáp án cần chọn là: C

Trả lời:

\[{n_{S{O_2}\left( {dktc} \right)}} = \frac{{13,44}}{{22,4}} = 0,6\left( {mol} \right)\]

PTHH: 2Al + 6H₂SO₄ đặc, nóng → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

Theo PTHH:

\[{n_{Al}} = \frac{2}{3}{n_{S{O_2}}} = \frac{2}{3}.0,6 = 0,4\left( {mol} \right)\]

⇒ m_Al = 0,4.27 = 10,8(g)

Cách 2: Bảo toàn e ta có: n_e (Al nhường) = n_e (S⁺⁶ nhận)

→ 3n_Al = 2n_SO2 → n_Al = 2. 0,6 : 3 = 0,4 (mol)

→ m_Al = 0,4. 27 = 10,8 (g)

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

n_SO2(đktc) = 6,72/22,4 = 0,3 (mol); n_S = 5,76/32 = 0,18 (mol)

Đặt số mol Fe = a (mol) và M = b (mol)

BTNT “Fe”: n_Fe2(SO4)3 = 1/2 n_Fe = 0,5a (mol)

BTNT “M”: n_MSO4 = n_M = b (mol)

Xét hh X tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng

Hệ phương trình:

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{BTe:3{n_{Fe}} + 2{n_M} = 2{n_{S{O_2}}} + 6{n_s}}\\{m\,muoi:{m_{F{e_2}}}{{\left( {S{O_4}} \right)}_3} + {m_{M\,SO_4^{}}} - {m_{muoi}}}\end{array}} \right.\]

\[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{3a + 2b = 2.0,3 + 6.0,18}\\{400.0,5a + \left( {M + 96} \right)b = 105,6}\end{array}} \right.\]

\[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{3a + 2b = 1,68\,\,(1)}\\{200a + \left( {M + 96} \right)b = 105,6\,\,(2)}\end{array}} \right.\]

Xét hh tác dụng với HCl dư; n_H2(đktc) = 16,128/22,4 = 0,72 (mol)

TH₁: Chỉ có Fe tác dụng, M đứng sau H trong dãy điện hóa học nên không phản ứng

BTe ta có:

2n_Fe = 2n_H2 

⟹ n_Fe = n_H2 = 0,72 (mol)

⟹ a = 0,72 (mol)

⟹ thay a vào (1) ⟹ b = -0,24 ⟹ loại

TH₂: Cả Fe và M cùng tác dụng với dd HCl

BT e ta có: 2n_Fe + 2n_M = 2n_H2

⟹ a + b = 0,72 (3)

giải hệ (2) và (3) ta được a = 0,24 và b = 0,48

Thay a, b vào (2) ta có:

200.0,24 + (M+96).0,48 = 105,6

⟹ M = 24 (g/mol)

Vậy M là Mg

Đáp án cần chọn là: A

Trả lời:

Đặt số mol Fe = a (mol); FeO = b (mol)

Cho hh X tác dụng với HCl dư chỉ có Fe tạo ra khí H₂

BT e:

2n_Fe = 2n_H2 

⟹ n_Fe = n_H2 = 0,3 (mol)

⟹ a = 0,3 (mol)

Cho hh X tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng dư cả Fe và FeO cùng tạo khí

n_SO2(đktc) = 11,2/22,4 = 0,5 (mol)

quá trình nhường e

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e

Fe⁺² (FeO) →Fe⁺³ + 1e

quá trình nhận e

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴ (SO₂)

bảo toàn e ta có: n_{e nhường} = n_{e nhận}

⟹ 3n_Fe + n_FeO = 2n_SO2

⟹ 3a + b = 2.0,5

Thay a = 0,3 vào

⟹ 3.0,3 + b = 2.0,5

⟹ b = 0,1 (mol)

Vậy hh X gồm: Fe: 0,3 (mol) và FeO: 0,1 (mol)

⟹ m = m_Fe + m_FeO = 0,3.56 + 0,1.72 = 24 (g)

BTNT “Fe”:

n_Fe2(SO4)3 = 1/2(n_Fe + n_FeO) = 1/2.(0,3 + 0,1) = 0,2 (mol)

n_H2SO4 pư = n_{SO42-(muối)} + n_SO2 = 3.0,2 + 0,5 = 1,1 (mol)

⟹ m_H2SO4 = 1,1.98 = 107,8 (g)

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

*Phần 1: Hòa tan 1 phần hỗn hợp vào HCl dư

Đặt n_H2 = a và n_CO2 = b (mol)

+ n _khí = a + b = 0,1 (1)

_{+ m khí} = n _khí.M _khí 

=>2a + 44b = 0,1.4,7.4 (2)

Giải hệ thu được a = 0,06 và b = 0,04

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O

FeCO₃ + 2HCl → FeCl₂ + CO₂ + H₂O

=>n_Fe = n_H2 = 0,06 mol; n_FeCO3 = n_CO2 = 0,04 mol

*Phần 2: Hòa tan 1 phần vào dung dịch H₂SO₄ đặc dư

n_SO2 = n _khí - n_CO2 = 0,2075 - 0,04 = 0,1675 mol

Quá trình cho và nhận e:

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e                                                                S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

3Fe^+8/3 → 3Fe⁺³ + 1e

Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

3n_Fe + n_Fe3O4 + n_FeCO3 = 2n_SO2 

=>3.0,06 + n_Fe3O4 + 0,04 = 2.0,1675

=>n_Fe3O4 = 0,115 mol

Như vậy, dựa theo các PTHH ở phần 1 ta có:

n_FeCl2 = n_Fe + n_Fe3O4 + n_FeCO3 = 0,06 + 0,115 + 0,04 = 0,215 mol

=>m_FeCl2 = 0,215.127 = 27,305 gam

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

Tóm tắt bài toán:

\[20,8\left( g \right)A\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{Cu}\\{CuO}\end{array}} \right. + 73,5g\,\,dd\,\underbrace {{H_2}S{O_4}}_{0,6\left( {mol} \right)}\]

SO₂:

\[\begin{array}{l}20,8\left( g \right)A\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{Cu}\\{CuO}\end{array}} \right. + 73,5g\,\,dd\,\underbrace {{H_2}S{O_4}}_{0,6\left( {mol} \right)}\\ \to \left\langle {\begin{array}{*{20}{c}}{X\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{CuS{O_4}:}\\{{H_2}S{O_{4\,du}}}\end{array} + \underbrace {NaOH}_{0,9\left( {mol} \right)}} \right.}\\{ \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{ \downarrow Cu{{\left( {OH} \right)}_2}}\\{60,8\left( g \right)\,\,Z\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{N{a_2}S{O_4}:a\left( {mol} \right)}\\{NaOH\,du:b\left( {mol} \right)}\end{array}} \right.}\end{array}} \right.}\end{array}} \right.\end{array}\]

Đặt trong Z số mol Na₂SO₄ và NaOH dư lần lượt là a và b (mol)

Ta có hệ phương trình:

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{m_{N{a_2}S{O_4}}} + {m_{NaOH\,du}} = {m_Z}}\\{BT:Na \Rightarrow 2{n_{N{a_2}S{O_4}}} + {n_{NaOH\,du}} = {n_{NaOH\,\,bd}}}\end{array}} \right.\]

\[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{142a + 40b = 60,8}\\{2a + b = 0,9}\end{array}} \right.\]

\[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{a = 0,4}\\{b = 0,1}\end{array}} \right.\]

BTNT “S”: n_H2SO4 bđ = n_SO2 + n_Na2SO4

⟹ 0,6 = n_SO2 + 0,4

⟹ n_SO2 = 0,6 – 0,4 = 0,2 (mol)

BT e ta có: n_Cu = n_SO2 = 0,2 (mol)

(Do Cu từ số oxh 0 lên +2, còn S từ số oxi hóa +6 xuống +4)

⟹ m_Cu = 0,2.64 = 12,8 (g)

⟹ m_CuO = m_A – m_Cu = 20,8 – 12,8 = 8 (g)

⟹ n_CuO = m_CuO : M_CuO = 8 : 80 = 0,1 (mol)

BTNT “Cu”:

n_CuSO4 = n_Cu + n_CuO = 0,2 + 0,1 = 0,3 (mol)

⟹ m_CuSO4 = n_CuSO4×M_CuSO4 = 0,3×160 = 48 (g)

Ta có: m_A + m_{dd H2SO4} = m_{dd X} + m_SO2

⟹ m_dd X = m_A + m_{dd H2SO4} - m_SO2 = 20,8 + 73,5 – 0,2.64 = 81,5 (g)

Phần trăm khối lượng CuSO₄ có trong dd X là:

\[C\% = \frac{{{m_{CuS{O_4}}}}}{{{m_{dd\,\,X}}}}.100\% \]

\[ \Rightarrow C\% = \frac{{48}}{{81,5}}.100\% = 58,90\% \]

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

Giả sử số mol của H₂SO₄ = 1 (mol)

=>khối lượng dung dịch HCl = 98 :0,2 = 490 gam

X phản ứng vừa đủ với 1 mol H₂SO₄ sinh ra 1 mol H₂

Đặt số mol Zn = x (mol) và số mol Mg = y (mol)

→ ∑ khối lượng kim loại = 65x + 24y

Bảo toàn electron ta có: 2x + 2y = 2n_H2 = 2 (I)

Khối lượng dung dịch sau phản ứng là:

m_{dd sau} = m_{hh X} + m_{dd H2SO4} - m_H2

=>m_{dd sau} = 65x + 24y + 490 - 1.2 = 488 + 65x + 24y

Nồng độ phần trăm của MgSO₄ là:

\[C\% MgS{O_4} = \frac{{{m_{MgS{O_4}}}}}{{{m_{dd\,\,sau}}}}.100\% \]

\[ \Rightarrow C\% = \frac{{y\left( {24 + 96} \right)}}{{488 + 65x + 24y}}.100\% = 15,22\% \left( {II} \right)\]

Giải hệ (I) và (II) =>x = 0,333 và y = 0,667

\[ \Rightarrow C\% ZnS{O_4} = \frac{{0,333.\left( {65 + 96} \right)}}{{488 + 65.0,333 + 24.0,667}}.100\% = 10,2\% \]

Đáp án cần chọn là: A