Bài tập xác định công thức hóa học- HSG

phòng gd & đt bảo thắng Giáo viên: Nguyễn Văn Lập THCS số 3 Thái
Niên
Chủ đề
Toán xác định kim loại
Khử 3,84g một oxít của kim loại M cần dùng 1,344 lít khí H
2
(đktc). Toàn bộ lợng kim loại M thu
đợc cho tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc 1,008 lít H
2
(đktc). Xác định công thức phân tử của
M?
Phơng trình phản ứng:
M
x
O
Y
+ yH
2

o
t

xM + yH
2
O
2
H
n

=
1,344
= 0,06 mol
22,4
m
M
trong 3,48 g M
x
O
y
= 3,48 ( 0,06.16) = 2,52g
2M + 2n HCl 2MCl
n
+ nH
2
ư
2M gam n mol
2,52g
mol045,0=
4,22
008,1
M = 28n
n 1 2 3
M 28 56 84
Chọn n = 2, M = 56

Công thức của oxit kim loại là FeO
Hoà tan hoàn toàn a gam kim loại M có hoá trị không đổi vào b gam dung dịch HCl đợc
dung dịch D. Thêm 240g dung dịch NaHCO
3
7% vào D thì vừa đủ tác dụng hết với lợng
HCl còn d, thu đợc dung dịch E trong đó nồng độ phần trăm của NaCl và muối clorua kim
loại M tơng ứng là 2,5% và 8,12%. Thêm tiếp lợng d dung dịch NaOH vào E, sau đó lọc lấy
kết tủa, rồi nung đến khối lợng không đổi thì thu đợc 16g chất rắn. Viết các phơng trình
phản ứng. Xác định kim loại M và nồng độ % của dung dịch HCl đã dùng.
Phơng trình phản ứng:
2M + 2xHCl

2MCl
x
+ xH
2

NaHCO
3
+ HCl

NaCl + CO
2

+ H
2
O.
Theo đề bài ta có khối lợng của NaHCO
3
là:
3
NaHCO
240 . 7
m = = 16,8 gam
100
Vậy:
3
NaHCO NaCl
16,8
n = = 0,2 mol = n
84


m
NaCl
= 0,2 . 58,5 = 11,7 gam.

m
E
=
11,7 . 100
= 468 gam
2,5
. Vậy khối lợng muối MCl
x
là:
x
MCl
468 . 8,12
m =
100
= 38 gam.
Vậy
x
MCl
38
n =
M + 35,5x
mol.
Theo đề bài ta có sơ đồ:
MCl
x


M(OH)
x


M
2
O
x
.
1
phòng gd & đt bảo thắng Giáo viên: Nguyễn Văn Lập THCS số 3 Thái
Niên


2 x
M O
38 1 19 16
n = . = =
M + 35,5x 2 M + 35,5x 2M + 16x

M = 12x. Chọn x = 2 M = 24. Vậy M là Mg.
Tổng số mol HCl là: 2
Mg
n
+
3
NaHCO
n
= 1 mol.
m
D
= 468 - 240 = 228 gam.
Vậy C%HCl =
36,5
. 100
228
= 16%.
Hoà tan hoàn toàn m gam kim loại M bằng dung dịch HCl d, thu đợc V lít khí H
2
(đktc).
Mặt khác hoà tan hoàn toàn m gam kim loại M bằng dung dịch HNO
3
loãng, thu đợc muối
nitrat của M, H
2
O và V lít khí NO duy nhất (đktc).
1. So sánh hoá trị của M trong muối clorua và muối nitrat.
2. Hỏi M là kim loại nào? Biết rằng khối lợng muối nitrat tạo thành gấp 1,905 lần khối
lợng muối clorua.
Các phơng trình phản ứng:
2M + 2xHCl

2MCl
x
+ xH
2

.
3M + 4y HNO
3


3M(NO
3
)
y
+ yNO
2

+ 2yH
2
O.
Theo đề bài vì:
2 2
H NO
n = n
nên ta có:
x y
=
2 3



x 2
=
y 3
.
Theo đề bài M là kim loại nên hoá trị của M

4 hay x = 2, y = 3.
Giả sử có 1 mol kim loại M tham gia phản ứng, khi đó theo đề bài ta có:
M + 186 = 1,905 . (M + 71)

M = 56. Vậy M là Fe.
Cho 8,12g một oxit của kim loại M vào ống sứ tròn, dài nung nóng rồi cho một dòng khí
CO đi chậm qua ống để khử hoàn toàn lợng oxit đó thành kim loại. Khí đợc tạo thành trong
phản ứng đó đi ra khỏi ống sứ đợc hấp thụ hết vào bình đựng lợng d dung dịch Ba(OH)
2
thấy tạo thành 27,58g kết tủa trắng. Cho toàn bộ lợng kim loại vừa thu đợc ở trên tác dụng
hết với dung dịch HCl, thu đợc 2,352 lít khí H
2
(đktc). Xác định kim loại M và công thức
oxit của kim loại đó.
Giả sử oxit đã dùng là M
x
O
y
. Các phơng trình phản ứng:
M
x
O
y
+ yCO
o
t

xM + yCO
2
.
a mol ya xa ay mol.
CO
2
+ Ba(OH)
2
d

BaCO
3

+ H
2
O.
ya mol ya mol.
2M + 2nHCl

2MCl
n
+ nH
2

axmol
n
2
ax mol
Theo phản ứng và đề bài ta có:
ya =
27,58
197
= 0,14 mol.
n
2
ax =
2,352
22,4
= 0,105 mol.


y 2
=
nx 3
.
- Khi n = 1


y 2
=
x 3


x = 3, y = 2

a = 0,07 mol
2
phòng gd & đt bảo thắng Giáo viên: Nguyễn Văn Lập THCS số 3 Thái
Niên
M
2
O
3
=
8,12
0,07
= 116

M = 28 Vô lý.
- Khi n = 2


y 4
=
x 3


x = 3, y = 4

a = 0,035 mol.
M
3
O
4
=
8,12
0,035
= 232

M = 56.
Vậy M là Fe, oxit cần tìm là Fe
3
O
4
.
Khử hoàn toàn 4,06g một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ
lợng khí sinh ra vào dung dịch Ca(OH)
2
d thấy tạo ra 7gam kết tủa. Nếu lấy lợng kim loại
sinh ra hoà tan hết vào dung dịch HCl d thì thu đợc 1,176 lít khí H
2
(đktc). Xác định công
thức của oxit kim loại.
Giả sử gọi a là số mol của oxit M
x
O
y
. Các phơng trình phản ứng xảy ra:
M
x
O
y
+ yCO
o
t

xM + yCO
2
.
a mol ya xa ay mol.
CO
2
+ Ca(OH)
2
d

CaCO
3

+ H
2
O.
ya mol ya mol.
2M + 2nHCl

2MCl
n
+ nH
2

axmol
n
2
ax mol
Theo phơng trình phản ứng và theo đề bài ta có:
ya =
7
100
= 0,07 mol
n
2
ax =
1,176
22,4
= 0,0525 mol.


y 2
=
nx 3
- Khi n = 1


y 2
=
x 3


x = 3, y = 2

a = 0,035 mol
M
2
O
3
=
4,06
0,035
= 116

M = 28 Vô lý.
- Khi n = 2


y 4
=
x 3


x = 3, y = 4

a = 0,0175 mol.
M
3
O
4
=
4,06
0,0175
= 232

M = 56.
Nung 17,4g muối RCO
3
trong không khí tới khi các phản ứng hoàn toàn, thu đợc 12g oxit
của kim loại R. Hãy cho biết R là kim loại nào.
Vì đề bài cha cho biết hoá trị của R nên ta xét 2 trờng hợp sau:
Trờng hợp 1. Hoá trị của R không thay đổi khi nung.
RCO
3

o
t

RO + CO
2
.
Theo đề bài và phơng trình ta có ta có:
3
RCO RO
n = n
17,4 12
=
R + 60 R + 16



R = 81,78 Vô lý.
Trờng hợp 2. Hoá trị của R thay đổi trong quá trình nung.
3
phòng gd & đt bảo thắng Giáo viên: Nguyễn Văn Lập THCS số 3 Thái
Niên
4RCO
3
+ O
2

o
t

2R
2
O
3
+ 4CO
2
.
17,4 2 . 12
=
R + 60 2R + 48



R = 56. Vậy R là Fe.
Nung 25,28g hỗn hợp FeCO
3
và Fe
x
O
y
d tói phản ứng hoàn toàn, thu đợc khí A và 22,4g
Fe
2
O
3
duy nhất. Cho khí A hấp thụ hoàn toàn vào 400ml dung dịch Ba(OH)
2
0,15M, thu đợc
7,88g kết tủa.
1. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra.
2. Tìm công thức Fe
x
O
y
.
Các phơng trình phản ứng xảy ra là:
4FeCO
3
+ O
2

o
t

2Fe
2
O
3
+ 4CO
2

(1)
2Fe
x
O
y
+
3x - 2y
2
O
2

o
t

xFe
2
O
3
. (2)
CO
2
+ Ba(OH)
2


BaCO
3

+ H
2
O. (3)
CO
2
+ Ba(OH)
2


Ba(HCO
3
)
2
. (4)
Theo đề bài ta tính đợc
2 3
Fe O
n = 0,14
mol,
2
Ba(OH)
n
= 0,06 mol,
3
BaCO
n
= 0,04 mol.
Vì số mol Ba(OH)
2
nhỏ hơn số mol của BaCO
3
nên có thể xảy ra các trờng hợp sau:
Trờng hợp 1. Không có phản ứng (4) tức là Ba(OH)
2
dùng d
2 3
CO FeCO
n = 0,04 mol = n
Khi đó lợng Fe
x
O
y
là: 25,28 - 0,04 . 116 = 20,64 gam.
Số mol Fe
2
O
3
tạo ra từ (2) là: 0,14 -
0,04
2
= 0,12 mol.
Vậy số mol Fe trong Fe
x
O
y
là: 0,12 . 2 = 0,24 mol.

Khối lợng O trong Fe
x
O
y
là: 20,64 - 0,24 . 56 < 0 Vô lý.
Trờng hợp 2. Có phản ứng (4) xảy ra. Tức là Ba(OH)
2
không dùng d.
Vậy số mol CO
2
tham gia phản ứng (3) và (4) là: 0,04 + 0,04 = 0,08 mol.
Vậy lợng Fe
x
O
y
là: 25,28 - 0,08 .116 = 16 gam.
Số mol Fe
2
O
3
tạo ra từ (2) là: 0,14 -
0,08
2
= 0,1 mol.
Vậy số mol Fe trong Fe
x
O
y
là: 0,1 . 2 = 0,2 mol.

Khối lợng O trong Fe
x
O
y
là: 20,64 - 0,2 . 56 = 4,8 gam
Vậy x : y = 0,2 : 0,3 = 2 : 3. Vậy oxit ban đầu là Fe
2
O
3
.
Hoà tan hết 3,82 gam hỗn hợp gồm muối sunfat của kim loại M hoá trị I v muối sunfat
của kim loại R hoá tr II v o n ớc, thu đợc dung dịch A. Cho 500 ml dung dịch BaCl
2
0,1M
v o dung dịch A. Sau khi phản ứng xảy ra ho n to n, thu đ ợc 6,99 gam kết tủa. Lọc bỏ kết
tủa, lấy nớc lọc đem cô cạn thì thu đợc m gam muối khan.
1. Tính m.
2. Xác định kim loại R v M.
3. Tính phần trăm khối lợng muối sunfat của kim loại R v muối sunfat của kim loại
M trong hỗn hợp đầu. Biết rằng nguyên tử khối của kim loại R lớn hơn nguyên tử khối của
kim loại M l 1 đvC. M l một trong các kim loại Li, Na, K, Rb.
Các phơng trình phản ứng xảy ra:
M
2
SO
4
+ BaCl
2


BaSO
4

+ MCl.
RSO
4
+ BaCl
2


BaSO
4

+ RCl
2
.
Theo đề bài
2 4
Hỗn hợp BaCl BaSO
n = n = n = 0,03 mol

2
BaCl dư
n
= 0,02 mol
4
phòng gd & đt bảo thắng Giáo viên: Nguyễn Văn Lập THCS số 3 Thái
Niên
Theo định luật bảo toàn khối lợng ta có:
2
Hỗn hợp BaCl Kết tủa
m + m = m + m


m = 3,82 + 0,05.208 - 6,99 = 7,23 gam.
Gọi x và y lần lợt là số mol M
2
SO
4
và RSO
4
. Theo đề bài ta lập đợc hệ phơng trình;
(2M + 96)x + (R + 96)y = 3,82
x + y = 0,03
R = M + 1






30,333 > M > 15,667
Với x > 0, y < 0,03 ta đợc M = 23, R = 24. Vậy M là Na, R là Mg.
Cho 7,2g hỗn hợp A gồm bột sắt và một oxit của sắt hoà tan hết trong dung dịch HCl 1M d
thu đợc 0,56 lít khí H
2
(đktc) và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch
NaOH d, đun sôi trong không khí. Lọc kết tủa rồi rửa sạch, làm khô và nung ở nhiệt độ cao
đến khối lợng không đổi thu đợc 8g chất rắn.
1. Tính thành phần % mỗi chất trong A.
2. Tìm công thức của oxit sắt.
3. Tính thể tích HCl đã dùng để hoà tan hết hỗn hợp A.
Đáp số: %Fe = 19,44%, %Fe
x
O
y
= 80,56%. Fe
3
O
4
.
HCl
V
= 300 lít.
Khử hoàn toàn 2,4 gam hỗn hợp gồm CuO và một oxit sắt bằng H
2
thấy còn lại 1,76g chất
rắn. Hoà tan toàn bộ chất rắn đó bằng dung dịch HCl thì thấy thoát ra 0,448 lít khí H
2
(đktc). Xác định công thức của oxit sắt. Biết số mol của 2 oxit trong hỗn hợp bằng nhau.
Đáp số: Fe
2
O
3
.
Có hỗn hợp A có khối lợng 12,9g gồm kim loại M (hoá trị II) và S. Nung hỗn hợp trong
bình kín (không có không khí), thu đợc chất rắn X. Đốt X trong O
2
d thu đợc oxits của M
có khối lợng là 8,1g và khí E. Hâp thụ hoàn toàn khí E bằng dung dịch NaOH d thấy khối l-
ợng bình tăng thêm 12,8g.
1. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra.
2. Tìm kim loại M.
3. Tính % khối lợng các chất trong A.
Đáp số: M là Zn, %S = 49,61%, %Zn = 50, 39%.
Cho 6,85g kim loại A (hoá trị II) vào dung dịch muối sufat của kim loại B (hoá trị II) thu đ-
ợc khí X, 14,55g kết tủa Y. Gạn lấy kết tủa nung đến khối lợng không đổi thu đợc chất rắn
Z. Đem Z hoà tan trong dung dịch HCl (d) thấy chất rắn Z tan một phần, phần còn lại
không tan có khối lợng 11,65g. Xác định A và B.
Đáp số: Ba và Mg.
Hoà tan hết 4 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại M hoá trị II bằng dung dịch HCl, thu đ ợc
2,24 lít khí H
2
(đktc). Để hoà tan hết 2,4g kim loại M bằng dung dịch HCl nồng độ 1M thì
dùng không hết 500 ml. Hãy xác định kim loại M.
Đáp số: M là Mg.
R là một kim loại có hoá trị II. Đem hoà tan hoàn toàn a gam oxit của kim loại này vào 48g
dung dịch H
2
SO
4
6,125% tạo thành dung dịch A có chứa 0,98% H
2
SO
4
. Khi dùng 2,8 lít khí
CO

để khử hoàn toàn a gam oxit trên thành kim loại, thu đợc khí B. Nếu lấy 0,7 lít khí B
cho đi qua dung dịch nớc vôi trong d thấy tạo thành 0,625g kết tủa.
1. Tính a và khối lợng nguyên tử của R, biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các
thể tích khí đều đo ở đktc.
2. Cho 0,54g bột nhôm vào 20g dung dịch A, sau khi phản ứng kết thúc lọc tách đợc m
gam chất rắn. Tính m.
Đáp số: a = 2g, R = 64, m = 1g
5