Xếp hình kiểu hóa học tính toán theo phương trình phản ứng: Chương 1 bài 2

CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI

Bài 2: Xếp hình kiểu hóa học Tính toán theo phương trình phản ứng

Trong hóa học có một khái niệm đặc trưng, đó là số mol. Vậy tại sao người ta lại dùng số mol? Chúng ta sẽ liên tưởng đến bài toán xếp hình như sau: Có 8 hình tròn và 7 hình vuông như hình bên Hãy sắp xếp vào 1 hộp như hình bên chỉ có 2 hình tròn và 1 hình vuông. Hỏi có thể xếp được tất cả bao nhiêu hộp như vậy? Trả lời:

Cách sắp xếp như sau:

Vậy có thể xếp được 4 hộp theo yêu cầu và dư 3 hình vuông. Chúng ta cùng liên tưởng tới bài toán hóa học: Có 7 nguyên tử Fe cho tác dụng với 8 phân tử HCl. Sau phản ứng thu được bao nhiêu phân tử FeCl2?

FeCl2 + H2

Fe + 2HCl 7 8

Cứ 1 nguyên tử Fe tác dụng với 2 phân tử HCl để tạo thành 1 phân tử FeCl2 tương tự như 1 hình vuông cùng 2 hình tròn xếp vào 1 hộp vậy. Vậy có tất cả 4 phân tử FeCl2 tạo ra và dư 3 nguyên tử Fe. Chúng ta thấy ở đây, các chất phản ứng với nhau theo tỉ lệ số nguyên tử (phân tử). Nhưng nếu tính theo số nguyên tử (phân tử) thì phải có triệu triệu nguyên tử (phân tử) mới được 1 lượng cân đo đong đếm được vì khối lượng của chúng rất nhỏ bé. Nhà bác học Avogađro đã tìm ra một con số rất đặc biệt, đó chính là số mol, kí hiệu là NA

NA = 6,02. Đặc biệt:

 Nếu lấy khối lượng của 1 nguyên tử Fe nhân với 6,02.1023 thì được 56 chính là

số khối của nguyên tử Fe

 Nếu lấy khối lượng của 1 nguyên tử Al nhân với 6,02.1023 thì được 27 chính là

số khối của Al

 Tương tự các nguyên tố khác cũng giống vậy

Quay trở lại bài toán Fe tác dụng với HCl, thay số nguyên tử bẳng số mol ta có:

LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 1

CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI

Trường hợp 1: cho 7 mol Fe tác dụng với 8 mol HCl

Fe + 2HCl 7 mol 8 mol FeCl2 + H2 0 0

Trường hợp 2: cho 7 mol Fe tác dụng với 18 mol HCl

Ban đầu: Phản ứng: 4 mol ← 8 mol → 4 mol → 4 mol 4 mol 4 mol Sau phản ứng: 3 mol 0

Fe + 2HCl 7 mol 18 mol FeCl2 + H2 0 0

Ban đầu: Phản ứng: 7 mol → 14 mol → 7 mol → 7 mol Sau phản ứng: 0 4 mol 7 mol 7 mol

Trường hợp 3: cho 7 mol Fe tác dụng 14 mol HCl

Fe + 2HCl 7 mol FeCl2 + H2 0 Ban đầu: 0

14 mol Phản ứng: 7 mol → 14 mol → 7 mol → 7 mol Sau phản ứng: 0 0 7 mol 7 mol

BÀI TẬP TỰ LUẬN

Câu 1: Cho 11,2 gam Fe tan trong 400ml dung dịch HCl 1,5M.

a) Tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng. b) Tính thể tích khí H2 sinh ra (ở đktc).

Hướng dẫn giải

a) nFe = = 0,2 mol; nHCl = 0,4.1,5 = 0,6 mol

Cách 1:

(1)

Fe + 2HCl 0,6

FeCl2 + H2 0 0 0,2 → 0,4 → 0,2 → 0,2 0,2 0,2 mol mol mol 0,2

Ban đầu: 0,2 Phản ứng: Sau phản ứng: 0 → HCl dư, Fe phản ứng hết. Sau phản ứng có HCl dư và FeCl2

= = 0,5M;

b) = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Cách 2: So sánh tỉ lệ và , tỉ lệ nào nhỏ hơn thì chất

đó phản ứng hết, chất còn lại dư

LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 2

CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI

Hệ số phản ứng của Fe Hệ số phản ứng của HCl

1 Fe + 2 HCl (1) FeCl2 + H2

Ta có: = < = = 0,3 → Fe phản ứng hết, HCl dư

→ = nFe = 0,2 mol; nHCl phản ứng = 2nFe = 2.0,2 = 0,4 mol

nHCl dư = nHCl ban đầu – nHCl phản ứng = 0,6 – 0,4 = 0,2 mol

→ = = 0,5M;

Câu 2: Cho 48 gam Fe2O3 vào 300 ml dung dịch H2SO4 2M. Tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng.

Hướng dẫn giải

; = 0,3.2 = 0,6 mol

Fe2(SO4)3 + 3H2O

Fe2O3 + 3H2SO4 0,3 mol 0,6 mol

Xét tỉ lệ: → Fe2O3 dư, H2SO4 hết

= = = 0,2 mol → dung dịch sau phản ứng chỉ có Fe2(SO4)3 →

Fe2O3 là chất rắn nên không tính nồng độ dung dịch.

= = 0,67M

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 16 gam S trong oxi vừa đủ. Tính:

a) Khối lượng khí SO2 thu được. b) Thể tích khí SO2 ở đktc.

Hướng dẫn giải

nS =

SO2

S + O2 0,5 → 0,5 mol

→ = 0,5.64 = 32 gam

b) = 0,5.22,4 = 11,2 lít

LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 3

CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI

Câu 4: Cho 10 gam muối cacbonat của kim loại R có hóa trị II phản ứng hết với dung dịch HCl dư. Sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được 11,1 gam muối khan. Tìm R.

Hướng dẫn giải

RCO3 + 2HCl RCl2 + H2O + CO2

Mol: →

= → R = 40 → R là Ca Vì tỉ lệ số mol của RCO3 và RCl2 là 1:1 →

Câu 5: Khử hoàn toàn 20,88 gam Fe3O4 bằng khí H2 vừa đủ.

a) Tính thể tích khí H2 cần dùng (ở đktc). b) Tính khối lượng Fe thu được.

Hướng dẫn giải

3Fe + 4H2O

a) Fe3O4 + 4H2 0,09 → 0,36 → 0,27 mol = 0,36.22,4 = 8,064 lít

b) mFe = 0,27.56 = 15,12 gam

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam Mg bằng dung dịch H2SO4 loãng, thu được V lít H2 (đktc). Giá trị của V là

D. 2,24 B. 3,36. C. 1,12.

D. 16,8. C. 32,5. B. 48,75.

B. 3,84 gam. C. 2,8 gam. D. 28 gam.

C. Sr. B. Ba. D. Mg

B. 3,36 lít. D. 1,12 lít. C. 2,24 lít.

A. 4,48. Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn Fe trong 10,08 lít khí Cl2 (ở đktc) vừa đủ, thu được m gam FeCl3. Giá trị của m là A. 65. Câu 3: Khử hoàn toàn 48 gam CuO bằng CO dư ở nhiệt độ cao. Khối lượng Cu thu được sau phản ứng là A. 38,4 gam. Câu 4: Cho 2,4 gam một kim loại hoá trị II phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 2,24 lít H2 (đktc). Kim loại đó là A. Ca. Câu 5: Cho 43,4 gam BaSO3 tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Thể tích khí sinh ra (ở đktc) là A. 4,48 lít. Câu 6: Nhúng thanh sắt vào dung dịch CuSO4 1M. Sau một thời gian phản ứng, khối lượng Cu sinh ra là 0,96 gam. Khối lượng sắt đã phản ứng là A. 0,75 gam. D. 1,12 gam. B. 0,96 gam. C. 0,84 gam.

LÊ ĐĂNG KHƯƠNG Trang 4

CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CỐT LÕI

D. 2,24. B. 1,12. C. 2,80.

C. 1,12. B. 3,36. D. 2,24.

B. 3,36 gam. C. 2,52 gam. D. 1,44 gam.

B. Ba. C. Sr. D. Mg

Câu 7 (2015): Đốt cháy hoàn toàn m gam Fe trong khí Cl2 dư, thu được 6,5 gam FeCl3 . Giá trị của m là A. 0,56. Câu 8 (2015): Hòa tan hoàn toàn 6,5 gam Zn bằng dung dịch H2SO4 loãng, thu được V lít H2 (đktc). Giá trị của V là A. 4,48. Câu 9 (2015): Khử hoàn toàn 4,8 gam Fe2O3 bằng CO dư ở nhiệt độ cao. Khối lượng Fe thu được sau phản ứng là A. 1,68 gam. Câu 10 (2015): Cho 0,5 gam một kim loại hoá trị II phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 0,28 lít H2 (đktc). Kim loại đó là A. Ca.

ĐÁP ÁN BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

2 B 3 A 4 D 5 A 6 C 7 D 8 D 9 B 10 A

1 A

HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1:

= 0,2 mol nZn =

MgSO4 + H2

Mg + H2SO4 0,2 → 0,2 mol

→ = 0,2.22,4 = 4,48 lít → Đáp án A

Câu 2:

= 0,45 mol

2FeCl3