Bài toán về vận dụng cao kim loại kiềm, kiềm thổ và oxit của chúng xuất hiện trong đề minh họa kì thi THPTQG năm 2021. Để làm được dạng đề này, chúng ta phải nắm vững được phương pháp quy đổi và học thuộc các công thức liên quan. Bản chất các công thức là định luật bảo toàn hoá học. Tùy theo mỗi bài toán mà chúng ta vận dụng nó cho phù hợp, khai thác đầy đủ các dữ kiện mà đề bài cho.
Dưới đây là VDC kim loại kiềm, kiềm thổ và oxit của chúng.
Ảnh: Sưu tầm ( Kim loại kiềm )
Một số công thức hay dùng:
Quy đổi hh ban đầu thành : Na, Ba, O
+ nOH- = 2nO + 2nH2
+ Bảo toàn e: nNa + 2nBa = 2nO + 2nH2
Bài tập minh hoạ:
Câu 1. Hòa tan hết 40,1 gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, Ba và BaO vào nước dư thu được dung dịch X có chứa 11,2 gam NaOH và 3,136 lít khí H2 (đktc). Sục 0,46 mol khí CO2 vào dung dịch X, kết thúc phản ứng, lọc bỏ kết tủa, thu được dung dịch Y. Dung dịch Z chứa HCl 0,4M và H2SO4 aM. Cho từ từ 200 ml dung dịch Z vào dung dịch Y, thấy thoát ra x mol khí CO2. Nếu cho từ từ dung dịch Y vào 200 ml dung dịch Z, thấy thoát ra 1,2x mol khí CO2. Giá trị của a là
A. 0,15 B. 0,12 C. 0,18 D. 0,24
Lời giải:
Quy đổi hh thành Na ( 0,28 mol ), Ba ( a mol ) và O ( b mol )→ 137a + 16b + 0,28.23 = 40,1
Bảo toàn e: 2a + 0,28 = 2b + 0,14.2→ a = b = 0,22
Vậy dd X chứa Na+ ( 0,28 ); Ba2+ ( 0,22 ) và OH- ( 0,72 )
nCO2 = 0,46 → Dung dịch Y chứa Na+ ( 0,28 ), HCO3- ( 0,2 ) và CO32- ( 0,04 )
nHCl = 0,08 và nH2SO4 = 0,2a → nH+ = 0,4a + 0,08
Khi cho Z vào Y hoặc Y vào Z thì lượng CO2 thu được khác nhau nên axit không dư
Cho từ từ Z vào Y:
CO32- + H+ → HCO3-
0,04…….0,04
HCO3- + H+ → CO2 + H2O
………… .x………x
→ 0,04 + x = 0,4a + 0,08 (1 )
Cho từ từ Y vào Z:
nCO32-/nHCO3- = 1/5 → nCO32- pư = u và nHCO3- pư = 5u
nCO2 = u + 5v = 1,2x ( 2 )
nH+ = 2u + 5u = 0,4a + 0,08 (4)
(2) → u = 0,2x thế vào ( 4 ):
1,4x = 0,4a + 0,08 ( 5 )
(1) (5) → x = 0,1 và a = 0,15
Câu 2. Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, Ba và BaO vào H2O, thu được 0,15 mol khí H2 và dung dịch X. Sục 0,32 mol khí CO2 vào dung dịch X, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối và kết tủa Z. Chia dung dịch Y làm 2 phần bằng nhau:
+ Cho từ từ phần 1 vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M thấy thoát ra 0,075 mol khí CO2.
+ Nếu cho từ từ 200 ml dung dịch HCl 0,6M vào phần 2, thấy thoát ra 0,06 mol khí CO2 Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 30,68 B. 20,92 C . 25,88 D. 28,28
Lời giải:
Do lượng CO2 thoát ra khác nhau nên HCl không dư
Trong phần 1 đặt a, b là só mol CO32- và HCO3- đã pư
→ nHCl = 2a + b = 0,12nCO2 = a + b = 0,075→ a = 0,045 và b = 0,03. Tỉ lệ a : b = 3 : 2
Khi đó phần 2 chứa nCO32- = 3x và nHCO3- = 2x
H+ CO32- →HCO3-
3x…….3x………3x
H+ + HCO3- → CO2 + H2O
0,06……5x……..0,06
→ nH+ = 3x + 0,06 = 0,12
→ x = 0,02
Vậy phần 2 chứa nCO32- = 0,06 và nHCO3- = 0,04
→ Y chứa nCO32- = 0,12 và nHCO3- = 0,08
Bảo toàn điện tích → nNa+ = 0,32
Bảo toàn C → nBaCO3 = nCO2 – nCO32- - nHCO3- = 0,12
Quy đổi hh ban đầu thành Na ( 0,32 ), Ba ( 0,12 ) và O ( z )
Bảo toàn e: 0,32.1 + 0,12.2 = z.2 + 2nH2→ z = 0,13→ m = mNa + mBa + mO = 25,88 gam
Trên đây, là những kiến thức giúp ích cho bạn trong quá trình luyện thi tốt nghiệp và đại học về chuyên đề nâng cao này. Chúc bạn thành công trong kì thi sắp tới của mình !
Dưới đây là VDC kim loại kiềm, kiềm thổ và oxit của chúng.
Ảnh: Sưu tầm ( Kim loại kiềm )
Quy đổi hh ban đầu thành : Na, Ba, O
+ nOH- = 2nO + 2nH2
+ Bảo toàn e: nNa + 2nBa = 2nO + 2nH2
Bài tập minh hoạ:
Câu 1. Hòa tan hết 40,1 gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, Ba và BaO vào nước dư thu được dung dịch X có chứa 11,2 gam NaOH và 3,136 lít khí H2 (đktc). Sục 0,46 mol khí CO2 vào dung dịch X, kết thúc phản ứng, lọc bỏ kết tủa, thu được dung dịch Y. Dung dịch Z chứa HCl 0,4M và H2SO4 aM. Cho từ từ 200 ml dung dịch Z vào dung dịch Y, thấy thoát ra x mol khí CO2. Nếu cho từ từ dung dịch Y vào 200 ml dung dịch Z, thấy thoát ra 1,2x mol khí CO2. Giá trị của a là
A. 0,15 B. 0,12 C. 0,18 D. 0,24
Lời giải:
Quy đổi hh thành Na ( 0,28 mol ), Ba ( a mol ) và O ( b mol )→ 137a + 16b + 0,28.23 = 40,1
Bảo toàn e: 2a + 0,28 = 2b + 0,14.2→ a = b = 0,22
Vậy dd X chứa Na+ ( 0,28 ); Ba2+ ( 0,22 ) và OH- ( 0,72 )
nCO2 = 0,46 → Dung dịch Y chứa Na+ ( 0,28 ), HCO3- ( 0,2 ) và CO32- ( 0,04 )
nHCl = 0,08 và nH2SO4 = 0,2a → nH+ = 0,4a + 0,08
Khi cho Z vào Y hoặc Y vào Z thì lượng CO2 thu được khác nhau nên axit không dư
Cho từ từ Z vào Y:
CO32- + H+ → HCO3-
0,04…….0,04
HCO3- + H+ → CO2 + H2O
………… .x………x
→ 0,04 + x = 0,4a + 0,08 (1 )
Cho từ từ Y vào Z:
nCO32-/nHCO3- = 1/5 → nCO32- pư = u và nHCO3- pư = 5u
nCO2 = u + 5v = 1,2x ( 2 )
nH+ = 2u + 5u = 0,4a + 0,08 (4)
(2) → u = 0,2x thế vào ( 4 ):
1,4x = 0,4a + 0,08 ( 5 )
(1) (5) → x = 0,1 và a = 0,15
Câu 2. Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, Ba và BaO vào H2O, thu được 0,15 mol khí H2 và dung dịch X. Sục 0,32 mol khí CO2 vào dung dịch X, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối và kết tủa Z. Chia dung dịch Y làm 2 phần bằng nhau:
+ Cho từ từ phần 1 vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M thấy thoát ra 0,075 mol khí CO2.
+ Nếu cho từ từ 200 ml dung dịch HCl 0,6M vào phần 2, thấy thoát ra 0,06 mol khí CO2 Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 30,68 B. 20,92 C . 25,88 D. 28,28
Lời giải:
Do lượng CO2 thoát ra khác nhau nên HCl không dư
Trong phần 1 đặt a, b là só mol CO32- và HCO3- đã pư
→ nHCl = 2a + b = 0,12nCO2 = a + b = 0,075→ a = 0,045 và b = 0,03. Tỉ lệ a : b = 3 : 2
Khi đó phần 2 chứa nCO32- = 3x và nHCO3- = 2x
H+ CO32- →HCO3-
3x…….3x………3x
H+ + HCO3- → CO2 + H2O
0,06……5x……..0,06
→ nH+ = 3x + 0,06 = 0,12
→ x = 0,02
Vậy phần 2 chứa nCO32- = 0,06 và nHCO3- = 0,04
→ Y chứa nCO32- = 0,12 và nHCO3- = 0,08
Bảo toàn điện tích → nNa+ = 0,32
Bảo toàn C → nBaCO3 = nCO2 – nCO32- - nHCO3- = 0,12
Quy đổi hh ban đầu thành Na ( 0,32 ), Ba ( 0,12 ) và O ( z )
Bảo toàn e: 0,32.1 + 0,12.2 = z.2 + 2nH2→ z = 0,13→ m = mNa + mBa + mO = 25,88 gam
Trên đây, là những kiến thức giúp ích cho bạn trong quá trình luyện thi tốt nghiệp và đại học về chuyên đề nâng cao này. Chúc bạn thành công trong kì thi sắp tới của mình !
