Câu hỏi hoá học

Đốt cháy hoàn toàn m gam cacbon trong V lít oxi (điều kiện tiêu chuẩn), thu được hỗn hợp khí A có tỉ khối đối với oxi là 1,25. a) Hãy xác định thành phần phần trăm theo thể tích các khí có trong hỗn hợp A. b) Tính m và V. Biết rằng khi dẫn hỗn hợp khí A vào đựng dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 6 gam kết tủa trắng.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a)

d_A/O2 = M_A/32 = 1,25

=> M_A = 40 (*)

Phương trình phản ứng:

C + O₂ -> CO₂ (1)

C + CO₂ -> 2CO (2)

Bài toán này có thể xảy ra hai trường hợp sau:

Trường hợp 1: Oxi dư (không có phản ứng 2): Hỗn hợp A gồm CO₂ và O₂ dư.

Thành phần phần trăm các chất trong hỗn hợp về mặt toán học không ảnh hưởng đến số mol hỗn hợp.

Xét 1 mol hỗn hợp A, trong đó X là số mol của CO₂ và (1 - x) là số mol của O₂ dư.

Ta có: MA = ((44x + (1 - x)32)/1) = 40 => x = 2/3

=> %V_CO2 = 2/3.100% = 66,67% => %V_O2 = 33,33%

Trường hợp 2: O₂ thiếu (có phản ứng 2), hỗn hợp A có CO₂ và CO.

Tương tự trên, xét 1 mol hỗn hợp A, trong đó a là số mol của CO₂ và (1 - a) là số mol của CO

M_A = (44a  + 28(1 - a))/1  = 40 => a = 0,75

Vậy %V_CO2 = 0,75. 100% = 75%; %V_CO = 100% - 75% = 25%.

b) Tính m, V:

CO2       +       Ca(OH)2           ---------->    CaCO3  +   H2O

0,06                                                                0,06

Trường hợp 1: n_CO2 = 0,06 mol ⇒ n_O2 dư = 1/2 n_CO2 = 0,03 (mol)

Vậy: m_C = 0,06.12 = 0,72 gam; V_O2 = (0,06 + 0,03).22,4 = 2,016 (lít).

Trường hợp 2: n_CO2 = 0,06mol; n_CO = n_CO2/3 = 0,02(mol)

BT nguyên tố C ⇒ n_C = n_CO2 +n_CO = 0,06 + 0,02 = 0,08 mol ⇒ m_C = 0,08.12 = 0,96(g)

BT nguyên tố O ⇒ n_O2 = n_CO2 + 1/2. n_CO = 0,06 + 0,01 = 0,07 mol ⇒ V_O2 = 0,07.22,4 = 1,568 (lít).

Cho vào ống nghiệm 2 ml nước brom. Nhỏ từ từ vào ống nghiệm đó 1 ml benzen. Trong ống nghiệm có 2 lớp chất lỏng : lớp dưới có thể tích lớn hơn và có màu vàng nâu, lớp trên không màu. Lắc kĩ ống nghiệm để hai lớp đó trộn vào nhau và sau đó để yên ống nghiệm. Trong ống lại thấy 2 lớp chất lỏng : lớp dưới có thể tích lớn hơn và không màu, lớp trên có màu. Hãy giải thích những hiện tượng vừa nêu.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Benzen là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước, không tan trong nước nên nổi lên trên nước brom (nước brom có màu vàng nâu).

Khi lắc ống, vì benzen hoà tan brom tốt hơn nước nên brom chuyển từ nước brom sang dung dịch brom trong benzen. Vì thế khi để yên ống nghiệm, lớp dưới không màu và lớp trên có màu nâu.

Cho 23 kg toluen tác dụng với hỗn hợp gồm 88 kg axit nitric 66% và 74 kg axit suníuric 96%. Giả sử toluen được chuyển hoàn toàn thành trinitrotoluen và sản phẩm này được tách hết khỏi hỗn hợp axit còn dư. Tính : 1. Khối lượng trinitrotuluen thu được. 2. Khối lượng hỗn hợp axit còn dư và nồng độ phần trãm của từng axit trong hỗn hợp đó.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

1. Số mol TNT = số mol toluen = ($\frac{{23.10}^{\mathrm{3)\; :}}}{92}$ = 250 (mol).

Khối lượng TNT = ($\frac{\mathrm{250.227)\; :}}{{10}^3}={5675.10}^{-2}$ (kg).

2. Khối lượng hỗn hợp axit còn lại sau phản ứng :

23 + 88 + 74 - ${5675.10}^{-2}$ = ${12825.10}^{-2}$ (kg)

Khối lương $HN{O}_3$ trong đó : ($\frac{\mathrm{88.66)/}}{100}-{\mathrm{3.25.10}}^{-2}.63$ (kg).

C% của $HN{O}_3$ là : ($\frac{{1083.10}^{-2}}{}$. 100%) : $\frac{{12825.10}^{-2}}{}$= 8,4%.

Khối lương $H_{2}S{O}_4$ là : ($\frac{\mathrm{74.96)\; :}}{100}$ = 71 (kg).

C% của $H_{2}S{O}_4$ là : ($\frac{71.}{}$100%) : 12825.10⁻²=55,4%.

So sánh thể tích khí oxi thu được (trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) khi phân hủy hoàn toàn KMnO4. KClO3, H2O2 trong các trường hợp sau: a) Lấy cùng khối lượng các chất đem phân hủy. b) Lấy cùng lượng chất đem phân hủy.

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

a) Nếu lấy cùng khối lượng a gam.

⇒ n_KMnO4 = a/158 mol; n_KClO3 = a/122,5 mol; n_H2O2 = a/34 mol

2KMnO₄ -^to→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑ (1)

a/158                  →                  a/316

2KClO₃ -^to→ 2KCl + 3O₂ ↑ (2)

a/122,5          →          3a/245

2H₂O₂ -^to→ 2H₂O + O₂ ↑ (3)

a/34            →             a/68

Theo pt: n_O2 (1) = 1/2. n_KMnO4 = a/316 mol

n_O2 (2) = 3/2. n_KClO3 = 3a/245 mol

n_O2 (3) = 1/2. n_H2O2 = a/68 mol

Ta có : a/316 < 3a/245 < a/68 ⇒ n₁ < n₂ < n₃

Vậy thể tích oxi thu được khi phân hủy KMnO₄ < KClO₃ < H₂O₂

b) Nếu lấy cùng số mol là b mol

2KMnO₄ -^to→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑ (1)

b                       →                       b/2

2KClO₃ -^to→ 2KCl + O₂ ↑ (2)

b              →              3b/2

2H₂O₂ -^to→ 2H₂O + O₂ ↑ (3)

b         →          b/2

Theo pt: n_O2 (1) = 1/2. n_KMnO4 = b/2 mol

n_O2 (2) = 3/2. n_KClO3 = 3b/2 mol

n_O2 (3) = 1/2. n_H2O2 = b/2 mol

Ta có: n₁ = n₃ < n₂.

Vậy thể tích oxi thu được khi phân hủy KMnO₄ bằng khi phân hủy H₂O₂ và nhỏ hơn KClO₃.

Thêm 3 gam MnO2 vào 197gam hỗn hợp muối KClvà KClO3. Trộn kĩ và đun nóng hỗn hợp đến phản ứng hoàn toàn, thu được chất rắn cân nặng 152gam. Hãy xác định thành phần phần trăm khối lượng của hỗn hợp muối đã dùng.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Áp dụng định luật BTKL ta có:

Khối lượng oxi thoát ra: 197 + 3 - 152 = 48 (gam) => nO₂=48/32=1,5 (mol)

2KClO3  ---t0---> 2KCl  +3O2

Từ (1) =>nKClO₂ = 2/3.1,5=1(mol)

Khối lượng KClO₃ trong hỗn hợp đầu: 1.122,5 = 122,5 (gam)

Khối lượng KCl trong hỗn hợp đầu: 197 - 122,5 = 74,5 (gam)

%mKClO3 = (122,5 : 197).100% = 62,2%

=> %mKCl = 37,8%

Trình bày những phương pháp điều chế oxi: a) Trong phòng thí nghiệm. b) Trong công nghiệp.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a) Phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm:

2KMnO₄ -^to→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

2KClO₃ -^MnO₂→ 2KCl + 3O₂↑ .

2H₂O -^MnO₂→ 2H₂ + O₂↑

b) Phương pháp điều chế oxi trong công nghiệp:

- Từ không khí: Không khí sau khi đã loại bỏ CO₂ và hơi nước, được hóa lỏng áp suất 200 atm.

Chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu được khí oxi ở -183^oC.

Khí oxi được vận chuyển trong những bình thép có thể tích 100 lít (p = 150 atm).

H2O      ------điện phân---------> H2  + 0,5O2

Hãy giải thích: a) Cấu tạo của phân tử oxi. b) Oxi là phi kim có tính oxi hóa mạnh. Lấy ví dụ minh họa.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a) Cấu tạo phân tử oxi: Nguyên tử oxi có cấu hình electron ls²2s²2p⁴, lớp ngoài cùng có 2 electron độc thân. Hai electron độc thân (ở phân lớp 2p) của mỗi nguyên tử xen phủ vào nhau tạo 2 liên kết cộng hóa trị.

b) Oxi là phi kim có tính oxi hóa mạnh.

- Tác dụng với kim loại: Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Ag, Au, Pt,...)

3Fe + 2O₂ -> Fe₃O₄;

2Cu + O₂ -> 2CuO

- Tác dụng với phi kim: oxi tác dụng với hầu hết các phi kim (trừ halogen)

4P + 5O₂ -> 2P₂O₅

S + O₂ -> SO₂

- Tác dụng với hợp chất: oxi tác dụng với nhiều chất hữu cơ và vô cơ.

C₂H₂OH + 3O₂ -> 2CO₂ + 3H₂O;

2H₂S + 3O₂ -> 2SO₂+ 2H₂O

Có những cấu hình electron sau đây: a) ls22s22p63s23p4; b) ls22s22p63s23p33d1; c) ls22s22p63s13p33d2. Hãy cho biết: - Cấu hình electron viết ở trên là của nguyên tử nguyên tố nào? - Cấu hình electron nào ở trạng thái cơ bản? cấu hình electron nào ở trạng thái kích thích?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

- Từ cấu hình electron suy ra tổng số electron ở cả 3 cấu hình a, b, c đều

bằng 16. Vậy Z bằng 16, nguyên tố là S.

- Cấu hình electron a) ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron b, c ở trạng thái kích thích.

Hỗn hợp M ở thể lỏng, chứa hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng. Đốt cháy hoàn toàn 2,62 g M, thu được 8,8 g CO2. Nếu làm bay hơi hết 6,55 gam M thì thể tích hơi thu được đúng bằng thể tích của 2,4 g khí oxi ở cùng điều kiện. Xác định công thức phân tử và phần trăm (về khối lượng) của từng chất trong hỗn hợp M.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Số mol 2 chất trong 6,55 g M là : $\frac{2,\mathrm{4\; :}}{32}$ = 0,075 (mol).

Số mol 2 chất trong 2,62 g M là : ($\frac{0,075.2,\mathrm{62)\; :}}{6,55}$ = 0,03 (mol).

Giả sử trong 2,62 g M có a mol C_xH_y và b mol C_x+1 H_y+2

$\begin{array}{c}a+b=0,03\left(1\right)\end{array}$

$\begin{array}{c}(12x+y)a+(12x+y+14)b=2,62\left(2\right)\end{array}$

$CxHy+(x+\frac{\mathrm{y/}}{4})O_2\to xC{O}_2+\frac{\mathrm{y/}}{2}{H}_{2}O$

a mol                            xa mol

Từ (3), ta có x(a + b) + b = 0,2

                                    b = 0,2 - 0,03x

Vì 0 < b < 0,03 nên 0 < 0,2 - 0,03x < 0,03.

$\Rightarrow$ 5,67 < x < 6,67 $\Rightarrow$ x = 6                                         .

b = 0,2 - 0,03.6 = 0,02; a = 0,03 - 0,02 = 0,01

Thay giá trị của a và b vào (2), tìm được y = 6.

Khối lương C₆H₆ chiếm ($\frac{0,01.78}{}$. 100%) : 2,62= 29,8%.

Khối lương C₇H₈ chiếm 100 - 29,8% = 70,2%.

Hãy giải thích vì sao. a) Trong hợp chất cộng hóa trị với những nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn, các nguyên tố trong nhóm oxi có số oxi hóa là -2? b) Trong hợp chất cộng hóa trị với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, các nguyên tố trong nhóm oxi (S, Se, Te) có số oxi hóa là +4 và cực đại là +6?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a) Trong hợp chất cộng hóa trị của các nguyên tố nhóm oxi với những nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn, cặp electron chung lệch về phía các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, theo quy ước sẽ là nguyên tử mang một phần điện tích âm vì vậy có số oxi hóa âm. (-2).

b) Trong hợp chất cộng hóa trị của các nguyên tố S, Se, Te với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, cặp electron chung lệch về phía nguyên tố có độ âm điện lớn hơn vì vậy S, Se, Te có số oxi hóa dương. Vì S, Se, Te có phân lớp d, ở trạng thái kích thích S, Se, Te có thể có 4 hoặc 6 electron độc thân tham gia liên kết nên S, Se, Te có số oxi hóa +4, +6.