Bài tập xác định thành phần hỗn hợp

BÀI TẬP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HỖN HỢP

Trường hợp xác định % khối lượng các chất A, B, C trong hỗn hợp.

Hướng giải:

Gọi x, y, z lần lượt là số mol của các chất A, B, C trong hỗn hợp  

–>     m_hh = xA  + yB  +zC                                            (1)

Tuỳ theo dữ kiện đề bài ta tìm được å x + y +z       (2)

Từ (1) và (2) lập phương trình toán học => đại lượng cần tìm.

Trường hợp xác định % theo thể tích

Hướng giải:

Giả sử hỗn hợp gồm 2 khí A, B

Với x là số mol khí A g số mol khí B là (1-x) wsng với một hỗn hợp khí.

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1. Hỗn hợp rắn X gồm NaHSO₃, Na₂SO₃, Na₂SO₄ có khối lượng 28,56g cho phản ứng với axit H₂SO₄ loãng dư thì thu được chất khí Y. Cho khí Y thu được sục vào 675ml dung dịch brom 0,2M thì làm mất màu hoàn toàn. Mặt khác cho 28,56g hỗn hợp X ở trên tác dụng vừa đủ với 86,4ml dung dịch KOH 0,125M. Tính thành phần % khối lượng các chất trong X.

Lời giải

Gọi x, y, z lần lượt là số mol của NaHSO₃, Na₂SO₃, Na₂SO₄ có trong X.

n_brom = 0,675 x 0,2 = 0,135 mol

n_KOH = 0,125 x 0,0864=0,0108 mol

2NaHSO₃ + H₂SO₄ –>          Na₂SO₄ +  2SO₂ +  H₂O     (1)

x                                                           x

Na₂SO₃ +    H₂SO₄ –>       Na₂SO₄ +  SO₂ +  H₂O      (2)

y                                                            y

Na₂SO₄ +      H₂SO₄ (KHÔNG PHẢN ỨNG)

SO₂ +   Br₂ +  2H₂O    g   H₂SO₄ +   2HBr                   (3)

(x+y)      (x+y)

2NaHSO₃ +  2KOH    g K_2­SO₃ + Na₂SO₃ + 2 H₂O            (4)

x                 x

Từ (1). (2), (3), (4) ta có:

Giải hệ trên ta được :

y= 0,1242 mol

z= 0,083 mol

% NaHSO₃ = 3,94%

% Na₂SO₃ = 54,79%

% Na₂SO₄ =  41,27%

Ví dụ 2. Một hỗn hợp X gồm bột lưu huỳnh và một kim loại M ( có hoá trị II), có khối lượng m_X=25,9g. Cho X vào bình kín không chứa không khí, đốt nóng bình cho phản ứng giữa M và S xảy ra hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thì thu được chất rắn A. Biết A tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thì thu được 6,72 lit khí B (đktc) có  = 11,666.

Lời giải

M  +  S    –>      MS   (1)

Vì (1) xảy ra hoàn toàn nên chất rắn A có thể là : MS hoặc MS và S hoặc MS và M.

Do A tan hết trong HCl nên trong A không thể có S.

Nên khí b gồm H₂ và H₂S => A gồm MS và M dư:

MS  +  2HCl     –>        MCl₂ +H₂S       (2)

x                                         x

M    +  2 HCl      –>       MCl₂ +H₂ (3)

y                                            y

Gọi x, y lần lượt là số mol của H₂S và H₂

n_B = x  +  y  =0, 3 mol

=> n_H2 = 0,1 mol ; n_H2S = 0,2 mol 
Vậy %m_H2 = 2,9% và %m_H2S = 97,1% 
Dựa vào các phương trình phản ứng ở trên, ta có : 
n_{M (phản ứng)} = n_{S (trong X)} = n_MS = n_H2S = 0,2 mol 
=> m_{S (trong X)} = 0,2.32 = 6,4g 
n_{M (dư)} = n_H2 = 0,1 mol 
=> n_{M (trong X)} = n_{M (phản ứng)} + n_{M (dư)} = 0,2 + 0,1 = 0,3 mol 
m_{M (trong X)} = m_X - m_S = 25,9 - 6,4 = 19,5g

=> M = 19,5/0,3 = 65g (Zn)

Ví dụ 3. Hỗn hợp X gồm SO₂ và O₂ có tỉ khối so với H₂ bằng 28. Lấy 4,48 lít hỗn hợp X (đktc) cho đi qua bình đựng V₂O₅ nung nóng. Hỗn hợp thu được cho lội qua dung dịch Ba(OH)₂ dư thấy có 33,51 gam kết tủa. Hiệu suất phản ứng oxi hóa SO2 thành SO₃ là: 
A. 75%                 B. 25%                           C. 60%                           D. 40%

Lời giải

Gọi số mol của SO₂ và O₂ lần lượt là x, y mol 
có (64x+32y)/(x+y) = 28.2 (CT tính M trung bình) 
có x + y = 4,48/22,4 
=> x =0,15; y= 0,05 
Gọi a là số mol SO₂ pư với O₂ 
2SO₂ + O₂ 2SO₃ 
a --------a/2 -----------a 
Hh khí sau pư là SO₃ (a mol) , SO₂(0,15 - a mol), O₂ (0,05- a/2mol) 
Ba(OH)₂ + SO₃ →BaSO₄ + H₂O 
                   a -------------- a 
Ba(OH)₂ + SO₂   →   BaSO₃ + H₂O 
                  0,15-a ---- 0,15-a 
=> 233a + 217(0,15 - a) = 33,51 
=> a = 0,06 mol 
=> n_{O2 pư} = 0,06/2 = 0,03 mol 
H=(0,03/0,05) .100 = 60(%)

Ví dụ 4. Cho m (g) hỗn hợp bột Fe và S với tỉ lệ số mol Fe=2 lần số mol S rồi đem nung (ko có O₂) thu đc hỗn hợp A .Hòa tan A bằng dung dịch HCl thu đc 0,4g chất rắn B, dd C và khí D .Sục khí D từ từ qua dd CuCl₂ dư thấy 4,8g kết tủa đen . 
a) Tính hiệu suất p/ứ tạo thnahf hỗn hợp A ? Tính m ? 
b) Cho dd C t/d với H₂SO₄ (đ,nóng ,dư) .Tính thế tích khí thoát ra ở đktc ?

Lời giải

a) PTHH: Fe + S FeS (1) 

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) 

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S (3) 
chất rắn B là S dư => n_{(S) dư} = 0,4/32 = 0,0125 mol 
khí D gồm hh 2 khí là H₂ và H₂S 
PTHH: CuCl₂ + H₂S → 2HCl + CuS (kết tủa đen) 
=> n_CuS = 4,8/96 = 0,05 mol = n_H2S
từ pt(3) và (1) =>n_{Fe pư} = n_{S pư} = n_FeS= n_H2S = 0,05 mol 
=> n_{Fe dư} = 2.(0,0125+0,05) - 0,05 = 0,075 mol 
Do tỉ lệ mol theo pt là 1:1 mà n _Fe > n _S nên tính theo S 
=> H = 0,05/(0,0125+0,05).100% = 80% 
=> m = 56.(0,075+0,05) + 32.(0,0125+0,05) = 9 g 
b) từ pt(2) và (3) => n _FeCl2 = n_{Fe dư} + n_FeS = 0,075+0,05 = 0,125 mol 
PTHH : 2FeCl₂ + 4H₂SO_4(đ) Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4HCl_(k) + 2H₂O 
từ pt: n _SO2 = 0,5.0,125 = 0,0625 mol 
n_HCl = 2.0,125 = 0,25 mol 
=>V _khí =(0,0625+ 0,25).22,4 = 7 lít

Ví dụ 5. Hỗn hợp A gồm O₂ và O₃ có tỉ khối so với hidro là 19,2. Hỗn hợp B gồm CO và H₂ có tỉ khổi so với hidro là 3,6. Trộn A với B sau đó đốt cháy hoàn toàn. Để phản ứng vừa đủ cần phải trộn A và B theo tỉ lệ thể tích tương ứng là: 
A. 1: 2,4                         B. 2: 1                            C. 1: 1                  D. 1: 1,8

Lời giải

Áp dụng phương pháp đường chéo tính được 
trong A: %O₂=60%, %O₃=40%
trong B: %H₂=80%, %CO=20%
H₂+[O]  → H₂O
CO+[O]   →    CO₂
ta có n_[O]=n_H2 + n_CO=n_B
trong A: n_[O]=2.0,6+3.0,4=2,4mol
=> Để phản ứng vừa đủ cần phải trộn A và B theo tỉ lệ thể tích tương ứng là 1 : 2,4

=> Đáp án A

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1. Dẫn 2,24 lit (đkc) hỗn hợp khí X gồm O₂ và O₃ đi qua dung dịch KI dư thấy có 12,7 gam chất rắn màu tím đen. Như vậy % thể tích của O₃ trong X là

A. 50%.                                    B. 25%.

C. 75%.                                    D. không xác định chính xác.

Câu 2. Hỗn hợp X gồm O₂ và O₃ có tỉ khối so với H₂ bằng 20. Để đốt cháy hoàn toàn 1 mol CH₄ cần bao nhiêu mol X?

A. 1,2 mol.                      B. 1,5 mol.                      C. 1,6 mol.            D. 1,75 mol.

Câu 3. Một hỗn hợp khí O₂ và CO₂ có tỷ khối so với hiđro là 19. khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí trên và % theo thể tích của O₂là:

A. 40 và 40                     B. 38 và 40

C. 38 và 50                     D. 36 và 50

Câu 4. Phóng điện qua O₂ được hỗn hợp khí O₂, O₃ có M =33 gam. Hiệu suất phản ứng là:

A. 7,09%.                       B. 9,09%.             C. 11,09%.           D.13,09%.