Phương pháp giải bài tập muối sunfua

BÀI TẬP VỀ MUỐI SUNFUA

1. Giải bài tập muối sunfua bằng phương pháp qui đổi    

Lưu ý:

+ Qui đổi là phương pháp đưa hỗn hợp nhiều chất về 1 chất hoặc hỗn hợp ít chất hơn. Trong bài tập về muối sunfua người ta thường qui đổi về các nguyên tử lượng tương ứng.

+ Vì số chất giảm đi nên số phản ứng phải viết và số ẩn giảm do đó việc gải toán nhanh dễ dàng hơn.

+ Khi áp dụng pp qui đổi thường nên dùng thêm 3 định luật sau:

            - Định luật bảo toàn khối lượng.

            - Định luật bảo toàn nguyên tố

            - Định luật bảo toàn electron

+ Nếu qui đổi ra số mol âm thì ta vẫn lấy bình thường.

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Hòa tan hết 30,4 gam hỗn hợp X gồm Cu, CuS, Cu₂S và S bằng dung dịch HNO₃ dư thu được 20,16 lít khí NO duy nhất ở đktc và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)₂ dư vào Y được m gam kết tủa. Tính m?

Lời giải 

+ Qui đổi hỗn hợp đã cho thành hỗn hợp Cu và S ta có sơ đồ:

+ Theo ĐLBT e và giả thiết ta có hệ: Þ x = 0,3 mol và y = 0,35 mol

ð m = 0,3.98 + 0,35.233 = 110,95 gam.

+ Ghi chú: Ta có thể qui đổi hỗn hợp X về hỗn hợp Cu + CuS hoặc hỗn hợp khác.

Ví dụ 2: Cho 20,8 gam hỗn hợp Fe, FeS, FeS₂, S pư với H₂SO₄ đặc nóng dư thu được V lít SO₂ ở đktc và dung dịch A. Cho A + NaOH dư thu được 21,4 gam kết tủa. Tính thể tích dung dịch thuốc tím 1M cần dùng để pư vừa đủ với V lít trên? 

Lời giải 

+ Qui đổi hỗn hợp ban đầu thành hỗn hợp Fevà S ta có:

+ Theo ĐLBT e và giả thiết ta có hệ: Þ x = 0,2 mol và y = 0,3.

+ Áp dụng ĐLBT electron ta có: 2z = 3x + 6y Þ z = 1,2 mol

Þ số mol KMnO₄ = 1,2.2/5 = 0,48 mol Þ V_dd KmnO4 = 0,48 lít.

2. Giải bài tập muối sunfua bằng định luật bảo toàn

Lưu ý:

Các định luật bảo toàn thường áp dụng trong bài tập về muối sunfua là:

- Định luật bảo toàn electron: Tổng số mol e cho = tổng số mol e nhận

- Định luật bảo toàn nguyên tố: Tổng số mol của một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng số mol của nguyên tố đó sau phản ứng

- Định luật bảo toàn điện tích: Tổng điện tích trong một hệ được bảo toàn => trong dung dịch tổng số mol điện tích âm bằng tổng số mol điện tích dương

Định luật bảo toàn khối lượng ít được áp dụng trong các bài tập về muối sunfua

Bài 1: Hoà tan hết hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS₂ và a mol Cu₂S vào axit HNO₃ (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là:

A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06.

Lời giải 

+ Áp dụng ĐLBT nguyên tố cho Fe, Cu và S ta viết được:

FeS₂ → Fe³⁺ + 2SO₄^2-.

Mol: 0,12 0,12 0,24

        Cu₂S → 2Cu²⁺ + SO₄^2-.

Mol: a              2a        a

+ Áp dụng ĐLBTĐT ta có: 0,12.3 + 2a.2 = 2(0,24 + a) ð a = 0,06

Bài 2: Hỗn hợp A gồm FeS và FeS₂ với số mol bằng nhau. Nung m gam A với oxi dư thu được 16 gam chất rắn.

1/ Tính m?

2/ Tính V dung dịch HNO₃ 68% (d=1,47 g/ml) cần dùng để hòa tan m gam trên biết rằng có một khí là sp khử duy nhất và lượng axit lấy dư 20%?

Lời giải 

1/ + Ta có: 

+ Áp dụng ĐLBT nguyên tố suy ra: x + x = 0,1.2 Þ x = 0,1 mol

+ Vậy: m = 88x + 120x = 20,8 gam 

2/ 181,5 ml.

Bài 3: Hỗn hợp X gồm FeS₂ và MS có số mol bằng nhau(M là kim loại có hóa trị không đổi). Cho 6,51 gam X phản ứng hết với HNO₃ đun nóng được dung dịch A₁ và 13,216 lít(đktc) hỗn hợp khí A₂ có khối lượng là 26,34 gam gồm NO và NO₂. Thêm BaCl₂ dư vào A₁ thấy tạo thành m₁ gam kết tủa trắng.

1/ Tìm M và %KL mỗi chất trong X? 2/ Tính m₁?

Lời giải 

1/ + Từ giả thiết suy ra số mol NO = 0,05 mol; NO₂ = 0,54 mol.

+ Áp dụng ĐLBTNT ta có sơ đồ:

6,51 gam X: BaSO₄: 3x mol.

+ Áp dụng ĐLBT electron cho sơ đồ trên ta có: 15x + 8x = 0,05.3 + 0,54 Þ x = 0,03 mol.

+ Theo giả thiết ta có: 120x + x(M+32) = 6,51 Þ M = 65 = Zn.

+ Phần trăm khối lượng: FeS₂ = 55,3%; ZnS = 44,7%.

2/ Từ sơ đồ trên ta có: m₁ = 233.3x = 20,97 gam.

Bài 4: Hòa tan hết hỗn hợp X gồm 0,02 mol FeS₂ và 0,03 mol FeS vào lượng dư H₂SO₄ đặc nóng thu được Fe₂(SO₄)₃, SO₂ và H₂O. Hấp thụ hết SO₂ bằng một lượng vừa đủ dung dịch KMnO₄ thu được dung dịch Y không màu, trong suốt, có pH = 2. Tính thể tích của dung dịch Y?

Lời giải 

+ Ta có sơ đồ:

+ Áp dụng ĐLBT electron ta có: 0,02.15 + 0,03.9 = 2x Þ x = 0,285 mol.

+ Phản ứng của SO₂ với thuốc tím:

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ® 2H₂SO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄.

Mol: 0,285 0,114

=> [H⁺] =  => V = 22,8 lít.

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Cho 20,8 gam hh X gồm Fe, FeS, FeS₂, S pư với dd HNO₃ đặc nóng dư thu được V lít NO₂(là sp duy nhất ở đktc) và dung dịch A. Cho A pư với dd Ba(OH)₂ dư thu được 91,3 gam kết tủa.Tính V và số mol HNO₃ cần dùng để oxi hóa hoàn toàn X?

A.  V = 53,76 lít và số mol HNO₃ = 3 mol.

A.  V = 53,75 lít và số mol HNO₃ = 3 mol.

A.  V = 53,76 lít và số mol HNO₃ = 2 mol.

A.  V = 53,36 lít và số mol HNO₃ = 3 mol.

Bài 2:  Hòa tan 25,6 gam chất rắn X gồm Fe, FeS, FeS₂ và S bằng dd HNO₃ loãng dư thu được V lít NO duy nhất ở đktc và dd Y. Thêm Ba(OH)₂ dư vào Y thu được 126,25 gam kết tủa. Giá trị của V là:

A. 17,92                      B. 19,04                                  C. 24,64                                  D. 27,58.

Bài 3: Hỗn hợp X gồm Mg, MgS và S. Hòa tan m gam X trong dd HNO₃ đặc nóng thu được 2,912 lít nitơ duy nhất ở đktc và dd Y. Thêm Ba(OH)₂ dư vào Y thu được 46,55 gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 4,8                          B. 7,2                                      C. 9,6                                      D. 12,0

Bài 4: Cho 3,76 gam hỗn hợp X gồm FeS, S, FeS₂ pư với dd HNO₃ đặc nóng dư được 0,48 mol NO₂ duy nhất và dung dịch D. Cho D + Ba(OH)₂ dư, lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Giá trị của m là:

A. 11,650 gam                                    B. 12,815 gam 

C. 13,98 gam                                      D.17,545 gam.

Bài 5: Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm FeS₂ và Cu₂S bằng dung dịch H₂SO₄ đặc nóng được dung dịch A và SO₂. Hấp thụ hết SO₂ vào 1 lít dung dịch KOH 1M được dung dịch B.

+ Cho ½ A phản ứng với NH₃ dư rồi nung kết tủa sinh ra đến KL không đổi được 3,2 gam chất rắn.

+ Cho NaOH dư vào ½ A. Lấy kết tủa nung đến KL không đổi sau đó cho chất rắn thu được phản ứng với H₂, t⁰ dư được 1,62 gam nước.

Tìm m và khối lượng các muối trong dung dịch B?

A.  m = 14,4 gam; B có KHSO₃ = 60 gam; K₂SO₃ = 39,5 gam.

B.  m = 14,4 gam; B có KHSO₃ = 50 gam; K₂SO₃ = 39,5 gam.

C.  m = 14,6 gam; B có KHSO₃ = 60 gam; K₂SO₃ = 39,5 gam.

D.  m = 14,4 gam; B có KHSO₃ = 60 gam; K₂SO₃ = 39 gam.

Bài 6: Hòa tan hoàn toàn một lượng hỗn hợp A gồm Fe₃O₄ và FeS₂ trong 63 gam dung dịch HNO₃, thu được 1,568 lít NO₂ thoát ra ở đktc. Dung dịch thu được cho phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa đem nung tới khối lượng không đổi thu được 9,76 gam chất rắn. Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong hỗn hợp A và C% của dung dịch HNO₃.

A.  Fe₃O₄ = 97 %; C% = 46,2%. 

B.  Fe₃O₄ = 97,5%; C% = 46,2%. 

C.  Fe₃O₄ = 97,5%; C% = 46%. 

D.  Fe₃O₄ = 98,5%; C% = 46,2%. 

Bài 7: Cho 2,64 gam MS phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO₃ đun nóng thu được dung dịch A₁chứa M³⁺ + 3,36 lít (đktc) hỗn hợp khí B gồm NO₂ và NO có tỉ khối so với hiđro bằng 19,8. Thêm vào A₁ lượng dư dung dịch BaCl₂ thấy tạo thành m₁ gam kết tủa trắng thực tế không tan trong dung dịch axit dư. Tìm M và m₁.

A.  FeS₂ và 6,99 gam. 

B.  FeS và 6, 9 gam. 

C.  CuS và 6,99 gam. 

D.  FeS và 6,99 gam. 

Bài 8: Hợp chất A có công thức M_xS_y (M là kim loại). Đốt cháy hết A thu được oxit M_nO_m và khí B. Cho Ba(NO₃)₂ dư phản ứng với dung dịch thu được sau khi oxi hoá khí B bằng nước brom dư được 23,3g kết tủa. Mặt khác khử hoàn toàn M_nO_m bằng CO dư thu được 2,8g kim loại. Hoà tan toàn bộ lượng kim loại trên bằng dung dịch HNO₃ dư thì thu được muối M(NO_3­)₃ và 0,336 lít khí N₂ ở đktc. Viết phản ứng xảy ra và tìm A.

A. A là FeS₂.                          B. A là CuS₂. 

C. A là FeS.                                D. A là Fe₂S. 

Bài 9: Hỗn hợp X có khối lượng m gam gồm Cu₂S, Cu₂O và CuS có số mol bằng nhau phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO₃ đun nóng dư thu được dung dịch Y và 1,5 mol khí NO₂ ( sản phẩm khử duy nhất). Tính m?

A.  m = 32 gam.                                 B.  m = 50 gam.

C  m = 30 gam.                           D.  m = 60 gam.

Bài 10: Hỗn hợp X gồm FeS₂ và Cu₂S tan hết trong dung dịch HNO₃ vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ gồm hai muối sunfat và 5,6 lít hỗn hợp khí Z gồm NO₂ và NO có KL riêng = 1,7678 g/l ở đktc. Hãy tính khối lượng hỗn hợp X?

A.  9 gam                                                        B.  12 gam 

C.  6 gam                                                        D.  4,5 gam 

Bài 11: Hòa tan hết hỗn hợp gồm 0,2 mol FeS₂ và 0,25 mol CuS vào dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thu được khí A. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M tối thiểu cần để hấp thụ hết A?

A.  V = 6,0 lít                                    B.  V = 5,0 lít

C.  V = 4,0 lít                             D.  V = 2,0 lít

Bài 12: Cho 5,84 gam hỗn hợp Fe, FeS₂, FeCO₃ vào V ml dung dịch H₂SO₄ 98% (d = 1,84 g/ml) rồi đun nóng thu được dung dịch A và hỗn hợp khí B. Cho hỗn hợp khí B đi qua bình nước brom dư thì có 30,4 gam brom tham gia phản ứng, khí còn lại thoát ra khỏi bình nước brom cho đi qua dung dịch nước vôi trong dư thu được 2 gam kết tủa. Cho dung dịch Ba(OH)₂ dư vào dung dịch A thu được m gam kết tủa, trong đó có 116,5 gam kết tủa không tan trong dung dịch HCl dư. Khẳng định nào chưa đúng?

A.  Fe = 1,12 gam;

B. FeS₂ = 2,40 gam;

C. FeCO₃ = 2,3 gam.

D. m = 122,92 gam