Câu hỏi hoá học

Sau một thời gian điện phân 450ml dd CuSO4 người ta thu được 1,12 lít khí(đktc) ở anôt. Ngâm một đinh sắt sạch trong dd còn lại sau khi điện phân. Phản ứng xong thấy khối lượng đinh sắt tăng 0,8 g. Nồng độ mol ban đầu của dd CuSO4 là

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

(K): Cu²⁺ + 2e → Cu

(A): 2H₂O → O₂ (0,05) + 4H⁺ + 4e (0,2 mol)

Bảo toàn e: n_Cu²⁺(đp) = 1/2. n_e = 0,1 mol

Dung dịch sau điện phân có Cu²⁺ dư (do khối lượng đinh sắt tăng) và H⁺ (0,2mol)

Fe (x) + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu (x mol) (1)

Fe (0,1) + 2H⁺ (0,2 mol) → Fe²⁺ + H₂ (2)

m_{đinh sắt giảm} = m_{Cu sinh ra(1)} – m_{Fe pư (1+2)} = 64x – 56x – 0,1.56 = 0,8g

⇒ x = 0,8 mol

⇒ n_{Cu²⁺ đầu} = 0,8 + 0,1 = 0,9

⇒ C_M = 0,9/0,45 = 2 M

Điện phân 200 ml dung dịch CuSO4 0,5M và FeSO4 0,3M với điện cực trơ và dòng điện I = 5A. Sau 60 phút, khối lượng catot tăng lên là

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Sau 60 phút điện phân, điện lượng đi qua dung dịch điện phân là:

q = It = 18000(C)

CuSO₄ chưa bị điện phân hết.

Phản ứng điện phân:

Cu²⁺ + 2e → Cu

Lượng kim loại thoát ra ở catot là: n = q/zF  = 0,093 mol

Hoà tan hồn hợp gồm FeCln, Fe 2(SO4)3, CuO2 và CuSO4 vào nước thành 200 ml dung dịch A. Điện phân 100 lít dung dịch A cho đến khi hết ion Cl thì dừng điện phân thấy catot tăng 6,4 gam, đồng thời khối lượng dung dịch giàm 17,05 gam. Dung dịch sau diện phân phản ứng với NaOH vừa đủ thu được kất tủa B, nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16 gam hỗn hợp hai oxit kim loại, cô cạn 100 ml dung dịch A thu được m gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của m là

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Tại catot có thể lần lượt xảy ra các quá trình:

(1) Fe³⁺ +1e → Fe²⁺

(2) Cu²⁺ + 2e → Cu

(3) Fe²⁺ + 2e → Fe

(4) 2H₂O + 2e → OH^- + H₂

Tại anot có thể lần lượt xảy ra các quá trình:

2Cl^- →Cl₂ + 2e

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Sau khi điện phân A, cho dung dịch này phản ứng với NaOH thu được kết tủa B, nung B đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp 2 oxit. Trong A có 2 loại ion kim loại.

Mặt khác, khi điện phân dung dịch A cho đến khi hết ion Cl^- thì catot tăng 6,4 gam.

⇒ Quá trình (2) đã xảy ra một phần, Cu²⁺ vẫn còn trong dung dịch sau điện phân.

Gọi số mol Fe³⁺, Cu²⁺, Cl^-, SO₄2- trong 100ml dung dịch A lần lượt là a,b,c,d.

Khi điện phân hết Cl^-, n_Cu²⁺ đã bị điện phân = 0,1 mol

Theo bảo toàn e: số e do Fe³⁺ và Cu²⁺ nhận bằng số mol Cl^- nhường.

a + 0,1.2 = c (1)

Khối lượng dung dịch giảm gồm Cu²⁺ và Cl^- đã phản ứng và bị tách ra khỏi dung dịch

6,4 + 35,5c = 17,05 (2)

Sau khi điện phân A, cho dung dịch này phản ứng với NaOH thu được kết tủa B, nung B đến khối lượng không đổi được 16 gam 2 oxit.

Fe³⁺  --> 0,5Fe²O³

a                  0,5a

Cu²⁺   --> CuO

b - 0,1         b - 0,1

Suy ra: 160,0,5a + 80(b – 0,1) = 16 (3)

Theo định luật bảo toàn điện tích, đối với dung dịch A ta có:

3a + 2b = c + 2d (4)

Giải hệ phương trình ta được:

a = 0,1; b = 0,2; c= 0,3; d = 0,2

Khối lượng muối trong 100ml dung dịch A là 48,25 gam

Cho 1,68 gam bột Fe vào 100 ml dung dịch X gồm AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 xM. Khuấy nhẹ cho tới khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và 2,58 gam chất rắn z. Giá trị của x là

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Xét dung dịch X: có 0,01 mol AgNO₃ và 0,1x mol Cu(NO₃)₂

Xét chất rắn Z ; khối lượng Z lớn hơn khối lượng bạc có thể tạo thành (2,58 > 0,01.108). Vậy trong Z ngoài Ag còn có kim loại khác ( Cu hoặc Cu và Fe).

Các quá trình nhường e: Fe → Fe²⁺ + 2e

Các quá trình nhận e: Ag⁺ + 1e → Ag

Cu²⁺ + 2e → Cu

Trường hợp 1: Z gồm 2 kim loại Ag và Cu, vậy Fe đã phản ứng hết

Gọi số mol Cu²⁺ đã phản ứng là a.

Bảo toàn e: số mol e do sắt nhường = số mol e do Ag⁺ và Cu²⁺ nhận

[2. 1,68]/56 = 0,01 + 2a  => a = 0,025 mol

Mặt khác, khối lượng Z là: 108.0,01 + 64.0.025 = 2,68 ≠2,58. Trường hợp này không xảy ra.

Trường hợp 2: Z gồm 3 kim loại Ag, Cu và Fe. Như vậy Ag⁺ và Cu²⁺ đã phản ứng hết, Fe dư.

Gọi số mol sắt đã phản ứng là b.

Bảo toàn e: 2b = 0,01 = 2.0,1x (1)

Mặt khác, khối lượng Z là: 108.0.01 + 64.0,1x + (1,68-56b) = 2,58 (2)

Giải phương trình (1) và (2) ta được: b = 0,0175 và x= 0,125.

Cho X mol Mg và y mol Zn vào dung dịch chứa m mol Cu2+ và n mol Ag+. Biết rằng x > n/2. Sau phản ứng thu được dung dịch chứa 3 ion kim loại. Giá trị của y cần thỏa mãn điều kiện nào

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Theo đề bài x > n/2 hay 2x > n. Như vậy: số mol e do Mg nhường lớn hơn số mol e mà Ag⁺ có thể nhận. Tức là Ag⁺ đã phản ứng hết.

Sau phản ứng thu được dung dịch chứa 3 ion kim loại là Mg²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ dư

Số mol e do Mg và Zn nhường phải nhỏ hơn tổng số mol e mà Ag⁺ và Cu²⁺ có thể nhận.

Ta có: 2x + 2y < 2m + 2n hay y < m - x - 0,5n

Điện phân (với cực điện trơ, mồng ngăn xốp) dung dịch gồm 0,2 mol Fe2(SO)4, 0,2 mol CuSO4 và 0,4 mol NaCl. Biết rằng hiệu suất điện phân đạt 100%.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Tại catot sẽ lần lượt xảy ra các quá trình:

(1) Fe³⁺ +1e →Fe²⁺      (2) Cu²⁺ + 2e →Cu

(3) Fe²⁺ + 2e →Fe      (4) 2H₂O + 2e →H₂ + 2OH^-

Tại anot sẽ lần lượt xảy ra các quá trình:

a) 2Cl^- → Cl₂ + 2e     b) 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Trong dung dịch ban đầu có 0,4 mol Fe³⁺ , 0,2 mol Cu²⁺ , 0,4 mol Cl^- và các ion khác không tham gia phản ứng điện phân

Khi catot tăng 112,8 gam, tức là Cu²⁺ vừa hết, phản ứng (2) vừa kết thúc. Khi đó dung dịch chỉ có mù trắng xanh của Fe²⁺ nên phưng án A sai

Khi khối lượng catot tăng lên 6,4 gam, tức là đã có 0,1 mol Cu²⁺ bị điện phân. Vậy phản ứng (1) đã xảy ra hết, phản ứng (2) xảy ra một phần

Áp dụng công thức : q = ∑n_i z_iF

Trong đó ni là số mol chất i (phân tử hoặc ion) bị điện phân, zi là số e của chất i trao đổi ở điện cực

Ta có: q = (0,4.1 + 0,1.2).96500= 57900 (C)

Khi có 4,48 lít khí thoát ra ở anot, tức là có 0,2 mol khí thoát ra suy ra phản ứng (a) xảy ra hoàn toàn và vừa đủ. Tại anot có 0,4 mol e trao đổi.

Đông thời tại catot phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn và vừa đủ. Chưa có kim loại kết tử trên điện cực.

Khi có khí bắt đầu thoát ra ở catot tức là các phản ứng (1) (2) (3 ) (4) đã xyar ra oàn toàn. Số e trao đổi ở catot là 1,4 mol.

Tại anot, phản ứng (a) đã xảy ra hoàn toàn và có 0,4 mol e đã tiêu thụ trong phản ứng (a), sinh ra 0,2 mol Clo

Số e tiêu thụ cho phản ứng (b) sẽ là 1 mol. Vậy có 0,25 mol khí oxi sinh ra.

Tổng số mol khí sinh ra tại anot trong trường hợp này là 10,08 lít.

Cho 2,7 gam hỗn hợp bột X gồm Fe và Zn tác dụng với dung dịch CuSO4. Sau một thời gian, thu được dung dịch Y và 2,84 gam chất rắn Z. Cho toàn bộ Z vào dung dịch H2SO4 loãng dư, sau khi các phản ứng kết thúc thì khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam và dung dịch thu được chỉ chứa một muối duy nhất. Phần trăm khối lượng của Fe trong X là

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Zn (x) + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu (x mol)

Fe (y) + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (y mol)

⇒ Δm = 8y – x = 0,14 (1)

Chất rắn Z pư với dd H₂SO₄ thu được 1 muối duy nhất ⇒ Z gồm Fe dư và Cu

m_{c/r giảm} = m_{Fe dư} = 0,28 gam

65x + 56y = 2,7 – 0,28 = 2,42 gam (2)

Từ (1),(2) ⇒ x = y = 0,02 mol

⇒ %Fe = 51,85%

Nhúng một thanh Mg vào dung dịch có chứa 0,8 mol Fe(NO3)3 và 0,05 mol Cu(NO3)2. Sau một thời gian, lấy thanh kim loại ra, rửa sạch, cân lại thấy khối lượng tăng 11,6 gam so với thanh kim loại ban đầu. Khối lượng Mg đã phản ứng là

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Mg (0,4) + 2Fe³⁺ (0,8) → Mg²⁺ (0,8 mol) + 2Fe²⁺

Mg (0,05) + Cu²⁺ (0,05) → Mg²⁺ (0,05 mol) + Cu

Mg (x) + Fe²⁺ (x) → Mg²⁺ (x mol) + Fe

⇒ Δm tăng = 0,05.64 + 56x - 24.(0,45 + x) = 11,6 ⇒ x = 0,6 mol

⇒ m_Mg = 24.(0,6 + 0,45) = 25,2 gam

Một hợp kim có chứa 2,8 gam Fe và 0,81 gam Al. Cho hợp kim vào 200ml dung dịch X chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 sau khi phản ứng kết thúc được dung dịch Y và 8,12 gam chất rắn Z gồm 3 kim loại. Cho chất rắn Z tác dụng với dung dịch HCl dư được 0,672 lít H2 (ở đktc). Nồng độ mol của dung dịch AgNO3 là

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Z gồm 3 kim loại Ag, Cu và Fe dư

Đặt số mol Ag, Cu và Fe trong Z lần lượt là a, b, c

m_{hỗn hợp} = 108a + 64b + 56c = 8,12 (1)

khi cho Z tác dụng với HCl, chỉ có Fe phản ứng tạo khí

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂

n_Fe = n_H2 = 0,03 mol, hay c = 0,03 mol (2)

xét phản ứng của 2,8 gam Fe ( 0,05 mol) và 0,81 gam Al ( 0,03 mol) với dung dịch X.

Sau phản ứng này Fe còn dư ( 0,03 mol) nên toàn bộ Al đã phửn ứng hết.

QT nhường e: Al --> Al³⁺ 3e

                      0,03             0,09

                        Fe  --> Fe²⁺ + 2e

                         0,02                0,04

QT nhận e:       Ag⁺ + 1e  --> Ag

                        a          a          a

                         Cu²⁺ + 2e   --> Cu

                             b         b

Bảo toàn e: a + 2b = 0,13 (3)

Từ (1), (2) và (3), suy ra: a = 0,03 mol; b = 0,05 mol; c = 0,03 mol

C_M(AgNO3) = 0,15M

Một mẫu kim loại thủy ngân có lẫn tạp chất kẽm, thiếc, chì. Để làm sạch các tạp chất này có thể cho mẫu thủy ngân trên tác dụng với lượng dư của dung dịch nào

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Khi cho mẫu thuỷ ngân lẫn các tạp chất kém, thiếc, chì phản ứng với Hg(HNO₃)₂ dư sẽ xảy ra các phản ứng:

Zn + Hg(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Hg

Sn + Hg(NO₃)₂ → Sn(NO₃)₂ + Hg

Pb + Hg(NO₃)₂ → Pb(NO₃)₂ + Hg

Vậy toàn bộ các tạp chất được loại bỏ khỏi Hg