SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BÀO TOÀN NGUYÊN TỐ ĐỂ GIẢI Câu 1: Đốt cháy hết 0,2 mol C2H4 và 0,3 mol C3H8O3 thu được V lít CO2 và m gam nước, đồng thời cần V1¬ lít O2. Tính V, m, V1; biết các khí đo ở ĐKTC Câu 2...

**Câu 1:** Để giải bài này, ta cần viết phương trình phản ứng đốt cháy của C2H4 và C3H8O3. 1. Phương trình phản ứng đốt cháy C2H4: \[ C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O \] Từ 0,2 mol C2H4, ta có: - CO2: \(2 \times 0,2 = 0,4 \text{ mol}\) - H2O: \(2 \times 0,2 = 0,4 \text{ mol}\) 2. Phương trình phản ứng đốt cháy C3H8O3: \[ C_3H_8O_3 + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O \] Từ 0,3 mol C3H8O3, ta có: - CO2: \(3 \times 0,3 = 0,9 \text{ mol}\) - H2O: \(4 \times 0,3 = 1,2 \text{ mol}\) **Tổng hợp:** - Tổng CO2: \(0,4 + 0,9 = 1,3 \text{ mol}\) - Tổng H2O: \(0,4 + 1,2 = 1,6 \text{ mol}\) **Tính V và m:** - V (CO2) = \(1,3 \text{ mol} \times 22,4 \text{ l/mol} = 29,12 \text{ l}\) - m (H2O) = \(1,6 \text{ mol} \times 18 \text{ g/mol} = 28,8 \text{ g}\) **Tính V1 (O2):** - O2 từ C2H4: \(3 \times 0,2 = 0,6 \text{ mol}\) - O2 từ C3H8O3: \(4 \times 0,3 = 1,2 \text{ mol}\) - Tổng O2: \(0,6 + 1,2 = 1,8 \text{ mol}\) V1 = \(1,8 \text{ mol} \times 22,4 \text{ l/mol} = 40,32 \text{ l}\) **Kết quả:** - V = 29,12 l - m = 28,8 g - V1 = 40,32 l --- **Câu 2:** Nung 11,6 g C4H10, ta cần tính số mol C4H10: - Khối lượng mol C4H10 = 58 g/mol - Số mol C4H10 = \( \frac{11,6}{58} = 0,2 \text{ mol} \) Phản ứng nung C4H10 sẽ tạo ra hỗn hợp B gồm C4H8, C4H6, H2, C4H10. Giả sử rằng toàn bộ C4H10 được chuyển hóa thành các sản phẩm. **Phương trình đốt cháy hỗn hợp B:** \[ C_nH_m + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O \] Giả sử hỗn hợp B có tổng số mol là n mol, ta cần tính lượng O2 cần thiết. Tổng số mol C và H trong B sẽ phụ thuộc vào tỷ lệ các sản phẩm. Tuy nhiên, để đơn giản, ta có thể tính theo C4H10. - C4H10: \(C_4H_{10} + 6.5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O\) Với 0,2 mol C4H10, ta cần: - O2 = \(0,2 \times 6.5 = 1.3 \text{ mol}\) V = \(1.3 \text{ mol} \times 22,4 \text{ l/mol} = 29,12 \text{ l}\) **Kết quả:** - V = 29,12 l --- **Câu 3:** Quặng pirit chứa 96% FeS2, khối lượng quặng là 2 tấn = 2000 g. Khối lượng FeS2 trong quặng: \[ \text{Khối lượng FeS2} = 2000 \times 0,96 = 1920 \text{ g} \] Phương trình phản ứng sản xuất axit sunfuric từ FeS2: \[ 4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8SO_2 \] \[ SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3 \] \[ SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 \] 1 mol FeS2 sản xuất 2 mol H2SO4. Số mol FeS2: \[ \text{Số mol FeS2} = \frac{1920}{120} = 16 \text{ mol} \] Số mol H2SO4: \[ \text{Số mol H2SO4} = 16 \times 2 = 32 \text{ mol} \] Khối lượng H2SO4: \[ \text{Khối lượng H2SO4} = 32 \times 98 = 3136 \text{ g} = 3,136 \text{ kg} \] **Kết quả:** - Khối lượng axit sunfuric = 3,136 kg --- **Câu 4:** Để so sánh lượng O2 tiêu tốn khi đốt cháy các chất, ta cần viết phương trình phản ứng: 1. C3H8: \[ C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O \] - O2: 5 mol 2. C3H8O3: \[ C_3H_8O_3 + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O \] - O2: 4 mol 3. C3H8O: \[ C_3H_8O + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O \] - O2: 4 mol **Sắp xếp theo chiều tăng dần lượng O2 tiêu tốn:** - C3H8O3 = C3H8O < C3H8 **Giải thích:** C3H8 tiêu tốn nhiều O2 nhất vì nó có nhiều hydro hơn, trong khi C3H8O3 và C3H8O có lượng O2 tiêu tốn ít hơn do có oxy trong phân tử. --- **Câu 5:** a. Tính số mol mỗi chất tan trong X: \[ C_2H_3COOH + KOH \rightarrow K(C_2H_3COO) + H_2O \] - Số mol KOH = 0,35 mol - Số mol C2H3COOH = 0,2 mol Phản ứng xảy ra hoàn toàn, ta có: - Số mol K(C2H3COO) = 0,2 mol - Số mol KOH dư = 0,35 - 0,2 = 0,15 mol b. Cô cạn X để loại nước, thu được chất rắn Y. Chất rắn Y là muối K(C2H3COO). Đốt cháy Y: \[ K(C_2H_3COO) + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + K_2CO_3 \] Số mol K(C2H3COO) = 0,2 mol: - CO2: \(0,2 \text{ mol} \times 2 = 0,4 \text{ mol}\) - H2O: \(0,2 \text{ mol} \times 1 = 0,2 \text{ mol}\) Tính V và m: - V (CO2) = \(0,4 \text{ mol} \times 22,4 \text{ l/mol} = 8,96 \text{ l}\) - m (H2O) = \(0,2 \text{ mol} \times 18 \text{ g/mol} = 3,6 \text{ g}\) **Kết quả:** - V = 8,96 l - m = 3,6 g --- **Câu 6:** a. Tính % theo thể tích của O3 trong X: - Tỷ khối của X so với H2 = 18, tức là: \[ \frac{M_X}{2} = 18 \Rightarrow M_X = 36 \] - Gọi % thể tích O2 là x, O3 là y: \[ x + y = 100\% \] \[ \frac{32x + 48y}{100} = 36 \] Giải hệ phương trình: \[ 32x + 48y = 3600 \] \[ x + y = 100 \] Từ đó, ta có: \[ y = 100 - x \] Thay vào phương trình trên và giải ra được x và y. b. Hỗn hợp Y gồm H2 0,6 mol, CH2O 0,2 mol; C3H8 0,1 mol. Tính thể tích của X đã dùng (ĐKTC) để đốt cháy Y biết lượng X lấy dư so với phản ứng là 20%. Phương trình phản ứng: \[ C_3H_8 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O \] Tính O2 cần thiết cho từng chất: - H2: \(0,6 \text{ mol} \rightarrow 0,3 \text{ mol O2}\) - CH2O: \(0,2 \text{ mol} \rightarrow 0,1 \text{ mol O2}\) - C3H8: \(0,1 \text{ mol} \rightarrow 0,5 \text{ mol O2}\) Tổng O2 cần: \[ 0,3 + 0,1 + 0,5 = 0,9 \text{ mol} \] V (O2) = \(0,9 \text{ mol} \times 22,4 \text{ l/mol} = 20,16 \text{ l}\) V thực tế = \(20,16 \times 1,2 = 24,192 \text{ l}\) **Kết quả:** - % O3 trong X = (tính toán từ hệ phương trình) - V = 24,192 l --- **Câu 7:** Đốt cháy 9,8 g bột sắt trong không khí thu được hỗn hợp X (FeO, Fe3O4, Fe2O3). Tính số mol Fe: \[ \text{Khối lượng mol Fe} = 56 \text{ g/mol} \] \[ \text{Số mol Fe} = \frac{9,8}{56} = 0,175 \text{ mol} \] Phản ứng với O2: \[ 4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 \] Số mol O2 cần: \[ 0,175 \text{ mol Fe} \rightarrow \frac{3}{4} \times 0,175 = 0,13125 \text{ mol O2} \] Tính V (O2): \[ V = 0,13125 \text{ mol} \times 22,4 \text{ l/mol} = 2,94 \text{ l} \] Hòa tan X bằng HNO3: \[ Fe + HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + NO_2 + H_2O \] Số mol HNO3 cần: \[ \text{Số mol HNO3} = 0,175 \text{ mol} \times 4 = 0,7 \text{ mol} \] Khối lượng HNO3: \[ \text{Khối lượng HNO3} = 0,7 \text{ mol} \times 63 \text{ g/mol} = 44,1 \text{ g} \] Khí NO2 sinh ra: \[ \text{Số mol NO2} = 0,175 \text{ mol} \] V (NO2): \[ V = 0,175 \text{ mol} \times 22,4 \text{ l/mol} = 3,92 \text{ l} \] **Kết quả:** - V = 3,92 l