Chương 3: Phi kim cực hay, có lời giải

---

Chương 3: Phi kim cực hay, có lời giải

Haylamdo biên soạn và sưu tầm Chương 3: Phi kim cực hay, có lời giải môn Hoá học lớp 9 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Hóa 9.

• Dạng 1: Tính chất của phi kim

• Bài tập Tính chất của phi kim

• Dạng 2: Chuỗi phản ứng về phi kim

• Bài tập Chuỗi phản ứng về phi kim

• Dạng 3: CO khử oxit kim loại

• Bài tập CO khử oxit kim loại

• Dạng 4: CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm

• Bài tập CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm

• Dạng 5: Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat

• Bài tập Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat

• Dạng 6: Bài tập Lý thuyết về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Cách giải bài tập CO khử oxit kim loại

Lý thuyết và Phương pháp giải

xCO + M₂O_x → 2M + xCO₂

Phương pháp giải

- Phương chung để giải là dùng phương pháp bảo toàn electron hoặc bảo toàn nguyên tố hoặc bảo toàn khối lượng, hoặc tang giảm khối lượng để giải.

Chú ý :

+ Trong các phản ứng của C, CO, H₂ thì số mol CO= n_CO2, n_C= n_CO2, n_H2= n_H2O.

+ Các chất khử C, CO, H₂ không khử được các oxit MgO, Al₂O₃ và các oxit khác của kim loại kiềm và kiềm thổ.

+ Đa số khi giải chúng ta chỉ cần viết sơ đồ chung của phản ứng, chứ không cần viết PTHH cụ thể, tuy nhiên các phản ứng nhiệt nhôm nên viết rõ PTHH vì bài toán còn liên quan nhiều chất khác.

+ Thực chất khi cho CO, H₂ tác dụng với các chất rắn là oxit thì khối lượng của chất rắn giảm đi chính là khối lượng của oxi trong các oxit.

Bài tập vận dụng

Bài 1: Dẫn một luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp CuO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ và Al₂O₃ rồi cho khí thoát ra hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư thu được 15 gam kết tủa. Chất rắn còn lại trong ống sứ có khối lượng 215,0 gam. Giá trị của m là

A. 217,4g.        B. 219,8g.

C. 230,0g.        D. 249,0g.

Hướng dẫn:

Cách 1: Ta có xCO + M₂O_x → 2M + xCO₂

→ n_CO = n_CO2 = 0,15 mol

m; m’ lần lượt là khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m + m_CO = m' + m_CO2 → m + 0,15.28 = 215 + 0,15.44 → m = 217,4g

→ Đáp án A

Cách 2:

Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:

Cứ 1 mol CO phản ứng lấy mất 1 mol O trong oxit tạo ra 1 mol CO₂ → khối lượng chất rắn giảm đi 16 gam

→ Vậy có 0,15 mol CO phản ứng → khối lượng chất rắn giảm đi 16.0,15 = 2,4 gam

→ Khối lượng chất rắn ban đầu là: m = 215 + 2,4 = 217,4 gam

→ Đáp án A

Bài 2: Khử hoàn toàn 69,6 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ và CuO ở nhiệt độ cao thành kim loại cần 24,64 lít khí CO (đktc) và thu được x gam chất rắn. Cũng cho 69,6 gam A tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch B chứa y gam muối. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy tạo thành z gam kết tủa.

a) Giá trị của x là

A. 52,0g.        B. 34,4g.

C. 42,0g.        D. 28,8g.

b) Giá trị của y là

A. 147,7g.        B. 130,1g.

C. 112,5g.        D. 208,2g.

c) Giá trị của z là

A. 70,7g.        B. 89,4g.

C. 88,3g.        D. 87,2.g

Hướng dẫn:

a) n_CO = 24,64/22,4 = 1,1 mol

Ta có: aCO + M₂O_a → 2M + aCO₂

Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:

Cứ 1 mol CO phản ứng → khối lượng chất rắn giảm đi 16 gam

→ Vậy có 1,1 mol CO phản ứng → khối lượng chất rắn giảm đi 16.1,1 = 17,6 gam

→ Khối lượng chất rắn sau phản ứng là: x = 69,6 – 17,6 = 52 gam

→ Đáp án A

b) Theo ý a) ta có hỗn hợp oxit bị khử hoàn toàn → n_O(oxit) = n_{CO phản ứng} = 1,1 mol

69,6 gam A + dung dịch HCl (vừa đủ) → dung dịch B chứa y gam muối

M₂O_a + 2aHCl → 2MCl_a + xH₂O

Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:

Ta nhận thấy 1 mol O trong oxit bị thay thế bởi 2 mol Cl để tạo thành muối → khối lượng muối tăng so với khối lượng oxit là: 2.35,5 – 16 = 55 gam

→ 1,1 mol O trong oxit bị thay thế bởi 2,2 mol Cl → khối lượng muối tăng so với khối lượng oxit là: 1,1.55 = 60,5 gam

→ y = 69,6 + 60,5 = 130,1 gam

→ Đáp án B

c) Cho B + dung dịch NaOH dư → z gam kết tủa

MCl_a + aNaOH → M(OH)_a + aNaCl

Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:

Ta nhận thấy 1 mol Cl trong muối bị thay thế bởi 1 mol OH để tạo thành hiđroxit → khối lượng hiđroxit giảm so với khối lượng muối là: 35,5 – 17 = 18,5 gam

→ 2,2 mol Cl trong muối bị thay thế bởi 2,2 mol OH → khối lượng hiđroxit giảm so với khối lượng muối là: 18,5.2,2 = 40,7 gam

→ z = 130,1 – 40,7 = 89,4 gam

→ Đáp án B

Cách giải bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm

Lý thuyết và Phương pháp giải

1. Bài toán CO₂, SO₂ dẫn vào dung dịch NaOH, KOH

    - Khi cho CO₂ (hoặc SO₂) tác dụng với dung dịch NaOH đều xảy ra 3 khả năng tạo muối:

        CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O (1)

        CO₂ + NaOH → NaHCO₃ (2)

Đặt T = nnaOH : nCO₂

    - Nếu T = 2 : chỉ tạo muối Na₂CO₃

    - Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối NaHCO₃

    - Nếu 1 < T < 2 : tạo cả muối NaHCO₃ và Na₂CO₃

* Có những bài toán không thể tính T. Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

    - Hấp thụ CO₂ vào NaOH dư ( KOH dư )chỉ tạo muối trung hòa Na₂CO₃ (K2CO₃)

    - Hấp thụ CO₂ vào NaOH chỉ tạo muối Na₂CO₃, Sau đó thêm BaCl2 vào thấy kết tủa. Thêm tiếp Ba(OH)₂ dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa nữa → Tạo cả 2 muối Na₂CO₃ và NaHCO₃

    - Chất hấp thụ vào bình NaOH tăng :

       m bình tăng = m dd tăng = m chất hấp thụ ( CO₂ + H₂O có thể có )

    - Trong trường hợp không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải.

2. Bài toán CO₂, SO₂ dẫn vào dung dịch Ca(OH)₂, Ba(OH)₂:

Do ta không biết sản phẩm thu được là muối nào nên phải tính tỉ lệ T:

        Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O (1)

        Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂ (2)

Đặt T = nCO₂ : nCa(OH)₂

    - Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối CaCO₃

    - Nếu T = 2 : chỉ tạo muối Ca(HCO₃)₂

    - Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

    - Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

    - Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂.

    - Nếu không có các dữ kiện trên ta phải chia trường hợp để giải.

* Khi những bài toán không thể tính T ta dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

    - Hấp thụ CO₂ vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối CaCO₃.

* Sự tăng giảm khối lượng dung dịch : Khi cho sản phẩm cháy vào bình Ca(OH)₂ hay Ba(OH)₂.

m bình tăng = m hấp thụ

m dd tăng = m hấp thụ - m kết tủa

m dd giảm = m kết tủa – m hấp thụ

Bài tập vận dụng

Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 0,16 mol CO₂ vào 2 lít dd Ca(OH)₂ 0,05 M thu được kết tủa X và dd Y. Cho biết khổi lượng dd Y tăng hay giảm bao nhiêu so với dd Ca(OH)₂ ban đầu?

Hướng dẫn:

n_Ca(OH)2 = 0,05.2=0,1 mol

T = n_CO2 : n_Ca(OH)2 = 0,16/0,1 = 1,6 → 1 < T < 2 → tạo cả muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

0,1……….0,1…………0,1

→ Số mol CO₂ dùng để hòa tan kết tủa là: 0,16 – 0,1 = 0,06 mol

CO₂ + CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

0,06     →     0,06

→ Số mol kết tủa còn lại là: 0,1 – 0,06 = 0,04 mol

→ m ↓ = mCaCO₃ = 0,04.100 = 4g

→ m_{dd tăng} = m_CO2 - m_CaCO3 = 0,16.44 - 4 = 3,04g

Bài 2: Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dd Ca(OH)₂ 1M thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dd lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?

Hướng dẫn:

Dd sau phản ứng đun nóng lại có kết tủa → có Ca(HCO₃)₂ tạo thành

n_CaCO3 = 6/100 = 0,06 mol

BTNT Ca: 0,1 = n_CaCO3 + n_Ca(HCO3)2 = 0,06 + n_Ca(HCO3)2 → n_Ca(HCO3)2 = 0,04 mol

BTNT C: n_CO2 = n_CaCO3 + 2n_Ca(HCO3)2 = 0,06 + 2.0,04 = 0,14 mol

→ V = 0,14. 22,4 = 3,136 lít

Cách giải bài tập Nhiệt phân muối cacbonat, hidrocacbonat

Lý thuyết và Phương pháp giải

Chú ý:

- Các muối hidrocacbon của kim loại Na, K khi nhiệt phân chỉ cho ra muối cacbonat chứ không ra oxit kim loại.

- Nếu nhiệt phân đến cùng Ba(HCO₃)₂ thì chất rắn thu được là BaO

- Riêng FeCO₃ khi nung trong không khí hoặc trong điều kiện có khí oxi thì sẽ tạo ra oxit sắt (III)

    FeCO₃ + O₂ −^to→ Fe₂O₃ + 4CO₂

Bài tập vận dụng

Bài 1: Nung 65.1 g muối cacbonat của kim loại M hóa trị II thu được V lít CO₂. Sục CO₂ thu được vào 500ml Ba(OH)₂ 0,95M được 34,475g kết tủa. Tìm kim loại M?

Hướng dẫn:

MCO₃ −^to→ MO + CO₂

n_Ba(OH)2 = 0,95.0,5 = 0,475 mol

Khi sục CO₂ vào Ba(OH)₂ kết tủa thu được là BaCO₃ →

n_BaCO3 = 34,475/197 = 0,175 mol

n_BaCO3 = 0,175 < n_Ba(OH)2

TH1 chỉ tạo thành muối cacbonat → n_CO2 = n_BaCO3 = 0,175 mol

→ n_MCO3 = 0,175 mol → M_MCO3 = 65,1/0,175 = 372

→ không có kim loại nào phù hợp

TH₂ tạo thành hai muối BaCO₃: 0,175 mol và Ba(HCO₃)₂: y mol

BTNT Ba: 0,175 + y = 0,475 → y =0,3

n_CO2 = n_BaCO3 + 2n_Ba(HCO3)2 = 0,175 + 2.0,3 = 0,775 mol

n_MCO3 = n_CO2 = 0,775mol → M_MCO3 = 65,1/0,775 = 84 → M=24 → M: Mg

Bài 2: Nung hỗn hợp X gồm FeCO₃ và BaCO₃ trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Y và V lít CO₂ (đktc). Hòa tan Y vào H₂O dư thu được dung dịch Z và 8 gam chất rắn không tan. Hấp thụ hết V lít khí CO₂ vào Z thu được 9,85 gam kết tủa. Khối lượng của FeCO₃ và BaCO₃ trong hỗn hợp ban đầu?

Hướng dẫn:

4FeCO₃ + O₂ −^to→ 2Fe₂O₃ + 4CO₂

x………………→ 0,5x ……. x

BaCO₃ −^to→ BaO + CO₂

y …………..→.. y……y

n_CO2 = x+y

Chất rắn Y gồm: Fe₂O₃ và BaO

Y + H₂O dư: Chất rắn không tan là Fe₂O₃

→ 160.0,5x = 8 → x = 0,1 mol → n_CO2 = 0,1 + y

BaO + H₂O → Ba(OH)₂

y.…………..→……..y

Dung dịch Z là dung dịch Ba(OH)₂

Ba(OH)₂ + CO₂ → BaCO₃ + H₂O

y……. →…… y…… y

→ Số mol CO₂ dư để hòa tan kết tủa BaCO₃ là: (0,1+y) – y =0,1 mol

CO₂ + BaCO₃ + H₂O → Ba(HCO₃)₂

0,1…→…..0,1…………………..0,1

n_BaCO3 = y-0,1 = 9,85/197 = 0,05 mol → y = 0,15 mol

m_FeCO3 = 0,1.116 = 11,6g

m_BaCO3 = 0,15.197 = 29,77g