Tài liệu 36 Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học Lớp 9 và ôn thi vào Lớp 10 chuyên - Chuyên đề 34: Không đồng nhất

CHỦ ĐỀ 34: KHÔNG ĐỒNG NHẤT
1) Giới thiệu: Không đồng nhất
(a) Dạng 1: Chia hỗn hợp thành 2 phần không bằng nhau
Vd: ( không cho biết bằng nhau)
(b) Dạng 2. Không đồng nhất ( phần 1 lấy gam; phần 2 lấy mol).
Vd: Cho hỗn hợp (X)
Thí nghiệm (1) lấy m (gam) hỗn hợp (X) 
Thí nghiệm (2) lấy a mol hỗn hợp (X) 
2) Phương pháp giải. Đặt hệ số k 
Vd1: Hỗn hợp X gồm C2H2, C2H4, CH4. Đốt cháy hoàn toàn 28,8 gam hỗn hợp X thu được 32,4 gam H2O. Mặt khác 0,5 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 500 gam dung dịch brom 20%. Phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp lần lượt là bao nhiêu?
Giải:
C2H2 + 2,5O22CO2 + H2O
 	C2H4 + 3O22CO2 + 2H2O
CH4 + 2O2CO2 + 2H2O
Ta có: 
	C2H2 + 2Br2C2H2Br4 
C2H4+ Br2C2H4Br2 
CH4+ Br2khong xay ra 
Vd 2: Chia 3,2 gam hỗn hợp khí A gồm CH4 và C2H4 thành 2 phần 
- Phần 1: Hấp thụ hết vào bình chứa dung dịch brom dư, sau phản ứng đã có 3,2 gam brom tham gia phản ứng.
- Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn trong khi oxi, rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 32,505 gam kết tủa.
 a) Viết các phản ứng xảy ra
 b) Tính khối lượng CH4 trong A. 
Giải:
Phần 1: 
CH4+ Br2khong xay ra 
C2H4+ Br2C2H4Br2 
	b = 0,02 mol
Phần 2: 
CH4 + 2O2CO2 + 2H2O
C2H4 + 3O22CO2 + 2H2O
 	CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O
 Do: mol CO2 = mol BaCO3 = 0,165 mol 
 ka + kb.2 = 0,165 
 phần 1 + phần 2 = 3,2 gam 
 a. 16 + 28b + ka. 16 + k.b. 28 = 3,2 (2)
Tóm lại: 
mCH4 = mCH4 (1) + mCH4 
 mCH4 = a. 16 + na. 16 = 0,015. 16 + 3.0,015.16 = 0,96 gam
BÀI TẬP.
Bài 1. Chia m gam hỗn hợp gồm Al và Mg thành 2 phần
- Phần 1: tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 3,36 lít H2 đktc và 1,2 gam kim loại không tan. 
- Phần 2. tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được 8,96 lít H2 đktc
	a) Viết phản ứng hóa học xảy ra
	b) Tính m
Bài 2:
Chia m gam hỗn hợp gồm Al và Fe thành 2 phần
- Phần 1: Tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được 0,672 lít H2 đktc và 1,12 gam chất rắn không tan.
- Phần 2: Tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được 4,48 lít khí H2 đo đktc
	a) Viết phản ứng hóa học xảy ra
	b) Tính m
Bài 3. Hỗn hợp bột (X) gồm Cu, Al. Đốt cháy hoàn toàn m gam (X) trong oxi (dư), thu được 23,58 gam hỗn hợp (Y) gồm CuO và Al2O3. Mặt khác, nếu cho 0,04 mol (X) phản ứng với một lượng dư dung dịch KOH loãng nóng, thu được 0,672 lít khí H2 (đktc)
	a) Viết các phản ứng xảy ra?
	b) Tính m 
Bài 4. Hỗn hợp bột (X) gồm Cu, Mg. Đốt cháy hoàn toàn m gam (X) trong oxi (dư), thu được 28 gam hỗn hợp (Y) gồm CuO và MgO. Mặt khác, nếu cho 0,05 mol (X) phản ứng với một lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng, thu được 0,672 lít khí H2 (đktc)
	a) Viết các phản ứng xảy ra?
	b) Tính m 
Bài 5. Hỗn hợp bột (X) gồm Cu, Mg Đốt cháy hoàn toàn m gam (X) trong oxi (dư), thu được 32 gam hỗn hợp (Y) gồm CuO và MgO. Mặt khác, nếu cho 0,05 mol (X) phản ứng với một lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng, thu được 0,448 lít khí H2 (đktc)
	a) Viết các phản ứng xảy ra?
	b) Tính m 
	c) Cho m gam (X) tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được V lít SO2 đo đktc. TínhV 
Câu 6: Hỗn hợp (X) gồm C2H2, C2H4, CH4. Đốt cháy hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp (X) thu được 21,6 gam H2O. Mặt khác 0,5 mol hỗn hợp (X) tác dụng vừa đủ với 500 gam dung dịch brom 20%. 
a) Viết các phản ứng xảy ra. 
b) Tính % thể tích CH4 trong hỗn hợp (X)
Câu 7. Hỗn hợp (X) gồm C2H2, C2H4, CH4. Đốt cháy hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp (X) thu được 61,6 gam CO2. Mặt khác 0,5 mol hỗn hợp (X) tác dụng vừa đủ với 500 gam dung dịch brom 20%. 
a) Viết các phản ứng xảy ra. 
b) Tính % thể tích CH4 trong hỗn hợp (X)
Câu 8. Đun nóng 8,56 gam hỗn hợp (X) gồm Al và Fe2O3 sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y gồm 4 chất. Hòa tan hoàn toàn rắn (Y) vào dung dịch NaOH loãng, dư nóng thu được 2,016 lít khí H2 thoát ra đktc và có 5,92 gam chất rắn không tan. Tính phần trăm khối lượng Al trong (X). 
Câu 9. Nung 93,9 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 và Al trong môi trường chân không. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp Y. chia Y làm 2 phần:
Phần 1: cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,344 lít H2
Phần 2: cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 14,112 lít H2 biết các khí đo ở đktc. Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X. 
Câu 10. Hỗn hợp X gồm Al, FexOy. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn m gam hỗn hợp X trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp Y. Chia Y thành 2 phần.
Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,008 lít H2 (đktc) và còn lại 5,04g chất rắn không tan. 
Phần 2: Có khối lượng 29,79 gam, cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được 12,096 lít khí SO2 (đktc, là sản phẩm khử duy nhất). 
	a) Viết phản ứng xảy ra
	b) Tìm công thức FexOy
	c) Tìm giá trị của m 
Đs: 39,72 gam và Fe3O4
HƯỚNG DẪN
Bài 1. Chia m gam hỗn hợp gồm Al và Mg thành 2 phần
- Phần 1: tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 3,36 lít H2 đktc và 1,2 gam kim loại không tan. 
- Phần 2. tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được 8,96 lít H2 đktc
	a) Viết phản ứng hóa học xảy ra
	b) Tính m
Al + NaOH + H2ONaAlO2 +1,5 H2
Mg + NaOHkhông xẩy ra
Al + 3HClAlCl3 + H2
Mg + 2HClMgCl2 + H2
Vậy: m = P1 + P2 = mAl + mMg = 27. (0,1 + 0,1.2) + 24. (0,05+0,05.2) = 8,136 gam 
Bài 2. 
Chia m gam hỗn hợp gồm Al và Fe thành 2 phần
- Phần 1: Tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được 0,672 lít H2 đktc và 1,12 gam chất rắn không tan.
- Phần 2: Tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được 4,48 lít khí H2 đo đktc
	a) Viết phản ứng hóa học xảy ra
	b) Tính m
Al + NaOH + H2ONaAlO2 +1,5 H2
Fe+ NaOHkhông xẩy ra
Al + 3HClAlCl3 + H2
Fe + 2HClFeCl2 + H2
Vậy: m = P1 + P2 = mAl + mFe = 27. (0,02 + 0,02.4) + 56. (0,02+0,02.4) = 8,3 gam 
Bài 3. Hỗn hợp bột (X) gồm Cu, Al. Đốt cháy hoàn toàn m gam (X) trong oxi (dư), thu được 23,58 gam hỗn hợp (Y) gồm CuO và Al2O3. Mặt khác, nếu cho 0,04 mol (X) phản ứng với một lượng dư dung dịch KOH loãng nóng, thu được 0,672 lít khí H2 (đktc)
	a) Viết các phản ứng xảy ra?
	b) Tính m 
2Cu +O2 2CuO 	
4Al + 3O2 2Al2O3 	
Cu+ NaOHkhông xẩy ra
Al + NaOH + H2ONaAlO2 +1,5 H2
Tóm lại: Bài 4. Hỗn hợp bột (X) gồm Cu, Mg. Đốt cháy hoàn toàn m gam (X) trong oxi (dư), thu được 28 gam hỗn hợp (Y) gồm CuO và MgO. Mặt khác, nếu cho 0,05 mol (X) phản ứng với một lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng, thu được 0,672 lít khí H2 (đktc)
	a) Viết các phản ứng xảy ra?
	b) Tính m 
Cu+ H2SO4 loãngkhông xẩy ra
Mg + H2SO4 (loãng) MgSO4 + H2
2Cu +O2 2CuO 	
2Mg +O2 2MgO	
Vậy: m = P1 + P2 = mCu + mMg= 64. (0,02 + 0,02.10) + 24. (0,03+0,03.10) = 22 gam
Bài 5. Hỗn hợp bột (X) gồm Cu, Mg Đốt cháy hoàn toàn m gam (X) trong oxi (dư), thu được 32 gam hỗn hợp (Y) gồm CuO và MgO. Mặt khác, nếu cho 0,05 mol (X) phản ứng với một lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng, thu được 0,448 lít khí H2 (đktc)
	a) Viết các phản ứng xảy ra?
	b) Tính m 
	c) Cho m gam (X) tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được V lít SO2 đo đktc. TínhV 
Cu+ H2SO4 loãngkhông xẩy ra
Mg + H2SO4 (loãng) MgSO4 + H2
2Cu +O2 2CuO 	
2Mg +O2 2MgO	
Vậy: m = P1 + P2 = mCu + mMg= 64. (0,03 + 0,03.10) + 24. (0,02+0,02.10) = 26,4 gam
Cu+2 H2SO4 đặc nóng CuSO4 + SO2 + 2H2O 
Mg+2 H2SO4 đặc nóng MgSO4 + SO2 + 2H2O 
Câu 6: Hỗn hợp (X) gồm C2H2, C2H4, CH4. Đốt cháy hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp (X) thu được 21,6 gam H2O. Mặt khác 0,5 mol hỗn hợp (X) tác dụng vừa đủ với 500 gam dung dịch brom 20%. 
a) Viết các phản ứng xảy ra. 
b) Tính % thể tích CH4 trong hỗn hợp (X)
Giải:
C2H2 + 2,5O22CO2 + H2O
 C2H4 + 3O22CO2 + 2H2O
CH4 + 2O2CO2 + 2H2O
	C2H2 + 2Br2C2H2Br4 
C2H4+ Br2C2H4Br2 
CH4+ Br2khong xay ra 
Câu 7. Hỗn hợp (X) gồm C2H2, C2H4, CH4. Đốt cháy hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp (X) thu được 61,6 gam CO2. Mặt khác 0,5 mol hỗn hợp (X) tác dụng vừa đủ với 500 gam dung dịch brom 20%. 
a) Viết các phản ứng xảy ra. 
b) Tính % thể tích CH4 trong hỗn hợp (X)
Giải:
C2H2 + 2,5O22CO2 + H2O
 C2H4 + 3O22CO2 + 2H2O
CH4 + 2O2CO2 + 2H2O
	C2H2 + 2Br2C2H2Br4 
C2H4+ Br2C2H4Br2 
CH4+ Br2khong xay ra 
Câu 8. Đun nóng 8,56 gam hỗn hợp (X) gồm Al và Fe2O3 sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y gồm 4 chất. Hòa tan hoàn toàn rắn (Y) vào dung dịch NaOH loãng, dư nóng thu được 2,016 lít khí H2 thoát ra đktc và có 5,92 gam chất rắn không tan. Tính phần trăm khối lượng Al trong (X). 
 	 2Al + Fe2O3 1Al2O3 + 2Fe
Vậy: 
Câu 9. Nung 93,9 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 và Al trong môi trường chân không. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp Y. chia Y làm 2 phần:
Phần 1: cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,344 lít H2
Phần 2: cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 14,112 lít H2 biết các khí đo ở đktc. Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X. 
Đs: 24,3 và 69,6 gam 
Giải:
Phản ứng:
	3Fe3O4 + 8Al 9Fe + 4Al2O3
Do Y tác dụng với dung dịch NaOH sinh ra H2. Nên (Y) có Al 
Fe + NaOH (dd)không xảy ra
Al2O3 + 2NaOH (dd)2NaAlO2 + H2O
Al +NaOH +H2O2NaAlO2 + 1,5H2
Fe + 2HCl (dd)FeCl2 +H2
Al2O3 + 6HCl (dd)2AlCl3 +3H2O
Al + 3HCl (dd)AlCl3 + 1,5H2
Tóm lại:
Câu 10. Hỗn hợp X gồm Al, FexOy. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn m gam hỗn hợp X trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp Y. Chia Y thành 2 phần.
Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,008 lít H2 (đktc) và còn lại 5,04g chất rắn không tan. 
Phần 2: Có khối lượng 29,79 gam, cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được 12,096 lít khí SO2 (đktc, là sản phẩm khử duy nhất). 
	a) Viết phản ứng xảy ra
	b) Tìm công thức FexOy
	c) Tìm giá trị của m 
Đs: 39,72 gam và Fe3O4
Phản ứng:
	3FexOy + 2yAl 3xFe + yAl2O3
Do Y tác dụng với dung dịch NaOH sinh ra H2. Nên (Y) có Al 
Fe + NaOH (dd)không xảy ra
Al2O3 + 2NaOH (dd)2NaAlO2 + H2O
Al +NaOH +H2O2NaAlO2 + 1,5H2
2Fe + 6H2SO4 đặc nóngFe2(SO4)3 + 3SO2 +6H2O
Al2O3 + 3H2SO4 đặc nóngAl2(SO4)3 +3H2O
2Al + 6H2SO4 đặc nóngAl2(SO4)3 + 3SO2 +6H2O
Tóm lại:
FexOy + 2yAl 3xFe + yAl2O3
 0,09 0,04 
 BTKL: m = 29,79. (3+1):3 = 39,72gam