Giải sách bài tập KHTN 8 Kết nối bài 6: Tính theo phương trình hóa học

6.1: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 g phosphorus (P), thu được khối lượng oxide P2O5 là

A. 14,2 g.    

B. 28,4 g.

C. 11,0 g.    

D. 22,0 g.

Hướng dẫn trả lời:

$n_{P}=\frac{6,2}{31}=0,2mol$

Phương trình hoá học:

4P + 5O2 → 2P2O5

Theo phương trình hoá học:

4 mol P tham gia phản ứng sẽ thu được 2 mol P2O5.

Vậy 0,2 mol P tham gia phản ứng sẽ thu được 0,1 mol P2O5.

Khối lượng P2O5 tạo ra là: 0,1.142 = 14,2 gam.

6.2 : Cho 6,48 g Al tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl dư, thu được muối AlCl3 và khí H2. Thể tích khí H2 ở 25 °C, 1 bar là

A. 17,8488 L.    

B. 8,9244 L

C.5,9496 L.    

D. 8,0640 L.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: B

$n_{Al}=\frac{6,48}{27}=0,24(mol)$

Phương trình hoá học:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

Theo phương trình hoá học:

Cứ 2 mol Al phản ứng sinh ra 3 mol khí H2.

Vậy 0,24 mol Al phản ứng sinh ra 0,36 mol khí H2.

Thể tích khí H2 ở 25 °C, 1 bar là: 0,36.24,79 = 8,9244 L.

6.3: Cho 2,9748 L khí CO2 (ở 25 °C, 1 bar) tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được muối BaCO3 và H2O. Khối lượng muối BaCO3 kết tủa là

A.12,00 g.    

B. 13,28 g.

C. 23,64 g.    

D. 26,16g.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: C

$n_{CO_{2}}=\frac{2,9748}{24,79}=0,12mol$

Phương trình hoá học:

CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O

Theo phương trình hoá học:

Cứ 1 mol CO2 phản ứng sinh ra 1 mol BaCO3.

Vậy 0,12 mol CO2 phản ứng sinh ra 0,12 mol BaCO3.

Khối lượng muối CaCO3 kết tủa là: 0,12.197 = 23,64 gam.

6.4 : Cho miếng đồng (Cu) dư vào 200 mL dung dịch AgNO3, thu được muối Cu(NO3)2 và Ag bám vào miếng đồng. Khối lượng Cu phản ứng là 6,4 g. Khối lượng Ag tạo ra là

A. 8,8g.

B. 10,8g.

C.15,2g.

D. 21,6g.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: D

$n_{Cu}=\frac{6,4}{64}=0,1mol$

Phương trình hoá học:

Cu + 2Ag(NO3)2 → Cu(NO3)2 + 2Ag

Theo phương trình hoá học:

Cứ 1 mol Cu phản ứng sinh ra 2 mol Ag;

Vậy 0,1 mol Cu phản ứng sinh ra 0,2 mol Ag.

Khối lượng Ag sinh ra là: 0,2.108 = 2,16 gam.

6.5: Cho m g CaCO3 vào dung dịch HCl dư, thu được muối CaCl2 và 1,9832 L khí CO2 (ở 25 °C, 1 bar) thoát ra. Giá trị của m là

A. 8.   

B. 10.   

C. 12.   

D. 16.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: A

$n_CO_{2}}=\frac{1,9832}{24,79}=0,08mol$

Phương trình hoá học:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Theo phương trình hoá học:

Cứ 1 mol CaCO3 phản ứng sinh ra 1 mol CO2;

Vậy để sinh ra 0,08 mol CO2 cần 0,08 mol CaCO3 phản ứng.

Khối lượng CaCO3 là: 0,08.100 = 8 gam.

6.6: Đốt cháy hoàn toàn 12,8 g lưu huỳnh bằng khí oxygen, thu được khí SO2. Số mol oxygen đã phản ứng là

A. 0,2.   

B. 0,4.   

C. 0,6.   

D. 0,8.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: B

$n_{S}=\frac{12,8}{32}=0,4mol$

Phương trình hoá học:

S + O2 → SO2

Theo phương trình hoá học:

Cứ 1 mol S phản ứng hết với 1 mol O2 sinh ra 1 mol SO2.

Vậy cứ 0,4 mol S phản ứng hết với 0,4 mol O2.

6.7: Cho từ từ 200 mL dung dịch NaOH 0,3 M vào dung dịch muối chloride của sắt (FeClx, phản ứng vừa đủ thu được 3,21 g kết tủa Fe(OH)x. Xác định công thức của muối sắt.

Hướng dẫn trả lời:

Gọi số mol muối FeClx là a mol.

Số mol NaOH: 0,2 . 0,3 = 0,06 (mol).

FeClx + xNaOH → Fe(OH)x + xNaCl

Ta có: Số mol NaOH là: ax = 0,06 (1)

Khối lượng kết tủa là: a. (56 + 17x) = 3,21 (2)

Giải hệ (1) và (2) được a = 0,03; x = 3

Công thức của muối là FeCl3.

6.8: Cho 100 mL dung dịch AgNO3 vào 50 g dung dịch 1,9% muối chloride của một kim loại M hoá trị II, phản ứng vừa đủ thu được 2,87 g kết tủa AgCl. Biết PTHH của phản ứng là:

MgCl2 + 2AgNO3 → M(NO3)2 + 2AgCl (rắn)

a) Xác định kim loại M.

b) Xác định nồng độ mol của dung dịch AgNO3.

Hướng dẫn trả lời:

a) Gọi số mol muối MCl2là a.

Khối lượng muối: $\frac{50.1,9%}{100%}=0,95(g)$

MCl2 + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2AgCl

Ta có: $a=\frac{2,87}{2.143,5}=0,01(mol)$

(M + 2.35,5).0,01 = 0,95 ⇒ M = 24 ⇒ Kim loại là Mg.

b) Nồng độ của dung dịch AgNO3:$\frac{2.0,01}{0,1}=0,2(M)$

6.9: Trong phòng thí nghiệm, người ta thực hiện phản ứng nhiệt phân:

KNO3 → KNO2 + O2

a) Cân bằng PTHH của phản ứng trên.

b) Nếu có 0,2 mol KNO3bị nhiệt phân thì thu được bao nhiêu mol KNO2, bao nhiêu mol O2?

c) Để thu được 2,479 L khí oxygen (ở 25 °C, 1 bar) cần nhiệt phân hoàn toàn bao nhiêu gam KNO3?

Hướng dẫn trả lời:

a) Phương trình hoá học:

2KNO3 → 2KNO2 + O2

b) Theo phương trình hoá học:

Cứ 2 mol KNO3 tham gia nhiệt phân thì thu được 2 mol KNO2 và 1 mol O2.

Vậy nếu có 0,2 mol KNO3 bị nhiệt phân thì thu được 0,2 mol KNO2 và 0,1 mol O2.

c)$n_{O_{2}}=\frac{2,479}{24,79}=0,1mol$

Theo phương trình hoá học:

Để sinh ra 1 mol O2 cần 2 mol KNO3 phản ứng;

Vậy để sinh ra 0,1 mol O2 cần 0,2 mol KNO3 phản ứng.

Khối lượng KNO3 là: 0,2.122,5 = 24,5 gam.

6.10: Cho luồng khí hydrogen dư đi qua ống sứ đựng bột copper(II) oxide nung nóng, bột oxide màu đen chuyển thành kim loại đồng màu đỏ và hơi nước ngưng tụ.

a) Viết PTHH của phản ứng xảy ra.

b) Cho biết thu được 12,8 g kim loại đồng, hãy tính:

- Khối lượng đồng(II) oxide đã tham gia phản ứng.

- Thể tích khí hydrogen (ở 25 °C, 1 bar) đã tham gia phản ứng.

- Khối lượng hơi nước ngưng tụ tạo thành sau phản ứng.

Hướng dẫn trả lời:

a) Phương trình hoá học của phản ứng:

H2 + CuO → Cu + H2O

b)$n_{Cu}=\frac{12,8}{64}=0,2mol$

Theo phương trình hoá học của phản ứng:

Để thu được 1 mol kim loại Cu cần 1 mol H2 phản ứng; 1 mol CuO phản ứng và đồng thời thu được 1 mol H2O.

Vậy để thu được 0,2 mol Cu cần 0,2 mol H2 phản ứng; 0,2 mol CuO phản ứng và đồng thời thu được 0,2 mol nước.

- Khối lượng đồng(II) oxide đã tham gia phản ứng: 0,2.80 = 16 gam.

- Thể tích khí hydrogen (ở 25 °C, 1 bar) đã tham gia phản ứng: 0,2.24,79 = 4,958 (L).

- Khối lượng hơi nước ngưng tụ tạo thành sau phản ứng: 0,2.18 = 3,6 gam.

6.11: Nhiệt phân 19,6 g KClO3 thu được 0,18 mol O2. Biết rằng phản ứng nhiệt phân KClO3 xảy ra theo sơ đồ sau:

KClO3 ---> KCl + O2

Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là

A. 25%.   

B. 50%.   

C. 75%.   

D. 60%.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: C

$n_{KClO_{3}}=\frac{19,6}{122,5}=0,16mol$

Phương trình hoá học của phản ứng:

2KClO3 → 2KCl + 3O2

Theo phương trình hoá học của phản ứng:

Cứ 2 mol KClO3 phản ứng thu được 3 mol O2.

Vậy 0,16 mol KClO3 phản ứng thu được 0,24 mol O2.

Hiệu suất của phản ứng là: $H = \frac{0,18}{0,24}.100% = 75%.$

6.12 : Nhiệt phân 10 g CaCO3 thu được hỗn hợp rắn gồm CaO và CaCO3 dư, trong đó khối lượng CaO là 4,48 g. Biết rằng phản ứng nhiệt phân CaCO3 xảy ra theo sơ đồ sau:

CaCO3 ---> CaO + CO2

Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là

A. 60%.   

B. 64,8%.   

C. 75%.   

D. 80%.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: D

$n_{CaCO_{3}}=\frac{10}{100}=0,1(mol)$

Phương trình hoá học:

CaCO3 → CaO + CO2

Theo phương trình hoá học:

1 mol CaCO3 phản ứng sinh ra 1 mol CaO.

Vậy 0,1 mol CaO phản ứng sinh ra 0,1 mol CaO.

Khối lượng CaO thu được theo lí thuyết là: 0,1.56 = 5,6 gam.

Hiệu suất của phản ứng là: $H = \frac{4,48}{5,6}.100% = 80%$.

6.13: Đun nóng 50 g dung dịch H2O2 nồng độ 34%. Biết rằng phản ứng phân huỷ H2O2 xảy ra theo sơ đồ sau:

H2O2 ---> H2O + O2

Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là 80%. Thể tích khí O2 thu được (ở 25 °C, 1 bar) là

A. 4,958 L.    

B. 2,479 L

C. 9,916L.    

D. 17 L.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: A

Khối lượng H2O2 có trong dung dịch là: $m_{H_{2}O_{2}}=\frac{50.34}{100}= 17gam$

$⇒n_{H_{2}O_{2}}=\frac{17}{34}=0,5mol$

Phương trình hoá học:

2H2O2 → 2H2O + O2

Theo phương trình hoá học:

Cứ 2 mol H2O2 phân huỷ sinh ra 1 mol O2.

Vậy cứ 0,5 mol H2O2 phân huỷ sinh ra 0,25 mol O2.

Do hiệu suất phản ứng là 80%. Thể tích khí O2 thu được (ở 25 °C, 1 bar) là

$V_{O_{2}}=0,25.24,79.\frac{80}{100}=4,958(L)$

6.14 : Nung nóng hỗn hợp gồm 20 g lưu huỳnh và 32 g sắt thu được 44 g FeS. Biết rằng phản ứng xảy ra theo sơ đồ sau:

Fe + S ---> FeS

Hiệu suất phản ứng hoá hợp là

A. 60%.    

B. 87,5%

C. 75%.    

D. 80%.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: B

$n_{Fe}=\frac{32}{56}=\frac{4}{7}mol$;

$n_{S}=\frac{20}{32}=0,625mol$

Phương trình hoá học:

Fe + S → FeS

Vậy sau phản ứng S dư; số mol FeS lí thuyết tính theo số mol Fe.

Theo phương trình hoá học: $n_{FeS} = n_{Fe} = \frac{4}{7}mol$.

Hiệu suất phản ứng là: H = \frac{44}{\frac{4}{7}.88}=.100% = 87,5%.$

6.15: Nung nóng hỗn hợp gồm 10 g hydrogen và 100 g bromine. Sau phản ứng thu được hỗn hợp gồm HBr, H2 và Br2, trong đó khối lượng H2 là 9 g. Hiệu suất phản ứng hoá hợp là

A. 10%.    

B. 20%.

C. 80%.    

D. 90%.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: C

$n_{H_{2}}=\frac{10}{2}=5mol;n_{Br_{2}}=\frac{100}{160}=0,625mol$

Phản ứng hoá học: H2 + Br2 → 2HBr

Tỉ lệ phản ứng: 1 1 2

Số mol: 5 0,625 mol

Vậy giả sử H = 100% thì H2 dư, hiệu suất phản ứng tính theo Br2.

Khối lượng H2 phản ứng là: 10 – 9 = 1 gam

Số mol H2 phản ứng 1212= số mol Br2 phản ứng.

Hiệu suất phản ứng hoá hợp là: H = 0,50,6250,50,625.100% = 80%.

6.16: Nung nóng hỗn hợp gồm 0,5 mol SO2 và 0,4 mol O2, sau phản ứng thu được hỗn hợp gồm SO3, SO2 và O2. Biết hiệu suất phản ứng hoá hợp là 40%. số mol SO3 tạo thành là

A. 0,10.    

B. 0,16.

C. 0,32.    

D. 0,20.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án đúng là: D

Phương trình hoá học: 2SO2 + O2 → 2SO3

Tỉ lệ: 2 :1: 2

Số mol: 0,5 0,4 mol

Giả sử hiệu suất phản ứng là 100% thì SO2 hết, O2 dư do đó số mol các chất tính theo SO2.

Theo phương trình hoá học cứ 0,5 mol SO2 phản ứng hết với 0,25 mol O2 sinh ra 0,5 mol SO3.

Do hiệu suất phản ứng là 40% nên số mol SO3 sinh ra là:

$n_{SO_{3}}=0,5.\frac{40}{100=0,2mol$.

6.17 : Phóng tia lửa điện vào 1 mol khí oxygen, phản ứng xảy ra như sau: 3O2 ---> 2O3. Sau phản ứng, thu được hỗn hợp khí gồm O2 và O3 trong đó số mol O3 là 0,08.

a) Tính số mol oxygen trong hỗn hợp sau phản ứng.

b) Tính hiệu suất phản ứng ozone hoá.

Hướng dẫn trả lời:

a) Phương trình hoá học: 3O2→ 2O3.

Theo phương trình hoá học:

Để sinh ra 2 mol O3 cần 3 mol O2 tham gia phản ứng.

Vậy để sinh ra 0,08 mol O3 cần 0,12 mol O2 tham gia phản ứng.

Số mol oxygen trong hỗn hợp sau phản ứng:

1 – 0,12 = 0,88 mol.

b) Hiệu suất phản ứng ozone hoá: $H =\frac{0,12}{1}.100% = 12%.$

6.18: Hỗn hợp khí X gồm 1 mol C2H4 và 2 mol H2. Nung nóng hỗn hợp X có xúc tác, phản ứng xảy ra như sau:

C2H4 + H2 → C2H6

Sau phản ứng, thu được 2,4 mol hỗn hợp khíY gồm C2H4, H2 và C2H6.

a) Tính số mol các chất trong hỗn hợp Y.

b) Tính hiệu suất phản ứng cộng hydrogen.

Hướng dẫn trả lời:

a)Gọi số mol C2H4phản ứng là a.

C2H4 + H2 → C2H6

Số mol trước phản ứng (X): 12mol

Số mol phản ứng:aaamol

Số mol sau phản ứng (Y): 1-a2 – aamol

Số mol hỗn hợp Y: (1 - a) + (2 - a) + a = 3 - a = 2,4 ⇒ a = 0,6.

Vậy hỗn hợp Y gồm 0,4 mol C2H4; 1,4 mol H2;0,6 mol C2H6.

b) Hiệu suất phản ứng cộng hydrogen:$H =\frac{0,6}{1}.100% = 60%.$

6.19: Nhiệt phân 11,84 g Mg(NO3)2, phản ứng xảy ra theo sơ đồ sau:

Mg(NO3)2 ---> MgO + NO2 + O2; thu được 0,7437 L khí O2 (ở 25 °C, 1 bar).

a) Cân bằng PTHH của phản ứng trên.

b) Tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân.

c) Tính số mol các chất tạo thành.

d) Tính khối lượng hỗn hợp rắn (gồm MgO và Mg(NO3)2dư).

Hướng dẫn trả lời:

a) Phương trình hoá học: 2Mg(NO3)2→ 2MgO + 4NO2+ O2;

b) Số mol Mg(NO3)2ban đầu: $n_{Mg(NO_{3})_{2}}=\frac{11,84}{148}=0,08mol$

Số mol O2 sinh ra: $n_{O_{2}}=frac{0,7437}{24,79}=0,03mol$

Phương trình hoá học: 2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2 + O2;

Theo phương trình: 2 2 4 1 mol

Phản ứng: 0,08 → 0,08 0,16 0,04 mol

Hiệu suất phản ứng nhiệt phân là: $H = \frac{0,03}{0,04}.100% = 75%.$

c) Do hiệu suất phản ứng là 75% nên:

Số mol MgO tạo thành là: $0,08.\frac{75}{100} = 0,06 mol$

Số mol NO2 tạo thành là: $0,16.\frac{75}{100} = 0,12 mol$

d) Số mol Mg(NO3)2phản ứng là: $0,08.\frac{75}{100}= 0,06 mol$

Số mol Mg(NO3)2 dư là: 0,08 – 0,06 = 0,02 mol

Hỗn hợp chất rắn gồm: MgO: 0,06 mol và Mg(NO3)2 dư: 0,02 mol có khối lượng:

40.0,06 + 148.0,02 = 5,36 gam.

6.20: Hỗn hợp khí X gồm 1 mol nitrogen và 2 mol hydrogen. Nung nóng hỗn hợp X có xúc tác, phản ứng xảy ra theo sơ đổ sau: N2 + H2 ---> NH3; thu được hỗn hợp khí Y gổm N2, H2 và NH3 trong đó số mol NH3 là 0,6 mol.

a) Cân bằng PTHH của phản ứng trên.

b) Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp ammonium.

c) Tính tổng số mol các chất trong hỗn hợp Y.

Hướng dẫn trả lời:

a) Phương trình hoá học:

N2 + 3H2 → 2NH3

b) Theo phương trình hoá học:

1 mol N2 phản ứng với 3 mol H2 sinh ra 2 mol NH3.

Theo bài ra ban đầu có 1 mol N2 và 2 mol H2 nên giả sử H = 100% thì H2 hết; Hiệu suất phản ứng tính theo H2.

Theo phản ứng để thu được 0,6 mol NH3 thì số mol H2 phản ứng là: $\frac{3.0,6}{2}= 0,9 mol$

Hiệu suất phản ứng tổng hợp ammonium là: $H = \frac{0,9}{2}.100% = 45%.$

c) N2+ 3H2→ 2NH3

Ban đầu: 1 2 0 mol

Phản ứng: 0,3 0,9 0,6 mol

Sau: 0,7 1,1 0,6 mol

Hỗn hợp Y gồm: 0,7 mol N2; 1,1 mol H2 và 0,6 mol NH3.

Tổng số mol các chất khí trong hỗn hợp Y là 2,4 mol.

6.21 : Phần lớn sulfuric acid (H2SO4) được sản xuất từ lưu huỳnh, oxygen và nước theo công nghệ tiếp xúc. Giai đoạn đầu, đốt lưu huỳnh để tạo ra sulfur dioxide (SO2). Tiếp theo, sulfur dioxide bị oxi hoá thành sulfur trioxide (SO3) bởi oxygen với sự có mặt của chất xúc tác vanadium (V) oxide. Cuối cùng, dùng H2SO4 98% hấp thụ sulfur trioxide được oleum H2SO4 . nSO3 để sản xuất sulfuric acid 98 - 99%.

a) Viết PTHH các phản ứng của mỗi giai đoạn trong quy trình trên.

b) Tính khối lượng H2SO4tối đa có thể thu được từ 32 tấn lưu huỳnh.

c) Trong giai đoạn đầu tiên, nếu khối lượng lưu huỳnh bị đốt là 64 kg thì thể tích khí oxygen (ở 25°c, 1 bar) phản ứng và khối lượng sulfur dioxide tạo thành là

A. 49,58 lít; 128 kg.    

B. 49,58 m3; 128 kg.

C. 49,58 lít; 160 kg.    

D. 49,58 m3; 160 kg.

d) Tính khối lượng nước cần dùng để pha với 100 g dung dịch H2SO498% thu được dung dịch H2SO410%. Nêu cách thực hành pha dung dịch.

e) Để thu được 48 kg sulfur dioxide thì cần phải đốt bao nhiêu kg lưu huỳnh, biết hiệu suất phản ứng là 96%?

A. 50,00 kg.    

B. 24,00 kg.

C. 25,00 kg.    

D. 23,04 kg.

Hướng dẫn trả lời:

a) Phương trình phản ứng trong mỗi giai đoạn:

S (rắn) + O2 (khí) → SO2 (khí)

2SO2 (khí) + O2 (khí) → 2SO3 (khí)

SO3 (khí) + H2O (lỏng) → H2SO4 (lỏng)

b) Theo sơ đồ trên, từ 1 mol S sẽ điều chế được 1 mol H2SO4.

Vậy từ 32 tấn lưu huỳnh sẽ điều chế tối đa 98 tấn H2SO4.

c)Đáp án đúng là: B.

64 kg S ⇒ 2 000 mol S.

Theo PTHH: số mol O2 = số mol SO2 = số mol S = 2 000 mol.

Vậy: thể tích O2 = 2 000 . 24,79 = 49 580 (L) = 49,58 m3.

Khối lượng SO2 = 2 000 . 64 = 128 000 (g) = 128 kg.

d) 100 g dung dịch H2SO498% có 98 g H2SO4.

m g dung dịch H2SO410% có 98 g H2SO4.

m = 98.1001098.10010 = 980 (gam)

⇒ Lượng nước thêm vào: 980 - 100 = 880 (g).

Cách pha dung dịch: Lấy 880 g nước cất cho vào cốc to (2 L), cho dẩn từng giọt dung dịch H2SO4 98% vào cốc và khuấy đều bằng đũa thuỷ tinh.

Lưu ý: Tuyệt đối không làm ngược lại (cho nước vào acid đặc). Có thể cân lại dung dịch sau khi pha để bổ sung thêm nước cất bị bay hơi.

e)Đáp án đúng là: C.

48 kg SO2 ⇒ 750 mol SO2

Theo PTHH: số mol S = số mol SO2 = 750 mol.

Vậy khối lượng lưu huỳnh cần dùng:

$\frac{32.750.100}{96}= 25000g = 25kg.$