Phương pháp trung bình trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12

Phương pháp giải

Một số dạng bài thường gặp:

+ Bài toán liên quan đến đồng vị.

+ Xác định các nguyên tố trong cùng chu kì hoặc cùng phân nhóm.

+ Bài toán hỗn hợp kim loại.

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho m gam hỗn hợp bột X gồm 3 kim loại Zn, Cr, Sn có số mol bằng nhau tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl loãng, nóng thu được dung dịch Y và khí H₂. Cô cạn dung dịch Y thu được 8,98 g muối khan. Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng vói O₂ lấy dư để tạo hỗn hợp 3 oxit thì thể tích khí O₂ phản ứng là:

A. 2,016 lít.

B. 0,672 lít.

C. 1,344 lít.

D. 1,008 lít.

Bài giải:

Ba kim loại Zn, Cr, Sn khi tác dụng với HCl loãng nóng đều bị oxi hóa lên số oxi hóa +2. Gọi X là kim loại chung thỏa mãn tính chất khi tác dụng với HCl giống với 3 kim loại trên.

3 kim loại có số mol bằng nhau

Muối khan khi cô cạn dung dịch Y là hỗn hợp muối clorua của 3 kim loại (XCl₂).

Ba kim loại có số mol bằng nhau

Phản ứng với Oxi

⇒ Đáp án đúng là D.

Ví dụ 2: X và Y là hai nguyên tố halogen ở 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Để kết tủa hết ion trong dung dịch chứa 4,4 gam muối natri của chúng cần 150 ml dung dịch AgNO₃ 0,4 M. X và Y là:

A. Flo, clo.

B. Clo, brom.

C. Brom, iot.

D. Không xác định.

Bài giải:

Ta có n_AgNO3= 0,06 mol.

Gọi công thức trung bình của 2 muối là NaR

Mà 2 halogen thuộc chu kỳ liên tiếp

Nên 2 halogen đó là Cl (35,5) và Br (80).

⇒ Đáp án đúng là B.

Ví dụ 3: Cho dung dịch chứa 6,03 gam hỗn hợp gồm hai muối NaX và NaY (X, Y là hai nguyên tố có trong tự nhiên, ở hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm VIIA, số hiệu nguyên tử ZX < ZY) vào dung dịch AgNO₃ (dư), thu được 8,61 gam kết tủa. Thành phần phần trăm khối lượng của NaX trong hỗn hợp ban đầu là:

A. 47,2 %

B. 52,8%

C. 58,2%

D. 41,2%

Bài giải:

Giả sử Y không phải Flo, ta có:

⇒ X là Clo, Y là Flo

Kết tủa chỉ gồm AgCl; n_AgCl = n_NaCl = 8,61: 143,5 = 0,06 mol

% m_NaCl = 0,06.58,5: 6,03.100% = 58,2% => % m_NaF = 41,2%

⇒ Đáp án đúng là D

Ví dụ 4: Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat của kim loại kiềm M tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), sinh ra 0,448 lít khí (ở đktc). Kim loại M là:

A. K

B. Rb

C. Na

D. Li

Bài giải:

Công thức muối cacbonat và hiđrocacbonat của kim loại kiềm M là M₂CO₃ và MHCO₃.

Phương trình phản ứng hóa học:

M₂CO₃ + 2HCl → 2MCl + CO₂ + H₂O

MHCO₃ + HCl → MCl + CO₂ + H₂O

Theo các phản ứng ta thấy: Tổng số mol hỗn hợp muối = số mol của CO₂ = 0,02 mol.

Gọi khối lượng mol trung bình của hai muối là M_(tb),

Ta có: M + 61 < M_(tb) < 2M + 60 (*)

Mặt khác M_(tb) = 1,9/0,02 = 95 (**)

Kết hợp giữa (*) và (**) ⇒ 17,5 < M < 34 ⇒ Kim loại M là Na.

⇒ Đáp án đúng là C

Ví dụ 5: Nguyên tử khối trung bình của đồng kim loại là 63,546. Đồng tồn tại trong tự nhiên với hai đồng vị là Thành phần phần trăm của đồng theo số nguyên tử là:

A. 27,30%

B. 26,30%

C. 26,7%

D. 23,70%

Bài giải:

Từ (1)(2) ⇒ x1 = 27,3; x2 = 72,7

⇒ Đáp án đúng là A

Bài tập tự luyện

Bài 1: Sục khí clo dư vào dung dịch chứa muối NaBr và KBr thu được muối NaCl và KCl, đồng thời thấy khối lượng muối giảm 4,45 gam. Thể tích khí clo đã tham gia phản ứng với 2 muối trên (đo ở đktc) là:

A. 4,48 lít.

B. 3,36 lít.

C. 2,24 lít.

D. 1,12 lít.

Hiển thị đáp án

Gọi công thức trung bình của 2 muối NaBr và KBr là MBr

⇒Đáp án D

Bài 2: Hoà tan 46 gam một hỗn hợp Ba và hai kim loại kiềm A, B thuộc hai chu kì kế tiếp nhau vào nước thu được dung dịch C và 11,2 lít khí (đktc). Nếu thêm 0,18 mol Na₂ SO₄ vào dung dịch C thì dung dịch sau phản ứng vẫn chưa kết tủa hết Ba. Nếu thêm 0,21 mol Na₂SO₄ vào dung dịch C thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na₂SO₄. A và B là

A. Li và Na.

B. Na và K.

C. K và Rb.

D. Rb và Cs.

Hiển thị đáp án

Gọi nguyên tử khối trung bình của hai kim loại là X, tổng số mol là a.

Số mol của Ba là b

Ta có: m_{hỗn hợp} = Xa + 137b = 46 (1)

Khi tác dụng với nước thu được khí: n H₂ = 0,5a + b = 0,5 (2)

Nếu thêm 0,18 mol Na₂SO₄ chưa kết tủa hết Ba. Nếu thêm 0,21 mol Na₂SO₄ vào thì còn dư Na₂SO₄

⇒ 0,18 < b < 0,21

Từ (2) ⇒ 0,58 < a < 0,64

Từ (1) ⇒ 17,23 < Xa < 21,34

Suy ra 26,92 < X < 36,79

Vậy hai kim loại là Na (23) và K (39)

⇒Đáp án B

Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 8,94 gam hỗn hợp gồm Na, K và Ba vào nước thu được dung dịch X và 2,688 lit khí H₂ (đktc). Dung dịch Y gồm HCl và H₂SO₄ có tỉ lệ mol tương ứng: 4: 1. Trung hòa dung dịch X bởi dung dịch Y, tổng khối lượng các muối được tạo ra là:

A. 13,7

B. 12,78

C. 18,46

D. 14,62

Hiển thị đáp án

Ta có: n H₂ = 0,12 mol

Gọi công thức trung bình của Na, K và Ba là M

⇒ m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc axit} = 8,94 + 0,04.96 + 0,16.35,5 = 18,46 gam.

⇒Đáp án C

Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 4,431g hỗn hợp Al, Mg bằng dung dịch HNO₃ loãng thu được dung dịch X (không chứa muối amoni) và 1,568 lít (đktc) hỗn hợp hai khí không màu có khối lượng 2,59g, trong đó có một khí bị hóa nâu trong không khí. Cô cạn cẩn thận dung dịch X thì lượng muối khan thu được là:

A. 19,621g

B. 8,771g

C. 28,301g

D. 32,641g

Hiển thị đáp án

n X = 1,568: 22,4 = 0,07 mol. Khí không màu hóa nâu trong không khí là NO

KL +HNO₃ → Khí không màu ⇒ Khí còn lại là 1 trong 2 khí: N₂ hoặc N₂O

⇒ Khí còn lại trong X có M > 37 ⇒ Khí còn lại là N₂O (44)

⇒Đáp án C

Bài 5: Dung dịch X chứa 8,36g hỗn hợp hiđroxit của 2 kim loại kiềm. Để trung hòa X cần dùng tối thiểu 500ml dung dich HNO₃ 0,55M. Biết hiđroxit của kim loại có nguyên tử khối lớn hơn chiếm 20% số mol hỗn hợp. Kí hiệu hóa học của 2 kim loại kiềm lần lượt là:

A. Li và Na

B. Na và K

C. Li và K

D. Na và Cs

Hiển thị đáp án

⇒Đáp án C

Bài 6: Trong tự nhiên kali có 2 đồng vị . Thành phần % khối lượng của K₁₉³⁹ trong KClO₄ là (Cho O = 16,00; Cl = 35,50; K = 39,13):

A. 26,39%

B. 26,30%

C. 28,23%

D. 28,16%

Hiển thị đáp án

⇒Đáp án B

Bài 7: Cho 8,5g hai kim loại hóa trị I đứng kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn hóa học vào nước thu được 3,36l khí bay lên. Tìm tên của hai kim loại đó?

A. Li và Na

B. Na và K

C. K và Rb

C. Rb và Cs

Hiển thị đáp án

⇒ Hai kim loại là Na (23) và K (39)

⇒Đáp án B

Bài 8: Một dung dịch có chứa 35 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc hai chu kì kế tiếp nhau ở nhóm IA. Thêm từ từ và khuấy đều một lượng dung dịch HCl vào dung dịch trên. Khi phản ứng xong thu được 1,23 lít khí CO₂ (27oC; 2 atm) và dung dịch X. Thêm dung dịch Ca (OH)₂ dư vào dung dịch X, thu được 20 gam kết tủa. Hai kim loại kiềm là:

A. Li và Na

B. Na và K

C. K và Rb

D. Rb và Cs

Hiển thị đáp án

Nhận thấy khi cho dung dịch Ca (OH)₂ dư vào dung dịch X tạo kết tủa → trong X có chứa HCO₃^-

Bảo toàn nguyên tố C ⇒ nM₂CO₃ = nCaCO₃ + nCO₂ = 0,3 mol

Vậy M tb muối = 35/0,3 = 116,67 → M tb kim loại = 28,33 mà hai kim loại ở chu kì kế tiếp ⇒ Na, K.

⇒Đáp án B

Bài 9: Hòa tan 26,8 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại (cùng thuộc nhóm IIA và ở hai chu kì lien tiếp của bảng tuần hoàn) tan trong dung dichh HCl vừa đủ. Sau phản ứng thu được 6,72 lít khí (đktc). Thành phần phần trăm khối lượng của muối cacbonat có phân tử khối nhỏ hơn là

A. 56,2%

B. 62,69%

C. 29,6%

D. 25,3 %

Hiển thị đáp án

Đặt công thức chung của 2 muối là: MCO₃

⇒Đáp án B

Bài 10: Hỗn hợp X gồm hai kim loại A, B nằm kế tiếp nhau trong cùng một nhóm A của bảng tuần hoàn, MA < MB. Lấy 6,2 gam X hòa tan hoàn toàn vào nước thu được 2,24 lít khí hidro (đktc). Kim loại B là:

A. K

B. Rb

C. Ba

D. Sr

Hiển thị đáp án

Đặt công thức chung của 2 kim loại là X, hóa trị n

Với n=1: tính được X=62. Hai kim loại A, B lần lượt là K (39) và Rb (85,5)

Với n=2: tính được X=31. Hai kim loại A, B lần lượt là Mg (24) và Ca (40)

Trường hợp này loại vì Mg không tan trong nước.

⇒ B là Rb ⇒Đáp án B

Bài trước: Phương pháp trung bình trong hóa học hữu cơ hay, chi tiết, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12 Bài tiếp: Phương pháp quy đổi trong hóa học cực hay, chi tiết, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12