Chuyên đề 21 tìm khoảng biến thiên của một lượng chất

2 Chuyên đề 21

TÌM KHOẢNG BIẾN THIÊN CỦA MỘT LƯỢNG CHẤT

( Cực trị trong giải toán hoá học )

I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ

- Thường gặp: hỗn hợp A

B (có tính chất tương tự ) tác dụng với chất X ( thường lấy thiếu

)

- Nếu lượng chất X lấy vào phản ứng thay đổi thì lượng sản phẩm do hỗn hợp A

B tạo ra

cũng thay đổi trong một khoảng nào đó ( gọi chung là khoảng biến thiên ) Phương pháp :

1) Nếu hỗn hợp đã biết lượng của mỗi chất thì xét 2 trường hợp :

A tác dụng trước rồi đến B  lượng chất cần tìm m1 B tác dụng trước rồi đến A  lượng chất cần tìm m2  khoảng biến thiên : m1 < m < m2 ( hoặc ngược lại ) 2) Nếu hỗn hợp chưa biết khối lượng của mỗi chất thì xét 2 trường hợp :

Hỗn hợp chỉ có chất A  lượng chất cần tìm m1 Hỗn hợp chỉ có chất B  lượng chất cần tìm m2 3) Có thể dùng phương pháp đại số (dựa vào giới hạn của đại lượng đã biết  khoảng biến thiên của một đại lượng chưa biết.) :

hh hh hh m m n M M  

naëng nheï ï ; Hiệu suất: 0 < H% < 100%

0 < số mol A < số mol hỗn hợp A,B

Nếu . . ï x A y B m x y    thì A < m < B ( hoặc ngược lại )

II- BÀI TẬP ÁP DỤNG 1) Cho hỗn hợp gồm 8 gam CuO và 3,6 gam FeO vào trong 300ml dung dịch HCl 0,8M. Sau phản ứng có m gam chất rắn không tan . Hỏi m nằm trong khoảng nào ? Hướng dẫn :

Số mol CuO = 0,1 số mol FeO = 0,05 số mol HCl = 0,24 Vậy HCl không đủ tác dụng với hỗn hợp oxit + Nếu CuO phản ứng trước : CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O

ThuVienDeThi.com

3 0,1  0,2 FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O 0,02  0,04 Sau phản ứng : mFeO ( dư ) = 3,6 – (0,02  72 ) = 2,16 gam + Nếu FeO phản ứng trước FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O 0,05 0,1 CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O 0,07  0,14 Sau phản ứng : mCuO ( dư ) = 8 – (0,07  80 ) = 2,4 gam Vì thực tế FeO và CuO cùng phản ứng với HCl nên 2,16 gam < m < 2,4 gam Cách 2 : Có thể đặt RO là CTHH đại diện cho hỗn hợp

RO + 2HCl  RCl2 + H2O 0,12  0,24 nRO = 0,15 – 0,12 = 0,03 khối lượng RO dư : m = 0,03  M Vì 72< M < 80 nên  72 0.03 < m < 80  0,03

2,16gam < m < 2,4 gam 2) Nung 20 gam hỗn hợp MgCO3, CaCO3, BaCO3 ở nhiệt độ cao thì thu được khí A. Dẫn khí A vào trong dung dịch nước vôi thì thu được 10 gam kết tủa và ddB. Đun nóng B hoàn toàn thì tạo thành thêm 6 gam kết tủa. Hỏi % khối lượng của MgCO3 nằm trong khoảng nào ?

Hướng dẫn : số mol kết tủa CaCO3 = 0,1 mol , Số mol CaCO3 ( tạo thêm ) = 0,06 mol

MgCO3

0t  MgO + CO2  .x x CaCO3

0t  CaO + CO2  .y y BaCO3

0t  BaO + CO2  .z z CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O 0,1 0,1 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2

0t  CaCO3  + H2O + CO2 

0,06 Trong đó x,y,z là số mol MgCO3, CaCO3, BaCO3 trong 100gam hỗn hợp Theo các ptpư :

2 3 3 CO CaCO CaCO n n 4 2 n 6 0 1 2 0 06 0 22mol ( ) ( ) , , ,     

Suy ra ta có hệ pt : 84x 100y 197z 100 x y z 0 22 5 1 1 , ,         

ThuVienDeThi.com

4

 100y 197z 100 84x

y z 0 22 5 1 1 x

(1)

(2) , ,

        

Từ (1) và (2) ta có : 100y 197z 100 84x y z 1 1 x ,     

Suy ra ta có : 100 84x 100 197 1 1 x ,

    giải ra được 0,625 < x < 1,032

Vậy khối lượng MgCO3 nằm trong khoảng : 52,5 %  86,69 % 3) Đốt cháy 10,5 gam hỗn hợp A gồm CH4; C2H4; C2H2 trong oxi thu được khí B. Dẫn khí B vào trong dung dịch nước vôi dư thì thấy có 75gam kết tủa. Hỏi % khối lượng của CH4 tối đa là bao nhiêu?. ( ĐS: 38,1% ) 4) Một hỗn hợp khí A gồm etilen , propilen , hiđro có tỉ trọng ( đktc) là PA ( g/l). Cho A đi qua xúc tác Ni, nung nóng thì thu được hỗn hợp khí B.

a/ Với giá trị nào của PA thì hỗn hợp khí B không làm mất màu dung dịch brom b/ Xác định % thể tích của hỗn hợp A, nếu PA = 0,741g/l ; PB = 1,176 g/l Hướng dẫn : Đặt số mol gồm etilen , propilen , hiđro : x,y,z Để khí B không làm mất màu dung dịch Brom thì Anken không dư ( số mol H2 = số mol 2 anken )

 z  x + y

A A 28x 42y 2z M 22 4 p x y z ,        (1)

Biện luận : z = x+y  (1)  A 30x 44y 44 8 p x y ,      0,67 < pA < 0,98

Nếu z > x+y  A M giảm  pA giảm  pA  0,67 5) Một bình kín dung tích 8,96 lít chứa đầy hỗn hợp X gồm N2, O2, SO2 tỉ lệ mol 3 :1 :1 . Đốt …