Bài tập tính oxi hoá của H2SO4 đặc lớp 11 (có lời giải)

Đáp án đúng là: A

Do NaOH dư nên có phản ứng sau phản ứng chỉ thu được muối trung hòa:

\[{n_{N{a_2}S{O_3}}} = \frac{{37,8}}{{126}} = 0,3\,mol\]               

\[\begin{array}{*{20}{l}}{2NaOH{\rm{ }} + {\rm{ }}S{O_2}\; \to {\rm{ }}N{a_2}S{O_{3\;}} + {\rm{ }}{H_2}O}\\{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}0,3\;\;\;\;\;\;\; \leftarrow \;\;\;{\rm{ }}0,3\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}\left( {mol} \right)}\end{array}\]

Xét quá trình cho – nhận e:    

\[\begin{array}{l}\mathop {\rm{M}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop M\limits^{ + n} \; + {\rm{ n}}e\\x \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;nx\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]    

\[\begin{array}{l}\mathop S\limits^{ + 6} \; + {\rm{ 2}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop S\limits^{ + 4} \\\;\;\;\;\;2.0,3\;\; \leftarrow \;0,3\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

Bảo toàn e ta có: n.x = 2.0,3 = 0,6

\[ \Rightarrow x = \frac{{0,6}}{n} \Rightarrow {M_M} = \frac{{19,2}}{{\frac{{0,6}}{n}}} = 32n\]

Đáp án đúng là: D

\[{n_{S{O_2}}} = \frac{{8,6765}}{{24,79}} = 0,35(mol)\]

\[\begin{array}{l}\mathop {{\rm{Fe}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Fe}\limits^{ + 3} \; + {\rm{ 3}}e\\x \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;3x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\\mathop {{\rm{Cu}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Cu}\limits^{ + 2} \; + {\rm{ 2}}e\\y \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;2y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

\[\begin{array}{l}\mathop S\limits^{ + 6} \; + {\rm{ 2}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop S\limits^{ + 4} \\\;\;\;\;\;\;\;0,7\;\;\; \leftarrow \;\;0,35\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có: 3x + 2y = 0,7 (1)

Mà 56x + 64y = 18,4 (2).

Từ (1) và (2) \[ \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x{\rm{ }} = {\rm{ }}0,1{\rm{ }}\left( {mol} \right)}\\{y{\rm{ }} = {\rm{ }}0,2{\rm{ }}\left( {mol} \right)}\end{array}} \right.\]

\[\% {m_{Fe}} = \frac{{0,1.56}}{{18,4}}.100\% = 30,43\% .\]

Đáp án đúng là: D

\[{n_{Al}}\; = \frac{{5,4}}{{27}} = 0,2{\rm{ }}\left( {mol} \right);\,\,{n_{Cu}}\; = \frac{{6,4}}{{64}} = 0,1{\rm{ }}\left( {mol} \right)\]

Ta có các quá trình:

\[\begin{array}{l}\mathop {{\rm{Al}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Al}\limits^{ + 3} \; + {\rm{ 3}}e\\0,2 \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;0,6\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\\mathop {{\rm{Cu}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Cu}\limits^{ + 2} \; + {\rm{ 2}}e\\0,1 \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;0,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

\[\begin{array}{l}\mathop S\limits^{ + 6} \; + {\rm{ 2}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop S\limits^{ + 4} \\\;\;\;\;\;\;\;2a\;\;\; \leftarrow \;\;a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

Bảo toàn electron: 2a = 0,6 + 0,2 Þ a = 0,4

Þ V = 0,4.24,79 = 9,916 lít.

Đáp án đúng là: B

\[{n_{S{O_2}}} = \frac{{2,1072}}{{24,79}} = 0,085{\rm{ }}mol;\,\,{n_S}\; = \frac{{0,16}}{{32}} = 0,005{\rm{ }}mol\]

Xét quá trình cho – nhận e:   

\[\begin{array}{l}\mathop {{\rm{Zn}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Zn}\limits^{ + 2} \; + {\rm{ 2}}e\\x \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;2x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\\mathop {{\rm{Al}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Al}\limits^{ + 3} \; + {\rm{ 3}}e\\y \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;3y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]     

\[\begin{array}{l}\mathop S\limits^{ + 6} \; + {\rm{ 2}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop S\limits^{ + 4} \\\;\;\;\;\;\;0,17\;\; \leftarrow \;0,085\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\\mathop S\limits^{ + 6} \; + {\rm{ 6}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop S\limits^0 \\\;\;\;\;\;\;0,03\;\; \leftarrow \;\;0,005\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

Bảo toàn electron: 2x + 3y = 0,17 + 0,03 = 0,2 (1)

Mà m_{hỗn hợp}  = 65x + 27y = 2,975   (2)

Từ (1) và (2) ⟹ \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x{\rm{ }} = {\rm{ }}0,025}\\{y{\rm{ }} = {\rm{ }}0,05}\end{array}} \right.\]

\[ \to \% {m_{Al}}\; = \;\frac{{0,05.27}}{{2,975}}.100\% = {\rm{ }}45,38\% \]

Đáp án đúng là: D

\[{n_{S{O_2}}} = \frac{{6,1975}}{{24,79}} = 0,25(mol)\]

Ta có các quá trình:

\[\begin{array}{l}\mathop {{\rm{Cu}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Cu}\limits^{ + 2} \; + {\rm{ 2}}e\\x \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;2x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\\mathop {{\rm{Fe}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Fe}\limits^{ + 3} \; + {\rm{ 3}}e\\y \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;3y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

\[\begin{array}{l}\mathop S\limits^{ + 6} \; + {\rm{ 2}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop S\limits^{ + 4} \\\;\;\;\;\;\;0,25.2\;\;\; \leftarrow \;\;0,25\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 2x + 3y = 0,25.2 (1)

Mà 64x + 56y = 12 (2).

Từ (1) và (2) \[ \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x{\rm{ }} = {\rm{ }}0,1{\rm{ }}\left( {mol} \right)}\\{y{\rm{ }} = {\rm{ }}0,1{\rm{ }}\left( {mol} \right)}\end{array}} \right.\]

\[\begin{array}{l}\% {m_{Cu}} = \frac{{0,1.56}}{{12}}.100\% = 46,67\% \\\% {m_{Fe}} = 100\% - 46,67\% = 53,33\% \end{array}\]

Đáp án đúng là: B

\[{n_{Cu}}\; = \frac{{0,96}}{{64}} = {\rm{ }}0,015{\rm{ }}mol\]

Bảo toàn electron: \[2.{n_{Cu}}\; = {\rm{ }}2.{n_{S{O_2}}}\; \to {\rm{ }}{n_{S{O_2}}}\; = {\rm{ }}0,015{\rm{ }}mol\]

→ V = 0,015.24,79 = 0,37185 lít.

Đáp án đúng là: D

\[{n_{S{O_2}}} = \frac{{3,1}}{{24,79}} = 0,125\,mol\]

→ n_{e nhận}  = 0,125.2 = 0,25 mol → n_{e cho} = 0,25 mol

Nhận xét: Khi hỗn hợp A tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thì số mol e cho cũng giống như khi đốt cháy trong oxygen dư

→ Trong phản ứng đốt cháy: n_{e cho} = 0,25 mol →\[{n_e}{\,_{{O_2}}}_{nhan\;}\; = {\rm{ }}0,25{\rm{ }}mol\]

\[ \to {n_{{O_2}}}\; = \;\frac{{0,25}}{4} = 0,0625mol \to {\rm{ }}V{\rm{ }} = {\rm{ }}0,0625.24,79 = 1,5494{\rm{ }}\left( l \right)\]

Đáp án đúng là: A

\[{n_{S{O_2}}} = \frac{{7,437}}{{24,79}} = 0,3\left( {mol} \right)\]

Xét quá trình cho – nhận electron:  

\[\begin{array}{l}\mathop {\rm{R}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop R\limits^{ + n} \; + {\rm{ n}}e\\x \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;nx\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]      

\[\begin{array}{l}\mathop S\limits^{ + 6} \; + {\rm{ 2}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop S\limits^{ + 4} \\\;\;\;\;\;2.0,3\;\; \leftarrow \;0,3\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

Bảo toàn electron ta có: n.x = 2.0,3 = 0,6

\[\begin{array}{l} \Rightarrow x = \frac{{0,6}}{n}\\ \Rightarrow {M_M} = \frac{{5,4}}{{\frac{{0,6}}{n}}} = 9n\end{array}\]

Vậy R là kim loại nhôm (aluminium).

Khối lượng muối sau phản ứng: \[{m_{A{l_2}{{\left( {S{O_4}} \right)}_3}}} = 0,1.342 = 34,2{\rm{ }}\left( g \right)\]