Bài 6 trang 191 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Trong phòng thí nghiệm, người ta có thể điều chế khí clo bằng những phản ứng sau:

a) Dùng MnO₂ oxi hóa dung dịch HCl đặc.

b) Dùng KMnO₄ oxi hóa dung dịch HCl đặc.

c) Dùng H₂SO₄ đặc tác dụng với hỗn hợp NaCl và MnO₂.

Hãy viết các phương trình hóa học.

Giải

Các phương trình phản ứng điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm:

Bài 7 trang 191 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Những hiđro halogenua nào có thể điều chế được khi cho axit sunfuric đặc tắc dụng lần lượt với các muối:

a) Natri florua;

b) Natri clorua;

c) Natri bromua;

d) Natri iotua.

Giải thích và viết phương trình hóa học.

Giải

Những hiđro halogenua sau có thể điều chế được khi cho H₂SO₄ đặc tác dụng với muối.

a) Natri florua: \({H_2}S{O_4} + 2NaF\,\, \to \,\,2HF + N{a_2}S{O_4}\)

b) Natri clorua: \(\eqalign{  & {H_2}S{O_4} + NaCl\buildrel {{t^0} < {{250}^0}C} \over \longrightarrow NaHS{O_4} + HCl  \cr  & {H_2}S{O_4} + 2NaCl\buildrel {{t^0} > {{400}^0}C} \over \longrightarrow N{a_2}S{O_4} + 2HCl \cr} \)

Những phản ứng của H₂SO₄ đặc trưng tác dụng với các muối NaBr, NaI không thể điều chế được HBr, HI vì \(\eqalign{  & 2NaBr + {H_2}S{O_{4\,đặc}}\,\, \to \,\,N{a_2}S{O_4} + 2HBr  \cr  & 2HBr + {H_2}S{O_{4\,đặc}}\,\, \to \,\,B{r_2} + S{O_2} \uparrow  + 2{H_2}O  \cr  & 2NaI + {H_2}S{O_{4\,đặc}}\,\, \to \,\,N{a_2}S{O_4} + 2HI  \cr  & 8HI + {H_2}S{O_{4\,đặc}}\,\, \to \,\,4{I_2} + {H_2}S + 4{H_2}O \cr} \)

Chú ý : \(\mathrel{\mathop{\kern0pt\longrightarrow}\limits_\text{Tính khử và tính axit đều tăng}^{HF,HCl,HBr,HI}} \)

Bài 8 trang 191 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Một bình đựng oxi ở nhiệt độ t⁰C áp suất P₁ (atm), sau khi phóng tia lửa điện để chuyển oxi thành ozon bình được đưa về nhiệt độ ban đầu, áp suất khí trong bình lúc này là P₂. Tiếp tục dẫn khí trong bình qua dung dịch KI (dư), thu được dung dịch A và 2,2848 lít khí (điều kiện tiêu chuẩn).

a) Tính hiệu suất của quá trình ozon hóa. Biết rằng để trung hòa dung dịch A cần dùng 150 ml dung dịch H₂SO₄ 0,08M.

b) Tính P₂ theo P₁.

Giải

a)

\(\eqalign{  & {n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,15.0,08 = 0,012\,\,\left( {mol} \right)  \cr  & {n_{{O_2}\,dư}} + {n_{{O_2}\,mới\,\sinh }} = {{2,2848} \over {22,4}} = 0,102\,\left( {mol} \right)  \cr  & {H_2}S{O_4} + 2KOH\,\, \to \,\,{K_2}S{O_4} + 2{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)  \cr  & \,0,012\,\, \to 0,024  \cr  & {O_3}\,\,\,\,\,\, + 2KI + {H_2}O\,\, \to \,\,2KOH + {I_2} + {O_2} \uparrow \,\,\,\left( 2 \right)  \cr  & 0,012\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\;\;\;\;\;\;0,024\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\;0,012  \cr  & \,\,\,3{O_2}\,\,\buildrel {tia\,lửa\,điện} \over \longrightarrow \,\,2{O_3}  \cr  & 0,018\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,012  \cr  & {n_{{O_{2\,}}ban\,đầu}} = 0,018 + 0,102 - 0,012 = 0,108 \;{mol} \cr} \)

Vậy hiệu suất phản ứng là: \(H\%  = {{0,018} \over {0,108}}.100 = 16,67\% \)

b) Bình kín và nhiệt độ không đổi ta có: \({{{P_1}} \over {{P_2}}} = {{{n_1}} \over {{n_2}}} = {{0,108} \over {0,102}} \Rightarrow {P_2} = 0,944{P_1}\)

Bài 9 trang 191 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Oleum là gì?

a) Hãy xác định công thức của oleum A, biết rằng sau khi hòa tan 3,38 g A vào nước, người ta phải dùng 800ml dung dịch KOH 0,1M để trung hòa dung dịch A.

b) Cần hòa tan bao nhiêu gam oleum A vào 200g nước để được dung dịch H₂SO₄ 10%.

Giải

Oleum là dung dịch \({H_2}S{O_4}\,\,98\% \) hấp thụ SO₃ được oleum H­₂SO₄.nSO₃.

\({H_2}S{O_4} + nS{O_3}\,\, \to \,\,{H_2}S{O_4}.nS{O_3}\)

a) Xác định công thức oleum.

\(\eqalign{  & {H_2}S{O_4} + 2KOH\,\, \to \,\,{K_2}S{O_4} + 2{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)  \cr  & 0,04\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,0,08 \cr} \)

Ta có n_KOH = 0,8.0,1 = 0,08 (mol)

Khi hòa tan oleum vào nước có quá trình

\({H_2}S{O_4}.nS{O_3} + n{H_2}O\,\, \to \,\,\left( {n + 1} \right){H_2}S{O_4}\,\,\,\,\,\,\,\left( 2 \right)\)

Từ (2) và đề bài ta có \({{98 + 80n} \over {3,38}} = {{n + 1} \over {0,04}}\)

Giải ra được n = 3. Vậy công thức phân tử oleum là H₂SO₄.3SO₃.

b) Gọi a là số mol oleum H₂SO₄.3SO₃.

M_oleum = 98 + 240=338u \( \Rightarrow {m_{oleum}} = 338a\)

Khi hòa tan oleum vào nước có phản ứng sau:

\(\eqalign{  & {H_2}S{O_4}.3S{O_3} + 3{H_2}O\,\, \to \,\,4{H_2}S{O_4}  \cr  & \,\,\,\,\,\,\,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;\;4  \cr  & \,\,\,\,\,\,a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;\;4a \cr} \)

Khối lượng H₂SO₄ khi hòa tan a mol oleum: 98.4a = 392a

\({{392a} \over {338a + 200}} = {{10} \over {100}} \to a = 0,0558\,\,\left( {mol} \right)\)

Vậy m_{Oleum phải dùng} = \(338.0,0558 = 18,86 \) (gam).

Bài 10 trang 191 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Nung 81,95 g hỗn hợp gồm KCl, KNO₃ và KClO₃ (xúc tác thích hợp) đến khi khối lượng không đổi. Sản phẩm khí sinh ra tác dụng với hiđro, thu được 14,4 g H₂O. Sản phẩm rắn sinh ra được hòa tan trong nước rồi xử lí dung dịch này bằng dung dịch AgNO₃, sinh ra 100,45 g AgCl kết tủa.

a) Viết các phương trình hóa học.

b) Xác định khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.

Giải

a) KClO₃ và KNO₃ bị nhiệt phân.

\(\eqalign{  & 2KCl{O_3}\,\,\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow \,\,2KCl + 3{O_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)  \cr  & \,\,\,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,x\,\,\, \to \,\,1,5x  \cr  & 2KN{O_3}\,\,\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow \,\,2KN{O_2} + {O_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 2 \right)  \cr  & \,\,\,\,\,\,\,y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,5y  \cr  & 2{H_2} + {O_2}\,\, \to \,\,2{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 3 \right)  \cr  & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,4\,\, \leftarrow \,\,0,8  \cr  & KCl + AgN{O_3}\,\, \to \,\,AgCl \downarrow  + KN{O_3}\,\,\,\,\,\,\left( 4 \right)  \cr  & \,0,7\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,0,7 \cr} \)

b) Số mol H₂O 0,8 mol; số mol AgCl 0,7 mol.

Đặt số mol KClO₃, KNO₃ và KCl lần lượt là x mol, y mol và z mol

\( \Rightarrow 122,5x + 101y + 74,5z = 81,95\,\,\,\left( * \right)\)

Từ (1), (2) và (3) \( \Rightarrow 1,5x + 0,5y = 0,4\,\,\left( {**} \right)\)

Từ (4) \( \Rightarrow {n_{KCl}} = 0,7 = x + z\,\,\left( {***} \right)\)

Giải hệ (*), (**), (***) ta được \(x = y = 0,2, z = 0,5\).

Vậy \({m_{KCl{O_3}}} = 24,5\,gam;\)

       \({m_{KN{O_3}}} = 20,2\,gam\)

       \({m_{KCl}} = 37,25\,gam.\)

Giaibaitap.me