Phương pháp giải Hóa học - Phương pháp 14: Chia hỗn hợp thành các phần không đều nhau

Ph­¬ng ph¸p 14
Ph­¬ng ph¸p chia hçn hîp thµnh hai phÇn kh«ng ®Òu nhau
I. CƠ SƠ CỦA PHƯƠNG PHÁP
1. Cách nhận dạng bài toán
- Số liệu cho ở các phần theo các đơn vị khác nhau (thường là số gam và số mol).
- Hỗn hợp được chia thành nhiều phần nhưng không cho biết tỉ lệ.
- Hỗn hợp được chia thành nhiều phần theo khối lượng cụ thể, và có ít nhất một phần không biết khối lượng cụ thể (cho ở dạng khái quát).
2. Phương pháp giải thông thường
Vì tỉ lệ số mol giữa các chất trong hỗn hợp là không đổi. Nếu coi phần này có khối lượng gấp k lần phần kia thì số mol các chất tương ứng cũng gấp k lần, từ đó tìm mối liên hệ giữa các phần để giải hoặc đặt thêm ẩn số phụ là k, sau đó thiết lập hệ phương trình và giải.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP
Ví dụ 1 : X là hỗn hợp 2 anđehit đơn chức mạch hở. 0,04 mol X có khối lượng 1,98 gam tham gia phản ứng hết với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 10,8 gam Ag. m gam X kết hợp vừa đủ với 0,35 gam H2. Giá trị của m là .
 A. 4,95 gam 	B. 5,94 gam 	C. 6,93 gam. 	 D. 9,9 gam
Giải:
Vì nAg = 10,8:108 = 0,1 mol > 2nX =0,08 mol Có 1 anđehit là HCHO
Gọi anđehit còn lại là RCHO
HCHO ® 4Ag
a 4a (mol)
RCHO ® 2Ag
b 2b (mol)
Vậy anđehit còn lại là: CH2=CH-CHO và 
Vì tỉ lệ số mol giữa các chất trong hỗn hợp X là khoogn đổi trong m gam X, nếu nCHCHO = x 
HCHO + H2 CH3CHO
x x (mol)
CH2=CH-CHO + 2H2 CH3-CH2-CHO
 3x 6x (mol)
7x = 
Số mol HCHO trong m gam X gấp 0,025 : 0,01 = 2,5 lần khối lượng ban đầu (1,98 gam)
m = 2,5. 1,98 = 4,95 gam 
Đáp án A.
Ví dụ 2 : Hỗn hợp X có C2H5OH, C2H5COOH, CH3CHO trong đó C2H5OH chiếm 50% theo số mol. Đốt cháy m gam hỗn hợp X thu được 3,06 gam H2O và 3,136 lít CO2 (đktc). Mặt khác 13,2 gam hỗn hợp X thực hiện phản ứng tráng bạc thấy có p gam Ag kết tủa. Giá trị của p là 
 A. 6,48 gam. 	B. 8,64 gam. 	C. 9,72 gam. 	 D. 10,8 gam.
Giải:
Nhận thấy: C2H5CHOOH và CH3CHO (axit và anđehit no đơn chức, mạch hở) khi đốt cháy cho số mol CO2 bằng số mol H2O.
 - = 3,06 : 18 – 3,136 : 22,4 = 0,03 (mol)
C2H5OH ® 2CO2 + 3H2O
 0,03 0,06
C2H5COOH ® 3CO2 + 3H2O
 x 3x
CH3CHO ® 2CO2 + 2H2O
 y 2y
m = 74. 0,02 + 44. 0,01 +46. 0,03 = 3,3 gam
Trong 13,2 gam X, số mol CH3CHO bằng 13,2: 3,3. 0,01 = 0,04 (mol)
nAg = 2
Đáp án B.
Ví dụ 3 : Có một hỗn hợp X gồm C2H2, C2H6 và C3H6. Đốt cháy hoàn toàn 24,8 gam hỗn hợp trên thu được 1,6 mol nước. Mặt khác 0,5 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,625 mol Br2. Thành phần % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp lần lượt là : 
 A. 50%, 20%, 30%. 	B. 50%, 25%, 25%.
 C. 60%, 20%, 20%. 	D. 80%, 10%, 10%.
Giải:
Gọi số mol các khí trong 24,8 gam hỗn hợp X lần lượt là x, y, z và số mol các khí trong 0,5 mol hỗn hợp X lần lượt là kx, ky, kz
C2H2 H2O	C2H2 + 2Br2 C2H2Br4
x x	 kx	 2kx
C2H6 3H2O	C3H6 + Br2 C3H6Br2
y 3y	 kz kz
C3H6 3H2O
z 3z
Đáp án B.
Ví dụ 4 : Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam X gồm bột Al và sắt oxit FexOy trong điều kiện không có không khí, được hỗn hợp Y. Nghiền nhỏ, trộn đều hỗn hợp B rồi chia thành 2 phần : 
- Phần 1 có khối lượng 14,49 gam được hoà tan hết trong dung dịch HNO3 đun nóng thu được danh dịch C và 0,165 mol NO (sản phẩm khử duy nhất)
- Phần 2 tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng thấy giải phóng 0,015 mol khí H2 và còn lại 2,52 gam chất rắn. Công thức của oxit và giá trị của m lần lượt là:
 A. FeO và 19,32 gam. 	B. Fe2O3 và 28,98 gam.
 C. Fe3O4 và 19,32 gam. 	D. Fe3O4 và 28,98 gam.
Giải:
	2yAl + 3FexOy ® yAl2O3 + 3xFe (1)
Y gồm: Fe, Al2O3 và Al dư (do Y + dung dịch NaOH ® H2)
Các phương trình phản ứng xảy ra ở 2 phần là:
-Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH dư:
	Al + NaOH + H2O ® NaAlO2 + 
	Al2O3 + 2NaOH ® 2NaAlO2 + H2O
 và 
Đặt số mol Al2O3 trong phần 2 là a và phần 1 có khối lượng gấp k lần phần 2.
 Trong phần 1: Fe : 0,045k (mol); Al2O3 : ka (mol); Al : 0,01k (mol)
-Khi cho phần 1 tác dụng với dung dịch HNO3 đun nóng:
Al2O3 + 6HNO3 ® 2Al(NO3)3 + 3H2O
Al + 4HNO3 ® Al(NO3)3 + NO­ + 2H2O
0,01k 0,01k
Fe + 4HNO3 ® Fe(NO3)3 + NO­ + 2H2O
0,045k 0,045k
 0,01k + 0,045k = 0,165 k = 3
56. 0,045k + 102. ka + 27. 0,01k = 14,49 a = 0,02
Theo (1) 	
® Tỉ số: 
 Oxit đã cho là Fe3O4
Theo bảo toàn khối lượng, ta có: mX = mY = 14,49 : 3 + 14,49 =19,32 gam.
Đáp án C.
III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1: Cho 100ml dung dịch amino axit X 0,2M tác dụng vừa đủ với 80ml dung dịch NaOH 0,25M. Sau phản ứng được 2,5 gam muối khan. Mặt khác lấy 100 gam dung dịch amino axit nói trên có nồng độ 20,6% phản ứng vừa đủ với 400ml dung dịch HCl 0,5M. Công thức phân tử của X là:
 A. H2NC3H6COOH	B. (H2N)2C2H2COOH
 C. H2NCH(CH3)COOH	D. H2N[CH2]2COOH
Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 11 gam hỗn hợp X chứa axetilen, propilen và metan thu được 12,6 gam nước. Mặt khác, 5,6 lít hỗn hợp trên phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 50 gam brom. Biết các thể tích khí được đo ở đktc. Thành phần phần trăm về thể tích của các khí trong hỗn hợp ban đầu là:
 A. 50%, 20%, 30%	B. 50%, 25%, 25%
 C. 60%, 20%, 20%	D. 80%, 10%, 10%
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 20 gam một hỗn hợp X gồm MgO, CuO và Fe2O3 phải dùng vừa hết 350ml dung dịch HCl 2M. Mặt khác nếu lấy 0,4 mol hỗn hợp X đốt nóng trong ống sứ (không có không khí) rồi thổi một luồng H2 dư đi qua để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m gam chất rắn và 7,2 gam nước. Giá trị của m là:
A. 25,6 gam	B. 32 gam	C. 24,8 gam	D. 28,4 gam
Câu 4: Hợp chất X tạo bởi kim loại M có hóa trị không đổi và phi kim X (nằm ở chu kì 3, nhóm VIA). Lấy 13 gam X chia làm hai phần:
Phần 1: tác dụng với oxi tạo ra khí Y.
Phần 2: tác dụng với dung dịch HCl dư tạo ra khí Z.
 Trộn Y và Z thu được 7,68 gam kết tủa vàng và còn lại một chất khí mà khi gặp nước clo tạo dung dịch T. Cho dung dịch T tác dụng với AgNO3 được 22,96 gam kết tủa. Công thức phân tử của X là:
 A. FeS	B. Fe2S3	C. Al2S3	D. ZnS
Câu 5: Hỗn hợp X khối lượng 14,46 gam gồm Al và Fe2O3. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn thu được hỗn hợp Y. Chia Y thành 2 phần:
Phần 1: Hòa tan trong dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí H2
Phần 2: Hòa tan trong dung dịch axit H2SO4 loãng dư thu được 3,136 lít khí H2.
Khối lượng của Al trong X là:
 A. 2,97 gam	B. 7,02 gam	C. 5,94 gam	D. 3,51 gam
Câu 6: Nung nóng m gam hỗn hợp X gồm Al và Fe2O3 tới phản ứng hoàn toàn, thu được chất rắn Y. Chia Y làm 2 phần:
Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH đến dư thu được 0,672 lít H2(đktc) và chất rắn Z. Hòa 
tan chất rắn Z trong dung dịch HCl dư thu được 2,688 lít khí H2(đktc)
Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 10,08 lít khí H2(đktc). Giá trị của m là
 A. 29,04 gam	B. 43,56 gam	C. 53,52 gam	D. 13,38 gam
Câu 7: Cho 8 gam CaC2 lẫn 20% tạp chất trơ tác dụng với nước thu được một lượng C2H2. Chia lượng C2H2 này thành 2 phần:
Phần 1: Cho tác dụng với AgNO3/NH3 dư thu được 9,6 gam kết tủa.
Phần 2: Trộn với 0,24 gam H2 được hỗn hợp X. Nung nóng hỗn hợp X với bột Ni thu được hỗn
hợp Y. Chia Y thành 2 phần bằng nhau:
	 	+ Phần (1): Cho qua bình đựng Br2 dư còn lại 748ml khí thoát ra ở đktc.
	+ Phần (2): Cho qua AgNO3/NH3 dư thu được m gam kết tủa, biết % số mol C2H2 chuyển hóa thành C2H6 bằng 1,5 lần C2H2 thành C2H4.
Giá trị của m là:
 A. 1,2 gam	B. 2,4 gam	C. 3,6 gam	 D. 4,8 gam
Câu 8: Hỗn hợp X gồm Al, Fe và Mg. Cho 15,5 gam hỗn hợp X vào 1 lít dung dịch HNO3 2M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và 8,96 lít NO duy nhất (đktc). Mặt khác cho 0,05 mol X vào 500ml dung dịch H2SO4 0,5M thu được dung dịch Z. Cho dung dịch Z tác dụng với dung dịch NaOH dư rồi lấy toàn bộ kết tủa thu được đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 2 gam chất rắn. Thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong X lần lượt là:
 A. 36,13%; 11,61% và 52,26%	B. 17,42%; 46,45% và 36,13%
 C. 52,26%; 36,13% và 11,61%	D. 17,42%; 36,13% và 46,45%
ĐÁP ÁN
1A 2B	3A	4C	5B	6C	7A	8D