Bài toán kết tủa của muối sunfua, muối sunfat và cách giải (hay, chi tiết)

Trang trước Trang sau

Bài viết Bài toán kết tủa của muối sunfua, muối sunfat và cách giải với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Bài toán kết tủa của muối sunfua, muối sunfat và cách giải.

A. Phương pháp giải

- Hầu hết muối sunfat đều tan trong nước. Một số muối sunfat không tan trong nước và không tan trong axit mạnh (HCl, HNO₃...) như BaSO₄, SrSO₄, PbSO_4.

- Một số muối sunfua không tan trong nước, nhưng tan trong dung dịch axit như FeS, ZnS, MgS...

- Một số muối sunfua không tan trong nước và cũng không tan trong các dung dịch axit (HCl, H₂SO₄ loãng, HNO₃ loãng...) như CuS, PbS.

- Phương pháp giải: Áp dụng phương pháp quy đổi kết hợp với định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron, bảo toàn điện tích và bảo toàn khối lượng.

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hòa tan 15,36 gam hỗn hợp X gồm Cu, CuS và Cu₂S vào dung dịch H₂SO₄ (đặc, nóng) vừa đủ. Sau phản ứng thu được 0,54 mol khí SO₂và dung dịch Y. Cho Ba(OH)₂ dư vào Y thấy có m gam kết tủa xuất hiện. Giá trị của m là?

A. 59,58 gam.

B. 24,56 gam

C. 61,38 gam

D. 68,12 gam

Hướng dẫn giải

$X \{\begin{matrix} C u : a (m o l) \\ S : b (m o l) \end{matrix} \overset{+ H_{2} S O_{4}}{\to} \{\begin{matrix} C u S O_{4} \\ S O_{2} \end{matrix}$

$\to$ 64a + 32b = 15,36 (1)

$n_{S O_{2}} = 0, 54 (m o l)$

Bảo toàn electron: 2a + 6b = 0,54.2 = 1,08 (2)

Từ (1) và (2) $\Rightarrow \{\begin{matrix} a = 0, 18 \\ b = 0, 12 \end{matrix}$

Bảo toàn Cu: $n_{C u S O_{4}} = n_{C u} = 0, 18 (m o l)$

$\begin{array}{l} C u S O_{4} + B a {(O H)}_{2} \to B a S O_{4} + C u {(O H)}_{2} \\ 0, 18 0, 18 0, 18 m o l \end{array}$

$\Rightarrow m ↓ = m_{C u {(O H)}_{2}} + m_{B a S O_{4}} = 0, 18.233 + 0, 18.98 = 59, 58 (g)$

Đáp án A

Ví dụ 2: Cho hỗn hợp A gồm BaCl₂ và BaCO₃ tác dụng vừa đủ với m gam dung dịch H₂SO₄ 4,9% thu được 58,25 gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 400.

B. 500.

C. 600.

D. 800.

Hướng dẫn giải

$n_{B a S O_{4}} = \frac{m}{M} = \frac{58, 25}{233} = 0, 25 (m o l)$

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

BaCO₃ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + CO₂ + H₂O

$\begin{array}{l} \to n_{H_{2} S O_{4}} = n_{B a S O_{4}} = 0, 25 m o l \\ \to m_{H_{2} S O_{4}} = n . M = 0, 25.98 = 24, 5 g \end{array}$

$C % = \frac{m_{c t}}{m_{d d}} .100 % \to m = \frac{m_{H_{2} S O_{4}} .100 %}{C %} = \frac{24, 5.100 %}{4, 9 %} = 500$

Đáp án B

Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe và FeS trong dung dịch HCl dư thu được dung dịch Y và thoát ra 4,928 lít hỗn hợp khí Z. Cho hỗn hợp khí Z qua dung dịch Pb(NO₃)₂ dư thu được 47,8 gam kết tủa đen. Thành phần phần trăm về khối lượng của FeS trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 94%.

B. 6%.

C. 60%.

D. 40%.

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{P b S} = \frac{47, 8}{239} = 0, 2 (m o l) \\ n_{Z} = \frac{4, 928}{22, 4} = 0, 22 (m o l) \end{array}$

$\{\begin{matrix} F e \\ F e S \end{matrix} \overset{+ H C l}{\to} Y \{\begin{matrix} F e C l_{2} \\ H C l \end{matrix} + Z \{\begin{matrix} H_{2} \\ H_{2} S \end{matrix} \overset{+ P b {(N O_{3})}_{3}}{\to} P b S ↓$

$n_{Z} = n_{H_{2}} + n_{H_{2} S} = 0, 22 (m o l)$

Bảo toàn S: $n_{H_{2} S} = n_{P b S} = n_{F e S} = 0, 2 (m o l)$

$\to n_{H_{2}} = 0,22 - 0,2 = 0,02(mol)$

Bảo toàn electro: $n_{F e} = n_{H_{2}} = 0, 02 (m o l)$

$\begin{array}{l} \to \{\begin{matrix} m_{F e} = 0, 02.56 = 1, 12 (g) \\ m_{F e S} = 0, 2. (56 + 32) = 17, 6 (g) \end{matrix} \\ \to % m_{F e S} = \frac{17, 6}{1, 12 + 17, 6} .100 % = 94, 02 % \end{array}$

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Hấp thụ V lít SO₂ (đktc) vào dung dịch Ca(OH)₂ thu được 2,4 gam kết tủa. Thêm tiếp dung dịch Ca(OH)₂dư vào bình, thu thêm được 3,6 gam kết tủa. Giá trị của V là:

A. 1,120

B. 2,240

C. 4,480

D. 1,792

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} C a {(H S O_{3})}_{2} + C a {(O H)}_{2} \to 2 C a S O_{3} + 2 H_{2} O \\ n_{C a {(H S O_{3})}_{2}} = \frac{1}{2} n_{C a S O_{3}} = \frac{1}{2} . \frac{3, 6}{120} = 0, 015 (m o l) \end{array}$

$\begin{array}{l} \begin{array}{l} C a {(O H)}_{2} + S O_{2} \to C a S O_{3} + H_{2} O \\ 0, 02 \leftarrow 0, 02 \end{array} \\ \begin{array}{l} C a {(O H)}_{2} + 2 S O_{2} \to C a {(H S O_{3})}_{2} \\ 0, 03 \leftarrow 0, 015 \end{array} \end{array}$

V = 0,05. 22,4 = 1,12(lít)

Đáp án A

Câu 2: Hòa tan m gam hỗn hợp X gồm CuCl₂ và FeCl₃ trong nước được dung dịch Y. Chia Y thành 2 phần bằng nhau. Phần 1: cho khí H₂S dư vào được l,28g kết tủa. Phần 2: cho Na₂S dư vào được 3,04g kết tủa. Giá trị của m là

A. 14,6 g

B. 8,4 g

C. 10,2 g

D. 9,2g

Hướng dẫn giải

Gọi x, y là số mol CuCl₂, FeCl₃ trong mỗi phần.

- Phần 1: Kết tủa là CuS và S

$\begin{array}{l} C u C l_{2} + H_{2} S \to C u S + 2 H C l \\ x \to x \\ 2 F e C l_{3} + H_{2} S \to 2 F e C l_{2} + S + 2 H C l \\ y \to y 0, 5 y \end{array}$

Cho lượng dư khí hiđro sunfua vào phần một thu được 1,28 gam kết tủa

$\to$ 96x + 32.0,5y = 1,28 (1)

- Phần 2: Kết tủa là CuS, FeS và S.

$n_{C u S} = n_{C u C l_{2}} = x$

$\begin{array}{l} C u C l_{2} + H_{2} S \to C u S + 2 H C l \\ x \to x \\ 2 F e C l_{3} + 3 N a_{2} S_{d u} \to 2 F e S + S + 6 N a C l \\ y \to 2 y y \end{array}$

Cho lượng dư dung dịch Na₂S vào phần hai thu được 3,04 gam kết tủa

$\to$ 96x + 88y + 32.0,5y = 3,04 (2)

Từ (1) và (2) $\to \{\begin{matrix} x = 0.01 \\ y = 0.02 \end{matrix}$

$\to$ m_X mỗi phần = (0,01.135 + 0,02.162,5) = 4,6

$\to$ m_X = 4,6.2 = 9,2g

Đáp án D

Câu 3: Cho 50,9 gam hỗn hợp rắn A gồm BaCl₂ và BaCO₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄ thu được V lít CO2 (đktc), 58,25 gam kết tủa và dung dịch X. Giá trị của V là

A. 3,36.

B. 4,48.

C. 2,24.

D. 1,12

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} B a C l_{2} + H_{2} S O_{4} \to B a S O_{4} ↓ + 2 H C l \\ x \to x (m o l) \\ B a C O_{3} + H_{2} S O_{4} \to B a S O_{4} ↓ + H_{2} O + C O_{2} \\ y \to y y (m o l) \end{array}$

Kết tủa thu được là BaSO₄: $n_{B a S O_{4}} = \frac{58, 25}{233} = 0, 25 m o l$

$\to n_{B a S O_{4}} = x + y = 0, 25$

Mà m_{hh A}= 208x + 197y = 50,9

$\Rightarrow \{\begin{matrix} x = 0, 15 \\ y = 0, 1 \end{matrix}$

$n_{C O_{2}} = y = 0, 1 m o l \to V = 2, 24 l í t$

Đáp án C

Câu 4: Cho 6,272 lít khí SO₂ hấp thụ hết trong 2,5 lít dung dịch Ba(OH)₂thu được 26,04 gam kết tủa. Nồng độ mol/l của dung dịch Ba(OH)₂ là

A. 1.15M

B. 0.08M

C. 0.16M

D. 0.12M

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{↓} = n_{B a S O_{3}} = \frac{26, 04}{217} = 0, 12 (m o l) \\ n_{S O_{2}} = \frac{6, 272}{22, 4} = 0, 28 (m o l) \end{array}$

Vì $n_{S O_{2}} > n_{B a S O_{3}}$ → Sau phản ứng tạo 2 muối $\{\begin{matrix} B a {(H S O_{3})}_{2} : x (m o l) \\ B a S O_{3} : 0, 12 (m o l) \end{matrix}$

Ta có: 2x + 0,12 = 0,28 → x = 0,08 (mol)

Bảo toàn Ba: $n_{B a {(O H)}_{2}} = 0, 08 + 0, 12 = 0, 2 (m o l)$

$\to C_{M} = \frac{0, 2}{2, 5} = 0, 08 (M)$

Đáp án B

Câu 5: Cho 5,84 gam hỗn hợp Fe, FeS₂, FeCO₃ vào V ml dung dịch H₂SO4 98% (d = 1,84 g/ml) rồi đun nóng thu được dung dịch A và hỗn hợp khí B. Cho hỗn hợp khí B đi qua bình nước brom dư thì có 30,4 gam brom tham gia phản ứng, khí còn lại thoát ra khỏi bình nước brom cho đi qua dung dịch nước vôi trong dư thu được 2 gam kết tủa. Cho dung dịch Ba(OH)₂ dư vào dung dịch A thu được m gam kết tủa, trong đó có 116,5 gam kết tủa không tan trong dung dịch HCl dư. Giá trị của m gần nhất với:

A. 108.

B. 125.

C. 123.

D. 112.

Hướng dẫn giải

Khí B thu được gồm SO₂ và CO₂.

$\begin{array}{l} n_{S O_{2}} = n_{B r_{2}} = \frac{30, 4}{160} = 0, 19 (m o l) \\ n_{C O_{2}} = n_{C a C O_{3}} = \frac{2}{100} = 0, 02 (m o l) \end{array}$

Hỗn hợp ban đầu gồm $\{\begin{matrix} F e : a m o l \\ F e S_{2} : b m o l \\ F e C O_{3} : 0, 02 m o l \end{matrix}$

→ 56a + 120b + 0,02.116 = 5,84 (1)

Bảo toàn electron: 3a + 15b + 0,02 = 0,19.2 (2)

Từ (1) và (2) $\{\begin{matrix} a = 0, 02 \\ b = 0, 02 \end{matrix}$

Kết tủa không tan trong axit dư là BaSO₄

m gam kết tủa gồm $\{\begin{matrix} B a S O_{4} : 0, 5 m o l \\ F e {(O H)}_{3} : a + b + 0, 02 = 0, 06 m o l \end{matrix}$

→ m = 122,92 gam

Đáp án C

Câu 6: Nung nóng m gam PbS ngoài không khí sau một thời gian, thu được hỗn hợp rắn (có chứa một oxit) nặng 0,95 m gam. Phần trăm khối lượng PbS đã bị đốt cháy là

A. 74,69%

B. 95,00%

C. 25,31%

D. 64,68%

Hướng dẫn giải

Áp dụng đinh luật bảo tàn khối lượng ta có:

$\begin{array}{l} m_{O_{2}} = m - 0, 95 m = 0, 05 m (g) \\ \to n_{O_{2}} = \frac{0, 05 m}{32} = 1, {5625.10}^{- 3} m (m o l) \\ \to n_{O} = 1, {5625.10}^{- 3} m .2 = 3, {125.10}^{- 3} m \end{array}$

Ta có: n_{PbS phản ứng} = n_PbO = n_O = 3,125.10^-3m (mol)

→ %PbS (đã bị đốt cháy) = $\frac{3, {125.10}^{- 3} m .239}{m} .100 % = 74, 69 %$

Đáp án A

Câu 7: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe và FeS tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 2,464 lít hỗn hợp khí Y đktc. Cho hỗn hợp khí Y đi qua dung dịch Pb(NO₃ )₂ dư thu được 23,9g kết tủa màu đen. Giá trị m là

A. 9,36 gam

B. 8,24 gam

C. 5,36 gam

D. 9,16 gam

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{Y} = \frac{2, 464}{22, 4} = 0, 11 m o l \\ n_{P b S} = \frac{23, 9}{239} = 0, 1 m o l \end{array}$

$\begin{array}{l} F e + 2 H C l \to F e C l_{2} + H_{2} \\ 0, 01 (0, 11 - 0, 1) m o l \\ F e S + 2 H C l \to F e C l_{2} + H_{2} S \\ 0, 1 0, 1 m o l \\ H_{2} S + P b {(N O_{3})}_{2} \to P b S ↓ + 2 H N O_{3} \\ 0, 1 0, 1 m o l \end{array}$

$\to V_{H_{2} S} = 0, 1 . 22, 4 = 2, 24 l í t$

$V_{H_{2}} = 0, 01 . 22, 4 = 0, 224 l í t$

$m = m_{F e} + m_{F e S} = 0, 01. 56 + 0, 1 . 88 = 9, 36 g$

Đáp án A

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 25,6 gam chất rắn X gồm Fe, FeS, FeS₂ và S bằng dung dịch HNO₃ dư, thoát ra V lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)₂ dư vào Y thu được 126,25 gam kết tủa. Giá trị của V là:

A. 17,92

B. 19,04

C. 24,64

D. 27,58

Hướng dẫn giải

Quy đổi hỗn hợp X thành Fe: x mol và S: y mol

→ m_X= 56x+ 32y= 25,6 gam (1)

Dung dịch Y có Fe³⁺, SO₄^2-, H⁺, NO^-₃

Khi cho Ba(OH)₂ dư vào dung dịch Y thì:

$\begin{array}{l} B a^{2 +} + S {O_{4}}^{2 -} \to B a S O_{4} \\ y \to y (m o l) \\ F e^{3 +} + 3 O H^{-} \to F e {(O H)}_{3} \\ x \to x (m o l) \end{array}$

Từ (1) và (2) $\to \{\begin{matrix} x = 0, 2 \\ y = 0, 45 \end{matrix}$

\begin{array}{l} F e \to \overset{+ 3}{F e} + 3 e \\ 0, 2 \to 0, 6 \\ S \to \overset{+ 6}{S} + 6 e \\ 0, 45 \to 2, 7 \end{array}

$\begin{array}{l} \overset{+ 5}{N} + 3 e \to \overset{+ 2}{N} \\ 3 a \leftarrow a \end{array}$

Bảo toàn electron: n_{e cho}= n_{e nhận} → 3a = 0,6 + 2,7 = 3,3

→ a = 1,1 mol

→ V_NO= 1,1.22,4 = 24,64 lít

Đáp án C

Câu 9: Hòa tan m gam hỗn hợp gồm Al, Fe vào dung dịch H₂SO₄ loãng (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X. Cho dung dịch Ba(OH)₂ (dư) vào dung dịch X, thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Dẫn từ từ đến dư CO₂ vào dung dịch Z thu được kết tủa T. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn R.Các chất trong T và R gồm

A. BaSO₄, FeO và Al(OH)₃.

B. BaSO₄, FeO và Al(OH)₃.

C. BaSO₄, FeO và Al(OH)₃.

D. BaSO₄, Fe₂O₃ và Al(OH)₃.

Hướng dẫn giải

2Al + 3H₂SO₄ loãng → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

Fe + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂↑

Dung dịch X chứa: Al₂(SO₄)₃; FeSO₄ và H₂SO₄ loãng dư.

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ _loãng → BaSO₄↓ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + FeSO₄ → BaSO₄↓ + Fe(OH)₂↓

4Ba(OH)₂ + Al₂(SO₄)₃ → Ba(AlO₂)₂ + 3BaSO₄↓ + 4H₂O

Kết tủa Y là: BaSO₄ và Fe(OH)₂

Dung dịch Z: Ba(AlO₂)₂ và Ba(OH)₂ dư.

Sục CO₂ từ từ đến dư xảy ra phản ứng

2CO₂ + Ba(AlO₂)₂ + 4H₂O → 2Al(OH)₃↓ + Ba(HCO₃)₂

2CO₂ + Ba(OH)₂ → Ba(HCO₃)₂

Kết tủa T là Al(OH)₃.

Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi

$4 F e {(O H)}_{2} + O_{2} \overset{t^{o}}{\to} 2 F e_{2} O_{3} + 4 H_{2} O$

Rắn R gồm: Fe₂O₃ và BaSO₄

Đáp án D

Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 30,4 gam chất rắn X gồm Cu, CuS, Cu₂S và S bằng HNO₃ dư thoát ra 20,16 lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)₂ dư vào Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 81,55

B. 104,20

C. 110,95

D. 115,85

Hướng dẫn giải

Quy đổi hỗn hợp X thành Cu: x mol và S: y mol

Ta có: m_X= 64x+ 32y= 30,4 gam (1)

$n_{N O} = \frac{20, 16}{22, 4} = 0, 9 m o l$

$\begin{array}{l} Cu \to \overset{+ 2}{C u} + 2 e \\ x \to 2 x \\ S \to \overset{+ 6}{S} + 6 e \\ y \to 6 y \end{array}$

$\begin{array}{l} \overset{+ 5}{N} + 3 e \to \overset{+ 2}{N} \\ 2, 7 \leftarrow 0, 9 \end{array}$

Bảo toàn electron: n_{e cho}= n_{e nhận} → 2x + 6y = 2,7 (2)

Từ (1) và (2) $\to \{\begin{matrix} x = 0, 3 \\ y = 0, 35 \end{matrix}$

Dung dịch Y có Cu²⁺, SO₄^2-, H⁺, NO^-₃

Khi cho Ba(OH)₂ dư vào dung dịch Y thì:

$\begin{array}{l} B a^{2 +} + S {O_{4}}^{2 -} \to B a S O_{4} \\ y \to y (m o l) \\ \begin{array}{l} C u^{2 +} + 2 O H^{-} \to C u {(O H)}_{2} \\ x \to x (m o l) \end{array} \end{array}$

$m_{↓} = m_{C u {(O H)}_{2}} + m_{B a S O_{4}} = 98 x + 233 y = 98.0, 3 + 233.0, 35 = 110, 95 g a m$

Đáp án C

Các bài Lý thuyết và Bài tập trắc nghiệm Hóa học lớp 10 có đáp án khác:

Đã có lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 10 sách mới các môn học