Bài tập file word Hóa học 11 cánh diều Chương 2: Nitrogen - Sulfur (P3)

ÔN TẬP CHỦ ĐỀ 2: NITROGEN VÀ SULFUR

 (PHẦN 3 - 20 CÂU)

Câu 1:  Hãy giải thích tính trơ của đơn chất nitrogen ở nhiệt độ thường.

Trả lời:

Liên kết ba giữa hai nguyên tử N trong phân tử nitrogen có năng lượng liên kết rất lớn nên rất khó bị phá vỡ. Vì vậy, ở nhiệt độ và áp suất thường, nitrogen rất khó tham gia các phản ứng hóa học. Đặc điểm này được gọi là tính kém hoạt động hóa học hay tính trơ của đơn chất nitrogen.

Câu 2: Tại sao dung dịch ammonia lại làm quỳ tím hóa xanh?

Trả lời:

Cặp electron hóa trị riêng trên nguyên tử nitrogen là nguyên nhân gây nên tính base của ammonia. Khi tan trong nước, ammonia nhận H+ của nước tạo thành ion  theo phương trình

NH3(g) + H2O(l) ⇌ (aq) + OH- -(aq)

 Do vậy, dung dịch ammonia có tính base yếu, làm quỳ tím hóa xanh.

Câu 3: Nêu các ứng dụng của sulfur.

Trả lời:

Sulfur là nguyên liệu quan trọng để sản xuất sulfuric acid, dược phẩm, phẩm nhuộm, thuốc trừ sâu. Sulfur được dùng làm biến đổi tính chất của cao su tự nhiên nhằm tạo ra loại cao su phù hợp mục đích sử dụng (lưu hóa cao su). Sulfur còn được đốt cháy, tạo sulfur dioxide có tác dụng diệt vi khuẩn và nấm mốc.

Câu 4: Nêu cách xử lý khi bị bỏng sulfuric acid.

Trả lời:

Khi bị bỏng bởi dung dịch sulfuric acid, cần sơ cứu người bị bỏng bằng cách rửa sạch vết bỏng dưới vòi nước sạch trong ít nhất 20 phút để rửa trôi acid đồng thời làm giảm nhiệt phát ra từ các quá trình oxi hóa trước khi đưa đến cơ sở y tế. Việc rửa bằng nước sạch có thể tiến hành tiếp tục trong lúc di chuyển nạn nhân.

Bỏng sulfuric acid có thể dẫn đến nhiễm trùng máu nếu xử lý không đúng trong bước sơ cứu. Vì vậy, chỉ nên dùng nước sạch để sơ cứu. Tuyệt đối không chườm đá lạnh, không xoa vết bỏng bằng các loại kem, gel, dầu,…

Câu 5: Dựa vào tính chất kém hoạt động hóa học, nitrogen được ứng dụng để làm gì?

Trả lời:

Người ta dùng khí nitrogen để thay thế hoàn toàn hoặc một phần không khí trong rất nhiều trường hợp khác nhau để giảm nguy cơ cháy nổ, giảm quá trình oxi hóa do oxygen trong không khí gây nên. Chẳng hạn, sau khi rút xăng, dầu ra khỏi các bồn chứa hoặc khi đóng gói thực phẩm, người ta bơm khí nitrogen vào để làm giảm nồng độ của oxygen. Trong lĩnh vực hóa học, khi cần nghiên cứu sự biến đổi chất ở môi trường trơ, cần đẩy không khí ra và thay vào là khí nitrogen hoặc các khí trơ khác.

Câu 6: Hoà tan hoàn toàn 0,65g một kim loại hoá trị II và dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 0,224 lít khí SO2 (đkc). Kim loại đã dùng là?

Trả lời:

Ta có:

Bảo toàn số mol e có: 2.nKL = 2.nkhí

→

→ Kim loại đó là Zn.

Câu 7: Bạn Nam nói để phân biệt các dung dịch riêng biệt đựng trong các lọ mất nhãn gồm NH4NO3, (NH4)2CO3, ZnCl2, BaCl2, FeCl2 chỉ cần dùng 1 thuốc thử là NaOH. Em hãy nêu các bước tiến hành, hiện tượng và viết phương trình phản ứng (nếu có).

Trả lời:

Cho dung dịch NaOH vào các dung dịch trên:

- Dung dịch nào làm xuất hiện chất khí có mùi khai thì đó là NH - Dung dịch nào làm xuất hiện chất khí có mùi khai thì đó là NH4NO3 và (NH4)2CO3

NaOH + NH4NO3 → NaNO3+ NH + NH3+ H + H2O

2NaOH + (NH4)2CO3 → Na2CO3+ 2NH + 2NH3+ 2H + 2H2O

- Dung dịch nào làm xuất hiện kết tủa trắng sau đó tan trong kiềm dư thì đó là ZnCl - Dung dịch nào làm xuất hiện kết tủa trắng sau đó tan trong kiềm dư thì đó là ZnCl2

ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 ↓ + 2NaCl

Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2+ 2H + 2H2O

- Dung dịch nào xuất hiện kết tủa trắng xanh sau đó hóa nâu ngoài không khí thì đó là FeCl - Dung dịch nào xuất hiện kết tủa trắng xanh sau đó hóa nâu ngoài không khí thì đó là FeCl2

FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓ + 2NaCl

- Dung dịch nào không có hiện tượng gì thì đó là BaCl - Dung dịch nào không có hiện tượng gì thì đó là BaCl2

Lấy dung dịch BaCl2 vừa nhận được ở trên vào NH4NO3 và (NH4)2CO3:

- Dung dịch nào làm xuất hiện kết tủa trắng thì đó là (NH - Dung dịch nào làm xuất hiện kết tủa trắng thì đó là (NH4)2CO3

(NH4)2CO3+ BaCl + BaCl2 → BaCO3 ↓ + 2NH4Cl

- Dung dịch nào không có hiện tượng gì thì đó là NH - Dung dịch nào không có hiện tượng gì thì đó là NH4NO3

Câu 8: Cho 11 gam hỗn hợp bột Fe và bột Al tác dụng với bột S (trong điều kiện không có không khí) thấy có 12,8 gam S tham gia phản ứng. Khối lượng Fe có trong 11 gam hỗn hợp đầu là?

Trả lời:

 =  = 0,4 mol

56x + 27y (1)

x                      2x             (mol)

y                      3y              (mol)

0,4    0,8                           (mol)

Bảo toàn electron, ta có: 2x + 3y = 0,8 (2)

Từ (1) và (2) suy ra

→

Câu 9: Dựa vào giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, hãy cho biết phản ứng giữa nitrogen với hydrogen hay với oxygen diễn ra thuận lợi hơn.

Trả lời:

Phản ứng giữa nitrogen với hydrogen có enthalpy nhỏ hơn giữa nitrogen với oxygen (-91,8 kJ < 182,6 kJ) => phản ứng giữa nitrogen với hydrogen thuận lợi hơn.

Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 5,32 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,792 lít hydrogen (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là?

Trả lời:

Bảo toàn nguyên tố H có naxit = nkhí = 0,08 mol

Bảo toàn khối lượng: mx + maxit = mmuối + mkhí

→ mmuối = 5,32 + 0,08.98 – 0,08.2 = 13 gam.

Câu 11: Nung 19,2 gam bột Cu với một lượng S dư. Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.

Trả lời:

Ta có:  =  = 0,3 (mol)

Cu + S → CuS

0,3               0,3                mol

.

Câu 12: Cho hỗn hợp A gồm Al, Zn, Mg. Đem oxi hóa hoàn toàn 28,6 gam A bằng oxygen dư thu được 44,6 gam hỗn hợp oxide B. Hòa tan hết B trong dung dịch H2SO4 thu được dung dịch D. Cô cạn dung dịch D được hỗn hợp muối khan có khối lượng là bao nhiêu?

Trả lời:

Phương trình tổng quát:

KL + O2 → Oxide

Áp dụng bảo toàn khối lượng cho phản ứng cháy:

⇒

Đặt công thức chung của các oxide là M2On

M2On + nH2SO4 → M2(SO4)n + nH2O

Áp dụng bảo toàn khối lượng cho các phản ứng của oxide với H2SO4:

⇒  = 124,6 (g).

Câu 13: Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch HNO3 đặc nóng (dư). Sau phản ứng thu được 0,015 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch chứa 7,93 gam hỗn hợp muối nitrate. Tính phần trăm khối lượng của Cu trong X.

Trả lời:

Quy hỗn hợp X gồm có a mol Fe, b mol Cu và c mol O

Ta có 56a + 64b + 16c= 2,44

Bảo toàn nguyên tố Fe và Cu có nFe(NO3)3= nFe= a mol; nCu(NO3)2= nCu= b mol

Khối lượng muối nitrate là

mmuối= mFe(NO3)3+ m + mCu(NO3)2=242a  + 188b= 7,93 gam

Quá trình cho e:

Fe → Fe3++ 3e + 3e

a                3amol

Cu → Cu2++ 2e + 2e

b                  2b

Quá trình nhận e :

O+  2e→ O -2

c       2c

N +5  + 3e →   NO

         0,045←   0,015

Theo định luật bảo toàn electron thì: ne cho= ne nhận 

⇒ 3a+ 2b= 2c+ 0,045 (3)

Giải hệ gồm (1), (2) và (3) có a= 0,025; b= 0,01 và c= 0,025

→%mCu=  = 26,23%

Câu 14: Cho 4 lít N2 và 12 lít H2 vào bình kín để thực hiện phản ứng tổng hợp NH3. Biết hiệu suất phản ứng là 25%, hỗn hợp thu được sau phản ứng có thể tích là bao nhiêu biết rằng các thể tích khí đo trong cùng điều kiện.

Trả lời:

Ở cùng điều kiện thì tỉ lệ về thể tích chính là tỉ lệ về số mol.

Do hiệu suất phản ứng bằng 25% nên

                          N2            +  +        3H2    ⇌       2NH3

Ban đầu:                      4                       12                 0                                            lít

Phản ứng:                    1                       3                   2                                            lít

Sau phản ứng:             3                       9                   2                                            lít

Thể tích của hỗn hợp sau phản ứng là:

V =  +  +  +  +

V = 3 + 9 + 2 = 14 (lít)

Vậy sau phản ứng, thể tích của hỗn hợp là 14 lít.

Câu 15: Dẫn khí SO2 qua 200 ml dung dịch Ba(OH)2 aM thu được 21,7 g kết tủa, thêm tiếp dung dịch NaOH đến dư vào lại thu thêm 10,85 gam kết tủa nữa. Tính a.

Trả lời:

Thêm NaOH lại thu thêm kết tủa, chứng tỏ trong dung dịch tồn tại muối Ba(HSO3) 2

Ta có: n↓(1) =  = 0,1 mol

  n↓(2) =  = 0,05 mol

↓ = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Ba(OH) 2 → BaSO3

0,15           ←0,15

→ a =  = 0,75M

Câu 16: Cho m gam hỗn hợp Cu, Fe, Al tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng dư thu được (m+31) gam muối nitrate. Nếu cũng cho m gam hỗn hợp trên tác dụng với oxygen thu được các oxide CuO, Fe2O3, Al2O3 thì khối lượng oxide là bao nhiêu?

Trả lời:

Ta có: mNO3-= mmuối nitrate- m - mkim loại= (m+31)-m= 31 gam

→ nNO3-= 0,5 mol

Ta thấy số oxi hóa của Cu, Fe, Al trong muối nitrate và trong các oxide tương ứng là bằng nhau

→nNO3-= nđiện tích dương của cation= 2.nO2- → nO2-= 0,25 mol

→ moxit= mkim loại+ m + mO2-= m+ 0,25.16= m+ 4 (gam)

Câu 17: Điều chế NH3 từ đơn chất. Thể tích NH3 tạo thành là 74,37 lít. Biết hiệu suất phản ứng là 25%, hãy tính thể tích N2 (lít) cần dùng.

Trả lời:

Ta có: =  =  = 3 mol

N2        +  +        3H2    ⇌       2NH3

1,5                                      3        (mol)

 = 1,5.24,79 = 37,185 (lít)

Mà hiệu suất H% = 25%

⇒  = 148,74 (lít).

Câu 18: Nung nóng hỗn hợp bột X gồm a mol Fe và b mol S trong khí trơ, hiệu suất phản ứng bằng 50% thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 bằng 5. Tỉ lệ a:b bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Fe + S → FeS

→ Hỗn hợp rắn Y gồm: Fe, S, FeS.

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

→ Z gồm

→                ⇔       ⇔

Do đó:

Nhận thấy H=50% mà  >  → Fe dư, tính hiệu suất theo S

 =  = 0,25 mol    →  = 0,25. = 0,5 mol

Câu 19: Cho 0,015 mol một loại hợp chất oleum vào nước thu được 200 ml dung dịch X. Để trung hoà 100 ml dung dịch X cần dùng 200 ml dung dịch NaOH 0,15M. Phần trăm về khối lượng của nguyên tố sulfur trong oleum trên là bao nhiêu?

Trả lời:

Gọi công thức của oleum là H2SO4.nSO3

Phương trình phản ứng:

H2SO4.nSO3 + nH2O  (n+1)H2SO4

Bảo toàn nguyên tố H ⇒

Để trung hòa 100ml dung dịch X cần 0,03 mol NaOH

→ 200ml dung dịch X cần 0,06 mol NaOH để trung hòa.

Ta có:  = 0,03 mol

→ 0,015. (n+1) = 0,03

⇒ n = 1

⇒ Công thức của oleum: H2SO4.SO3

→ %S = = 35,95%

Câu 20: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp X gồm NH4NO3, NH4HCO3 thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 là 18,625. Dẫn hỗn hợp Y qua dung dịch Ca(OH)2 dư thấy thu được 10 gam kết tủa. Hàm lượng % của nguyên tố N trong hỗn hợp X là?

Trả lời:

Gọi số mol NH4NO3 là x mol

NH4NO3  N2O + 2H2O (1)

X                  x                             (mol)

NH4HCO3  NH3 + CO2 + H2O (2)

0,1                  0,1        0,1           (mol)

Khi cho Y qua dung dịch Ca(OH)2 dư thì:

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (3)

0,1                  ←        0,1 mol

→  =  = 0,1 mol

Hỗn hợp Y gồm

Ta có: MY = 18,625.2 = 37,25 g/mol

⇒ mY = nY.MY

⇒ (x + 0,1 + 0,1).37,25 = 44x + 0,1.17 + 0,1.44

⇒ x = 0,2 mol ⇒ mX = 0,2.80 + 0,1.79 = 23,9 (gam)

nN = 2 +  = 2.0,2 + 0,1 = 0,5 mol

⇒ mN = 7 (gam)

⇒ %mN =