Giải nhanh bài toán hóa học - Phương pháp bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng doc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (200.44 KB, 37 trang )
Chuyên đề: Phương pháp giải nhanh bài toán Hóa Học
Phần 1
Phương pháp
bảo toàn khối lượng,
tăng giảm khối lượng
Nội dung
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
•
Nội dung phương pháp
•
Hệ quả và áp dụng
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
•
Nội dung phương pháp
•
Các dạng bài tập áp dụng
C. Nhận xét
Phương pháp bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Nội dung phương pháp:
•
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng (BTKL):
“Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối
lượng các sản phẩm”
Điều này giúp ta giải bài toán hóa học một cách đơn giản, nhanh
chóng.
•
Xét phản ứng: A + B → C + D
Luôn có: m
A
+ m
B
= m
C
+ m
D
(1)
•
Lưu ý: Điều quan trọng nhất khi áp dụng phương pháp này đó là
việc phải xác định đúng lượng chất (khối lượng) tham gia phản ứng
và tạo thành (có chú ý đến các chất kết tủa, bay hơi, đặc biệt là khối
lượng dung dịch).
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng – Hệ quả và áp dụng
Hệ quả 1. Biết tổng khối lượng chất đầu ↔ khối lượng sản phẩm
Phương pháp giải: m
(đầu)
= m
(sau)
(không phụ thuộc hiệu suất)
Bài tập 1. Trộn 5,4 gam Al với 12,0 gam Fe
2
O
3
rồi nung nóng một thời gian
để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được m gam hỗn
hợp chất rắn. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 21,4. B. 16,05. C. 18,6. D. 17,4.
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
→
→
!"#$"%
$&"#'
(()*
Hệ quả 1. Biết tổng khối lượng chất đầu ↔ khối lượng sản phẩm (tt)
Bài tập 2. Tiến hành phản ứng crackinh butan một thời gian thu được hỗn
hợp khí X. Cho X qua bình nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng 4,9
gam, hỗn hợp khí Y đi ra khỏi bình có thể tích 3,36 lít (đktc) và tỉ khối của Y
so với H
2
là 38/3. Khối lượng butan đã sử dụng là
Hướng dẫn giải
→ →
⇒ × ×
→
$
# $%
# $%
+',
/'/01
# $%
#"2'
+ , 3 $ 4
+ ,
51671+ , 893 894
": ;
#"2 ;"&'
"#
((*
A. 8,7 gam. B. 6,8 gam. C. 15,5 gam. D. 13,6 gam.
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 2. Với phản ứng có n chất tham gia, khi biết khối lượng của
(n – 1) chất → khối lượng của chất còn lại
Bài tập 3. Hòa tan hoàn toàn 3,34 gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại
hóa trị I và hóa trị II bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch X và 0,896
lít khí bay ra (đktc). Khối lượng muối có trong dung dịch X là
Hướng dẫn giải
A. 2,36. B. 2,90. C. 3,78. D. 4,76.
+ →
+ →
= =
, +
<=1'1>?1/'/5'@A.9@B + CB+
+(/ ,+ + , $
,+ + ,
%";2:
$CB
+ +
+ +
"#
= = = =
⇒
⇒
−
−
,+ +
,+ + ,
>?1/'/5'@ >?1/>'
,+ + ,
>?1/>' >?1/'/5'@
>?1/>'
%"%#D *%"%# %"%;
"#%"%;*:"! %"%#*#
→
#%"%#*$; "&;'
((+*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 2 (tt) − Bài tập 4 (Đề CĐ Khối A – 2007)
Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng
vừa đủ dung dịch H
2
SO
4
loãng, thu được 1,344 lít hiđro (ở đktc) và dung
dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 9,52. B. 10,27. C. 8,98. D. 7,25.
→ ↑
= = =
⇒
⇒
−
−
#
#
#
E"
#
F
, ,
3 , ,
>?1
3 , ,
>?1
>?1
516713"G"H >?1
$"##
II J %"%:
"#
"%"%:*2; %
, ,
"%:*
→
;"2;'
((+*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 2 (tt) − Bài tập 5
Đun nóng 5,14 gam hỗn hợp khí X gồm metan, hiđro và một ankin với xúc
tác Ni, thu được hỗn hợp khí Y. Cho hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch
brom dư thu được 6,048 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối đối với hiđro
bằng 8. Độ tăng khối lượng dung dịch brom là
Hướng dẫn giải
A. 0,82 gam. B. 1,62 gam. C. 4,6 gam. D. 2,98 gam.
−
−
∆
→ →
∆ ⇒ ∆ −
⇒ ∆ − × ×
→
K1"@
#
3 4 H 3 H
<=1'01B+ ,
516713+, ", "+ , 894 89H
:"%#;
!"$# ; %";'
"#
((*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 2 (tt) − Bài tập 6
Thuỷ phân hoàn toàn 14,8 gam hỗn hợp 2 este đơn chức là đồng phân của
nhau thấy cần vừa đủ 200 ml dung dịch NaOH 1M, thu được m gam hỗn
hợp 2 muối và 7,8 gam hỗn hợp 2 rượu. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 22,8. B. 7,0. C. 22,6. D. 15,0.
→
⇒ −
⇒ −
→
@
L@ K', .9>
>?1
L@ K', .9>
>?1
>?1
51671ML@K', >?1.9>
$#";%"*$*#% &"; $!"%'
(()*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 3. Bài toán: Kim loại + axit → muối + khí
Phương pháp giải:
Khối lượng muối: m
muối
= m
kim loại
+ m
anion tạo muối
m
anion tạo muối
thường được tính theo số mol khí thoát ra
•
Với axit HCl và H
2
SO
4
loãng:
2HCl → H
2
nên 2Cl
−
↔ H
2
H
2
SO
4
→ H
2
nên SO
4
2−
↔ H
2
•
Với axit H
2
SO
4
đặc và HNO
3
: sử dụng phương pháp ion – electron
(xem thêm trong Phần 2. Phương pháp bảo toàn electron) hoặc
phương pháp bảo toàn nguyên tố.
Biết khối lượng kim loại ↔ khối lượng muối.
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 3. Bài toán: Kim loại + axit → muối + khí (tt) – Bài tập 7
Hòa tan hoàn toàn 10,0 gam hỗn hợp hai kim loại trong dung dịch HCl dư
thấy tạo ra 2,24 lít khí H
2
(đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được
m gam muối khan. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 13,65. B. 17,1. C. 24,2. D. 24,6.
→ ↑
→ ↑
⇒ = = × =
⇒
⇒
−
−
,+ ,
1N1 ,+ ,
>?1
1N1 ,+ ,
>?1
>?1
5167101N1,+ >?1,
+O,+ ,
"#
%"
"#
$%"%%"*:"!
→
%"$* $&"$'
((*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 3. Bài toán: Kim loại + axit → muối + khí (tt) – Bài tập 8
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp bột kim loại trong dung dịch H
2
SO
4
loãng, dư thu được 0,672 lít khí H
2
(đktc) và 3,92 gam hỗn hợp muối sunfat.
Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 2,48 gam. B. 1,84 gam. C. 1,04 gam. D. 0,98 gam.
→ ↑
→ ↑
⇒ = = =
⇒
⇒
−
#
#
#
#E"
#
, ,
1N1 , ,
>?1
1N1 , ,
>?1
1N
5167101N1, >?1,
+O, ,
%":&
%"%
"#
→
−
1
"2%"%* %"%*2; $"%#'
((+*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 3. Bài toán: Kim loại + axit → muối + khí (tt) – Bài tập 9
Hòa tan hoàn toàn 8,8 gam hỗn hợp bột kim loại trong dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng thu được 4,48 lít khí SO
2
(sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc).
Khối lượng muối sunfat khan tạo thành là
Hướng dẫn giải
A. 28,4 gam. B. 18,4 gam. C. 18,6 gam. D. 28,0 gam.
−
→ ↑
→ ↑
⇒ = = = × =
#
P/"@
# # #
>?1
, ,
1
#
5167101N1 >?1 ,
I/F', , ,
#"#;
QR %"#
"#
,
+(/$
*
R
−
⇒
⇒ →
⇒ = =
−
−
#
#
#
>?1
N1 , ,
>?1
1N1 , ,
>?1
>?1
>?1
;";%"#*2; %"*:# %"#*$; ;"%' (( *
QR %"
KSTU@
+(/
)
*
−
→
#
>?1
1N1
;";%"*2: ;"%' (()*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 3. Bài toán: Kim loại + axit → muối + khí (tt) – Bài tập 10
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HNO
3
đặc,
nóng thu được hỗn hợp khí gồm 0,1 mol NO
2
và 0,15 mol NO. Dung dịch
tạo thành sau phản ứng có 39,35 gam hai muối khan. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 30,45. B. 14,55. C. 5,25. D. 23,85.
−
→ ↑ ↑
→ ↑
P/"@
>?1
5167101N1 >?1K K ,
+(//F',K ,K $ K K ,
#
,K
+(/$
,K
* $
.
.
−
→ ↑
= = =
⇒
= = =
⇒
>?1
, K K
,K K K
1N1 ,K K K ,
>?1
1N1
K K ,
%"$ %"$! %"#
Q$"
# *%"$# %"$! %";
⇒ →
−
−
K K , ,K
>?1
2"!%"$*#:%"$!*%%"#*$; %";*: !"!' ((+*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 3. Bài toán: Kim loại + axit → muối + khí (tt) – Bài tập 10 (tt)
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HNO
3
đặc,
nóng thu được hỗn hợp khí gồm 0,1 mol NO
2
và 0,15 mol NO. Dung dịch
tạo thành sau phản ứng có 39,35 gam hai muối khan. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải (tt)
A. 30,45. B. 14,55. C. 5,25. D. 23,85.
−
→ ↑ ↑
→ ↑
→
P/"@
>?1
5167101N1 >?1K K ,
+(//F',K
,K $ K K ,
#,K
,K
+(
/
$
*
K
−
− −
−
↑
⇒
⇒
⇒ →
∑
−
∑ ∑
−
>?1
>?1 >?1
>?1
K K
K
1N1 1N1
>?1 >?1
K K
K ,
Q$" %"$*%"$! %"!!
2"! %"!!*: !"!
KS
'
@
T
U
((+*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 4. Bài toán khử hỗn hợp oxit bởi các chất khí (H
2
, CO)
Phương pháp giải:
Sơ đồ: Oxit + (CO, H
2
) → rắn + hỗn hợp khí (CO
2
, H
2
O, H
2
, CO)
Bản chất là các phản ứng:
CO + [O] → CO
2
; H
2
+ [O] → H
2
O
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
⇒
+ + , ,
D
Hệ quả 4. Bài toán khử hỗn hợp oxit bởi các chất khí (tt) – Bài tập 11
Khử m gam hỗn hợp X gồm các oxit CuO, FeO, Fe
3
O
4
và Fe
2
O
3
bằng khí
CO ở nhiệt độ cao, người ta thu được 40 gam hỗn hợp chất rắn Y và 13,2
gam khí CO
2
. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 44,8. B. 49,6. C. 35,2. D. 53,2.
→
⇒
⇒
⇒
→
−
−
+. +
3 + 4 + 3
4 + +
T1@3 4
$"
%"
##
#%%"*## %"*; #
+
#";'
(
+
(*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Hệ quả 4. Bài toán khử hỗn hợp oxit bởi các chất khí (tt) – Bài tập 12
Dẫn từ từ hỗn hợp khí CO và H
2
qua ống sứ đựng 26,4 gam hỗn hợp bột
các oxit MgO, Al
2
O
3
, Fe
3
O
4
, CuO. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu
được hỗn hợp khí và hơi gồm 0,05 mol CO
2
và 0,15 mol H
2
O, trong ống sứ
còn lại m gam chất rắn. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 21,6. B. 23,2. C. 20,0. D. 24,8.
→
→
⇒
→
+ +
, ,
T1@ +
T1@0V 0V
%"%!
+WX + $
/Y@B/(/
, W
+", + ",
X , %"$!
⇒
⇒
→
−
−
, + ,
T1@ + , + ,
:"#%"%!*;%"$!* %"%!*##%"$!*$; "'
((*
A. Phương pháp bảo toàn khối lượng
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
Nội dung phương pháp:
•
Nguyên tắc của phương pháp:
Dựa vào sự tăng giảm khối lượng (TGKL) khi chuyển từ 1 mol chất A
thành 1 hoặc nhiều mol chất B (có thể qua các giai đoạn trung gian)
ta dễ dàng tính được số mol của các chất hoặc ngược lại.
•
Thí dụ:
+
Xét phản ứng: MCO
3
+ 2HCl → MCl
2
+ CO
2
↑ + H
2
O
Bản chất phản ứng: CO
3
2−
+ 2H
+
→ 2Cl
−
+ CO
2
↑ + H
2
O
Nhận xét: Khi chuyển từ 1 mol MCO
3
→ 1 mol MCl
2
Với 1 mol CO
2
⇔ hỗn hợp muối tăng ∆M = 2.35,57 – 60 = 11g
Khi biết số mol khí CO
2
⇔ ∆m.
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng (tt)
•
Thí dụ:
+
Xét phản ứng: RCOOH + NaOH → RCOONa + H
2
O
Nhận xét: Khi chuyển từ 1 mol RCOOH → 1 mol RCOONa
Với 1 mol NaOH ⇔ khối lượng muối tăng:
∆M = (R + 67) – (R + 45) = 22 gam
Khi biết số mol khí NaOH
⇔ ∆m.
Có thể nói hai phương pháp “bảo toàn khối lượng” và “tăng giảm khối
lượng” là 2 “anh em sinh đôi”, vì một bài toán nếu giải được bằng
phương pháp này thì cũng có thể giải được bằng phương pháp kia. Tuy
nhiên, tùy từng bài tập mà phương pháp này hay phương pháp kia là ưu
việt hơn.
Phương pháp tăng giảm khối lượng thường được sử dụng trong các bài
toán hỗn hợp.
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
Các dạng bài tập áp dụng
Dạng 1. Kim loại + muối → muối mới + rắn – Bài tập 13
Ngâm một lá kẽm nhỏ trong một dung dịch có chứa 5,6 gam ion kim loại có
điện tích 2+. Phản ứng xong, khối lượng lá kẽm giảm 0,9 gam. Ion kim loại
trong dung dịch là
Hướng dẫn giải
A. Mg
2+
. B. Fe
2+
. C. Cu
2+
. D. Ni
2+
.
→
∆
⇒ ∆ ×
⇒ ⇒
−
−
G
<=101N1/A@ ZBG
HG H G
KSTU@$G "0?1.9(H1 G :! G'[
!": !":
\]1 :! G %"2
G G
G !: ^ →
/A@ ZB ((*
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
Các dạng bài tập áp dụng (tt)
Dạng 1. (tt) – Bài tập 14 (Đề ĐH Khối B – 2007)
Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO
4
. Sau khi
kết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn.
Thành phần phần trăm theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu
là
Hướng dẫn giải
A. 90,27%. B. 85,30%. C. 82,20%. D. 12,67%.
→
→
∆
−
$
<=1T"_A.9@BL?/F'HCB@'89
+(/H+> H +>$
+> +>
$ G 1 :! :# $'[⇒ ∆
∆ ⇒ ∆
⇔ ∆ ∆ ⇒
⇒ × →
−
$
$
H
1 T'
G @` :# !: ;'[ @` ;_'
?1.95a@01N10b71 T ;_
T ;
;*:!
3U@C]1 c $%%c 2%"&c ((
_ $
;*:!$*!:
*
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
Các dạng bài tập áp dụng (tt)
Dạng 2. Oxit + chất khử (CO, H
2
) → rắn + hỗn hợp khí, H
2
O
Sơ đồ phản ứng: Oxit + CO (H
2
) → rắn + CO
2
(H
2
O, H
2
, CO)
Bản chất của phản ứng:
CO + [O] → CO
2
; H
2
+ [O] → H
2
O
⇒ n[O] = n(CO
2
) + n(H
2
O)
⇒ m
rắn
= m
oxit
– m
[O]
⇒ m
rắn
= m
oxit
– 16n
[O]
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
Các dạng bài tập áp dụng (tt)
Dạng 2. (tt) – Bài tập 15
Dẫn từ từ hỗn hợp khí CO và H
2
qua ống sứ đựng 30,7 gam hỗn hợp bột
các oxit MgO, Al
2
O
3
, Fe
3
O
4
, CuO. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu
được 6,72 lít (đktc) hỗn hợp khí và hơi chỉ chứa CO
2
và H
2
O, trong ống sứ
còn lại m gam chất rắn. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
A. 21,1. B. 23,5. C. 28,3. D. 25,9.
→
→
→
∑
WX + , 0
V
T1@0V 0V
+WX + $
/Y@B/(/
, WX ,
:"&
$" %"
+", + "
"#
KSTU@
,
⇒
⇒ →
−
−
T1@ WX T1@
%"& $:*%" !"2' (()*
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
Các dạng bài tập áp dụng (tt)
Dạng 2. (tt) – Bài tập 16
Thổi từ từ V lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm CO và H
2
đi qua hỗn hợp bột CuO,
Fe
3
O
4
, Al
2
O
3
trong ống sứ đun nóng. Sau khi xảy ra phản ứng hoàn toàn thu
được hỗn hợp Y chỉ gồm khí CO
2
và hơi H
2
O, nặng hơn hỗn hợp X ban đầu
là 0,32 gam. Giá trị của V là
Hướng dẫn giải
A. 0,112. B. 0,224. C. 0,336. D. 0,448.
B. Phương pháp tăng giảm khối lượng
→
→
→
∆
∆
T1@0V 0V
+WX + $
/Y@B/(/
, WX ,
$"$+ , @N@B" G $:[
\]1
+", + "
,
%" ⇒
⇒ →
0V + , +,
%"
%"%
$:
\ "#*%"% %"##;V@ (()*
