Phương Pháp tư duy để giải toán Hóa Học

Chuyên đề
Cách tư duy để giải bài toán hoá học
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Bài toán

Cho m gam hỗn hợp Cu
2
S và FeS
2
phản ứng vừa đủ với 1 lít dung dịch
HNO
3
0,4M, chỉ tạo thành dung dịch muối sunfat và khí NO (là sản phẩm
khử duy nhất). Tính m và khối lượng muối sunfat tạo thành.
1. Tư duy giải bài toán theo phương trình hóa học

Phương pháp này có cái hay và không hay sau:
•
Cái hay là tính toán đơn giản.
•
Cái không hay là mất thời gian vào việc viết đúng, đủ và cân bằng
phương trình hóa học.
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Giải theo phương trình hóa học
Khó khăn thường mắc phải khi lập phương trình hóa học:

Theo dữ kiện đã cho là chỉ tạo muối sunfat bạn sẽ lúng túng khi cân
bằng phương trình hóa học.

Cụ thể đối với phương trình của Cu
2

S sẽ thiếu gốc sunfat, đối với FeS
2

lại thừa gốc sunfat.
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Giải theo phương trình hóa học (tt)

Nếu viết p.t.p.ư của Cu
2
S trước thì thấy ngay:
Cu
2
S + HNO
3
CuSO
4
+ NO + H
2
O (1)
Phương trình này không cân bằng được vì số nguyên tử Cu trước p/ư
nhiều hơn số nguyên tử S. Vậy thì phải suy nghĩ gốc sunfat do p/ư của
FeS
2
cung cấp theo p.t sau:
2FeS
2
+ 10HNO
3
Fe
2

(SO
4
)
3
+ 10NO + H
2
SO
4
+ 4H
2
O (2)
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Giải theo phương trình hóa học (tt) - Viết đúng thứ tự p.t.h.h

Đảo lại thứ tự viết
2FeS
2
+ 10HNO
3
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 10NO + H
2
SO
4
+ 4H

2
O (3)
x (mol) 5x 0,5x 5x 0,5x
3Cu
2
S +10HNO
3
+ 3H
2
SO
4
6CuSO
4
+ 10NO + 8H
2
O. (3)
0,5x 10.0,5x/3 0,5x x
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Giải theo phương trình hóa học (tt) - Viết đúng thứ tự p.t.h.h

Tính toán
•
Số mol HNO
3
= 1.0,4 =0,4 mol
•
Gọi số mol FeS
2
là x, theo (3) và (4), ta có:
5x 1,2

+ 5x = 0,4 x = = 0,06(mol)
3 20
⇒
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Giải theo phương trình hóa học (tt) - Viết đúng thứ tự p.t.h.h (tt)

Khối lượng m

Khối lượng muối sunfat
2 2
FeS Cu S
m = m + m = 0,06 x 120 + 0,03 x 160 = 12 (gam)
2 4 3 4
Fe (SO ) CuSO
m + m = 0,03 x 400 + 0,06 x 160 = 21,6 (gam)
2. Tư duy bài toán theo phản ứng oxi hóa- khử.

Phương pháp này có cái hay:
•
Không cần viết và cân bằng đầy đủ các phương trình hóa học nên
đỡ mất thời gian.
•
Yêu cầu các bạn phải xác định được: chất cho electron, chất nhận
electron, tổng số electron cho đi, tổng số electron nhận được.
•
Qui luật bảo toàn electron là: tổng số electron cho đi luôn luôn bằng
tổng số electron nhận được hay nó chính là một (bảo toàn) hay số
mol e cho đi và số mol e nhận được là một.
Cách tư duy để giải bài toán hóa học

Các quá trình cho và nhận electron

Chú ý: vì chỉ tạo muối sunfat nên số oxi hóa của S tăng lên +6
•
Quá trình cho e – quá trình oxihóa:
-
FeS
2
– 15e Fe
3+
+ 2S
+6
x mol 15x x 2x
-
Cu
2
S – 10e Cu
2+
+ 2S
+6
ymol 10y y 2y
•
Tổng số mol e cho là 15x+10y (1)
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Quá trình nhận e - quá trình khử

Vì sản phẩm khử là NO nên số oxi hóa của N giảm còn +2.
N
+5
+ 3e N

+2

Số mol NO bằng số mol axít bằng 0,4 nên tổng số mol e nhận là:
0,4 x 3 = 1,2

Ta có phương trình 15x +10y = 1,2 (2)
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Áp dụng qui luật bảo toàn điện tích
Số đơn vị điện tích dương phải bằng số đơn vị điện tích âm. Hai muối
Fe
2
(SO
4
)
3
có x/2 (mol), CuSO
4
có 2y (mol)
3+ 2+ 2-
4
Fe Cu SO
3.η + 2η = 2η 3x + 4y = 2(2x + y) x = 2y(3)⇒ ⇔
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
Giải hệ (2) và (3):
Cách tư duy để giải bài toán hóa học
2 2
2 4 3 4
FeS Cu S
Fe (SO ) CuSO
x = 0,06; y= 0,03;

m= m + m = 0,06 x 120 + 0,03 x 160 = 12(gam)
Kh i l ng mu i sunfat:
m +m =0,03 x 400 + 0,06 x 160 = 21,6(gam)
è  î è