Phương pháp bảo toàn electron và phân dạng bài tập ppsx

Phương pháp bảo toàn electron và phân dạng bài tập
Một số dạng toán thường gặp áp dụng bảo toàn electron

Dạng1. Oxi hoá sắt bằng O
2
thu được hỗn hợp Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
, FeO và Fe còn dư . Sau đó oxi
hoá hoàn toàn hỗn hợp bằng dung dịch HNO
3
dư hoặc H
2
SO
4
đặc nóng dư thu được một khí
hoặc một hỗn hợp khí.
Trong trường hợp này chất khử là Fe : Fe-3e > Fe
3+

Chất oxi hoá là O
2
: O
2
+ 4e > 2O
2-

Chất oxi hoá là HNO
3
N
+5
+ (5-x)e
→
N
+x

Chất oxi hoá là H
2
SO
4
đặc nóng : S
+6
+ (6-x)e
→
S
+x

Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử sau đó sử dụng định luật bảo toàn e
Ta có Số mol chất khử nhường(Fe) = ne( oxi nhận) + ne(NO
3
-
hoặc SO
4
2-
đặc nóng nhận)
thí dụ1. Để m gam bột Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được hỗn hợp B gồm Fe và các oxit

Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
, FeO. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO
3
thu được 2,24 lít khí NO (đktc).
Tính khối lượng m của A
Giải : số mol NO = 2,24/22,4 = 0,1 mol
áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mO
2
= m
B
- m
A
Quá trình oxi hoá Fe - 3e > Fe
3+

m/56 3m/56
Quá trình khử O
2
+ 4e > 2O
2-
(12-m)/32 4(12-m)/32
NO
3

-
+ 4H
+
+ 3e > NO + 2H
2
O
0,1 0,3 0,1
áp dụng định luật bảo toàn e ta có : 3m/56 =(12-m)/8 + 0,1

m = 10,08 gam
Thí dụ 2. Đốt cháy 5,5 gam bột Fe bình đựng O
2
thu được 7,36 gam hỗn hợp A gồm các oxit Fe
2
O
3
,
Fe
3
O
4
, FeO và Fe dư. Cho A tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO
3
thu đượcV lít hỗn hợp khí B
gồm NO
2
và NO có d
B
/ H
2

= 19 . Tính V ở (đktc)
Giải : gọi a là số NO
2
và b là số mol NO trong B
Ta có mO
2
= 7,36- 5,6 = 1,76 gam => nO
2
= 0,055 mol
Fe > Fe
+3
+ 3e
0,1 0,3 (mol)
NO
3
-
+ 2H
+
+ 1e > NO
2
+ H
2
O
a 2a a a
NO
3
-
+ 4H
+
+ 3e > NO + 2H

2
O
b 4b 3b b
O
2
+ 4e > 2O
-2
0,055 4.0.055 (mol)
Ta có 0,3 = a + 3b + 4. 0,055 (mol)

a+ 3b = 0,08 (I)
mặt khác d
B
/H
2
=
19
b)2(a
b 30 46a
=
+
+
(II)
Từ(I) và (II) => a= b = 0,02 mol
V = 22,4(a+b) = 0,896 (lít)
Thí dụ 3. Nung m gam bột Fe trong O
2
thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X . Hoà tan hết hỗn hợp X
trong dung dịch HNO
3

dư thoát ra 0,56 lít khí NO duy nhất (đktc) .Tìm giá trị của m ?
Tương tự thí dụ 1 ta có 3m/56 = (3-m)/8 + 0,075

m = 2,52 gam
thí dụ4. (HSGbảng A- 10-2007-2008)
Để m gam A ngoài không khí, sau một thời gian được hỗn hợp rắn có khối lượng 75,2 gam gồm FeO,
Fe
2
O
3
Fe
3
O
4
và phần Fe chưa bị oxi hoá. Cho A phản ứng hết với H
2
SO
4
đặc, đun nóng được 6,72 lít
SO
2
ở đktc. Tìm giá trị m?
Giải : Số mol SO
2
= 6,72/22,4 =0,3 mol
Ta có khối lượng oxi = 75,2 –m
Quá trình oxi hoá Fe > Fe
3+

+ 3e

m/56 3m/56
Quá trình khử: O
2
+ 4e > 2O
-2
(75,2 –m)/32 (75,2 –m)/8
Quá trình khử : S
+6
+ 2e
→
S
+4

2*0,3 mol 0,3 mol
áp dụng bảo toàn e : 3m/56 = (75.2-m)/8 + 0,6
> m = 56
Dạng 2. Khử Fe
2
O
3
bằng khí CO hoặc H
2
thu được hỗn hợp gồm Fe và Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4

, FeO sau
đó hoà tan hoàn toàn hỗn hợp bằng dung dịch HNO
3
dư hoặc dung dịch gồm HNO
3
và H
2
SO
4
đặc dư thu được một khí hoặc hỗn hợp khí .
Nhận xét:
- Trong phản ứng khử oxit Fe bằng CO ,H
2
thì số mol nguyên tử O trong oxit bị khử = số mol CO
(hay H
2
) phản ứng = Số mol CO
2
(hay H
2
O) tạo thành.
m
rắn sau
= m
rắn trước
– nCO(hoặc CO
2
)*16 hay m
rắn sau
= m

rắn trước
– nH
2
( hay H
2
O) *16
- Khi hoà tan các oxit bằng dung dịch axit không có tính oxi hoá mạnh luôn có số mol H
+
phản ứng =
2 số mol nguyên tử oxi trong oxit.
Trong trường hợp này chất khử là CO và C ,H
2
còn chất oxi hoá là HNO
3
hoặc cả HNO
3
và
H
2
SO
4
đặc nóng. Khi đó sử dụng định luật bảo toàn e ta sẻ lập được biểu thức liên hệ số mol giữa CO
và C với số mol khí tạo thành sau phản ứng với axit.
Thí dụ 1. Cho 1 luồng khí CO qua ống đựng m gam Fe
2
O
3
sau một thời gian thu được hỗn hợp 4 chất
rắn khác nhau có khối lượng 6,72 gam . Hoà tan hỗn hợp này trong HNO
3

dư thu được 0,448 lít khí
B duy nhất hoá nâu ngoài không khí
( ở đktc) có d/H
2
= 15. Xác định giá trị của m ?
Giải . d B/H
2
= 15 => B = 30 là NO
Gọi số mol CO phản ứng là a mol
Quá trình oxi hoá CO > CO
2

C
2+
> C
4+
+ 2e
a 2a
Quá trình khử NO
3
-
+ 4H
+
+ 3e > NO + 2H
2
O
0,02 0,06 0,02 (mol)
Theo định luật bảo toàn ta có : 2a= 0,06 => a = 0,03 mol
Theo định luật bảo toàn khối lượng
mFe

2
O
3
+ mCO = m
hhrắn
+ mCO
2

 mFe
2
O
3
= m
hhrắn
+ mCO
2
- mCO = 6,72 + 44.0,03 - 28. 0,03 = 7,2 gam
Thí dụ 2. Thổi một luồng khí CO qua hỗn hợp gồm Fe và Fe
2
O
3
nung nóng thì thu được một khí B
và hỗn hợp D gồm Fe, FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4

. Cho B lội qua nước vôi trong dư thì thấy tạo ra 6 gam kết
tủa . Hoà tan D bằng H
2
SO
4
đặc nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO
2
,còn dung dịch E . Cô cạn dung dịch E
thu được 24 gam muối khan. Xác định thành phần hỗn hợp ban đầu.
Giải.
Fe > Fe
2
(SO
4
)
3
a 0,5 a
Fe
2
O
3
> Fe
2
(SO
4
)
3’
b 0,5 b
> nCO
2

= nCaCO
3
= 0,06 mol
nSO
2
= 0,18 mol
a Fe > Fe
+3
+

3e

0,06

C
+2
> C
+4
+ 2e
0,18 S
+ 6
+ 2e > S
+ 4
Phương trình bảo toàn e :
3a + (2. 0,06 ) = 0,18 . 2
> a= 0,08 mol (I)
Khối lượng muối 400(0,5 a+ b) = 24 gam
> 0,5 a + b = 0,06 mol (II)
Từ (I) và (II) a = 0,08 mol = nFe hay mFe = 4,48 gam
b = 0,02 mol = nFe

2
O
3
hay m Fe
2
O
3
= 3,2 gam
Dạng3. Cho hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch HNO
3
hoặc hỗn hợp HNO
3
và H
2
SO
4
thu
được hỗn hợp khí . Trong trường hợp này chất khử là kim loại ,chất oxi hoá là axit .Khi đó sử
dụng định luật bảo toàn ta sẻ lập được biểu thức liên hệ giữa số mol của các kim loại phản ứng
với số mol của các sản phẩm tạo thành.
Thông thường dạng toán này xác định lượng muối tạo thành hoặc xác định sô mol axit tham gia
phản ứng
Có thể áp dụng công thức tính nhanh sau:
Thí dụ 1. Hoà tan hết 4,4312 (g) gồm Mg và Al trong HNO
3
loảng thu được dung dịch A và 1,568 lít
khí hỗn hợp 2 khí không màu có khối lượng 2,59 gam. Trong đó có 1 khí hoá nâu ngoài không khí .
a. Tính % về khối lượng của mỗi kim loại.
b. Tính số mol HNO
3

phản ứng
c. Khi cô canh dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối khan.
Giải.
a. Trong hỗn hợp 2 khí tạo thành khí hoá nâu ngoài không khí là NO khí còn lại là 1 trong 2 khí N
2
hoặc N
2
O .
Ta có M
hh


= 2,59/0,07 = 37 đvc=> khí còn lại là N
2
O
Gọi só mol NO và N
2
O là a, b mol
Ta có 20 a + 44b = 2,59 (I)
a+ b = 0,07 (II)
từ (I) và (II) a=0,035 và b= 0,035 mol
Quá trình oxi hoá Mg và Al
Mg > Mg
2+
+ 2 e
x x 2x
Al > Al
3+
+ 3e
y y 3y

Quá trình khử NO
3
-
thành NO và N
2
O
NO
3
-
+ 4H
+
+ 3e > NO + 2H
2
O (1)
a 4a 3a a
2NO
3
-
+ 10H
+
+ 8e > N
2
O + 5H
2
O (2)
2b 10b 8b b
Theo định luật bảo toàn e ta có : 2x + 3y = 3a + 80 b = 0,385 (III)
Mặt khác m = m
Mg
+ m

Al
= 24 x + 27 y = 4,431 (IV)
Từ (III) và (IV) => x= 0,161 và y = 0,021 (mol)
 %Mg = 87,2 % ; %Al = 12,8 %
b. Theo (1) và(2) ta có nHNO
3
= n
H
+
= 4a + 10 b = 0,49 mol
c. Dung dịch A gồm 0,161 mol Mg(NO
3
)
2
và 0,021 mol Al(NO
3
)
3

khối lượng muối = 28,301 gam
Thí dụ 2( Đề TSĐH -khối A -2007). Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu có tỉ lệ mol
1:1 bằng dung dịch thu được hỗn hợp V lít khí X gồm NO
2
và NO (ở đktc) chỉ chứa 2 muối và axit
dư . Biết dX/ H
2
= 19.
Xác địnhgiá trị của V ?
Giải. m
Fe

+ m
Cu
= 12 gam
Do tỉ lệ mol 1: 1 nên n
Fe
= n
Cu
= 0,1 mol.
Quá trình oxi hoá Fe và Cu Fe > Fe
+3
+ 3e

0,1 0,3 0,1 (mol)
Cu > Cu
+2
+ 2e


0,1 0,2 0,1 (mol)
Quá trình khử NO
3
_

NO
3
-
+ 4H
+
+ 3e > NO + 2H
2

O
a 4a 3a a
NO
3
-
+ 2H
+
+ 1e > NO
2
+ H
2
O
b 2b b b
ta có hệ : a + b = 0,5 (mol) (I)
( 30 a + 46 b)/ (a+b) = 38 (II)
Từ (I) và (II) => a= b = 0,125 mol
 V = 22,4 (a+b) = 5,6 lít
Thí dụ 3. Một hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B (đều có hóa trị II, M
A

≈
M
B
) có khối lượng là 9,7
gam. Hỗn hợp X tan hết trong 200 ml dung dịch Y chứa H
2
SO
4
12M và HNO
3

2M tạo ra 2,688 lít
hỗn hợp khí Z gồm 2 khí SO
2
và NO có tỉ khối đối với H
2
bằng 23,5. Hãy xác định hai kim loại A và
B.
Giải:
Trước hết ta đi tính số mol mỗi chất trong hỗn hợp Z
đặt 2,688 lít khí Z gồm
2
:
:
SO x
NO y




⇒

2,688
0,12 x 0,12
22,4
x y y+ = = ⇒ + =
ta lại có:
64x+30y
23,5.2 47 47 64 30 5,64
Z
M x y

x y
= = ⇒ = ⇒ + =
+
giải hệ
0,12 0,06

64 30 5,64 0,06
x y x mol
x y y mol
+ = =
 
⇔
 
+ = =
 
X phản ứng với dung dịch Y thì xảy ra 4 phản ứng. Hơn nữa lượng chất tham gia ở mỗi phản ứng ta
chưa rõ nên chưa thể xác định. Nhưng tóm lại chúng bao gồm các quá trình sau:
Phản ứng của chất oxi hóa:
S
+6
+ 2e
→
S
+4
(SO
2
)
0,12 0,06
N
+5

+ 3e
→
N
+2
(NO)
0,18 0,06
nên số mol e nhận bởi 2 axit là 0,12 + 0,18 = 0,3 mol
Phản ứng của chất khử:
A
→
A
+2
+ 2e
a 2a
B
→
B
+2
+ 2e
b 2b
nên số mol e cho của hai kim loại là 2a + 2b
và ta có: 2a + 2b = 0,3 hay a + b = 0,15
9,7
64,67
0,15
X
m
M
n
= = =

Vì M
A

≈
M
B
nên M
A
= 64 (Cu) và M
B
= 65 (Zn)
Dạng4. Cho hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối .
Khi cho hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối thì các phản ứng xẫy ra
theo thứ tự : kim loại có tính khử mạnh hơn và muối có tính oxi hoá mạnh hơn sẻ phản ứng
trước . Các phản ứng xẩy ra sau đó phụ thuộc vào số mol của các kim loại và muối . Nhìn chung
ta rất khó xác định được các phản ứng xẩy ra khi chưa biết được số mol các chất.
Thí dụ 1. Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol Al và 0,1 mol Zn tác dụng hoàn toàn với 1 lít dung dịch A chứa
Cu(NO
3
)
2
và AgNO
3
, thu đựoc 31,2 gam hỗn hợp B gồm 2 kim loại và dung dịch C . Cho dung dịch
C tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 4,9 gam kết tủa . Tính nồng độ mol/l của các muối
trong dung dịch A
Giải:
Các phản ứng có thể xẫy ra khi cho hỗn hợp kim loại vào dung dịch A:
Al + 3 AgNO
3

= Al(NO
3
)
3
+ 3 Ag
2Al + 3Cu(NO
3
)
2
= 2Al(NO
3
)
3
+ 3Cu
Zn + 2 AgNO
3
= Zn(NO
3
)
2
+ 2Ag
Zn + Cu(NO
3
)
2
= Zn(NO
3
)
2
+ Cu

Hai kim loại trong B phải là Ag và Cu, dung dịch C chứa Zn(NO
3
)
2
, Al(NO
3
)
3
và Cu(NO
3
)
2
dư . Khi
tác dụng với NaOH dư :
Al(NO
3
)
3
+ 4 NaOH = NaAlO
2
+ 3NaNO
3
+2 H
2
O
Zn(NO
3
)
2
+ 4 NaOH = Na

2
ZnO
2
+ 2 NaNO
3
+ 2H
2
O
Cu(NO
3
)
2
+ 2 NaOH = Cu(OH)
2
↓
+ 2 NaNO
3
nCu(OH)
2
= 0,05 mol
- Gọi x và y là số mol của Ag và Cu trong B ta có: 108 x + 64 y = 31,2(1)
Vì các phản ứng có sự bảo toàn electron nên tổng số mol electron do Al và Zn nhường bằng tổng số
electron do Ag
+

và Cu
2+
nhận , ta có:
x+ 2y = 0,1 .3 + 0,1 . 2 = 0,5 (2)
từ (1) và (2) x = 0,2 ; y= 0,15

=> C
M
AgNO
3
= 0,2 M , C
M
Cu(NO
3
)
2
= 0,2 M
Thí dụ 2.Cho 0,03 mol Al và 0,05 mol Fe tác dụng với 200 ml dung dịch Y chứa AgNO
3
và
Cu(NO
3
)
2
. Sau khi phản ứng xẫy ra hoàn toàn thu được 8,12 gam hỗn hợp gồm 3 kim loại và dung
dịch B . Cho hỗn hợp kim loại này tác dụng với HCl dư thu được 0,03 mol H
2
. Tính C
M
của các
muối trong Y.
Giải:
Tính khử của nhôm mạnh hơn Fe nên hỗn hợp 3 kim loại gồm : Fe , Cu , Ag .Fe dư nên AgNO
3
và
Cu(NO

3
)
2
phản ứng hết và không tạo ra Fe(NO
3
)
3.
Các phản ứng cío thể xẫy ra :
Al + 3 AgNO
3
= Al(NO
3
)
3
+ 3 Ag (1)
2Al + 3Cu(NO
3
)
2
= 2Al(NO
3
)
3
+ 3Cu (2)
Fe + 2 AgNO
3
= Fe(NO
3
)
2

+ 2Ag (3)
Fe + Cu(NO
3
)
2
= Fe(NO
3
)
2
+ Cu (4)
Cho hỗn hợp tác dụng với HCl chỉ có Fe phản ứng:
Fe + 2 HCl = FeCl
2
+ H
2
↑

=> nFe = n H
2
= 0,03 mol
Gọi x và y là số mol AgNO
3
và Cu(NO
3
)
2
trong Y cũng là số mol của Ag và Cu được tạo ra =>
108 x + 64 y + 0,03. 56= 8,12 <=.> 108 x + 64 y = 6,44 (I)
Số mol Fe phản ứng với dung dịch muối là 0,02 mol , theo sự bảo toàn electron: tổng số mol electron
do Fe và Al nhường bằng tổng số electron do Ag

+

và Cu
2+
nhận

⇒
x + 2y = 0,13 mol (II)
Từ (I) và (II) => x=0,03 , y= 0,05
C
M
AgNO
3
= 0,15 M ; C
M
Cu(NO
3
)
2
= 0,25 M
Dạng 5. Xác định sản phẩm tạo thành của ở các quá trình oxi hoá - khử . Ta thường gặp các dạng
toán xác định sản phẩm của sự khử S
+6

trong H
2
SO
4
, N
+5

trong HNO
3
khi cho các chất khử ( kim
loại , FeO , Fe
3
O
4
) tác dụng với các dung dịch axit trên .
Để xác định được sản phẩm tạo thành ở các quá trình khử N
+5
và S
+6
ta cần phải xác định được số e
mà S
+6

nhận và số e mà N
+5
nhận hoặc số oxi hoá của N và S trong sản phẩm tạo thành.
Ta có các quá trình : N
+5
+ ne > N
5-n
S
+6
+ me > S
6- m
Như vậy ở đây muốn xác định được sản phẩm thì ta phải xác định được giá tri của m và n.
Thí dụ 1. Hoà tan hoàn toàn 2,52 gam hỗn hợp Mg và Al bằng dung dịch HCl thu được 2,688 lít
H

2
( đktc) . Cho 2,52 gam hỗn hợp trên tác dụng với H
2
SO
4
đặc thu được 0,3 mol một sản phẩm duy
nhất hình thành do sự khử S
+6
Xác định sản phẩm đó ?
Giải. ta có : x= nMg = 0,06 mol, y= nAl = 0,04 mol
Tổng số mol e mà Mg và Al nhường = 24x+ 3y = 0,24 mol
Giả sử a nguyên tử S
+6
nhận me => Số mol e mà một nguyên tử S nhận là :
S
+6
+ me > S
6- m
0,03 m 0,03 (mol)
Theo định luật bảo toàn e: 0,03 m = 0,24 => n= 8
Vậy sản phẩm của phản ứng là : H
2
S ( S
+6
+ 8e > S
-2
)
Thí dụ 2. Cho 2,52 gam hỗn hợp trên tác dụng hết vối HNO
3
10,5 % (d=1,2 gam/ml)thu được 0,08

mol một sản phẩm duy nhất tạo thành do sự khử N
+ 5
. Tính thể tích tối thiểu HNO
3
đã dùng?
Giải.
. Giả sử a nguyên tử N
+5
nhận ne => Số mol e mà một nguyên tử N
+5
nhận là :
N
+5
+ n e > N
5- n
0,08n 0,08
Ta có 0,08 n= 0,24 => n=3
Sản phẩm của phản ứng là NO
Ta có NO
3
-
+ 4H
+
+ 3e > NO + 2H
2
O
Số mol HNO
3
= n
H+

= 4 n
NO
= 0,32 mol .
=> V
dd
= 63. 0,32.100/10,5. 1,2 = 160 ml
Chú ý: Khi cho kim loại tác dụng với dung dịch HNO
3
ta có thể xác định được số mol axit phản ứng
theo số mol khí tạo thành dựa vào quá trình khử ion NO
3
- .
Thí dụ 3. Hoà tan 2,4 gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ mol 1:1 vào dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng . Kết
thúc phản ứng thu được 0,05 mol sản phẩm khử duy nhất có chứa S . Xác định sản phẩm đó .
Ta có n
Fe
= n
Cu
= 0,02 mol
Ta có 0,02 Fe > Fe
+3
+ 3e
0,02 Cu > Cu
2+
+ 2e

0,05 S
+6
+ ne > S
6-n
Theo định luật bảo toàn e : 0,02* 3 + 0,02*2 = 0,05 n > n =2
Vậy sản phẩm khử là SO
2

Dang6. Phản ứng nhiệt nhôm.
Bài toán nhiệt nhôm thường gặp cho hỗn hợp gồm nhôm và oxit sắt như Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
tiến hành ở nhiệt độ cao không có không khí sau đó hoà tan vào dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng ,
HNO
3
hoặc vào dd axit không có tính oxi hoá hoặc kiềm.
Như vậy nhôm đóng vai trò chất khử, còn oxit săt , axit HNO
3
hay H
2
SO

4
đặc đóng vai trò chất
oxi hoá.
Thí dụ1. Trộn 2,7 gam Al vào 20 gam hỗn hợp Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm
được hỗn hợp A . Hoà tan A trong HNO
3
thấy thoát ra 0,36 mol NO
2
là sản phẩm khử duy nhất. Xác
định khối lượng của Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
?
Giải.
Ta có 0,1 Al > Al
+3
+ 3e

a 3Fe
+ 8/3
> 3 Fe
+3
+ 1e
0,36 N
+5
+ 1e > N
+4
áp dụng bảo toàn e : 0,1 *3 + a = 0,36 *1 > a =0,06 mol
 n Fe
3
O
4
=0,06 mol > m Fe
3
O
4
= 13,92 gam
 mFe
2
O
3
= 6,08 gam
Thí dụ2. Trộn đều a gam bột Al với x gam bột Fe
3
O
4
được hỗn hợp A. Sau khi thực hiện phản ứng
nhiệt nhôm xong, thu được chất rắn B. Cho B tác dụng hết với dung dịch H

2
SO
4
loãng, thu được V lít
khí (đktc). Thiết lập biểu thức tính x theo V, a. áp dụng: a = 2,835 gam ; V = 2,805 lít.
Thí dụ3. Khi nung hỗn hợp A gồm Al, Fe
2
O
3
được hỗn hợp B (giả thiết hiệu suất 100%). Có thể chia
hỗn hợp B thành hai phần hoàn toàn giống nhau. Hoà tan một phần trong dung dịch H
2
SO
4
loãng, thu
được 1,12 lít khí ở đktc. Phần còn lại hoà tan trong dung dịch NaOH dư thì lượng chất rắn không tan
là 4,4 gam.
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b. Xác định khối lượng các chất trong các hỗn hợp A, B. (ĐH Thái Nguyên-92)
Dạng7. Bài toán điện phân
Điện phân là dùng năng lượng điện để thực hiện phản ứng oxi hóa - khử xảy ra trên catot và
anot
+ Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử (nhận e)
+ Tại Anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hoá (cho e)
Sau khi viết các quá trình xẫy ra tại các điện cực ta áp dụng định luật bảo toàn e .
Số mol e nhận ở cực âm(catot) = sô mol e nhường ở cực dương ( anot)
Thí dụ1. Tiến hành điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa AgNO
3
và Cu(NO
3

)
2
thu được 56 gam hỗn
hợp kimloại ở catot và 4,48 lít khí hiđro ở anôt(đktc) . Tính số mol mỗi muối trong X ?
Khí thoát ra là O
2
a Ag
+
+1 e > Ag
b Cu
2+
+ 2e > Cu
0,2 2O
2-
-4e > O
2
áp dụng bảo toàn e : a + 2b =0,8
Khối lượng kimloại 108a + 64 b =56
 a =0,4 = nAgNO
3
 b=0,2 = nCu(NO
3
)
2
Thí dụ2. Dung dịch A chứa (Cu
2+
, Mg
2+
, Cl
-

, NO
3
-
). Điện phân dung dịch A tới hoàn toàn thấy ở
Catot thu được 2.56g Cu và không có khí bay ra. Còn ở Anot thu được 0.03mol Cl
2
và xmol O
2
bay
lên. Tìm?
Ta có các quá trình xẫy ra ở điện cực
0,04 Cu
2+
+ 2e > Cu
0,03 2Cl
-
- 2e > Cl
2
x 2O
2-
- 4e > O
2

áp dụng bảo toàn e : 2* 0,04 = 2*0,03 + 4x
=> x = 0,005 mol
Thí dụ 3. Dung dịch X chứa HCl, CuSO
4
, Fe
2
(SO

4
)
3.
Lấy 400ml X đem điện phân với điện cực trơ, I
= 7,72A đến khi ở (K) được 0,08mol Cu thì dừng lại. Khi đó ở (A) có 0,1 mol 1 chất khí bay ra. Tính
nồng độ [Fe
2+
]
Các quá trình xẫy ra ở điện cự c
ở catôt Fe
3+
+ 1e > Fe
2+
ở anôt : 2Cl
-
- 2e > Cl
2
x x x 2*0,1 mol 0,1 mol
Cu
2+
+ 2e > Cu
2* 0,08 0,08 mol
áp dụng bảo toàn e : x + 2*0,08 = 2*0,1 => x =0,0a mol
=> [Fe
2+
] = 0,04/0,4 = 0,1 M
Ngoài các dạng bài tập trên ta có thể áp dụng phương pháp bảo toàn electron tính nhanh số mol axit
cũng như khối lượng muối tạo thành khi cho kim loại tác dụng với HNO
3
, H

2
SO
4
đặc .
IV. Kết luận
Kiến thức phần phản ứng oxi hoá khử là 1 nội dung quan trọng . Công cụ giải toán nhanh cho
phần này chính là phương pháp bảo toàn electron. Để đạt được hiệu quả cao trong quá trình giảng
dạy giáo viên phải phân loại bài tập và nêu phương pháp giải cho từng loại . Bài tập liên quan đến
phản ứng oxi hoá quy về một số dạng trên rất mong các bạn đồng nghiệp cùng quan tâm trao đổi .