GIẢI BÀI TẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ

Đổi mới phương pháp giải bài tập bằng bảo toàn nguyên tố
GIẢI BÀI TẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ
Từ Xuân Nhị – THPT Hướng hóa –Quảng trị
Đối với học sinh THPT khi làm bài tập thông thường thì việc thực hiện các bước là điều cần thiết nhằm
củng cố kĩ năng viết và cân bằng phương trình hình thành kĩ năng giải bài tập . Song với việc đổi mới
hình thức kiểm tra thì có thể sử dụng một số định luật hóa học có thể giúp học sinh thực hiện nhanh yêu
cầu mà không phải viết phương trình hóa học và tiết kiệm rất nhiều thời gian đặc biệt là đối với dạng bài
tập trắc nghiệm . Tuy nhiên việc sử dụng phương pháp nào cũng cần rèn luyện kĩ năng hóa học nên không
nên lạm dụng bất kì một phương pháp nào
Bảo toàn nguyên tố có thể hiểu là số nguyên tử của một nguyên tố trong phản ứng trước và sau phản ứng
bằng nhau cho nên khi biểu diễn chỉ cần dùng sơ đồ rồi căn cứ vào sơ đồ để tính các đại lượng liên quan
hoặc từ công thức hóa học biểu diễn giá trị tương đương, trong một số trường hợp cần kết hợp một số
phương pháp khác để quá trình giải bài tập nhanh hơn
Với phương pháp này chỉ có thể sử dụng trong một số trường hợp . Tuy nhiên trong nội dung này tôi
không trình bày phương pháp truyền thống (Phần này các bạn tự làm để so sánh) mà chỉ trình bày nội
dung của phương pháp .Rất mong sẽ làm vui lòng các bạn
Câu 1: Hỗn hợp X gồm Ba và Cu .Khi nung X với O
2
dư thì khối lượng tăng lên 4,8g .Khi cho chất rắn
thu được tác dụng với H
2
dư thì khối lượng chất rắn giảm 3,2g .Khối lượng X là:
A. 20,1g B. 33,8g C. 26,5g * D. 16,2g
Hướng dẫn giải: Trường hợp 1: Khối lượng tăng là khối lượng oxi → m
O
= 4,8 → n
O
= 0,3
Trường hợp 2: Khối lượng giảm là khối lượng oxi trong CuO → m
O
= 3,2 → n

O
= 0,2
Từ công thức BaO và CuO → n
Cu
= 0,2 và n
Ba
= 0,1 → m
X
= 0,2.64 + 0,1.137 = 26,5g
Câu 2: Nung 28g Fe trong bình kín chứa O
2
dư thu được chất rắn nặng 39,2g gồm 2 oxit Fe
2
O
3
và
Fe
3
O
4
.Phần trăm số mol Fe biến thành Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
là :
A. 30% và 70% B. 50% và 50%

C. 40% và 60% * D. 60% và 40%
Hướng dẫn giải:Khối lượng oxi : m
O
= 39,2 – 28 = 11,2 → n
O
= 0,7 và n
Fe
= 0,5
Dùng sơ đồ : Fe → Fe
2
O
3
và Fe → Fe
3
O
4
Gọi số mol của Fe
2
O
3
là x và Fe
3
O
4
là y ta có:
2x ← x 3y ← y
Lập phương trình cho số mol Fe và O: 2x + 3y = 0,5 và 3x + 4y = 0,7 Giải ra : x = y = 0,1
Tính % số mol Fe → Fe
2
O

3
là 0,4 và Fe → Fe
3
O
4
là 0,6
Câu 3: Cho hỗn hợp X gồm SO
2
và O
2
theo tỷ lệ số mol 1:1 đi qua V
2
O
5
xúc tác, đun nóng thu được hỗn
hợp Y có khối lượng 19,2g .Hoà tan Y vào nước sau đó thêm Ba(NO
3
)
2
dư thu được 37,28g kết tủa .Hiệu
suất phản ứng SO
2
+ O
2
là:
A. 40% B. 75% C. 80% * D. 60%
Hướng dẫn giải: Tham gia phản ứng :
2
SO
n

=
3
SO
n
= n
↓
= 0,16
Ban đầu : 64x + 32x = 19,2 → x = 0,2 → H = 0,16: 0,2 = 0,8 = 80%
Câu 4: Cho m gam FeS
2
tác dụng hoàn toàn với O
2
thu được 32 gam khí SO
2
. Giá trị của m là:
A. 25 B. 30 * C. 35 D. 40
Hướng dẫn giải:
2
SO
n
= 0,5 Ta dùng sơ đồ : FeS
2
→ 2 SO
2

0,25 ← 0,5 → m = 120.0,25 = 30g
Câu 5: Đốt cháy m gam Na bằng lượng vừa đủ 5,6 lít O
2
( đktc) ta thu được 21,8 gam hỗn hợp X gồm
Na

2
O
2
và Na
2
O . Cho X vào dung dịch H
2
SO
4
loãng , vừa đủ thấy thoát ra V lít khí ( đktc) và thu được
dung dịch Y .
a) Khi cô cạn Y thu được muối khan có khối lượng là
A. 42,6 gam. B. 85,2 gam. C. 56,8gam. D.71,0gam.
Từ Xuân Nhị – THPT Hướng hóa –Quảng trị - Telex: 0913485120
Đổi mới phương pháp giải bài tập bằng bảo toàn nguyên tố
b) Giá trị của V là
A. 1,12. B.2.24. C.3.36. D.4,48.
Hướng dẫn giải:a) m
O
= 0,25.32 = 8g → m
Na
= 21,8 – 8 = 13,8 → n
Na
= 0,6 →
42
SONa
n
= 0,3
→
42

SONa
m
= 0,3.142 = 42,6g
b) Bảo toàn e : 0,6.1 = 0,25.4 - 4a → 4a = 0,4 → a = 0,1 → V = 2,24 lit
Câu 6: Cho 18,4 gam hỗn hợp gồm Fe và một kim loại A hoá trị hai tác dụng với H
2
SO
4
loãng, dư thì
được 2,24 lít khí (đktc) và một chất rắn không tan. Hoà tan hoàn toàn phần chất rắn không tan bằng H
2
SO
4
đặc, đun nóng thì được 12,8 gam khí SO
2
. A là kim loại nào trong số các kim kim loại sau đây :
A. Zn B. Cu * C. Hg D. Ag
Hướng dẫn giải:
2
H
n
= 0,1 → n
Fe
= 0,1 → m
Chất rắn
= 18,4 – 0,1.56 = 12,8g Với
2
SO
n
= 0,2 = n

A

(Vì kim loại có hóa trị II) → M
A
= 12,8: 0,2 = 64 → A là Cu
Câu 7: Nung 24g hỗn hợp Fe
2
O
3
và CuO trong ống sứ có thổi luồng H
2
dư đến khi phản ứng hoàn toàn
.Cho hỗn hợp khí tạo thành đi qua bình chứa H
2
SO
4
đặc,dư thì khối lượng bình tăng 7,2g .Khối lượng Fe
và khối lượng Cu thu được là:
A. 5,6g Fe và 3,2g Cu B. 11,2g Fe và 6,4g Cu*
C. 5,6g Fe và 6,4g Cu D. 11,2g Fe và 3,2g Cu
Hướng dẫn giải: Khối lượng tăng là
OH
m
2
→ m
O
= (7,2 : 18).16 = 6,4g → m
Kim loại
= 24 – 6,4 = 17,6
Gọi số mol Fe

2
O
3
là x và CuO là y → 2x.56 +64y = 17,6 va 3x.16 + 16y = 6,4
Giải ra kết quả: x = y = 0,1 → m
Fe
= 0,2.56 = 11,2g và m
Cu
= 0,1.64 = 6,4g
Câu 8: Cho 3,04g hỗn hợp Fe
2
O
3
và FeO tác dụng với CO dư đến khi phản ứng hoàn toàn .Chất khí thu
được cho qua dung dịch Ca(OH)
2
dư thu được 5g kết tủa .Khối lượng Fe
2
O
3
và FeO có trong hỗn hợp là:
A. 0,8g và 1,14g B. 1,6g và 1,14g* C. 1,6g và 0,72g D. 0,8 và 0,72g
Hướng dẫn giải: Ta có: n
↓
=
2
CO
n
= n
O(trong oxit)

= 0,05 Gọi số mol Fe
2
O
3
là x và FeO là y
→ 160x + 72y = 3,04 và 3x + y = 0,05 → Giải ra : x = 0,01 và y = 0,02 → m tương ứng
Câu 9 : Khử 39,2g hỗn hợp A gồm Fe
2
O
3
và FeO bằng CO thu được hỗn hợp B gồm FeO và Fe. Để hoà
tan B cần vừa đủ 2,5 lit dung dịch H
2
SO
4
0,2M thu được 4,48 lit khí (đktc)
Khối lượng Fe
2
O
3
và FeO lần lượt là:
A. 32g và 7,2g* B. 16g và 23,2g C. 18g và 21,2g D. 20g và 19,2g
Hướng dẫn giải: Muối thu dược là FeSO
4
→ n
Fe
= n
S
= 2,5.0,2 = 0,5
Gọi số mol Fe

2
O
3
là x và FeO là y → 2x + y = 0,5 và 160x + 72y = 39,2
→ Giải ra kết quả x = 0,2 và y = 0,1 →
32
OFe
m
= 32g và m
FeO
= 7,2g
Câu 10 : Đốt cháy 9,8g bột Fe trong không khí thu được hỗn hợp chất rắn X gồm 3 oxit của Fe.Để hoà tan
X cần vừa hết 500ml dung dịch HNO
3
1,6M thu được V lit NO(sản phẩm duy nhất).Giá trị V là:
A. 6,16 lit * B. 10,08 lit C. 11,76 lit D. 6,72 lit
Hướng dẫn giải: Sơ đồ phản ứng : Fe
0
2
,O t+
→
X
3
HNO+
→
Fe(NO
3
)
3
+ NO

Bảo toàn nguyên tố cho Fe:
3 3
( )Fe NO
n
= n
Fe
= 0,175
Bảo toàn nguyên tố cho N: n
NO
=
3
HNO
n
- 3
3 3
( )Fe NO
n
= 0,5.1,6 – 3.0,175 = 0,275 → V= 0,275.22,4
Câu 11:Lấy a mol NaOH hấp thụ hoàn toàn 2,64g CO
2
thu được đúng 200ml dung dịch X.Trong dung
dịch X không còn NaOH và nồng độ của ion CO
2
3
−
là 0,2M .Giá trị của a là:
A. 0,06 B. 0,08 C. 0,1 * D. 0,12
Từ Xuân Nhị – THPT Hướng hóa –Quảng trị - Telex: 0913485120
Đổi mới phương pháp giải bài tập bằng bảo toàn nguyên tố
Hướng dẫn giải: Sơ đồ phản ứng : CO

2
+ NaOH → Na
2
CO
3
+ NaHCO
3

Bảo toàn nguyên tố cho C :
3
NaHCO
n
=
2,64
0,2.0,2 0,02
44
− =
Bảo toàn nguyên tố cho Na: a = 2
2 3
Na CO
n
+
3
NaHCO
n
= 0,1
Câu 12: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm x mol FeS
2
và y mol Cu
2

S vào dung dịch HNO
3
vừa đủ thu được
dung dịch X(chỉ chứa 2 muối sunfat) và khí duy nhất là NO.Tỷ số x:y là:
A. 6:5 B. 2:1 * C. 1:2 D. 5:6
Hướng dẫn giải: X chỉ chứa 2 muối sunfat và khí NO duy nhất → S chuyển hết thành
2
4
SO
−
ta có sơ đồ :
2FeS
2
→ Fe
2
(SO
4
)
3
và Cu
2
S → CuSO
4

x 0,5x y 2y Ap dụng bảo toàn cho S thì
2x + y = 3.0,5x + 2y → 0,5x = y hay x : y = 2:1
Câu 13: X là một ancol no,mạch hở.Đốt cháy hoàn toàn 0,05mol X cần 5,6g oxi,thu được hơi nước và
6,6g CO
2
.Công thức cúa X là:

A. C
2
H
4
(OH)
2
B. C
3
H
7
OH C. C
3
H
6
(OH)
2
D. C
3
H
5
(OH)
3
*
Hướng dẫn giải :
2
O
n
= 0,175 ;
2
CO

n
= 0,15 Vì X là ancol no,mạch hở →
2
H O
n
= n
X
+
2
CO
n
= 0,2 mol
Câu 14: Đốt cháy hoàn toàn 0,1mol môt anđehit đơn chức X cần dùng vừa đủ 12,32 lit O
2
(đktc) thu được
17,6g CO
2
.X là anđehit nào sau :
A. HC
≡
C – CH
2
– CHO B. CH
3
– CH
2
CH
2
– CHO *
C. CH

2
=CH – CH
2
– CHO D. CH
2
=C=CH – CHO
Hướng dẫn giải :
2
O
n
= 0,55 ;
2
CO
n
= 0,4 vì anđehit đơn chức nên n
O(X)
= n
X
= 0,1
Bảo toàn nguyên tố cho O thì số mol :
2
H O
n
=
2
( )O H O
n
=n
X
+ 2

2 2
2
O CO
n n−
= 0,1+2.0,55-2.0,4 = 0,4
2
CO
n
=
2
H O
n
= 0,4 → anđehit no,đơn chức
Trong một số trường hợp kết hợp bảo toàn nguyên tố và bảo toàn điện tích (Z) có thể giúp học sinh cân
bằng một số phản ứng oxihóa – khử phức tạp rất tiện lợi tiết kiệm thời gian xác định số oxi hóa và quá
trình trao đổi e khá tiện lợi và trong một số trường hợp phức tạp không cần phải xác định số oxi hóa của
các nguyên tố
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng sau: FeS
2
+ O
2
→ Fe
2
O
3
+ SO
2

Đối với bài này rất nhiều học sinh khó khăn trong việc xác định số oxi hóa của S nên ta dùng sơ đồ:
Bảo toàn nguyên tố: FeS

2
→ Fe
3+
+ 2S
4+
→ Bảo toàn Z cho 2 vế ta có số e trao đổi là 11e
FeS
2
→ Fe
3+
+ 2S
4+
+ 11e và O
2
+ 4e → 2O
2-
→ Xác định hệ số cần cân bằng
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng sau: FeS + HNO
3
→ Fe(NO
3
)
3
+ H
2
SO
4
+ NO +
Ở đây học sinh chỉ cần dùng sơ đồ: FeS → Fe
3+

+ S
6+
+ 9e ( bảo toàn Z)
và N
5+
+ 3e → N
2+
→ Xác định hệ số cân bằng
Bằng cách tương tự có thể vận dụng cho các trường hợp khác tùy theo yêu cầu
Từ Xuân Nhị – THPT Hướng hóa –Quảng trị - Telex: 0913485120