1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị Trường THPT Bình Sơn
Mã số:
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHÂN DẠNG VÀ ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI
LƯỢNG - KẾT HỢP MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
Người thực hiện: NGUYỄN NHƯ HOÀNG
Lĩnh vực nghiên cứu:
- Quản lý giáo dục
- Phương pháp dạy học bộ môn: Hóa học
- Lĩnh vực khác:
Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN
Mô hình Đĩa CD (DVD) Phim ảnh Hiện vật khác
Năm học: 2013 - 2014
BM 01-Bia SKKN
SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
––––––––––––––––––
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN
1. Họ và tên: NGUYỄN NHƯ HOÀNG
2. Ngày tháng năm sinh: 23 – 05 – 1980
3. Nam, nữ: Nam
4. Địa chỉ: Ấp 1 – Bình Sơn – Long Thành – Đồng Nai
5. Điện thoại DĐ: 0123 849 3679, Cơ quan: 0613 533 100
6. Fax: E-mail:
7. Chức vụ: Giáo viên
8. Nhiệm vụ được giao: giảng dạy môn hóa học khối 10 và 11.
9. Đơn vị công tác: Trường THPT Bình Sơn
II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị cao nhất: Cử nhân
- Năm nhận bằng: 2011
- Chuyên ngành đào tạo: Hóa học
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy môn hóa học
- Số năm có kinh nghiệm: 3 năm
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:
2
BM02-LLKHSKKN
PHÂN DẠNG VÀ ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG -
KẾT HỢP MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC
NGHIỆM HÓA HỌC
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Với việc đổi mới phương pháp giảng dạy, đổi mới chương trình hoá
học phổ thông gắn liền với việc đổi mới hình thức kiểm tra đánh giá. Từ năm học
2006 - 2007 Bộ Giáo Dục đã áp dụng hình thức thi trắc nghiệm khách quan cho
bốn môn học là các môn Hoá học, Vật lí, Sinh học và Ngoại ngữ. Việc chuyển đổi
hình thức này đã làm cho học sinh và một bộ phận không nhỏ giáo viên cảm thấy
bỡ ngỡ khó khăn nhất định.
Đối với giáo viên, việc biên soạn đề đã là một việc không dễ chút nào, nhất
là khi kiểm tra trắc nghiệm, yêu cầu đặt ra là giáo viên phải hình thành ma trận đề
hợp lý và mỗi học sinh ngồi gần nhau phải có một đề khác nhau. Việc này đòi hỏi
giáo viên phải nắm vững các phương pháp giải và am hiểu về công nghệ thông tin
nhằm tạo ra được một đề thi hợp lý.
Đối với học sinh, việc giải quyết từ khoảng 24 câu hỏi trong một đề kiểm tra
một tiết, 40 câu hỏi trong một đề thi tốt nghiệp với thời lượng 60 phút hoặc 50 câu
hỏi trong một đề thi đại học với thời lượng 90 phút. Do đó áp lực về thời gian là rất
lớn cho học sinh trong quá trình làm bài. Vì thế, việc có được các kĩ năng làm bài
tập trắc nghiệm khách quan là hết sức cần thiết. Nếu học sinh không được chuẩn bị
kĩ lưỡng về kiến thức, kĩ năng, về phương pháp giải bài toán hóa học thì sẽ rất khó
để hoàn thành tốt bài thi.
Mỗi một môn học có những nét đặc thù riêng. Hóa học là một môn khoa học
thực nghiệm. Những yêu cầu chung về kiến thức: Ở các mức độ khác nhau, học
sinh biết, hiểu và vận dụng kiến thức để giải quyết các bài tập định tính như tính
chất vật lí, tính chất hoá học của các chất, điều chế các chất trong phòng thí
nghiệm, trong công nghiệp, ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực của đời sống
và sản xuất. Những yêu cầu về kĩ năng: Lập các phương trình hóa học của phản
ứng, tính toán hóa học và các bài tập thực nghiệm…
Vì vậy, trong quá trình dạy học, tôi luôn hướng học sinh tới việc vận dụng
và kết hợp các phương pháp để giải nhanh, chính xác bài tập trắc nghiệm khách
quan và bước đầu học sinh đã biết cách vận dụng vào việc giải các bài tập một
cách nhanh chóng và hiệu quả. Trong phạm vi giới hạn của đề tài này tôi xin trình
bày một số kĩ năng và phương pháp giải các bài tập trắc nghiệm hóa học dựa vào
định luật bảo toàn khối lượng kết hợp một số phương pháp giải nhanh bài tập hóa
3
BM03-TMSKKN
học như phương pháp bảo toàn electron, phương pháp bảo toàn nguyên tố, phương
pháp quy đổi
II. CỞ LÝ LUẬN THỰC TIỄN
Trong quá trình giảng dạy, tôi nhận thấy rằng các bài tập trắc nghiệm khách
quan giúp cho việc kiểm tra, đánh giá kiến thức của học sinh một cách nhanh
chóng, khách quan. Giúp học sinh rèn luyện và phát triển khả năng tư duy, phân
tích, phán đoán, khái quát hóa vấn đề. Rèn luyện khả năng ứng xử nhanh chóng,
chính xác trước các tình huống bài toán đặt ra. Đồng thời tạo hứng thú học tập hơn
khi những bài toán phức tạp được đơn giản hóa.
Để làm tốt bài tập trắc nghiệm khách quan, học sinh cần nắm vững toàn bộ
kiến thức Hoá học phổ thông, kiến thức liên môn bổ trợ như Toán học, Vật lí, Sinh
học, …
Mỗi một câu hỏi là một tình huống có vấn đề. Trước hết cần hướng dẫn học
sinh phân tích, nhận dạng đề xem câu hỏi thuộc loại nào, định tính hay định lượng?
Mức độ dễ hay khó? Chẳng hạn, ở mức độ học sinh biết các khái niệm, học sinh
hiểu và giải thích được tính chất của chất, hiện tượng thí nghiệm…, học sinh vận
dụng kiến thức đã biết để nhận biết các chất, tách các chất… Ở các câu hỏi định
lượng, cần hướng dẫn học sinh phân tích các dữ kiện, đối chiếu với các phương án
lựa chọn để áp dụng phương pháp thích hợp như áp dụng các định luật cơ bản của
hóa học: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố…, hoặc các
công thức thực nghiệm có thể vận dụng cho một dạng bài nhất định. Có như vậy
các em mới giải nhanh và chính xác bài toán Hóa học để từ đó chọn được phương
án đúng. Việc vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng giúp học sinh giải
nhanh một số bài tập, đặc biệt là bài tập có xảy ra nhiều phương trình phản ứng,
nhiều giai đoạn, nhiều ẩn số, thiếu dữ kiện hay đòi hỏi biện luận…
II. 1. Thuận lợi
Được sự quan tâm chỉ đạo và giúp đỡ của Ban giám hiệu nhà trường.
Trong tổ chuyên môn có nhiều giáo viên có kinh nghiệm nên có điều kiện
tham khảo và trao đổi với đồng nghiệp.
Do sự phát triển của công nghệ thông tin nên việc trao đổi kiến thức, tìm
hiểu thông tin diễn ra rất thuận lợi và nhanh chóng.
Đa số học sinh có ý thức học tập, ham học hỏi để trang bị cho mình những
kiến thức cần thiết để chuẩn bị cho tương lai.
II. 2. Khó khăn
Tuy nhiên bên cạnh những thuận lợi cũng không tránh khỏi những khó khăn
nhất định:
Trường ở vùng nông thôn, chất lượng đầu vào chưa cao nên chất lượng học
sinh không đồng đều, còn nhiều em thiếu ý thức học tập và mất căn bản.
4
III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP
Định luật bảo toàn khối lượng và các phương pháp giải nhanh bài tập trắc
nghiệm Hóa học áp dụng được hầu hết ở mọi bài toán khác nhau. Đặc biệt là các
bài toán hỗn hợp các chất có tính chất hóa học tương tự tác dụng với cùng một chất
(như hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp oxit kim loại tác dụng với dung dịch HNO
3
,
HCl, H
2
SO
4
….
III.1. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
Phát biểu định luật bảo toàn khối lượng: “ Tổng khối lượng của các chất tham
gia phản ứng bằng tổng khối lượng của các chất tạo thành sau phản ứng.”
Ví dụ: trong phản ứng A + B
→
C + D
Ta có: m
A
+ m
B
= m
C
+ m
D
Chú ý: không tính khối lượng của các chất không tham gia vào phản ứng cũng như
những chất có sẵn. (ví dụ như H
2
O là chất có sẵn trong dung dịch)
Hệ quả 1: Trong một phản ứng hóa học thì : ∑ m
T
= ∑ m
S
Trong đó:
m
T
: khối lượng của các chất trước phản ứng
m
S :
khối lượng của các chất sau phản ứng
Cho dù phản ứng xảy ra vừa đủ hay có chất dư, phản ứng xảy ra với H% =100%
hay H% < 100%. Ta luôn có biểu thức ∑ m
T
= ∑ m
S
Hệ quả 2: Khi cation kết hợp với các anion để tạo ra các hợp chất như : oxit,
hydroxit, muối thì ta luôn có:
m
hợp chất
= m
Cation
+ m
anion
Hệ quả 3: Khi cation kim loại thay đổi anion tạo ra hợp chất mới thì sự chênh
lệch khối lượng giữa hai hợp chất bằng sự chênh lệch khối lượng giữa các anion
Hệ quả 4: Tổng khối lượng của các nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối
lượng của các nguyên tố sau phản ứng. ( bảo toàn nguyên tố)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng tính khối lượng của hỗn hợp oxit hoặc
khối lượng kim loại thu được sau phản ứng.
Dạng 1: Kim loại, hỗn hợp kim loại phản ứng với axit H
2
SO
4
loãng
Ví dụ 1: (ĐH- CĐ- 2008) Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn
bằng một lượng vừa đủ dung dịch H
2
SO
4
loãng, thu được 1,344 lít H
2
(ở đktc) và
dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:
A. 8,98 gam B. 9,52 gam C. 10,27 gam D. 7,25 gam
* Nhận xét :
5
Giáo viên: Nếu học sinh viết ba phương trình phân tử, sau đó đặt ẩn, lập hệ
phương trình theo cách giải thông thường thì sẽ bị thiếu dữ kiện để lập hệ, dẫn đến
bế tắc khi giải toán.
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát hoặc viết sơ đồ
phản ứng:
2M + nH
2
SO
4
→
M
2
(SO
4
)
n
+ nH
2
hoặc viết sơ đồ: Kim loại + dung dịch H
2
SO
4
loãng
→
dung dịch muối + H
2
↑
Từ phương trình hoặc sơ đồ có thể →
2 4 2
0,1
H SO H
n n mol
= =
→
2 4
5,88
H SO
m g
=
Giáo viên: Nhấn mạnh
2 4 2
H SO H
n n
=
áp dụng cho tất cả bài toán hỗn hợp kim loại tác
dụng với dung H
2
SO
4
loãng
Học sinh: vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
2 4 2
3,22 5,88 – 0,06.2 8,98
muoi hh kim loai H SO H
m m m m gam
= + − = + =
Ví dụ 2: (ĐH khối A 2012) Hòa tan hoàn toàn 2,43 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn
vào một lượng vừa đủ dung dịch H
2
SO
4
loãng, sau phản ứng thu được 1,12 lít H
2
(đktc) và dung dịch X. Khối lượng muối trong dung dịch X là
A. 5,83 gam. B. 7,33 gam. C. 4,83 gam. D. 7,23 gam.
Giáo viên: Yêu cầu học sinh làm ví dụ 2
Học sinh:
2 4 2
2,43 0,05.98 – 0,05.2 7,23
muoi hh kim loai H SO H
m m m m gam
= + − = + =
Bài tập áp dụng:
Bài 1: Cho 11,3g hỗn hợp Mg và Zn tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
dư thì thu được
6,72 lít khí H
2
(đktc). Cô cạn dung dịch được sau phản ứng thu được lượng muối
khan là:
A. 40,1g B. 41,1g C. 41,2g D. 14,2g
Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 6,44 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng
vừa đủ dung dịch H
2
SO
4
loãng, thu được 2,688 lít hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa
m gam muối. Giá trị của m là:
A. 8,98 B. 9,52 C. 17,96 D. 7,25
Bài 3: (ĐH khối A 2009) Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn tác dụng với một
lượng vừa đủ dung dịch H
2
SO
4
10% thu được 2,24 lít khí H
2
(ở đktc). Khối lượng
dung dịch thu được sau phản ứng là
A. 101,48 gam. B. 101,68 gam. C. 97,80 gam. D. 88,20 gam.
Dạng 2: Kim loại, hỗn hợp kim loại phản ứng với axit HCl, hỗn hợp axit HCl,
axit H
2
SO
4
loãng.
Ví dụ 1: Cho 1,75 gam hỗn hợp 3 kim loại Fe, Al và Zn tan hoàn toàn trong dung
dịch HCl, ta thu được 1,12 lít khí H
2
(đktc). Khi cô cạn dung dịch ta thu được m
gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của m là
6
A. 6,5 (g) B. 5,3 (g) C. 7,2 (g) D. 5,7 (g)
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát hoặc viết sơ đồ
phản ứng:
2
2
n
n
M nHCl MCl H
+ → + ↑
hoặc viết sơ đồ:
Kim loại + dung dịch HCl
→
dung dịch muối + H
2
↑
Từ phương trình hoặc sơ đồ có thể →
2
2 0,1
HCl H
n n mol
= =
→ m HCl = 3,65 g
Giáo viên: Nhấn mạnh
2
2
HCl H
n n
=
áp dụng cho tất cả bài toán hỗn hợp kim loại
tác dụng với dung HCl
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
m
muối
= m
hỗn hợp kim loại +
2
HCl H
m m
−
= 1,75 + 3,65 – 0,1 = 5,3 g
Giáo viên: Có thể mở rộng thêm cho học sinh
Ta có
2
2 2
0,1 0,05
H e H
mol mol
+
+ →
¬
0,1
HCl
Cl
HCl H Cl n n mol
−
+ −
→ + ⇒ = =
m
muối
= m
hỗn hợp kim loại +
Cl
m
−
= 1,75 +0,1.35,5 = 5,3 g
Ví dụ 2: Hoà tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500 ml dung
dịch hỗn hợp HCl 1M và H
2
SO
4
0,28M (biết phản ứng vừa đủ) thu được dung
dịch X và 8,736 lít khí H
2
(ở đktc). Cô cạn dung dịch X thu được lượng muối
khan là
A. 38,93 gam B. 103,85 gam. C. 25,95 gam. D. 77,86 gam.
Giáo viên: Yêu cầu học sinh làm ví dụ 4
Học sinh:Viết sơ đồ phản ứng:
2 3 4 2 42 34 2
, , , , , ( )Mg Al HCl MgCl AlCl MgSO Al SOH S HO
+ → + ↑
Số mol HCl = 0,5 (mol) = số mol Cl
-
Số mol H
2
SO
4
= 0,14(mol) = số mol SO
4
2-
Số mol H
+
= 0,5 + 0,14.2 = 0,78(mol)
Số mol H
2
= 0,39 (mol)
KL + 2H
+
→ muối +H
2
(mol) 0,78 → 0,39
Lượng axit phản ứng vừa đủ với hỗn hợp kim loại
2
4
7,74 35,5.0,5 96.0,14 38,93( )
muoái KL
SO Cl
m m m m gam
− −
= + + = + + =
7
Bài tập áp dụng:
Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 3,34 gam hỗn hợp 2 muối kim loại hóa trị II và hóa trị III
bằng dung dịch HCl dư ta thu được dung dịch A và 0,896 lít khí bay ra (đktc).
Khối lượng muối có trong dung dịch A:
A. 37,8 (g) B. 3,78 (g) C. 3,87 (g) D. 8,37 (g)
Bài 5: Hòa tan hết 38,60 g hỗn hợp gồm Fe và kim loại M trong dung dịch HCl dư
thấy thoát ra 14,56 lít H
2
(đktc). Khối lượng hỗn hợp muối clorua khan thu được là:
A. 48,75 gam B. 84,75 gam C. 74,85 gam D. 78,45 gam
Bài 6: Hòa tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch
HCl thu được 7,84 lít X (đktc) và 2,54g chất rắn Y và dung dịch Z. Lọc bỏ chất rắn
Y cô cạn cẩn thận dung dịch Z thu được lượng muối khan là:
A. 29,035g B. 31,45g C. 33,99g D. 56,3g
Bài 7: Hoàn tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp 2 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:
A. 17,1 gam B. 13,55 gam C. 10,0 gam D. 15,5 gam
Bài 8: Hòa tan m gam hỗn hợp X gồm Al, Fe, Zn, Mg bằng dung dịch HCl dư. Sau
phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm (m – 2) gam. Khối lượng của muối
tạo thành trong dung dịch là:
A. m + 34,5 B. m + 35,5 C. m + 69 D. m + 71
Dạng 3: Oxit, hỗn hợp oxit kim loại phản ứng với dung dịch H
2
SO
4
loãng
Ví dụ : (ĐH khối A 2007) Cho 2,81 g hỗn hợp Fe
2
O
3
, ZnO, MgO tác dụng vừa đủ
với 500 ml dung dịch H
2
SO
4
0,1M. Cô cạn dung dịch khối lượng muối sunfat tạo
ra trong dung dịch là bao nhiêu?
A. 6,81 gam B. 4,81 gam C. 3,81 gam D. 5,81 gam
Giáo viên: Hướng dẫn HS viết một phương trình tổng quát hoặc viết sơ đồ phản
ứng:
2M
x
O
y
+ yH
2
SO
4
→
x
M
2
(SO
4
)
y
+ yH
2
O
hoặc viết sơ đồ:
oxit kim loại + dung dịch H
2
SO
4
loãng
→
dung dịch muối + H
2
O
Từ phương trình hoặc sơ đồ có thể →
2 4 2
0,05
H SO H O
n n mol
= =
Giáo viên: Nhấn mạnh
2 4 2
H SO H O
n n
=
áp dụng cho tất cả bài toán hỗn hợp oxit kim
loại tác dụng với dung H
2
SO
4
loãng
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
m
muối
= m
hỗn hợp oxit kim loại +
2 4 2
H SO H O
m m
−
= 2,81 + 0,05.98 – 0,05.18 = 6,81 g
8
Dạng 4: Oxit, hỗn hợp oxit kim loại phản ứng với dung dịch HCl
Ví dụ : Đốt cháy a gam hỗn hợp 3 kim loại Mg, Zn, Cu thu được 34,5 gam hỗn
hợp X gồm 4 oxit kim loại. Để hòa tan hết hỗn hợp X cần dùng vừa đủ dung dịch
chứa 0,8 mol HCl. Vậy giá trị của a là:
A. 28,1g B. 21,7g C. 31,3g D. 24,9g
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát hoặc viết sơ đồ
phản ứng:
2xM + yO
2
→
2M
x
O
y
M
x
O
y
+ yHCl
→
x
MCl
y
+ y/2H
2
O
Sơ đồ: M
2
O
→
M
x
O
y
HCl
→
MCl
y
+ H
2
O
Giáo viên: Nếu học sinh viết rất nhiều phương trình phân tử, sau đó đặt ẩn, lập hệ
phương trình theo cách giải thông thường thì sẽ bị thiếu dữ kiện để lập hệ, dẫn đến
bế tắc khi giải toán.
Phản ứng giữa HCl với hỗn hợp các oxit (MgO,ZnO, Cu
2
O, CuO) thực chất là:
2
2
1
2 0,4 0,4.16 6,4
2
O O
H
H O H O n n mol m gam
+
+ −
+ → ⇒ = = ⇒ = =
Hoặc từ sơ đồ phản ứng ta có:
2
1
0,4 6,4
2
H O O HCl O
n n n mol m gam
= = = ⇒ =
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
a = 34,5 – 6,4 = 28,1 gam
Dạng 5: Muối cacbonat, hỗn hợp muối cacbonat phản ứng với dung dịch axit
HCl, H
2
SO
4
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 3,34 gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hóa trị II
và hóa trị III bằng dung dịch HCl dư ta thu được dung dịch A và 0,896 lít khí bay
ra (đktc). Tính khối lượng muối có trong dung dịch A:
A. 7,38g B. 3,78g C. 8,73g D. 3,87g
Giáo viên: Nếu học sinh viết phương trình phân tử, sau đó đặt ẩn, lập hệ phương
trình theo cách giải thông thường thì mất nhiều thời gian
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát:
M
2
(CO
3
)
n
+ 2nHCl
→
2MCl
n
+ nCO
2
+ nH
2
O
Từ phương trình →
2 2
2 2 0,08( )
HCl H O CO
n n n mol
= = =
Giáo viên: Nhấn mạnh
2 2
2 2
HCl H O CO
n n n
= =
áp dụng cho tất cả bài toán hỗn hợp
nhiều muối cacbonat của kim loại tác dụng với dung dịch HCl
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
9
( )
2 2
2 3
( )
n
n
MCl HCl CO H O
M CO
m m m m m
= + − +
3,34 0,08.36,5 (0,04.18 0,04.18) 3,78
n
MCl
m gam= + − + =
Ví dụ 2: Cho 180 gam hỗn hợp 3 muối ACO
3
, BCO
3
, và M
2
CO
3
tác dụng với dung
dịch H
2
SO
4
loãng ta thu được 4,48 lít CO
2
, dung dịch A và chất rắn B. Cô cạn dung
dịch A ta thu được 20 gam muối khan. Nung chất rắn B đến khối lượng không đổi
thì có 11,2 lít CO
2
(đktc) thoát ra và được chất rắn B
1
. Khối lượng B và B
1
là:
A. B: 169,2 (g) ; B
1
: 138,2 (g) B. B: 167,2 (g) ; B
1
: 145,2 (g)
C. B: 169,2 (g) ; B
1
: 128,3 (g) D. B: 165,2 (g) ; B
1
: 128,3 (g)
Giáo viên: Hướng dẫn HS viết một phương trình tổng quát hoặc viết sơ đồ phản
ứng:
M
2
(C
O
3
)
n
+ nH
2
SO
4
→
M
2
(SO
4
)
n
+ nCO
2
+ nH
2
O
Từ phương trình và sơ đồ có thể →
2 4 2 2
0,2
H SO H O CO
n n n mol
= = =
Giáo viên: Nhấn mạnh
2 4 2 2
H SO H O CO
n n n
= =
áp dụng cho tất cả bài toán hỗn hợp muối
cacbonat của kim loại tác dụng với dung H
2
SO
4
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
180 +
22 4 2
( )
CH SO O H O
m m m− +
= m
B
+ 20
180 + 0,2.98 – 0,2(44+18) = m
B
+ 20 → m
B
= 167,2 gam
1
11,2.44
145,2
22,4
B B
m m gam
⇒ = − =
Bài tập áp dụng:
Bài 9: Hòa tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp gồm một muối cacbonat của kim loại
hóa trị I và một muối cacbonat của kim loại hóa trị II vào dung dịch HCl thu được
0,2 mol khí CO
2
. Khối lượng muối mới tạo ra trong dung dịch là:
A. 26 (g) B. 30 (g) C. 23 (g) D. 27 (g)
Bài 10: Hòa tan 2,84 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của hai kim loại thuộc phân
nhóm IIA và thuộc 2 chu kì liên tiếp bằng dung dịch HCl dư, người ta thu được
dung dịch A và 0,672 lít khí ở đktc. Cô cạn dung dịch A thì thu được lượng muối
khan:
A. 3,24 (g) B. 3,17 (g) C. 3,15 (g) D. 3,21 (g)
Bài 11: Hòa tan 10 gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hóa trị 2 và 3 bằng
dung dịch HCl ta thu được dung dịch A và 0,672 lít khí ở đktc. Cô cạn dung dịch A
thì thu được lượng muối khan
A. 12,33 (g) B. 31,17 (g) C. 10,33 (g) D. 11,21 (g)
10
Bài 12: Hòa tan 28,4g một hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị II
bằng dung dịch HCl dư thu được 3,36 lít khí C, 2 atm và một dung dịch A. Tổng
số gam của hai muối có trong dung dịch A là:
A. 1,73g B. 3,17g C. 31,7 D. 7,31
Bài 13: Hòa tan hoàn toàn 10,8 (g) hỗn hợp (Na
2
CO
3
, NaCl, K
2
CO
3
) vào dung
dịch HCl dư ta thu được 3,36 lít CO
2
(đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X
thì thu được chất rắn có khối lượng:
A. 12,15 (g) B. 12,45 (g) C. 12,95 (g) D. 12,19 (g)
Bài 14: Hòa tan hoàn toàn 3,34 gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hóa trị II
và hóa trị III bằng dung dịch HCl dư ta thu được dung dịch A và 0,896 lít khí bay
ra (đktc). Tính khối lượng muối có trong dung dịch A:
A. 7,38g B. 3,78g C. 8,73g D. 3,78g
Bài 15: Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CaCO
3
và Na
2
CO
3
thu được
11,6 gam chất rắn và 2,24 lít khí ở đktc. Hàm lượng % của CaCO
3
trong X là:
A. 6,25% B. 8,62% C. 50,2% D. 62,5%
Bài 16: Cho m (gam) hỗn hợp ba kim loại Fe, Al, Cu vào một bình kín chứa 0,9
mol oxi. Nung nóng bình một thời gian cho đến khi số mol oxi trong bình chỉ còn
0,865 mol và chất rắn trong bình có khối lượng 2,12g. Giá trị của m là:
A. 1 g B. 1,1 g C. 2 g D. 2,1 g
Dạng 6: Dạng toán về hiệu suất
Ví dụ 1: (ĐH - khối A 2010) Hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
có tỉ khối hơi so với He
là 1,8. Đun nóng X một thời gian trong bình kín có Fe làm xúc tác được hỗn hợp Y
có tỉ khối so với He là 2. Hiệu suất tổng hợp NH
3
là:
A. 50% B. 40% C. 36% 25%
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát
Cách 1:
,
2 2 3
3 2
o
Xt t
p
N H NH
→
+
¬
Ban đầu: x 4x (mol)
Phản ứng: a→ 3a → 2a( mol)
Cân bằng: (x-a) (4x-3a) 2a (mol)
2 2
7,2, 28, 2
X
N H
M M M
= = =
áp dụng quy tắc đường chéo
11
N
2
28 5,2
M = 7,2
2
2
1
4
N
H
n
n
⇒ =
H
2
2 20,8
Gọi x là số mol N
2
ban đầu và a là số mol N
2
phản ứng.
Suy ra 4x là số mol H
2
ban đầu và 3a là số mol H
2
phản ứng.
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
5x.7,2 = (5x-2a).8
1
% 25%
4
a
H
x
⇒ = ⇒ =
Cách 2:
Giáo viên: Có thể hướng dẫn học sinh cách làm sau để giảm bớt ẩn số
,
2 2 3
3 2
o
Xt t
p
N H NH
→
+
¬
Ban đầu: 1 4 (mol)
Phản ứng: a→ 3a → 2a( mol)
Cân bằng: (1-a) (4 -3a) 2a (mol)
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
5.7,2 = (5-2a).8
0,25.100
0,25 % 25%
1
a H
⇒ = ⇒ = =
Cách 3:
Giáo viên: Có thể hướng dẫn học sinh làm trực tiếp bảo toàn khối lượng theo hệ
quả 1 không cần đặt ẩn số: Do tỉ lệ mol N
2
là 1mol và H
2
là 4 mol
∑ m
T
= ∑ m
S
Ta có:
2
4,5 0,5
1 0,5 0,25.100
0,25 % 25
5.7,2
%
1
8
2 2
.
pu
giam
N
sau
giam
sau
mol n mol
n n mo
n n
l H
= ⇒ = ⇒ =
⇒ = = = ⇒ = =
12
Ví dụ 2: (CĐ 2009 – Khối A )Hỗn hợp khí X gồm H
2
và C
2
H
4
có tỉ khối so với He
là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là
5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là
A. 25%. B. 40%. C. 20%. D. 50%
Giáo viên: Hướng dẫn HS viết một phương trình tổng quát
Cách 1:
,
2 4 2 2 6
o
Ni t
C H H C H
+ →
Ban đầu: 1 1 (mol)
Phản ứng: a→ a → a( mol)
Cân bằng: (1-a) (1-a) a (mol)
Áp dụng quy tắc đường chéo
2 4 2
15, 28, 2
X
C H H
M M M
= = =
C
2
H
4
28 13
M = 15
2 4
2
1
1
C H
H
n
n
⇒ =
H
2
2 13
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
2.15 = (2-a).20
0,5.100
0,5 % 50%
1
a H
⇒ = ⇒ = =
Cách 2:
Giáo viên: Có thể hướng dẫn học sinh làm trực tiếp bảo toàn khối lượng theo hệ
quả 1 không cần đặt ẩn số: Do tỉ lệ mol C
2
H
4
là 1mol và H
2
là 1 mol
∑ m
T
= ∑ m
S
Ta có:
42 2
1,5 0,5
0,5.100
%
2.15
5
2
%
0
1
.
0
pu
giam H pusau sau C H
mol n n n mn ln o
H
= ⇒ = = =
⇒ =
⇒
=
=
Ví dụ 3: Cracking C
4
H
10
được hỗn hợp X gồm CH
4
, C
3
H
6
, C
2
H
6
, C
2
H
4
, H
2
C
4
H
8
và
C
4
H
10
dư. Có M
x
= 36,25 đvC. Hiệu suất phản ứng Cracking là
A. 40% B. 60% C. 20% D. 80%
13
Giáo viên: Nếu học sinh viết phương trình phân tử, sau đó đặt ẩn, lập hệ phương
trình theo cách giải thông thường thì mất nhiều thời gian và không đủ dữ kiện để
giải
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một sơ đồ phương trình tổng quát
C
4
H
10
crackinh
→
hỗn hợp X gồm (CH
4
, C
3
H
6
, C
2
H
6
, C
2
H
4
, H
2
và C
4
H
10
dư)
Giáo viên: Nhấn mạnh ta luôn có
(*)
4 10 4 10
C H pu X C H bd
n n n
= −
Giáo viên chứng minh công thức (*) cho học sinh:
Gọi x là số mol của C
4
H
10
ban đầu,
a là số mol của C
4
H
10
phản ứng với a = a
1
+ a
2
+ a
3
4 10 4 3 6
(1)
Cracking
C H CH C H
→ +
a
1
a
1
a
1
(mol)
4 10 2 4 2 6
(2)
Cracking
C H C H C H
→ +
a
2
a
2
a
2
(mol)
4 10 4 8 2
(3)
Cracking
C H C H H
→ +
a
3
a
3
a
3
(mol)
n
X
= 2 (a
1
+ a
2
+ a
3
) + x – a = x + a (mol)
n
X
- n
ban đầu
= x + a - x = a (mol) suy ra
4 10 4 10
C H pu X C H bd
n n n= −
4 10
4 10 4 10
% .100% ( 1).100%
C H pu
X
C H bd C H bd
n
n
H
n n
⇒ = = −
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
4 10
4 10
4 10
4 10
. .
C H
C H bd
X
C H X X
C H bd X
M
n
n M n M
n M
= ⇒ =
4 10 4 10
4 10
58
% .100% ( 1).100% ( 1).100% 60%
36,25
C H pu C H
C H bd X
n M
H
n M
⇒ = = − = − =
14
Bài tập áp dụng:
Bài 17: Hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
có tỉ khối hơi so với He là 2,125. Đun nóng
X một thời gian trong bình kín có Fe làm xúc tác được hỗn hợp Y có tỉ khối so với
He là 3,4. Hiệu suất tổng hợp NH
3
là
A. 50% B. 40% C. 36% D. 75%
Bài 18: Hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
(tỉ lệ mol tương ứng 1 : 2). Đun nóng X một
thời gian trong bình kín có Fe làm xúc tác được hỗn hợp Y . Biết d
X/Y
=0,9. Hiệu
suất tổng hợp NH
3
là
A. 22,5% B. 40% C. 36% D. 25%
Bài 19: Hỗn hợp khí X gồm N
2
và H
2
(tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3). Đun nóng X một
thời gian trong bình kín có Fe làm xúc tác được hỗn hợp Y . Biết d
X/Y
=0,8. Hiệu
suất tổng hợp NH
3
là
A. 80% B. 40% C. 70% 60%
Bài 20: Trong một bình kín chứa N
2
và H
2
(tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3). Tiến hành
phản ứng tổng hợp NH
3
rồi đưa bình về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất giảm 10% so
với áp suất ban đầu. Hiệu suất tổng hợp NH
3
là
A. 20% B. 40% C. 60% C. 80%
Bài 21: (ĐH 2012 – Khối A )Hỗn hợp X gồm H
2
và C
2
H
4
có tỉ khối so với H
2
là
7,5. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H
2
là 12,5.
Hiệu suất của phản ứng hiđro hóa là
A. 70% B. 60% C. 50% D. 80%
Bài 22: Thực hiện phản ứng nhiệt phân CH
4
điều chế C
2
H
2
được hỗn hợp X gồm
C
2
H
2
, C
3
H
6
, H
2
và CH
4
dư. Tỉ khối của X so với H
2
bằng 4,5. Hiệu suất phản ứng là
A. 77,78% B. 60% C. 23,20% D. 80%
Bài 23: Cracking 40 lít C
4
H
10
thu được 56 lít hỗn hợp X gồm CH
4
, C
3
H
6
, C
2
H
6
,
C
2
H
4
, H
2
và C
4
H
10
dư. Hiệu suất phản ứng Cracking là ( các thể tích khí đo ở cùng
điều kiện)
A. 40% B. 60% C. 20% D. 80%
Bài 24: (ĐH khối B 2011) Cho butan qua xúc tác ( ở nhiệt độ cao) thu được hỗn
hợp X gồm C
4
H
10
, C
4
H
8
, C
4
H
6
, H
2
. Tỉ khối của X so với butan là 0,4. Nếu cho 0,6
mol X vào dung dịch brom (dư) thì số mol brom tối đa phản ứng là
A. 0,48 mol B. 0,36 mol C. 0,60 mol D. 0,24 mol
Bài 25: (ĐH khối B 2013) Trong một bình kín chứa 0,35 mol C
2
H
2
; 0,65 mol H
2
và
một ít bột Ni. Nung nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so
với H
2
bằng 8. Sục X vào lượng dư dung dịch AgNO
3
trong NH
3
đến phản ứng
hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y và 24 gam kết tủa. Hỗn hợp khí Y phản ứng
vừa đủ với bao nhiêu mol Br
2
trong dung dịch?
A. 0,10 mol. B. 0,20 mol. C. 0,25 mol. D. 0,15 mol
15
Dạng 7: Tìm khối lượng các hiđrocacbon, ancol khi đốt cháy và tìm công thức
phân tử dựa vào tính chất hóa học
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp (X) gồm: CH
4
, C
3
H
6
và C
4
H
10
thu
được 16,2g H
2
O và 26,4g CO
2
. a có giá trị là:
A. 6g B. 7,5g C. 8g D. 9g
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một sơ đồ phương trình tổng quát
CH
4
, C
3
H
6
, C
4
H
10
2
O+
→
CO
2
+H
2
O
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
4 3 6 4 10 2 2
, , / /
26,4 16,2
.12 .2 9
44 18
hh C CO HCH C H C H H O
m m m gam
= + = + =
Ví dụ 2: (ĐH 2007) Cho 15,6 gam hỗn hợp 2 ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong
dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn. Hai ancol
đó là:
A. C
3
H
5
OH và C
4
H
7
OH B. C
3
H
7
OH và C
4
H
9
OH
C. CH
3
OH và C
2
H
5
OH D. C
2
H
5
OH và C
3
H
7
OH
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát
2 ROH + 2 Na
→
2 RONa + H
2
Hoc sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
2 2
0,3
15,6 9,2 24,5 0,3 0,15
2
H H
m gam n mol
= + − = ⇒ = =
2
2 5 3 7
15,6
2 0,3 17 35
0,3
OH
H
R
C H OH và C H OHn n mol R R
⇒ = = ⇒ + = ⇒ = ⇒
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức, thuộc cùng dãy
đồng đẳng, thu được 3,808 lít khí CO
2
(đktc) và 5,4 gam H
2
O. giá trị của m là
A. 4,72 B. 5,42 C. 7,42 D. 5,72
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát
2 2
H O CO
n n
> ⇒
Rượu no
2 2 2
2 2
3
( 1)
2
n n
n
C H O O nCO n H O
+
+ → + +
2 2
3 3
.0,17 0,255
2 2
O pu CO
n n mol
= = =
16
Giáo viên: Nhấn mạnh
2 2
3
2
O pu CO
n n
=
áp dụng cho tất cả bài toán hỗn hợp rượu no
đơn chức
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
2 2 2
5,4 0,17.44 0,255.32 4,72
H O CO Oancol
m m m g mm a
= + − = + − =
Bài tập áp dụng:
Bài 26: Đốt cháy hỗn hợp gồm 8 hiđrocacbon, dẫn hết sản phẩm cháy lần lượt qua
bình (I) chứa H
2
SO
4
đặc và bình (II) chứa NaOH đặc thì khối lượng bình (I) tăng
2,7 gam và khối lượng bình (II) tăng 1,76 gam. Khối lượng hỗn hợp hiđrocacbon
đem dùng là:
A. 0,78g B. 1g C. 1,25g D. 2,1g
Bài 27:Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp gồm 3 hiđrocacbon. Dẫn hết sản phẩm
cháy vào bình đựng nước vôi trong thì khối lượng bình tăng thêm 2,66 gam và thu
được 4 gam kết tủa. Giá trị của a là:
A. 0,5 B. 0,58 C. 0,7 D. 1
Bài 28: Cho 13,8g hỗn hợp các ancol CH
3
OH
;
C
2
H
5
OH ; C
3
H
7
OH tác dụng với Na
dư thu được 3,36 lít H
2
(đkc). Tính lượng muối thu được
A. 20,4g B . 2,04g C. 204g 0,204g
Bài 29: Cho 15,4 gam hỗn hợp gồm ancol etylic và etilenglicol (etylen glycol) tác
dụng vừa đủ với Na thì thoát ra 4,48 lít khí H
2
(đktc) và dung dịch muối. Cô cạn
dung dịch muối ta được chất rắn có khối lượng là:
A. 22,2 gam B. 24,4 gam C. 15,2 gam D. 24,2 gam
Bài 30: Đun 132,8 gam hỗn hợp 3 rượu no, đơn chức với H
2
SO
4
đặc ở 140
o
C thu
được 111,2 gam hỗn hợp các este trong các este có số mol bằng nhau. Số mol mỗi
este:
A. 0,2 mol B. 0,1 mol C. 0,01 mol D. 0,02 mol
Bài 31: (ĐH khối A 2010) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức,
thuộc cùng dãy đồng đẳng, thu được 3,808 lít khí CO
2
(đktc) và 5,4 gam H
2
O. giá
trị của m là
A. 4,72 B. 5,42 C. 7,42 D. 5,72
Bài 32: ( ĐH 2013 – Khối B Hỗn hợp X gồm ancol metylic, etylen glicol. Cho m
gam X phản ứng hoàn toàn với Na dư, thu được 2,24 lít khí H
2
(đktc). Đốt cháy
hoàn toàn m gam X, thu được a gam CO
2
. Giá trị của a là
A.8,8 B. 6,6 C. 2,2 D. 4,4.
III.2. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON
17
Trong một phản ứng oxi hóa khử (hay một quá trình oxi hóa khử), tổng
số electron mà các chất khử đã cho và tổng số electron mà các chất oxi hóa đã
nhận phải bằng nhau”.
Định luật này áp dụng cho tất cả các bài toán có liên quan đến phản ứng
oxi hóa khử, đặc biệt thích hợp là các bài toán có nhiều khả năng phản ứng hoặc
bài toán có nhiều ẩn số. Ví dụ toán hỗn hợp về các kim loại tác dụng với dung
dịch chứa hỗn hợp các muối, toán về hỗn hợp các phi kim, toán về hỗn hợp các
kim loại tác dụng với HNO
3
, H
2
SO
4
đặc nóng, toán về đốt cháy hỗn hợp các kim
loại trong oxi được hỗn hợp X gỗm oxit kim loại và kim loại dư, sau đó hòa tan
hết X trong HNO
3
, H
2
SO
4
đặc nóng
Dạng 1: Chất khử + chất oxi hóa (đã biết rõ sản phẩm khử)
Ví dụ 1 : Dẫn luồng khí CO đi qua hỗn hợp gồm CuO và Fe
2
O
3
nung nóng, sau
một thời gian thu được chất rắn X và khí Y. Cho Y hấp thụ hoàn toàn vào dung
dịch Ba(OH)
2
dư, thu được 29,55 gam kết tủa. Chất rắn X phản ứng với dung dịch
HNO
3
dư thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của V là
A. 2,24 B. 4,48 C. 6,72 D. 3,36
* Nhận xét: nếu giải theo cách thông thường thì bài toán có nhiều phương trình
nhiều ẩn số sẽ mất nhiều thời gian .
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết sơ đồ phản ứng:
{
5
2
3
2
2 3 3 3 3 2 2
4
( )
2 3
2
2 3
( , , , ) ( ) ( )
( , )
H N O
o
Ba OH
X Fe Cu Fe O CuO Fe NO Cu NO N O H O
CuO
C O
t
Fe O
Y CO CO BaCO
+
+
+
+
+
+
→ + + +
→
→
Dựa vào sơ đồ ta chỉ thấy khí CO và HNO
3
thay đổi số oxi hóa
3 2
0,15
BaCO CO
n n mol
= =
2 4
2
2CO CO e
+ +
→ +
0,15 0,3mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron
5 2
3N e N
+ +
+ →
0,3 0,1mol
0,1.22,4 2,24
NO
V lit
= =
Ví dụ 2: Hòa tan hết 35,4 gam hỗn hợp kim loại Ag và Cu trong dung dịch HNO
3
loãng dư thu được 5,6 lít khí duy nhất không màu (hóa nâu trong không khí, sản
phẩm khử duy nhất). Khối lượng Ag trong hỗn hợp bằng:
A. 16,2 gam B. 19,2 gam C. 32,4 gam D. 35,4 gam
* Nhận xét: nếu giải theo cách thông thường thì bài toán có 2 phương trình thời
gian cân bằng phản ứng rất lâu.
18
Giáo viên: Hướng dẫn HS viết một phương trình tổng quát hoặc sơ đồ quá trình
phản ứng chất tham gia và sản phẩm tạo thành. Sau đó viết các bán phản ứng rồi áp
dụng định luật bảo toàn electron. Gọi x là số mol Ag và y là số mol của Cu ban
đầu.
5 1 2 2
3 3 3 2 2
, , ( )
o o
Ag Cu H N O Ag NO Cu NO NO H O
+ + + +
+ → + +
1
1
o
Ag Ag e
+
→ +
x mol x mol
2
2
o
Cu Cu e
+
→ +
Y mol 2y mol
5 2
3N e N
+ +
+ →
0,75 0.25
ta có hệ phương trình
2 0,75 0,15
108.0,15 16,2
108 64 35,4 0,3
Ag
x y x
m gam
x y y
+ = =
⇔ ⇒ = =
+ = =
Bài tập áp dụng:
Bài 33: (ĐH 2010 – Khối B) Cho 2,44 gam rắn X gồm Cu và Fe
x
O
y
. trong dung
dịch H
2
SO
4
đặc, nóng. (dư). Sau khi phản ứng xong thu được 0,504 lít khí SO
2
(ở
đktc), (là sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa 6,6 gam muối. Vậy phần trăm
khối lượng của Cu trong X là
A. 26,23% B. 42,82% C. 24,85% D. 44,20%
Bài 34: Hòa tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch H
2
SO
4
loãng (dư), thu được dung dịch
X. Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO
4
0,5M. Giá trị của V
là:
A. 20ml B. 80ml C. 40ml D. 60ml
Bài 35: Hòa tan hoàn toàn một lượng bột sắt vào dung dịch HNO
3
loãng thu được
hỗn hợp khí gồm 0,015 mol N
2
O và 0,01 mol NO. Lượng sắt đã hòa tan là:
A. 0,56g B. 0,84g C. 2,8g D. 1,4g
Bài 36: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO
3
,
thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO
2
) và dung dịch Y (chỉ chứa
2 muối và axit). Tỉ khối của X đối với H
2
bằng 19. Giá trị của V là:
A. 3,36 lít B. 2,24 lít C. 4,48 lít D. 5,60 lít
Bài 37: Hòa tan 16,4 gam hỗn hợp Fe và FeO trong lượng dư dung dịch HNO
3
chỉ
tạo sản phẩm khử là 0,15 mol NO. Số mol mỗi chất trong hỗn hợp lần lượt là:
A. Fe: 0,100 mol ; FeO: 0,150 mol B. Fe:0,150 mol; FeO:0,110 mol
C. Fe: 0,225 mol ; FeO: 0,053 mol D. Fe: 0,020 mol; FeO: 0,030 mol
19
Bài 38: Hòa tan 11 gam hỗn hợp Al và Fe trong dung dịch H
2
SO
4
loãng thu được
8,96 lít khí (đktc). Nếu hòa tan 5,5 gam hỗn hợp này trong dung dịch H
2
SO
4
đặc
nóng dư, thì lượng khí thu được (đktc) bằng:
A. 5,04 l B. 3,584 l C. 4,368 l D. 8,376 l
Bài 39: (ĐH 2007 – Khối B) Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn
hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO
3
(dư), thoát ra 0,56
lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
A. 2,62. B. 2,32. C. 2,52. D. 2,22
Bài 40: Cho 15,68 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm Cl
2
và O
2
phản ứng vừa đủ với
22,2 gam hỗn hợp Y gồm Mg và Al, thu được 60,2 gam hỗn hợp Z. Phần trăm khối
lượng của Al trong Y là
A. 75,68%. B. 24,32%. C. 51,35%. D. 48,65%.
Bài 41:(CĐ 2009 – Khối A )Hoà tan hoàn toàn 8,862 gam hỗn hợp gồm Al và Mg
vào dung dịch HNO
3
loãng, thu được dung dịch X và 3,136 lít (ở đktc) hỗn hợp Y
gồm hai khí không màu, trong đó có một khí hóa nâu trong không khí. Khối lượng
của Y là 5,18 gam. Cho dung dịch NaOH (dư) vào X và đun nóng, không có khí mùi
khai thoát ra. Phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp ban đầu là
A. 12,80%. B. 15,25%. C. 19,53%. D. 10,52%
Bài 42: Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y
gồm HNO
3
và H
2
SO
4
đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO
2
, NO, NO
2
, N
2
O. thành
phần phần trăm khối lượng của Al trong X là
A. 12,80%. B. 36%. C. 50%. D. 73%
Bài 43: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam Fe vào dung dịch HNO
3
dư, thu được dung
dịch X và 6,72 lít hỗn hợp khí Y gồm NO và 1 khí Z (với tỉ lệ mol là 1: 1). Biết
chỉ xảy ra hai quá trình khử khí Z là:
A. NO
2
. B. NO
3
. C. N
2
O. D. N
2
Dạng 2: Chất khử + chất oxi hóa (chưa biết rõ sản phẩm khử )
Ví dụ : Hòa tan hết 24 gam hỗn hợp rắn X gồm Zn và Al (tỉ lệ mol tương ứng 1:5)
trong HNO
3
thấy thoát ra 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí NO; NO
2
có tỉ khối so với H
2
là 21 và dung dịch chứa m gam muối. Tìm m.
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát hoặc sơ đồ quá
trình phản ứng chất tham gia và sản phẩm tạo thành.
5 2 3 2 4
2
3 3 2 3 3 2
, ( ) , ( )
o o
Zn Al H N O Zn NO Al NO NO NO H O
+ + + + +
+ → + + +
Có thể có muối NH
4
NO
3
, Gọi a và 5a là số mol của Zn và Al trong X ta có
65a + 27.5a = 24 => a = 0,12
Vậy trong X có 0,12 mol Zn và 0,6 mol Al.
n
hhkhí
= 0,4mol
Áp dụng phương pháp đường chéo cho
2
2
1
0,1 , 0,3
3
NO
NO NO
NO
n
n mol n mol
n
= ⇒ = =
20
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết các quá trình cho nhận electron
2
2
o
Zn Zn e
+
→ +
0,12 mol 0,24 mol
3
3
o
Al Al e
+
→ +
0,6 mol 1,8 mol
5 2
3N e N
+ +
+ →
0,3mol 0.1mol
5 4
1N e N
+ +
+ →
0,3mol 0,3mol
Tổng mol electron cho khác tổng mol electron nhận vậy tạo ra muối NH
4
NO
3
5 3
4 3
8N e NH NO
+ −
+ →
1,44mol 0,18 mol
3 2 3 3 4 3
( ) ( )
189.0,12 213.0,6 80.0,18 164,88
Zn NO Al NO NH NO
m m m m gam
= + + = + + =
Bài tập áp dụng:
Bài 44: Hòa tan hoàn toàn 27 gam Al trong HNO
3
thấy thoát ra 1,344 lít (đktc)
Một khí X và được một dung dịch chứa 237 gam muối. Vậy khí X là
A. NO B. NO
2
C. N
2
D. N
2
O
Bai 45: (ĐH 2008 – Khối B) Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO
3
(dư). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (ở đktc) và
dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là
A. 8,88 gam. B. 13,92 gam. C. 6,52 gam. D. 13,32 gam
Bài 46:(ĐH khối A 2013) Hòa tan hoàn toàn m gam Al bằng dung dịch HNO
3
loãng thấy thoát ra 5,376 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm N
2
; N
2
O và dung dịch chứa
8m gam muối. Tỉ khối của X so với H
2
là 18 . Giá trị của m là
A. 17,28 B. 19,44 C. 18,90 D. 21,60
Bài 47: (CĐ 2011 khối A,B) Hòa tan hoàn toàn 13,00 gam Zn trong dung dịch
HNO
3
loãng, dư thu được dung dịch X và 0,448 lít khí N
2
(đktc). Khối lượng muối
trong dung dịch X là
A.18,90 gam B. 37,80 gam C. 39,80 gam D. 28,35 gam
Bài 48: (CĐ 2012 khối A,B) Hòa tan hoàn toàn 8,9 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn
bằng lượng vừa đủ 500 ml dung dịch HNO
3
1M. Sau khi các phản ứng kết thúc,
thu được 1,008 lít khí N
2
O (đktc) duy nhất và dung dịch X chứa m gam muối. Giá
trị của m là
A. 34,10 B. 31,32 C. 34,32 D. 33,70
III.3. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ
21
Khối lượng một nguyên tố (hay số mol nguyên tử một nguyên tố) không đổi
trước và sau một phản ứng hóa học hay một quá trình biến đổi hóa học”.
Định luật này áp dụng cho rất nhiều bài toán, đặc biệt thích hợp các bài toán
gồm nhiều quá trình phản ứng, nhất là có những quá trình phản ứng xảy ra không
hoàn toàn, vì làm cách thông thường sẽ có nhiều ẩn số.
Trong các bài toán đốt cháy hỗn hợp các chất hữu cơ hoặc toán hỗn hợp các
kim loại tác dụng với HNO
3
, điểm nhận ra để vận dụng nhanh chóng được định
luật này là hỗn hợp các chất ban đầu hoặc tạo thành phải có cùng số nguyên tử của
một nguyên tố trong công thức phân tử (như đốt cháy hỗn hợp X gồm các ancol
cần V lít khí Oxi , hòa tan hỗn hợp kim loại vào dung dịch HNO
3
thu được hỗn
hợp các khí.)
Đặc biệt là định luật bảo toàn nguyên tố thường được áp dụng kèm theo song
song định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron ở các dạng bài toán về hỗn
hợp kim loại và oxit kim loại tác dụng với HNO
3
, H
2
SO
4
đặc nóng.
Dạng 1: Kim loại, hỗn hợp kim loại, muối, hỗn hợp muối phản ứng dung dịch
axit.
Ví dụ 1: Hòa tan hết rắn X gồm FeS và FeS
2
vừa đủ bằng HNO
3
. Sau phản ứng thu
được khí NO sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y chỉ chứa một chất tan. Tính
% khối lượng FeS trong X.
* Nhận xét: nếu giải theo cách thông thường thì bài toán có 2 phương trình thời
gian cân bằng phản ứng rất lâu, thiếu dữ kiện số:
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát hoặc sơ đồ quá
trình phản ứng chất tham gia và sản phẩm tạo thành
3
3
2 4 3 2
2 2 4 3 2
( )
( )
HNO
HNO
FeS Fe SO NO H O
FeS Fe SO NO H O
+
+
→ + +
→ + +
Đặt a, b lần lượt là số mol của FeS và FeS
2
2 4 3
( )FeS Fe SO
→
,
2 2 4 3
( )FeS Fe SO
→
a mol→a/2 mol b mol→b/2mol
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh áp dụng bảo toàn nguyên tố S trước và sau phản
ứng ta có:
n
S ban đầu
= (a + 2b) mol , n
S sau phản ứng
= (3a/2+ 3b/2) mol
=> n
S ban đầu
= n
S sau phản ứng
=> a = b =>
2
.100
.88.100
% 42,31%
.(88 120)
FeS
FeS
FeS FeS
m
a
m
m m a
= = =
+ +
Giáo viên: Yêu cầu học sinh làm bài tương tự
22
Ví dụ 2: (ĐH 2007 – Khối A) Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS
2
và a
mol Cu
2
S vào axit HNO
3
(vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối
sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là
A. 0,06. B. 0,04. C. 0,075. D. 0,12
Học sinh làm tương tự => A. 0,06
Ví dụ 3: Hòa tan hết rắn X gồm 0,2 mol Al và 0,15 mol Mg cần vừa đủ x mol
HNO
3
. Sau phản ứng thu được 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí NO và NO
2
. Biết chỉ xảy
ra hai quá trình khử N
+5
. Tìm x
* Nhận xét: nếu giải theo cách thông thường thì bài toán có nhiều phương trình
thời gian cân bằng phản ứng rất lâu, nhiều ẩn số dẫn đến bế tắc khó giải:
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát quá trình phản
ứng chất tham gia và sản phẩm tạo thành
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh áp dụng bảo toàn nguyên tố N trước và sau phản
ứng ta có:
3 3 3 2 23
/ ( ) / ( ) / /
0,2.3 0,15.2 0,5 1,4
N Al NO N Cu NO N NH O N NONO
n n n n n mol
= + + + = + + =
Giáo viên lưu ý: nếu hỗn hợp khí gồm 2 khí không cùng số nguyên tử N trong
phân tử (ví dụ NO và N
2
O), bài toán sẽ không thể giải bằng bảo toàn N được mà
giải bằng bảo toàn electron.
Tính số mol HNO
3
cần dùng để hoà tan hỗn hợp các kim loại (HNO
3
phải dư để
nếu có Fe thì sẽ ko tạo muối Fe
2+
):
342223
10101224
NONHONNNONOHNO
nnnnnn
++++=
(*)
Giáo viên: Chứng minh công thức trên bằng cách viết phương trình tổng quát
3M + 4nHNO
3
→
3M(NO
3
)
n
+ nNO + 2nH
2
O
M + 2nHNO
3
→
M(NO
3
)
n
+ nNO
2
+ nH
2
O
10M + 12nHNO
3
→
10M(NO
3
)
n
+ nN
2
+ 6nH
2
O
8M + 10nHNO
3
→
8M(NO
3
)
n
+ nN
2
O + 5nH
2
O
8M + 10nHNO
3
→
8M(NO
3
)
n
+ nNH
4
NO
3
+ 3nH
2
O
Ví dụ 4: Hòa tan hết m gam Al vào 2 lít dung dịch HNO
3
2M. Sau phản ứng thu
được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí N
2
và NO. Biết chỉ xảy ra hai quá trình khử N
+5
.
Tìm m
GV: Hướng dẫn HS áp dụng từ (*) Gọi a, b lần lượt là số mol của N
2
và NO ta có
hệ
23
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh áp dụng bảo toàn nguyên tố N trước và sau phản
ứng ta có:
3 3 3 2 3 3
/ ( ) / ( )
4 (0,1 0,6)
2 1,1
3
HNO N Al NO NO N N Al NO Al
n n n n n n mol
− +
= + + ⇒ ⇒ = =
=> m
Al
= 1,1.27 = 29,7 gam
Dạng 2: Bảo toàn nguyên tố kết hợp với bảo toàn khối lượng
Ví dụ 1:(ĐH khối B 2013) Cho m gam một oxit sắt phản ứng vừa đủ với 0,75 mol
H
2
SO
4
, thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất
và 1,68 lít khí SO
2
(đktc,
sản phẩm khử duy nhấtcủa S
+6
). Giá trị của m là
A. 24 B. 34,8 C. 10,8 D. 46,4
GV: Hướng dẫn HS viết một phương trình tổng quát quá trình phản ứng chất tham
gia và sản phẩm tạo thành
2 2 4 34 2 2
( )
x y
Fe O FeH S O O HO S S O
+ → + +
m(gam) 0,75mol 0,075mol
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh áp dụng bảo toàn nguyên tố S, H trước và sau
phản ứng ta có:
2 4 3
2 4 3 2 4 3
2 2
2 4 2
2 4
/ ( )
( ) ( )
0,75 0,075 0,675
0,675
0,225 0,225.400 90
3
0,75.18 13,5
HS Fe SO
Fe SO Fe SO
H O H
SO SO
H OSO
n n n mol
n mol m gam
n n m gam
= − = − =
⇒ = = ⇒ = =
= ⇒ = =
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng theo hệ quả 1:
∑ m
T
= ∑ m
S
2 44 22 3 2
( )
90 4,8 13,5 73,5 34,8
Fe SO SO H OH SO
m m m m m m gam
+ = + + ⇒ = + + − =
Ví dụ 2: (ĐH khối B 2010) Nung 2,23 gam hỗn hợp X gồm Fe, Al, Zn, Mg trong
oxi một thời gian được 2,71 gam hỗn hợp rắn Y. Hòa tan hoàn toàn Y trong HNO
3
dư được 0,672 lit NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Số mol HNO
3
đã phản ứng
là
A. 0,12 B. 0,14 C. 0,16 D. 0,18
Gáo viên: Yêu cầu học sinh làm bài tương tự
Học sinh: Áp dụng bảo toàn nguyên tố N, H kết hợp bảo toàn khối lượng trước và
sau phản ứng ta có:
24
2,71 63 2,23 62( 0,03) 30.0,03 18
2
0,18
a
a a
a
+ = + − + +
⇒ =
Ví dụ 3: Hòa tan hết 5,2 gam rắn X gồm FeS và FeS
2
trong HNO
3
vừa đủ được V
lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y chỉ chứa một chất tan.
Xác định giá trị của V.
Gáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát quá trình phản
ứng chất tham gia và sản phẩm tạo thành.
Gọi a mol của HNO
3
và áp dụng bảo toàn nguyên tố N, O, H kết hợp bảo toàn
khối lượng trước và sau phản ứng ta có:
Gọi a là số mol HNO
3
phản ứng
2 2 4 3 23
, ( )FeS FeS FHNO e SO NO H O
+ → + +
5,2 a(mol) 1,5a/12(mol) a (mol) 0,5a(mol)
2
2 4 3 2 4 3
)/ ( ( )
,
2
3 1,5 1,5
12 12
H O
Fe O F
NO
O S e OS
a
n mol n amol
a a a
n n mol
= =
−
= = =
1,5
5,2 63 400 30 18
12 2
0,2
0,2.22,4 4,48
a a
a a
a mol
V lit
+ = + +
⇒ =
⇒ = =
Ví dụ 4: (ĐH khối A 2010) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức,
thuộc cùng dãy đồng đẳng, thu được 3,808 lít khí CO
2
(đktc) và 5,4 gam H
2
O. giá
trị của m là
A. 4,72 B. 5,42 C. 7,42 D. 5,72
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh
2 2
0,3 , 0,17
H O CO
n mol n mol
= =
2 2
H O CO
n n
> ⇒
Rượu no
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh viết một phương trình tổng quát
2 2 2
2 2
3
( 1)
2
n n
n
C H O O nCO n H O
+
+ → + +
2 2
0.3 0,17 0,13
ancol H O CO
n n n mol
= − = − =
Giáo viên: Nhấn mạnh
2 2
ancol H O CO
n n n
= −
áp dụng cho tất cả bài toán hỗn hợp
rượu no.
Giáo viên: Hướng dẫn học sinh bảo toàn nguyên tố oxi
25