Khóa luận tốt nghiệp_Sử dụng phương pháp bảo toàn electron kết hợp một số phương pháp khác để giải một số bài toán trong chương trình hóa học phổ thông

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn đề tài
Hóa học là một môn khoa học lý thuyết và thực nghiệm, do đó trong q trình
học tập địi hỏi học sinh nắm vững lý thuyết để áp dụng vào bài tập. Việc giải bài tập
hóa học sẽ giúp học sinh hoạt động tự lực để củng cố và trau dồi kiến thức, tạo điều
kiện để phát triển tư duy, tính tích cực và sáng tạo cho học sinh. Do đó bài tập hóa học
sẽ góp phần làm tăng niềm say mê, hứng thú học tập cho học sinh. Vì vậy, bài tập hóa
học vừa là mục đích, vừa là nội dung và là một phương pháp dạy học hiệu quả.
Có rất nhiều phương pháp để giải bài tốn hóa học trong chương trình hóa học
phổ thơng. Trong đó phương pháp bảo toàn electron là phương pháp phổ biến và quan
trọng. Bên cạnh đó nó cịn kết hợp với một số phương pháp khác để giải các bài toán.
Tuy nhiên, để giải tốt các bài tập đó đối với học sinh là một điều khó khăn, do khối
lượng kiến thức quá nhiều mà thời lượng của tiết học lại quá ít nên giáo viên không thể
giới thiệu đến học sinh được các phương pháp do đó địi hỏi các em phải nắm vững
kiến thức và các phương pháp giải cũng như tư duy học tập thích hợp để giải bài tốn.
Hiện nay đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về sử dụng các phương pháp để giải
bài tập trong chương trình hố học phổ thơng nhưng rất ít tài liệu đi sâu vào phương
pháp bảo toàn electron kết hợp một số phương pháp khác một cách sâu sắc. Xuất phát từ
những yêu cầu cấp thiết trên, nhằm giúp giáo viên nâng cao chất lượng dạy học và giúp
học sinh có thể nắm vững kiến thức và phương pháp giải bài toán một cách chi tiết
chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu: “ Sử dụng phương pháp bảo toàn electron kết
hợp một số phương pháp khác để giải một số bài toán trong chương trình hóa học
phổ thơng ”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập bằng phương pháp bảo toàn electron kết hợp một số
phương pháp khác để giải bài tốn hóa học nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy và
học mơn hóa học cho học sinh phổ thông và học sinh ôn thi đại học.
1

3. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Hiện nay việc giải bài tập hóa học là vấn đề được giáo viên và học sinh đầu tư
nghiên cứu kĩ lưỡng để phục vụ cho q trình dạy và học mơn hóa. Đã có nhiều cơng
trình nghiên cứu nhằm xây dựng hệ thống các dạng bài tập bằng phương pháp bảo toàn
electron và một số phương pháp khác giúp học sinh có cái nhìn tổng quát và mở rộng
hơn về kĩ năng giải bài tập hóa học của mình, hồn thành tốt các kì thi, kiểm tra. Một
số cuốn sách có thể sử dụng đề phục vụ cho quá trình dạy và học của mình như cuốn
“Phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa vơ cơ” của tác giả Đỗ Xn Hưng,
cuốn “Giải nhanh các vấn đề thường gặp” của Đỗ Xuân Hưng…
Trong quá trình nghiên cứu, trên cơ sở tham khảo và tiếp thu có chọn lọc một số
tài liệu chúng tơi đưa ra cơ sở lí thuyết cũng như áp dụng các phương pháp bảo toàn
electron kết hợp một số phương pháp khác giả nhanh để giải bài tốn hóa học dưới
dạng trắc nghiệm trong chương trình hóa học phổ thơng.
4. Đối tượng nghiên cứu
Phương pháp bảo tồn electron kết hợp một số phương pháp khác để giải nhanh
các bài tốn trong chương trình hóa học phổ thơng.

2


CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Bài tập hoá học
1.1.1. Khái niệm về bài tập hóa học
Bài tập hóa học là bài ra cho học sinh để vận dụng những kiến thức hóa học đã học
nhằm giải quyết những dạng bài tập đó. Bài tập hóa học cịn là một kênh thơng tin
truyền thụ kiến thức cho học sinh, con đường lĩnh hội đào sâu kiến thức cho học sinh.
Đặc biệt bài tập hóa học là phương tiện tốt nhất để hệ thống hóa kiến thức và kích thích
khả năng tư duy của học sinh. Theo các nhà lý luận dạy học của Liên Xơ cũ cho rằng:
“Bài tập hóa học là một dạng bài làm gồm những bài toán, những câu hỏi hay đồng

thời cả bài toán và cả câu hỏi, mà trong khi hoàn thành chúng, học sinh nắm được một
tri thức hay kỹ năng nhất định hoàn thiện chúng”.
Nội dung của bài tập hóa học thơng thường bao gồm những kiến thức chính yếu
trong bài giảng. Nó có thể là những bài tập lý thuyết đơn giản, yêu cầu học sinh tái
hiện các kiến thức đã học, cũng có thể là bài tốn hóa học, địi hỏi ở học sinh sự tư duy,
sáng tạo. Giải bài tập hóa học cũng có nghĩa là học sinh đã tự củng cố và trau dồi kiến
thức hóa học của mình.
1.1.2. Tác dụng của bài tập hóa học
Bài tập hóa học là mợt trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy học
sinh vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và nghiên cứu khoa
học, biến những kiến thức đã tiếp thu được qua bài giảng thành những kiến thức của
chính mình. Kiến thức sẽ nhớ lâu khi được vận dụng thường xuyên như M.A. Đanilôp
nhận định: “Kiến thức sẽ được nắm vững thực sự, nếu học sinh có thể vận dụng thành
thạo chúng vào việc hoàn thành những bài tập lí thuyết và thực hành”.
1.1.2.1. Tác dụng trí dục
- Bài tập hóa học có tác dụng làm cho học sinh hiểu chính xác và biết vận dụng các
khái niệm đã học.
3


- Bài tập hóa học mở rộng sự hiểu biết một cách sinh động phong phú không làm
nặng nề khối lượng kiến thức của học sinh.
- Bài tập hóa học thúc đẩy thường xuyên rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo cần thiết về
hóa học.
- Bài tập hóa học có tác dụng củng cố kiến thức cũ một cách thường xuyên và hệ
thống hóa các kiến thức đã học.
- Bài tập hóa học tạo điều kiện phát triển tư duy như: Phân tích, tổng hợp, so sánh,
diễn dịch, quy nạp…
1.1.2.2. Tác dụng đức dục
- Bài tập hóa học có tác dụng rèn luyện đức tính chính xác, kiên nhẫn, khoa học ,

tính trung thực, sáng tạo và lòng yêu thích bợ mơn.
- Với các bài tập có nội dung thực tiễn thì phải làm cho học sinh hứng thú đối với
khoa học hóa học.
1.1.2.3. Tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp
Những vấn đề thực tế, những số liệu kĩ thuật của sản xuất hóa học được thể hiện
trong nội dung của bài tập hóa học, giúp học sinh hiểu kĩ hơn các nguyên tắc kĩ thuật
tổng hợp, gắn kiến thức lí thuyết với thực tế sản xuất gây cho học sinh nhiều hứng thú
và có tác dụng hướng nghiệp.
1.2. Bài tập trắc nghiệm khách quan
1.2.1. Khái niệm
Trắc nghiệm khách quan là phương tiện nhằm hướng tới khách quan hóa việc
đánh giá kết quả, kết quả thu được khơng cịn phụ thuộc nhiều vào chủ quan người
đánh giá
1.2.2. Ưu điểm và nhược điểm của bài tập trắc nghiệm khách quan
1.2.2.1. Ưu điểm
- Số lượng câu hỏi nhiều, bao quát được kiến thức của chương trình. Học sinh phải
học kĩ tất cả nội dung kiến thức trong chương.
- HS phải tự giác, chủ động, tích cực học tập. Điều này tránh được tình trạng học tủ,
học lệch trong HS.
- Hạn chế được tình trạng quay cóp và sử dụng tài liệu có tác dụng rèn luyện kỹ năng
nhanh nhẹn, phát triển tư duy cho HS.

4


- Người chấm ít tốn cơng và kết quả chấm là khách quan vì khơng bị ảnh hưởng tâm
lý khi chấm.
1.2.2.2. Nhược điểm
- Không cho phép kiểm tra khả năng sáng tạo, chủ động, khả năng tổng hợp kiến thức
cũng như phương pháp tư duy, suy luận, giải thích, chứng minh của học sinh.

- Không đảm bảo chức năng phát hiện lệch lạc của kiểm tra để từ đó có sự điều chỉnh
việc dạy và việc học.
- Khó đánh giá được khả năng quan sát, phán đoán tinh vi, khả năng giải quyết vấn đề
khéo léo, khả năng tổ chức, sắp xếp, diễn đạt ý tưởng, khả năng suy luận, óc tư duy độc
lập, sáng tạo và sự phát triển ngôn ngữ chuyên môn của HS.
- Việc soạn câu hỏi là công việc thực sự khó khăn, nó yêu cầu người soạn phải có
chuyên môn khá tốt, có nhiều kinh nghiệm và phải có thời gian.
- Khó soạn được một bài trắc nghiệm khách quan hoàn hảo và tốn kém trong việc soạn
thảo, in ấn đề kiểm tra và học sinh cũng mất nhiều thời gian đọc câu hỏi.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

5


2.1. Phương pháp bảo toàn electron
2.1.1 Nguyên tắc của phương pháp
- Trong các q trình oxi hóa – khử thì tổng số electron các chất khử nhường bằng tổng
số electron các chất oxi hóa nhận.
- Khi có nhiều chất oxi hóa hoặc chất khử trong hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng
hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số mol electron mà các phân tử chất khử
cho phải bằng tổng số mol eletron mà chất oxi hóa nhận.
2.1.2. Cơng thức
Trong các phản ứng oxi hóa – khử thì :

∑ số electron nhường = ∑số electron nhận
hay

∑ số mol electron nhường = ∑ số mol electron nhận

2.1.3. Một số dấu hiệu, chú ý thương gặp
- Chủ yếu áp dụng cho bài tốn oxi hóa khử các hợp chất vơ cơ.
- Có thể áp dụng phương pháp này cho một sơ đồ nhiều phương trình.
- Xác định chính xác chất nhường nhận electron. Nếu xét cho một quá trình, chỉ cần
xác định trạng thái đầu trang thái cuối số oxi hóa của ngun tố, thường khơng quan
tâm tới trạng thái trung gian số oxi hóa của nguyên tố.
- Khi áp dụng phương pháp này cần phải nhận định đúng trạng thái đầu trang thái cuối
của các chất oxi hóa và các chất khử, nhiều khi không cần quan tâm tới việc cân bằng
phản ứng hóa học xảy ra.
Ví dụ: Hịa tan 7,84 gam Fe vào 200 ml dung dịch hỗn hợp hai acid HCl 0,15M và
H2SO4 0,25M thấy thoát ra V lít khí H2 (đktc). Giá trị của V là:
A. 1,456 lít

B. 0,45 lít

C. 0,75 lít

Hướng dẫn giải:
n Fe =

Ta có :

7,84
=0,14(mol)
56

Q trình nhường electron :

Fe       – 2e     Fe2+
→

0,14
0, 28
6

D. 0,55 lít


+

Tổng số mol H là:

n H + = 0,2.0,15+0,2.0,25.2=0,13 mol

Quá trình nhận electron :

2H+

→

+ 2e

0,13

0,13

H2
0,065

Ta thấy : ∑e (nhường) > ∑e (nhận) ⇒ Sắt dư và H+ đã chuyển hết thành H2.
Vậy thể tích khí H2 (đktc) là: V=22,4.0,065=1,456 lít.

→

Đáp án A.

2.2. Một số phương pháp khác
2.2.1 Phương pháp bảo toàn khối lượng
2.2.1.1. Nguyên tắc của phương pháp
- Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành
sau phản ứng.
Hay : Tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau
phản ứng.
- Trong bài toán xảy ra nhiều phản ứng, khơng nhất thiết phải viết phương trình phản
ứng mà chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để có được quan hệ tỉ lệ mol giữa các chất.
2.2.1.2. Công thức

∑m

sản phẩm tạo thành

= ∑ m sản phẩm tạo thành

 Hệ quả:

- Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, ms là tổng khối lượng các chất
sau phản ứng. Dù cho phản ứng xảy ra vừa đủ hay có chất dư, hiệu suất phản ứng nhỏ
hơn 100% thì vẫn có:
m S =m T

- Khi cation kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất (như oxit, hiđroxit, muối)
thì ln có:

∑m

hợp chất

= m cation + m

anion

- Khi cation kim loại thay đổi anion tạo ra hợp chất mới, sự chênh lệch khối lượng giữa
hai hợp chất bằng sự chênh lệch về khối lượng giữa các cation.
7


- Tổng khối lượng của một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng của nguyên
tố đó sau phản ứng.
 Đối với phản ứng xảy ra trong dung dịch, nếu sản phẩm có chất kết tủa hoặc

chất khí thì:

∑m

dung dịch sau phản ứng

=∑m

đem trộn

− m kết tủa − m khí

2.2.1.3. Một số dấu hiệu khi giải bài tập
- Phản ứng có n chất và ta biết được khối lượng của (n-1) chất.
- Phản ứng cho các số liệu ở dạng khối lượng, có thể cho trực tiếp minh họa hoặc gián
tiếp.
Ví dụ: Hịa tan hồn tồn 20 gam hỗn hợp Mg và Fe vào dung dịch axit dư thấy có
11,2 lít khí thốt ra ở đktc và dung dịch X. Cơ cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu
gam muối khan?
A. 55,5g.

B. 91,0g.

C. 90,0g.

D. 71,0g.

Hướng dẫn giải :
Áp dụng BTKL ta có: mmuối = m kim loại + mion = 20 + 71.0,5 = 55,5 gam
→

Đáp án A.

2.2.2 Phương pháp bảo toàn nguyên tố
2.2.2.1. Nguyên tắc phương pháp
- Trong các phản ứng hóa học thơng thường, các ngun tố ln được bảo tồn. Điều
này có nghĩa là : Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kỳ trước và sau phản
ứng luôn bằng nhau.
- Phương pháp này thường được áp dụng cho các bài toán xảy ra nhiều phản ứng và để
giải nhanh ta chỉ cần thiết lập sơ đồ mối quan hệ giữa các chất.
2.2.2.2. Một số dạng bài tập thường gặp
- Hỗn hợp các oxit tác dụng với axit.

- Hỗn hợp kim loại và các oxit tác dụng với chất khử như
- Đốt cháy kim loại trong khơng khí.

8

CO, C, H 2

,…


Ví dụ: Khử hồn tồn hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 và sắt kim loại bằng khí CO,
thu được 5,6 lít CO2 (đktc). Thể tích khí CO (đktc) đã tham gia phản ứng là:
A. 4,48 lít

B. 5,6 lít

C. 22,4 lít

D. 10,08 lít

Hướng dẫn giải:
Theo bảo tồn ngun tố C, trong phản ứng khử:

∑n

CO2

= ∑ nCO pứ

→ ∑ VCO2 = ∑ VCO pứ = 5, 6 lít

→

Đáp án B.

2.2.3. Phương pháp bảo tồn điện tích
2.2.3.1. Ngun tắc của phương pháp
- Trong một dung dịch nếu tồn tại đồng thời các ion dương và ion âm thì theo định luật
bảo tồn điện tích : Tổng số điện tích dương bằng tổng số điện tích âm.
- Từ đó suy ra tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm.
- Phương pháp này thường được áp dụng cho các bài toán về chất điện ly. Dựa vào mối
quan hệ giữa các ion trong dung dịch ta xác định các đại lượng như khối lượng, số mol,
… theo yêu cầu của đề bài.
2.2.3.2. Công thức
Khi dung dịch tồn tại đồng thời các ion với số mol tương ứng như sau :
+ Cation : a mol ion
+ Anion : c mol

Xx−

M m+

và b mol ion

và d mol

Y y−

Nn+

.

.

Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :

∑n

cation

= ∑ n anion ⇒ m.a + n.b = x.c + y.d

2+

+

Ví dụ: Một dung dịnh chứa 0.02 mol Cu ; 0,03 mol K ; x ml Cl- và y mol

SO42−

. Tổng

khối lượng các muối tan có trong dung dịch là 5,435 gam. Giá trị của x, y lần lượt là
bao nhiêu?
A. 0,01 và 0,03

B. 0,02 và 0,05

C. 0,05 và 0,01
9

D. 0,03 và 0,02


Hướng dẫn giải:
Áp dụng ĐLBTĐT, ta có:
0,02.(+2) + 0,03.(+1) + (-1)x + (-2)y = 0
Mặt khác: Tổng khối lượng muối = Tổng khối lượng các ion
⇒

64.0,02 + 39.0,03 + 35,5.x + 96.y = 5,435

Giải hệ phương trình ta có: x = 0,03 mol và y = 0,02 mol
→

Đáp án D.

2.2.4 Phương pháp trung bình
2.2.4.1. Nguyên tắc của phương pháp
- Đối với hỗn hợp bất kì ta ln có thể biểu diễn chính qua một đại lượng tương đương,
thay thế cho cả hỗn hợp, là đại lượng trung bình (như khối lượng mol trung bình, số
ngun tử trung bình, số nhóm chức trung bình, số liên kết

π

trung bình,…)

- Điểm mấu chốt của phương pháp là phải xác định đúng trị số trung bình liên quan
trực tiếp đến việc giải bài tốn. Từ đó dựa vào dữ kiện đề bài suy ra giá trị trung bình
để đưa ra kết luận cần thiết.
2.2.4.2. Cơng thức

n

x=

∑ X .n
i

i =1

i

n

∑n
i =1

i

X : là đại lượng đang xét của chất thứ i trong hỗn hợp
với  i
ni : số mol của chất thứ i trong hỗn hợp

Dĩ nhiên theo tính chất tốn học ta ln có :
min (X i ) : là đại lượng nhỏ nhất trong tất cả Xi
min (X i ) < X < max (X i ) với 
max (X i ) : là đại lượng lớn nhất trong tất cả Xi

Do đó có thể dựa vào các trị số trung bình để đánh giá bài tốn, qua đó thu gọn khoảng
nghiệm cho bài tốn trở nên đơn giản hơn, thậm chí có thể trực tiếp kết luận nghiệm
của bài toán.

10


Ví dụ: Cho 1,67 gam hỗn hợp hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA( phân
nhóm chính nhóm II) tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thốt ra 0,672 lít khí H2(ở
đktc). Hai kim loại đó là:
A. Mg và Ca

B. Ca và Sr

C. Sr và Ba

D. Be và Mg

Hướng dẫn giải:
Gọi hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA là:

M

.

Ta có:
M + 2HCl → MCl2 + H 2
0, 03 mol
→ M=
→

1,67
= 55,67

0,03
⇒

Hai kim loại cần tìm là Ca và Sr.

Đáp án B.

2.2.5. Phương pháp sơ đồ đường chéo
2.2.5.1. Nguyên tắc của phương pháp
- Sử dụng trong các bài toán trộn lẫn dung dịch có cùng chất tan, cùng nồng độ hoặc
trộn lẫn các chất khí khơng tác dụng với nhau.
- Phương pháp này thường được áp dụng cho các bài toán hỗn hợp chứa 2 thành phần
mà yêu cầu của bài toán là xác định tỉ lệ giữa 2 thành phần đó.
2.2.5.2. Cơng thức
- Đối với nồng độ % về khối lượng :
C2 − C

m1 : C1

C
m2 : C2

C1 − C

⇒

11

m1 C 2 − C
=

m 2 C1 − C


- Đối với nồng độ mol/l :

m 2 : C2

V1 : C1

C
C1 − C

V2 : C 2

⇒

V1 C 2 − C
=
V2 C1 − C

⇒

V1 D2 − D
=
V2 D1 − D

- Đối với khối lượng riêng :
D2 − D

V1 : D1

D
D1 − D

V2 : D 2

 Chú ý:

- Chất rắn coi như dung dịch có C = 100%
- Dung mơi coi như dung dịch có C = 0%
- Khối lượng riêng của H2O là D = 1 g/ml.
Ví dụ: Hỗn hợp gồm hai khí CO2 và N2 có tỉ khối với H2 là 18. Vậy thành phần %
theo khối lượng của hỗn hợp là:
A. 50,00; 50,00

B. 38,89; 61,11
12

C. 20,00; 80,00

D. 45,00; 65,00


Hướng dẫn giải:
CO2 :44

8
36

N 2 :28

8

Ta có sơ đồ:

Áp dụng công thức:
n CO2
n N2

→

= 1 ⇒ %m CO2 =

44
.100 = 61,11%
44 + 28

Đáp án C.

13


CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG PHÁP BẢO
TOÀN ELECTRON VÀ KẾT HỢP MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHÁC
3.1. Chỉ sử dụng phương pháp bảo toàn electron
Câu 1. Dẫn luồng khí

CO

đi qua hỗn hợp gồm

CuO

và

Fe2 O3

nung nóng, sau một thời

gian thu được chất rắn X và khí Y. Cho Y hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch
dư, thu được 29,55 gam kết tủa. Chất rắn X phản ứng với dung dịch
V lít khí

NO

HNO3

Ba(OH) 2

dư thu được

(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là :

A. 2,24

B. 4.48

C. 6,72

D. 3,36

( Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)
Hướng dẫn giải :
Ta có :

n BaCO3 = 0,15(mol) ⇒ n CO2 = n ↓ = 0,15(mol)

Sơ đồ phản ứng :
+5

Cu(NO3 ) 2 +2
H N O3
→
+ N O + H 2O
X (Fe, Cu, O)  
CuO

CO
Fe(NO3 )3
→ 

+4
 Fe 2 O3

Ba (OH) 2
→
Y (CO, C O 2 )  BaCO3

+2

Dựa vào sơ đồ ta thấy chất khử là

CO

và chất oxi hóa là

Q trình nhường electron :
+2

C
0,15

+4

− 2e → C
0,3
0,15
14

HNO3

.


Quá trình nhận electron :
+5

N

+2

+ 3e → N
3x
x

Áp dụng ĐLBT electron ta có:
→

3x = 0,3 ⇒ x = 0,1(mol) ⇒ VNO = 0,1.22, 4 = 2, 24( lít)

Đáp án A.

Câu 2. Trộn 0,54 gam

Al

với hỗn hợp bột

Fe 2O3

và

CuO

rồi tiến hành phản ứng nhiệt

nhơm trong điều kiện khơng có khơng khí một thời gian, được hỗn hợp rắn X. Hòa tan
X trong dung dịch

HNO3

đặc, nóng dư thì thể tích

NO 2

(sản phẩm khử duy nhất) thu

được ở (đktc) là :
A. 0,672 lít

B. 0,896 lít

C. 1,12 lít

D. 1,344 lít

Hướng dẫn giải :
Sơ đồ phản ứng :

Fe(NO3 )3 +4
 Fe2 O3 + Al

+ H N O3
 hh X → Cu(NO3 ) 2 + N O 2 + H 2O
→


0,54g
CuO
 +3

Al(NO3 )3

+5

0

Dựa vào sơ đồ ta thấy chất khử là

Al

và chất oxi hóa là

HNO3

.

Q trình nhường electron :
0

+3

Al
− 3e → Al
0, 02 0, 06

Quá trình nhận electron :
+5

N

+4

+ 1e → N
x
x

Áp dụng ĐLBT electron ta có :

x = 0, 06 (mol) ⇒ VNO2 = 0, 06.22, 4 = 1,344 ( lít )

15


→

Đáp án D.

Câu 3. Hòa tan m gam

Al

vào lượng dư dung dịch hỗn hợp
NH 3

xuất hiện 6,72 lít (đktc) hỗn hợp khí

và

H2

NaOH

và

NaNO3

thấy

với số mol bằng nhau. Giá trị của m

là :
A. 6,75

B. 7,59

C. 8,10

D. 13,5

Hướng dẫn giải :
 +3 −
Al O 2

0
 NaO H

 −3
m (gam) Al+  +5
→
 N H3

 Na N O3
6, 72 (lít )  0


 H2


+1

Sơ đồ phản ứng :

Dựa vào sơ đồ ta thấy chất khử là

Al

, chất oxi hóa là

NaOH

(có thể là H2O) và

.
n hh khí =

Ta có :
n Al =

6, 72
0,3
= 0,3(mol) ⇒ N NH3 = n H2 =

= 0,15(mol)
22, 4
2

m
(mol)
27

Quá trình nhường electron :
0

Al
m
27

+3

− 3e → Al
m
9

Quá trình nhận electron :
+5

N

+1

2H

−3

+ 8e → N
1, 2 ¬ 0,15
0

+ 2e → H 2
0,3 ¬

0,15
16

NaNO 3


Áp dụng ĐLBT electron ta có :
→

m
= 1, 2 + 0,3 ⇒ m = 13,5(gam)
9

Đáp án D.

Câu 4. Hỗn hợp X gồm

Cu

và

Fe

có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 7 : 3. Lấy m gam X

phản ứng hoàn toàn với dung dịch chứa 0,7 mol
gam chất rắn và có 0,25 mol khí Y gồm
A. 40,5

NO

và

B. 50,4

HNO3

NO 2

. Sau phản ứng còn lại 0,75m

. Giá trị của m là :

C. 50,2

D. 50

Hướng dẫn giải :
m Fe =

Ta có :

Vì

Fe

3
m = 0,3m (gam) ⇒ m Cu = 0, 7m (gam)
3+ 7

phản ứng trước

Cu

và sau phảm ứng cịn 0,75m (gam) chất rắn

Cu chưa phản ứng 0, 7m gam
⇒
 Fe dư 0, 75m − 0,7m = 0, 05m gam
⇒ m Fe pứ = 0,3m − 0, 05m = 0, 25m (gam)

Fe

dư

Chỉ tạo muối Fe(NO3 ) 2

⇒
+
−
 HNO3 hết ( lưu ý chỉ H hết; NO3 còn trong muối)


Q trình nhường electron :
0

− 2e

Fe
0, 25 m
56

→

+2

Fe

0, 25m
28

Quá trình nhận electron :
−
NO3 + 4H + + 3e → NO + 2H 2O

4a

3a

a

17

−
NO3 + 2H + + 1e → NO 2 + H 2 O

2b

b

b

Ta có hệ phương trình :

a + b = 0, 25
a = 0,1(mol)
⇒

 4a + 2b = 0, 7
 b = 0,15 (mol)

Áp dụng ĐLBT electron ta có :
→

0, 25m
= 3a + b = 0, 45 ⇒ m = 50, 4 (gam)
28

Đáp án B.

Câu 5. Cho hỗn hợp chứa 0,05 mol

Y gồm

AgNO3

và

Cu(NO3 ) 2

Fe

và 0,03 mol

Al

tác dụng với 100 ml dung dịch

có cùng nồng độ mol. Sau phản ứng thu được chất rắn Z

gồm 3 kim loại. Cho Z tác dụng với axit

HCl

dư thu được 0,035 mol khí. Nồng độ mol

của mỗi muối trong Y là :
A. 0,3M

B. 0,4M

C. 0,42M

Hướng dẫn giải :

3 kim loại trong chất rắn Z là
⇒ Al

Ag Cu
Fe
,
và
dư.

và 2 muối trong Y hết.

Khi Z tác dụng với

HCl

thì Fe dư pứ :

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 ↑
0, 035

0, 035

⇒ n Fe ( pứ với Y) = 0, 05 − 0, 035 = 0, 015(mol)

Quá trình nhường electron ;
0

+3

Al
− 3e → Al
0, 03 0,09

18

D. 0,45M


+2

0

Fe
− 2e → Fe
0, 015 0, 03

Quá trình nhận electron :
+1

0

+ 1e → Ag
x

Ag
x
+2

0

+ 2e → Cu
2x

Cu
x

Áp dụng ĐLBT electron ta có :

0, 09 + 0, 03 = x + 2 x

⇔ 0,12 = 3x ⇒ x = 0, 04 (mol) ⇒ [ Cu(NO3 ) 2 ] = [ AgNO3 ] =
→

0, 04
= 0, 4M
1

Đáp án B.

Câu 6. Hỗn hợp A gồm 11,2 gam
hỗn hợp B gồm
SO 2

Fe FeS S

,

,

Fe

và 9,6 gam

. Hòa tan hết B trong

S

. Nung A sau một thời gian được

H 2SO 4

đặc nóng thu được V lít khí

(đktc). V có giá trị là :
A. 6,72

B. 33,6

C. 20,16

D. 26,88

Hướng dẫn giải :
Ta có :

n Fe = 0, 2 (mol) ; n S = 0,3(mol)

.

Sơ đồ phản ứng :
 Fe
0
 +2 − 2
+6
+4
+3
Fe Nung

+ H 2 S O4 đặc, nóng
hh A  0  hh B  Fe S  S O 2 + Fe 2 (SO 4 )3
→
→
S
S




Dựa vào sơ đồ ta thấy chất khử là

Fe

và

S

, chất oxi hóa là
19

H 2SO 4

đặc nóng.


Quá trình nhường electron :
0

Fe
0, 2

+3

− 3e → Fe
0, 6
+4

0

S
− 4e → S
0,3
1, 2

Quá trình nhận electron :
+6

S

+4

+ 2e → S
2x
x

Áp dụng ĐLBT electron ta có :

2x = 0, 6 + 1, 2 ⇒ x = 0,9 (mol)

⇒ n SO2 = 0,9 + 0, 3 = 1, 2 (mol) ⇒ VSO2 = 1, 2.22, 4 = 26,88( lít)
→

Đáp án D.

Câu 7. Chia hỗn hợp X gồm
- Phần 1 : tác dụng với

HCl

Mg Al Zn
,
,
thành 2 phần bằng nhau :

dư được 0,15 mol

- Phần 2 : cho tan hết trong dung dịch

HNO3

H2

.

dư được V lít

NO

(sản phẩm khử duy

nhất). V có giá trị là :
A. 2,24

B. 3,36

C. 4,48
Hướng dẫn giải :

Sơ đồ phản ứng :

Ở phần 1.

 0
 +2
Mg

Mg
+1
0

0

 +3
+ H Cl
Al   Al + H 2
→

 0
 +2
 Zn
 Zn



20

D. 5,6


Ở phần 2 .

 0
 +2
Mg

Mg
+5
0
+2


 +3
+ H N O3

Al → Al + N O + H 2 O
 0
 +2
 Zn
 Zn


+5

+

Dựa vào sơ đồ ta thấy : số mol electron do
+1

2H

+5

nhận hay

N

nhận luôn bằng nhau :

0

+ 2e → H 2

0,3

N

H

0,15
+2

+ 3e → N
3x
x

⇒ 3x = 0,3 ⇒ x = 0,1(mol) ⇒ VNO = 0,1.22, 4 = 2, 24 (lít)
→

Đáp án A.

Câu 8. Cho 18,4 gam hỗn hợp X gồm

Cu 2S CuS Fe 2S

(đặc nóng dư) thu được V lít khí chỉ có

,

NO2

,

và

FeS

tác dụng hết với

HNO3

(ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung
BaCl2

dịch Y. Cho toàn bộ Y vào một lượng dư dung dịch
cịn khi cho tồn bộ Y tác dụng với dung dịch

NH 3

, thu được 46,6 gam kết tủa,

dư thu được 10,7 gam kết tủa. Giá

trị của V là :
A. 38,08

B. 11,20

C. 24,64

D. 16,80

( Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2012)

Hướng dẫn giải :

Quy đổi hỗn hợp X thành

Cu

Fe
S


Sơ đồ phản ứng :
21


 NO 2 :V lít
 0

 +2
Cu

Cu
0

+ HNO3 ( đặc, nóng )
hh X Fe  
→
 +3
+ BaCl dư
dd Y  Fe  BaSO 4 ↓ :46, 6 gam
→

0

 +6
S

S





Mặt khác :
+2
Cu

 +3
+ NH3 dö
d Y Fe  Fe(OH)3 ↓ :10, 7 gam
→
 +6
S


n BaSO4 =

Ta có :
n Fe(OH)3 =

46, 6
= 0, 2 (mol) ⇒ n S = n BaSO4 = 0, 2 (mol)

233

10, 7
= 0,1( mol ) ⇒ n Fe = 0,1(mol)
107

⇒ m Cu trong X = mhh X − mFe − mS = 18, 4 − 0,1.56 − 0, 2.32 = 6, 4 (gam) ⇒ n Cu = 0,1(mol)

Quá trình nhường eletron :
0

Cu
0,1
0

Fe
0,1
0

+2

− 2e → Cu
0, 2
+3

− 3e → Fe
0,3
+6

S − 6e → S

0, 2
1, 2

Quá trình nhận electron :
+5

N

+4

+ 1e → N
x
x
22


Áp dụng ĐLBT electron ta có :
3x = 0, 2 + 0,3 + 1, 2 = 1, 7 ⇒ x =1, 7 (mol) ⇒ VNO2 = 1, 7.22, 4 = 38, 08( lít)
→

Đáp án A.

Câu 9. Đốt cháy hỗn hợp gồm 1,92 gam

Mg

và 4,48 gam

Fe

với hỗn hợp khí X gồm

Clo và Oxi, sau phản ứng chỉ thu được hỗn hợp Y gồm các oxit và muối clorua (khơng
cịn khí dư) hòa tan Y bằng một lượng vừa đủ 120 ml dung dịch
dung dịch Z. Cho

AgNO3

HCl

2M, thu được

dư vào dung dịch Z thu được 56,69 gam kết tủa. Phần trăm

thể tích của Clo trong hỗn hợp X là :
A. 51,72%

B. 76,70%

C. 53,85%

D. 56,36%

( Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)
Hướng dẫn giải :
Sơ đồ phản ứng :
 +2 −2
Mg O
−1


Mg Cl 2
 +2
AgCl ↓
Mg:1,92 (gam) + hh X{ Cl22

O
+ AgNO3
+ HCl 2M:120 ml
hh 
 hh Y Fe O  dd Z  
→
→
→
:56, 69 (gam)
Fe:4, 48(gam)
Ag
 +3
Fe 2 O3
 +3
Fe Cl3



Ta có :

n HCl = 0, 24 (mol); n Mg = 0, 08(mol); n Fe = 0, 08(mol)

2H + + O 2 − → H 2 O
0, 24

0,12

0,12
⇒ n O trong Y = 0,12 (mol) ⇒ nO2 = 2 = 0, 06 mol

23


Fe phản ứng với oxi có thể tạo thành

FeO

Fe2 O3

. Gọi y là số mol của

Cl2

, x là số mol tạo

sắt (II)oxit và (0,08 - x) là số mol tạo sắt (III) (oxit và clorua).
Quá trình nhường electron :
0

Mg
0, 08
0

Fe
x

+2

− 2e → Mg
0,16
+2

− 2e → Fe
2x

0

− 3e
→
0, 24 − 3x

Fe
0, 08 − x

+3

Fe

Qua trình nhận electron :
0

Cl2
y
0

−1

+ 2e → Cl
2y
−2

O2

+ 4e → O

0, 06

0, 24

Áp dụng ĐLBT electron ta có :
Khi dung dịch
Ag +

AgNO3

0,16 + 2x + 0, 24 − 3x = 2y + 0, 24 ⇔ x + 2y = 0,16 (1)

với dd Z thì :

+ Cl− → AgCl ↓
0, 24 + 2y
0, 24 + 2y

Ag + + Fe 2+ → Fe3+ + Ag ↓
x

x

⇒ (0, 24 + 2y).143,5 + x.108 = 56, 69 ⇔ 108x + 287y = 22, 25 (2)

24


Từ (1) và (2) ta có :
→

 x = 0, 02 (mol)
0, 07
⇒ %VCl2 =
.100% = 53,85%

0, 07 + 0, 06
 y = 0, 07 (mol)

Đáp án C.

Câu 10. Đốt 16,2 gam hỗn hợp X gồm

Al

và

Fe

trong khí

Cl2

thu được hỗn hợp chất

rắn Y. Cho Y vào nước dư, thu được dung dịch Z và 2,4 gam kim loại. Dung dịch Z tác
dụng được với tối đa 0,21 mol

KMnO 4

H 2SO 4

trong dung dịch

(không tạo ra

SO 2

).

Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là :
A. 72,91%

B. 64,00%

C. 66,67%

D. 37,33%

( Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)
Hướng dẫn giải :

Sơ đồ phản ứng :

 0
+3 −1


Cl 2
+7
0
 Al Cl3 + K Mn O4 : 0,21(mol)  2+


0
 Al + Cl2
 dd Z  +2 −1 →  Mn
+ H 2O
H 2SO 4
16, 2 (gam) hh X  0  hh raén Y  
→
→
 Fe Cl 2
 3+

 Fe

 Fe



 Fe dö : 2, 4 (gam)



Kim loại dư là

Fe

. Gọi a là số mol của

Al

và b là số mol

⇒ 27a + 56b = 16, 2 − 2, 4 = 13,8 (1)

Dựa vào sơ đồ ta có :
Quá trình nhường electron :
0

Al
a
0

Fe
b

+3

− 3e → Al
3a
+3

− 3e → Fe
3b

Quá trình nhận electron :
25

Fe

đã phản ứng.