T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
B. PHNG PHP GI BI TP
CƠ CHế Và CÂN BằNG PH-ơng trình hoá học
I/ Phản ứng oxi hoá- khử, và không oxi hoá- khử.
1/ Phản ứng hoá hợp.
- Đặc điểm của phản ứng: Có thể xảy ra sự thay đổi số oxi hoá hoặc không.
Ví dụ:
Phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá.
4Al (r) + 3O2 (k) ----> 2Al2O3 (r)
Phản ứng không có sự thay đổi số oxi hoá.
BaO (r) + H2O (l) ----> Ba(OH)2 (dd)
2/ Phản ứng phân huỷ.
- Đặc điểm của phản ứng: Có thể xảy ra sự thay đổi số oxi hoá hoặc không.
Ví dụ:
Phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá.
2KClO3 (r) -------> 2KCl (r) + 3O2 (k)
Phản ứng không có sự thay đổi số oxi hoá.
CaCO3 (r) -----> CaO (r) + CO2 (k)
II/ Phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá.
1/ Phản ứng thế.
- Đặc điểm của phản ứng: Nguyên tử của đơn chất thay thế một hay nhiều
nguyên tử của một nguyên tố trong hợp chất.
Ví dụ:
Zn (r) + 2HCl (dd) ----> ZnCl2 (dd) + H2 (k)
2/ Phản ứng oxi hoá - khử.
Page 1
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
- Đặc điểm của phản ứng: Xảy ra đồng thời sự oxi hoá và sự khử. hay xảy ra
đồng thời sự nh-ờng electron và sự nhận electron.
Ví dụ:
CuO (r) + H2 (k) ------> Cu (r) + H2O (h)
Trong đó:
- H2 là chất khử (Chất nh-ờng e cho chất khác)
- CuO là chất oxi hoá (Chất nhận e của chất khác)
- Từ H2 -----> H2O đ-ợc gọi là sự oxi hoá. (Sự chiếm oxi của chất khác)
- Từ CuO ----> Cu đ-ợc gọi là sự khử. (Sự nh-ờng oxi cho chất khác)
III/ Phản ứng không có thay đổi số oxi hoá.
1/ Phản ứng giữa axit và bazơ.
- Đặc điểm của phản ứng: Sản phẩm thu đ-ợc là muối và n-ớc.
Ví dụ:
2NaOH (dd) + H2SO4 (dd) ----> Na2SO4 (dd) + 2H2O (l)
NaOH (dd) + H2SO4 (dd) ----> NaHSO4 (dd) + H2O (l)
Cu(OH)2 (r) + 2HCl (dd) ----> CuCl2 (dd) + 2H2O (l)
Trong đó:
Phản ứng trung hoà (2 chất tham gia ở trạng thái dung dịch).
- Đặc điểm của phản ứng: là sự tác dụng giữa axit và bazơ với l-ợng vừa đủ.
- Sản phẩm của phản ứng là muối trung hoà và n-ớc.
Ví dụ:
NaOH (dd) + HCl (dd) ----> NaCl (dd) + H2O (l)
2/ Phản ứng gữa axit và muối.
- Đặc điểm của phản ứng: Sản phẩm thu đ-ợc phải có ít nhất một chất không
tan hoặc một chất khí hoặc một chất điện li yếu.
Ví dụ:
Page 2
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
Na2CO3 (r) + 2HCl (dd) ----> 2NaCl (dd) + H2O (l) + CO2 (k)
BaCl2 (dd) + H2SO4 (dd) -----> BaSO4 (r) + 2HCl (dd)
L-u ý: BaSO4 là chất không tan kể cả trong môi tr-ờng axit.
3/ Phản ứng giữa bazơ và muối.
- Đặc điểm của phản ứng:
+ Chất tham gia phải ở trạng thái dung dịch (tan đ-ợc trong n-ớc)
+ Chất tạo thành (Sản phẩm thu đ-ợc) phải có ít nhất một chất không tan hoặc
một chất khí hoặc một chất điện li yếu.
+ Chú ý các muối kim loại mà oxit hay hiđroxit có tính chất l-ỡng tính phản
ứng với dung dịch bazơ mạnh.
Ví dụ:
2NaOH (dd) + CuCl2 (dd) ----> 2NaCl (dd) + Cu(OH)2 (r)
Ba(OH)2 (dd) + Na2SO4 (dd) ---> BaSO4 (r) + 2NaOH (dd)
NH4Cl (dd) + NaOH (dd) ---> NaCl (dd) + NH3 (k) + H2O (l)
AlCl3 (dd) + 3NaOH (dd) ----> 3NaCl (dd) + Al(OH)3 (r)
Al(OH)3 (r) + NaOH (dd) ---> NaAlO2 (dd) + H2O (l)
4/ Phản ứng giữa 2 muối với nhau.
- Đặc điểm của phản ứng:
+ Chất tham gia phải ở trạng thái dung dịch (tan đ-ợc trong n-ớc)
+ Chất tạo thành (Sản phẩm thu đ-ợc) phải có ít nhất một chất không tan hoặc
một chất khí hoặc một chất điện li yếu.
Ví dụ:
NaCl (dd) + AgNO3 (dd) ----> AgCl (r) + NaNO3 (dd)
BaCl2 (dd) + Na2SO4 (dd) ----> BaSO4 (r) + 2NaCl (dd)
2FeCl3 (dd) + 3H2O (l) + 3Na2CO3 (dd) ----> 2Fe(OH)3 (r) + 3CO2 (k) + 6NaCl (dd)
Page 3
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
Giới thiệu 1 số ph-ơng pháp cân bằng ph-ơng trình hoá học.
1/ Cân bằng ph-ơng trình theo ph-ơng pháp đại số.
Ví dụ: Cân bằng ph-ơng trình phản ứng
P2O5 + H2O -> H3PO4
Đ-a các hệ số x, y, z vào ph-ơng trình ta có:
- Căn cứ vào số nguyên tử P ta có: 2x = z
(1)
- Căn cứ vào số nguyên tử O ta có: 5x + y = z
(2)
- Căn cứ vào số nguyên tử H ta có: 2y = 3z
Thay (1) vào (3) ta có: 2y = 3z = 6x => y =
(3)
6x
= 3x
2
Nếu x = 1 thì y = 3 và z = 2x = 2.1 = 2
=> Ph-ơng trình ở dạng cân bằng nh- sau: P2O5 + 3H2O -> 2H3PO4
Ví dụ: Cân bằng ph-ơng trình phản ứng.
Al + HNO3 (loãng) ----> Al(NO3)3 + NO + H2O
B-ớc 1: Đặt hệ số bằng các ẩn số a, b, c, d tr-ớc các chất tham gia và chất
tạo thành (Nếu 2 chất mà trùng nhau thì dùng 1 ẩn)
Ta có.
a Al + b HNO3 ----> a Al(NO3)3 + c NO + b/2 H2O.
B-ớc 2: Lập ph-ơng trình toán học với từng loại nguyên tố có sự thay đổi về
số nguyên tử ở 2 vế.
Ta nhận thấy chỉ có N và O là có sự thay đổi.
N:
b = 3a + c
(I)
O:
3b = 9a + c + b/2
(II)
B-ớc 3: Giải ph-ơng trình toán học để tìm hệ số
Page 4
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
Thay (I) vào (II) ta đ-ợc.
3(3a + c) = 9a + c + b/2
2c = b/2 ----> b = 4c ---> b = 4 và c = 1. Thay vào (I) ---> a = 1.
B-ớc 4: Thay hệ số vừa tìm đ-ợc vào ph-ơng trình và hoàn thành ph-ơng
trình.
Al + 4 HNO3 ----> Al(NO3)3 + NO + 2 H2O
B-ớc 5: Kiểm tra lại ph-ơng trình vừa hoàn thành.
2/ Cân bằng theo ph-ơng pháp electron.
Ví dụ:
Cu + HNO3 (đặc) -----> Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
B-ớc 1: Viết PTPƯ để xác định sự thay đổi số oxi hoá của nguyên tố.
Ban đầu: Cu0 ----> Cu+ 2 Trong chất sau phản ứng Cu(NO3)2
Ban đầu: N+ 5 (HNO3) ----> N+ 4 Trong chất sau phản ứng NO2
B-ớc 2: Xác định số oxi hoá của các nguyên tố thay đổi.
Cu0 ----> Cu+ 2
N+ 5 ----> N+ 4
B-ớc 3: Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử.
Cu0 2e ----> Cu+ 2
N+ 5 + 1e ----> N+ 4
B-ớc 4: Tìm bội chung để cân bằng số oxi hoá.
1 Cu0 2e ----> Cu+ 2
2 N+ 5 + 1e ----> N+ 4
B-ớc 5: Đ-a hệ số vào ph-ơng trình, kiểm tra, cân bằng phần không oxi hoá
- khử và hoàn thành PTHH.
Page 5
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
Cu + 2HNO3 (đặc) -----> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O
+ 2HNO3 (đặc) ----->
Cu + 4HNO3 (đặc) -----> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3/ Cân bằng theo ph-ơng pháp bán phản ứng ( Hay ion - electron)
Theo ph-ơng pháp này thì các b-ớc 1 và 2 giống nh- ph-ơng pháp electron.
B-ớc 3: Viết các bán phản ứng oxi hoá và bán phản ứng khử theo nguyên tắc:
+ Các dạng oxi hoá và dạng khử của các chất oxi hoá, chất khử nếu thuộc chất điện
li mạnh thì viết d-ới dạng ion. Còn chất điện li yếu, không điện li, chất rắn, chất
khí thì viết d-ới dạng phân tử (hoặc nguyên tử). Đối với bán phản ứng oxi hoá thì
viết số e nhận bên trái còn bán phản ứng thì viết số e cho bên phải.
B-ớc 4: Cân bằng số e cho nhận và cộng hai bán phản ứng ta đ-ợc ph-ơng trình
phản ứng dạng ion.
Muốn chuyển ph-ơng trình phản ứng dạng ion thành dạng phân tử ta cộng 2 vế
những l-ợng t-ơng đ-ơng nh- nhau ion trái dấu (Cation và anion) để bù trừ điện
tích.
Chú ý: cân bằng khối l-ợng của nửa phản ứng.
Môi tr-ờng axit hoặc trung tính thì lấy oxi trong H2O.
B-ớc 5: Hoàn thành ph-ơng trình.
Một số phản ứng hoá học th-ờng gặp.
Cần nắm vững điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi trong dung dịch.
Gồm các phản ứng:
Muối + H2O
1/ Axit + Bazơ
2/ Axit + Muối
Muối mới + Axít mới
Page 6
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
3/ Dung dịch Muối + Dung dịch Bazơ
Muối mới + Bazơ mới
4/ 2 Dung dịch Muối tác dụng với nhau
2 Muối mới
Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi là: Sản phẩm thu đ-ợc phải có ít nhất một
chất không tan hoặc một chất khí hoặc phải có H2O và các chất tham gia phải theo
yêu cầu của từng phản ứng.
Tính tan của một số muối và bazơ.
- Hầu hết các muối clo rua đều tan ( trừ muối AgCl , PbCl2 )
- Tất cả các muối nit rat đều tan.
- Tất cả các muối của kim loại kiềm đều tan.
- Hầu hết các bazơ không tan ( trừ các bazơ của kim loại kiềm, Ba(OH)2 và
Ca(OH)2 tan ít.
* Na2CO3 , NaHCO3 ( K2CO3 , KHCO3 ) và các muối cacbonat của Ca, Mg, Ba đều
tác dụng đ-ợc với a xít.
NaHCO3 + NaHSO4
Na2SO4 + H2O + CO2
Na2CO3 + NaHSO4
Không xảy ra
NaHCO3 + NaOH
Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + NaOH
Không xảy ra
2NaHCO3
Na2CO3 + H2O + CO2
NaHCO3 + Ba(OH)2
BaCO3 + NaOH + H2O
2NaHCO3 + 2KOH
Na2CO3 + K2CO3 + 2H2O
Na2CO3 + Ba(OH)2
BaCO3 + 2NaOH
Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2
2BaCO3 + 2H2O
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2
BaCO3 + CaCO3 + 2H2O
không xảy ra
NaHCO3 + BaCl2
BaCO3 + 2NaCl
Na2CO3 + BaCl2
Page 7
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Ba(HCO3)2 + BaCl2
kh«ng x¶y ra
Ca(HCO3)2 + CaCl2
kh«ng x¶y ra
NaHSO3 + NaHSO4
Na2SO4 + H2O + SO2
Na2SO3 + H2SO4
Na2SO4 + H2O + SO2
2NaHSO3 + H2SO4
Na2SO4 + 2H2O + 2SO2
Na2SO3 + 2NaHSO4
2Na2SO4 + H2O + SO2
2KOH + 2NaHSO4
Na2SO4 + K2SO4 + H2O
(NH4)2CO3 + 2NaHSO4
Na2SO4 + (NH4)2SO4 + H2O + CO2
Fe + CuSO4
FeSO4
+ Cu
Cu + Fe SO4
kh«ng x¶y ra
Cu +
Fe2(SO4)3
2FeSO4 + CuSO4
Fe +
Fe2(SO4)3
3FeSO4
t
2FeCl2 + Cl2
2FeCl3
0
Mét sè PTHH cÇn l-u ý:
VÝ dô: Hoµ tan m( gam ) MxOy vµo dung dÞch axit (HCl, H2SO4, HNO3)
Ta cã PTHH c©n b»ng nh- sau: l-u ý 2y/x lµ ho¸ trÞ cña kim lo¹i M
MxOy
+
2yHCl
xMCl2y/x +
2MxOy + 2yH2SO4
MxOy
+
2yHNO3
yH2O
xM2(SO4)2y/x + 2yH2O
xM(NO3)2y/x
+
yH2O
VD: Hoµ tan m( gam ) kim lo¹i M vµo dung dÞch a xit (HCl, H2SO4)
Ta cã PTHH c©n b»ng nh- sau: l-u ý x lµ ho¸ trÞ cña kim lo¹i M
2M
+
2xHCl
2MClx
+ xH2
¸p dông:
Page 8
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
Fe
+ 2HCl
FeCl2
+
H2
2Al
+ 2*3 HCl
2AlCl3 + 3H2
6
2M
+ xH2SO4
M2(SO4)x
+
xH2
áp dụng:
+ H2SO4
FeSO4
Fe
2Al
+
+ 3H2SO4
Al2(SO4)3
H2
+
3H2
Các phản ứng điều chế một số kim loại:
Đối với một số kim loại nh- Na, K, Ca, Mg thì dùng ph-ơng pháp điện phân
nóng chảy các muối Clorua.
PTHH chung:
2MClx (r )
dpnc
2M(r )
+ Cl2( k )
(đối với các kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số)
Đối với nhôm thì dùng ph-ơng pháp điện phân nóng chảy Al2O3, khi có chất
xúc tác Criolit(3NaF.AlF3) , PTHH: 2Al2O3 (r ) dpnc
4Al ( r ) + 3 O2 (k )
Đối với các kim loại nh- Fe , Pb , Cu thì có thể dùng các ph-ơng pháp sau:
- Dùng H2:
FexOy
- Dùng C:
2FexOy
- Dùng CO:
FexOy
- Dùng Al( nhiệt nhôm ): 3FexOy
t
+ yH2
xFe
0
+ yH2O ( h )
t
+ yC(r )
2xFe
+ yCO2 ( k )
t
+ yCO (k )
xFe
+ yCO2 ( k )
0
0
t
+ 2yAl (r )
3xFe
0
+ yAl2O3 ( k )
- PTPƯ nhiệt phân sắt hiđrô xit:
t
4xFe(OH)2y/x + (3x 2y) O2
2xFe2O3 + 4y H2O
0
Một số phản ứng nhiệt phân của một số muối
1/ Muối nitrat
Nếu M là kim loại đứng tr-ớc Mg (Theo dãy hoạt động hoá học)
2M(NO3)x
2M(NO2)x + xO2
Page 9
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
(Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số )
Nếu M là kim loại kể từ Mg đến Cu (Theo dãy hoạt động hoá học)
t
4M(NO3)x
2M2Ox + 4xNO2 + xO2
0
(Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số )
Nếu M là kim loại đứng sau Cu (Theo dãy hoạt động hoá học)
t
2M(NO3)x
2M
0
+
2NO2 + xO2
(Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số)
2/ Muối cacbonat
- Muối trung hoà:
t
M2(CO3)x (r)
M2Ox (r)
0
+ xCO2(k)
(Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số)
- Muối cacbonat axit: 2M(HCO3)x(r)
t
M2(CO3)x(r)
0
+ xH2O( h ) + xCO2(k)
(Với những kim loại hoá trị II thì nhớ đơn giản phần hệ số)
3/ Muối amoni
NH4Cl
t
NH3 (k) + HCl ( k )
0
t
NH3 (k) + H2O ( h ) +
0
NH4HCO3
NH4NO3
t
N2O (k) + H2O ( h )
NH4NO2
t
N2 (k) + 2H2O ( h )
CO2(k)
0
(NH4)2CO3
2(NH4)2SO4
0
t
2NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k)
0
t
4NH3 (k) + 2H2O ( h ) + 2SO2 ( k ) + O2(k)
0
Bài 1: Viết các ph-ơng trình hoá học biểu diễn các phản ứng hoá học ở các thí
nghiệm sau:
a) Nhỏ vài giọt axit clohiđric vào đá vôi.
b) Hoà tan canxi oxit vào n-ớc.
c) Cho một ít bột điphotpho pentaoxit vào dung dịch kali hiđrôxit.
Page 10
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
d) Nhúng một thanh sắt vào dung dịch đồng(II) sunfat.
e) Cho một mẫu nhôm vào dung dịch axit sunfuric loãng.
f) Nung một ít sắt(III) hiđrôxit trong ống nghiệm.
g) Dẫn khí cacbonic vào dung dịch n-ớc vôi trong đến d-.
h) Cho một ít natri kim loại vào n-ớc.
Bài 2: Có những bazơ sau: Fe(OH)3, Ca(OH)2, KOH, Mg(OH)2. Hãy cho biết những
bazơ nào:
a) Bị nhiệt phân huỷ?
b) Tác dụng đ-ợc với dung dịch H2SO4?
c) Đổi màu dung dịch phenolphtalein từ không màu thành màu hồng?
Bài 3: Cho các chất sau: canxi oxit, khí sunfurơ, axit clohiđric, bari hiđrôxit, magiê
cacbonat, bari clorua, điphotpho penta oxit. Chất nào tác dụng đ-ợc với nhau từng
đôi một. Hãy viết các ph-ơng trình hoá học của phản ứng.
H-ớng dẫn: Lập bảng để thấy đ-ợc các cặp chất tác dụng đ-ợc với nhau rõ hơn.
Bài 4: Cho các oxit sau: K2O, SO2, BaO, Fe3O4, N2O5. Viết ph-ơng trình hoá học(nếu
có) của các oxit này lần l-ợt tác dụng với n-ớc, axit sunfuric, dung dịch kali hiđroxit.
Bài 5: Cho một l-ợng khí CO d- đi vào ống thuỷ tinh đốt nóng có chứa hỗn hợp
bột gồm: CuO, K2O, Fe2O3 (đầu ống thuỷ tinh còn lại bị hàn kín). Viết tất cả các
ph-ơng trình hoá học xảy ra.
Bài 6: Nêu hiện t-ợng và viết PTHH minh hoạ
a/ Cho Na vào dung dịch Al2(SO4)3
b/ Cho K vào dung dịch FeSO4
c/ Hoà tan Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 loãng.
d/ Nung nóng Al với Fe2O3 tạo ra hỗn hợp Al2O3 và FexOy.
PTHH tổng quát:
t
3x Fe2O3 + ( 6x 4y ) Al
6 FexOy + ( 3x 2y ) Al2O3
0
Bài 7: Cho thí nghiệm
Page 11
T: 0987118875
Nguyn Mnh Hựng
MnO2
+
HClđ
Khí A
Na2SO3
+ H2SO4 ( l )
Khí B
FeS +
HCl
Khí C
NH4HCO3 + NaOHd-
Khí D
Na2CO3 + H2SO4 ( l )
Khí E
a. Hoàn thành các PTHH và xác định các khí A, B, C, D, E.
b. Cho A tác dụng C, B tác dụng với dung dịch A, B tác dung với C, A tác dung
dịch NaOH ở điều kiện th-ờng, E tác dụng dung dịch NaOH. Viết các
PTHH xảy ra.
Bài 8: Nêu hiện t-ợng xảy ra, giải thích và viết PTHH minh hoạ khi:
1/ Sục từ từ đến d- CO2 vào dung dịch n-ớc vôi trong; dung dịch NaAlO2.
2/ Cho từ từ dung dịch axit HCl vào dung dịch Na2CO3.
3/ Cho Na vào dung dịch MgCl2, NH4Cl.
4/ Cho Na vào dung dịch CuSO4, Cu(NO3)2.
5/ Cho Ba vào dung dịch Na2CO3, (NH4)2CO3, Na2SO4.
6/ Cho Fe vào dung dịch AgNO3 d7/ Cho từ từ đến d- dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, Al2(SO4)3.
8/ Cho Cu ( hoặc Fe ) vào dung dịch FeCl3.
9/ Cho từ từ đến d- bột Fe vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2.
10/ Sục từ từ NH3 vào dung dịch AlCl3
PHNG PHP NG CHẫO.
I. U NHC M CA PHNG PHP
õy la phng phap co nhiờu u iờm, giup tng tục ụ tinh toan, va la 1 cụng cu
bụ tr rõt c lc cho phng phap trung binh.
Page 12
ĐT: 0987118875
–
Nguyễn Mạnh Hùng
Phương pháp đường chéo có thể áp dụng tốt cho nhiều trường hợp, nhiều
dạng bài tập, đặc biệt là dạng bài pha chế dung dịch và tính thành phần hỗn hợp.
–
Thường sử dụng kết hợp giữa đường chéo với phương pháp trung bình và
phương pháp bảo toàn nguyên tố. Với hỗn hợp phức tạp có thể sử dụng kết hợp
nhiều đường chéo.
–
Trong đa số trường hợp không cần thiết phải viết sơ đồ dường chéo nhằm
rút ngắn thời gian làm bài.
–
Nhược điểm của phương pháp này là không áp dụng được cho những bài
toán trong đó có xảy ra phản ứng giữa các chất tan với nhau, không áp dụng được
với trường hợp tính toán pH.
II. CÁC BƯỚC GIẢI
– Xác định trị số cần tìm từ đề bài
– Chuyển các số liệu sang dạng đại lượng % khối lượng
– Xây dựng đường chéo => Kết quả bài toán.
III. CÁC VÍ DỤ CỤ THỂ
1. Dạng tính toán hàm lượng đồng vị :
VD1: Nguyên tử khối TB của Br là 79,319. Br có 2 đồng vị bền: 79Br35 &
81Br35. Tính hàm lượng phần trăm mỗi đồng vị.
Từ đó tính % của mỗi đồng vị.
2. Tính tỉ lệ thành phần hỗn hợp khí qua tỉ khối :
VD2: Tỉ khối hơi của N2 và H2 so vs O2 là 0,3125. Tìm thể tích và phần trăm thể
tích của N2 & H2 có trong 29,12 lít hỗn hợp.
Giải:
Page 13
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Từ đó các bạn tự tính thể tích vầ phần trăm thể tích mỗi khi
Chú ý:
– Chất rắn coi như dung dịch có C = 100%
– Dung môi coi như dung dịch có C = 0%
3. Pha chế dung dịch :
VD3: Cần bao nhiêu ml dung dịch NaCl 3% để pha 500ml dung dịch NaCl 0,9%,
biết rằng khối lượng riêng của dung dịch thay đổi
Giải:
4. Bài toán hỗn hợp 2 kim loại cùng hoá trị và khả năng phản ứng :
VD4: Hoà tan 28,4g 1 hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hoá trị II bằng
dung dịch HCl dư, thu được 6,72 lít khí ở đktc và dung dịch A.
a.Xác định tên 2 kim loại biết 2 kim loại đó thuộc 2 chu kì liên tiếp của phân nhóm
IIA
b. tính %m mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.
Giải:
Gọi CT chung 2 muối cacbonat: MCO3
nCO = 0,3 mol
=> nMCO3 = 0,3 mol
=> MCO3 = 94,67
=> M = 34,67
=> 2 kim loại là Mg & Ca
Page 14
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Có được số mol CaCO3, MgCO3 dễ dàng tính được %m mỗi muối trong hỗn hợp
đầu.
IV. BAI TẬP TỰ GIẢI
Thí dụ 1. Để thu được dung dịch HNO3 20% cần lấy a gam dung dịch HNO3 40%
pha với b gam dung dịch HNO3 15%. Tỉ lệ a/b ?
Thí dụ 2. Hoà tan hoàn toàn m gam Na2O nguyên chất vào 75,0 gam dung dịch
NaOH 12,0% thu được dung dịch NaOH 58,8%. Giá trị của m?
Thí dụ 3. Để thu được 42 gam dung dịch CuSO4 16% cần hoà tan x gam tinh thể
CuSO4.5H2O vào y gam dung dịch CuSO4 8%. Giá trị của y ?
Thí dụ 4. Nhiệt phân hoàn toàn a gam hỗn hợp X gồm Al(OH) 3 và Cu(OH)2 thu
được hỗn hợp chất rắn Y có khối lượng 0,731a gam. Thành phần % về khối lượng
của Al(OH)3 trong X ?
Thí dụ 5:
Nhiệt phân hoàn toàn 108 gam hỗn hợp X gồm Na 2CO3 và NaHCO3 được chất rắn
Y có khối lượng bằng 75,4% khối lượng của X. Khối lượng naHCO3 có trong X ?
PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ
I. Nguyên tắc của phương pháp:
Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố: “Trong các phản ứng hóa học, các
nguyên tố luôn luôn được bảo toàn”.
Có thể hiểu định luật như sau: tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố A
trước phản ứng hóa học luôn bằng tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố A đó
sau phản ứng.
Page 15
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Chú ý: Định luật được xem như nguyên nhân của định luật bảo toàn khối
lượng.
II. Vận dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố trong giải toán:
Các dạng toán thường sử dụng bảo toàn nguyên tố:
- Nguyên tử của nguyên tố tồn tại trong nhiều hợp chất trong cùng một hỗn
hợp hoặc dung dịch... thì khối lượng của nguyên tử (hay ion) đó bằng tổng khối
lượng của nguyên tử của nguyên tố đó trong các dạng tồn tại.
- Tính toán khối lượng sản phẩm sau một quá trình phản ứng thì chỉ cần căn
cứ vào chất đầu và chất cuối, bỏ qua các phản ứng trung gian vì các nguyên tố luôn
được bảo toàn.
II.1. Khối lượng nguyên tử của nguyên tố ban đầu bằng tổng khối
lượng các dạng tồn tại của nguyên tố đó trong hỗn hợp hoặc trong dung dịch.
Thường gặp trong phản ứng nhiệt nhôm hoặc khử oxit sắt vì sắt có nhiều
trạng thái oxi hóa nên thường tồn tại trong nhiều hợp chất.
FeO : a(mol)
bị khử bởi CO cho hỗn hợp chất
Fe
O
:
b(mol)
2 3
Chẳng hạn: hỗn hợp A
rắn B
gồm Fe2O3 (còn dư): x mol
Fe3O4
: y mol
FeO (còn dư) : z mol
Fe
Khi đó ta có:
: t mol
n Fe(trongA) n Fe(trongB)
hay a +2b = 2x + 3y +z +t
Ví dụ 1: Khử hết m (g) Fe3O4 bằng khí CO thu được hỗn hợp A gồm FeO và
Fe. A tan vừa đủ trong 300ml dung dịch H2SO4 1M tạo dung dịch B. Tính m và
khối lượng muối sunfat thu được khi cô cạn B.
Giải:
Page 16
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Fe3O4→ (FeO, Fe)→ FeSO4
x mol
n Fe(trongFeSO 4 ) nSO2 0,3(mol)
4
Áp dụng ĐLBTNT Fe:
n Fe(trongFe3O4 ) n Fe(trongFeSO4 )
↔ 3x = 0,3 → x = 0,1 (mol)
mB mFeSO4 0,3 152 45,6(g)
Ví dụ 2: Khử 39,2g một hỗn hợp A gồm Fe2O3 và FeO bằng khí CO thu
được hỗn hợp B gồm FeO và Fe. B tan vừa đủ trong 2,5 lít dung dịch H2SO4 0,2M
cho ra 4,48 lít khí (đktc). Tính khối lượng Fe2O3 và FeO trong hỗn hợp A.
Giải:
Fe2O3 : x(mol)
Gọi hỗn hợp A
↔ 160x + 72y = 39,2
FeO : y(mol)
Hỗn hợp B + H2SO4: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑
mFe2 O 3 0, 2x160 32(g)
mFeO 0,1x72 7, 2(g)
n H2
(1)
(2)
(3)
; n H2 SO4 0, 2x2,5 0,5(mol);
4, 48
0, 2(mol)
22, 4
n Fe(3) 0, 2mol; n FeO n H2 SO4 n Fe(3) 0,5 0, 2 0,3(mol)
Áp dụng ĐLBTNT Fe trong hai hỗn hợp A và B ta có: 2x + y = 0,5
Từ (1), (4)
(4)
x 0, 2
y 0,1
Page 17
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
mFe2 O 3 0, 2x160 32(g) ; mFeO 0,1x72 7, 2(g) . Vậy đáp án
đúng là A.
II.2. Chất tham gia trải qua một số giai đoạn phản ứng để tạo sản
phẩm:
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A gồm 0,1 mol Fe và 0,2 mol Cu vào
một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 98% (đặc , nóng) thu được khí SO2 (đktc) và
dung dịch B.Cho ddB tác dụng với NaOH dư, được kết tủa C, nung C đến khối
lượng không đổi được hỗn hợp chất rắn E. Cho E tác dụng với lượng dư CO, đun
nóng thu được hỗn hợp chất rắn F. Khối lượng của hỗn hợp chất rắn F?
Giải:
Fe2 (SO4 )3 NaOH
Fe(OH)3 t 0
Fe O
Fe
Fe
CO
hhA ddB
C
E 2 3
F
t0
Cu
Cu
CuO
CuSO4
Cu(OH)2
Áp dụng ĐLBTNT, ta có: mhhA mhhF 0,1x56 0, 2x64 18, 4(g)
Nhận xét: với dạng toán này, HS thường viết phương trình phản ứng, cân bằng
sau đó tính toán theo phương trình hóa học. Nhưng với HS nắm vững định luật
BTNT thì giải quyết bài toán chỉ trong vài giây.
Ví dụ 4: Đi từ 120 gam quặng pirit sắt (chứa 80% là FeS2) sẽ điều chế được
(hiệu suất 100%) một lượng H2SO4 là bao nhiêu?
Giải: để sản xuất H2SO4 đi từ quặng pirit sắt phải qua nhiều giai đoạn, song
trong tính toán với giả sử hiệu suất 100% cho mọi quá trình, có thể áp dụng
ĐLBTNT đối với nguyên tố S:
FeS2 2H2SO4
120g
196g
120x80
96g → xg
100
Page 18
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Lượng H2SO4 điều chế được là: x
96x196
156,8(g) . Đáp án đúng là C.
120
Nhận xét: đối với dạng toán tính toán từ thực tế sản xuất: chất phản ứng không
chỉ trải qua mà là cả một chuỗi các phản ứng thì việc áp dụng ĐLBTNT cho một
nguyên tố (chính) sẽ dễ dàng cho việc tính toán hơn.
III. Một số bài tập tương tự được giải theo phương pháp BTNT:
Bài tập 1: Hòa tan a gam hh gồm FeO và Fe3O4 hết 300ml dd HCl 2M được
ddX. Cho X tác dụng với một lượng dd NH3 dư được kết tủa. Nung kết tủa trong
không khí đến khối lượng không đổi được a +1,2 g chất rắn. Phần trăm khối lượng
của FeO trong hh trên là:
Hướng dẫn:
FeO
HCl FeCl2 ddNH3d Fe(OH) 2 t 0 trongkk
Fe2O3
Fe3O4
FeCl3
Fe(OH)3
Vì trong hh ban đầu đã có một lượng Fe2O3 và coi Fe3O4 = FeO. Fe2O3) nên
chỉ xét sự chuyển hóa quá trình: 2FeO → Fe2O3
Độ tăng khối lượng của Fe2O3 so với hh đầu là khối lượng oxi mà FeO lấy để
tạo Fe2O3
nO cần =
1, 2
0, 075(mol) nFeO = 0,15 (mol)
16
FeO : x(mol)
Gọi hh
Fe3O4 (FeO.Fe2O3 ) : y(mol)
x y 0,15
nHCl = 0,6 (mol) nO trong oxit = 0,3 (mol) ↔ x + 4y = 0,3
x 0,1
Từ (1), (2)
y 0,05
(1)
(2)
mFeO 38,3%
Bài tập 2: Cần bao nhiêu tấn quặng phôtphorit chứa 80% Ca3(PO4)2 để thu
được 1 tấn photpho, cho rằng sự hao hụt trong quá trình sản xuất bằng 5%.
Page 19
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Bài tập 3: Cho 21,52g hhX gồm kim loại M có hóa trị 2 và muối nitrat của
kim loại ấy vào 1 bình kín và nung cho đến khi muối nitrat bị nhiệt phân hoàn
toàn. Chất rắn thu được sau phản ứng được chia làm 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: phản ứng vừa đủ với 2/3 lit dd HNO3 0,38M cho ra khí NO.
- Phần 2: phản ứng vừa hết với 0,3l dd H2SO4 0,2M để lại 1 chất rắn không
tan. Xác định kim loại M, khối lượng M và nitrat kim loại M trong hỗn hợp X.
Hướng dẫn:
HhX gồm kim loại M và M(NO3)2.
1
t0
M(NO
)
MO 2NO2 O2
Khi nung:
3 2
2
(1)
1
M O2 MO
2
(2)
Chất rắn còn lại gồm MO và M dư (vì khi cho chất rắn phản ứng với HNO3 có
M : x(mol)
khí thoát ra). Gọi
trong 1/2 chất rắn.
MO : y(mol)
Phần 1:
3M 8HNO3 3M(NO3) 2 2NO 4H 2O
x
8/3x
M + 2HNO3 → M(NO3)2 + H2O
y
2y
8
2
0, 76
n HNO3 x 2y .0,38
3
3
3
(3)
Phần 2: tác dụng với H2SO4loãng tạo ra chất rắn (M) nên M đứng sau H trong
dãy Bêkêtop
MO + H2SO4 → MSO4 + H2O
y
y
Page 20
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
n MO n H2SO4 y 0,06(mol) x = 0,05(mol)
Vì bình kín nên O2 dùng cho phản ứng (2) là O2 tạo ra từ phản ứng (1):
n MO(1) n MO(2) n M(NO3 )2 n MO(1) n MO(2) 2n M(NO3 )2 0,12(mol)
n M(NO3 )2 0,12(mol)
Áp dụng ĐLBTNT: nM (trong X) = nM (chất rắn)
↔ nM đầu + 0,06 = nM (trong MO) + nM dư nM đầu = 0,16(mol)
mX mM mM(NO3 )2 0,16M 0, 06(M 124) 21,52 M 64(Cu)
mCu 0,16.64 10, 24(g); mCu(NO3 )2 21,52 10, 24 11, 28(g)
Bài tập 4: Dùng a gam Al để khử hết 0,8g Fe2O3. Sản phẩm sau phản ứng tác
dụng với lượng dư dd NaOH tạo 0,336l khí (đktc). Tính a?
Bài tập 5: Cho oxit sắt X hòa tan hoàn toàn trong dd HCl thu được dd Y chứa
1,625g muối sắt clorua. Cho ddY tác dụng hết với ddAgNO3 thu được 4,3025g
AgCl. Xác định có công thức phân tử của X.
PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÁC GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH
1. Phương pháp chung để giải các bài tập liên quan đến giá trị trung bình.
Đây là một trong một số phương pháp hiện đại nhất cho phép giải nhanh chóng
và đơn giản nhiều bài toán hóa học và hỗn hợp các chất rắn, lỏng cũng như khí.
Nguyên tắc của phương pháp như sau: Khối lượng phân tử trung bình
(KLPTTB) (kí hiệu M ) cũng như khối lượng nguyên tử trung bình (KLNTTB) chính
là khối lượng của một mol hỗn hợp, nên nó được tính theo công thức:
M
tæng khèi lîng hçn hîp (tÝnh theo gam)
.
tæng sè mol c¸c chÊt trong hçn hîp
Page 21
ĐT: 0987118875
M
Nguyễn Mạnh Hùng
M1n1 M 2 n 2 M 3n 3 ... M i n i
n1 n 2 n 3 ...
ni
(1)
trong đó M1, M2,... là KLPT (hoặc KLNT) của các chất trong hỗn hợp; n1, n2,... là
số mol tương ứng của các chất.
Công thức (1) có thể viết thành:
M M1.
n1
n
n
M 2 . 2 M 3. 3 ...
ni
ni
ni
M M1x1 M2 x 2 M3x 3 ...
(2)
trong đó x1, x2,... là % số mol tương ứng (cũng chính là % khối lượng) của các chất.
Đặc biệt đối với chất khí thì x1, x2, ... cũng chính là % thể tích nên công thức (2) có
thể viết thành:
M
M1V1 M 2 V2 M 3V3 ... M i Vi
(3)
V1 V2 V3 ...
Vi
trong đó V1, V2,... là thể tích của các chất khí. Nếu hỗn hợp chỉ có 2 chất thì các
công thức (1), (2), (3) tương ứng trở thành (1’), (2’), (3’) như sau:
M
M1n1 M 2 (n n1 )
n
(1’)
trong đó n là tổng số số mol của các chất trong hỗn hợp,
M M1x1 M2 (1 x1 )
(2’)
trong đó con số 1 ứng với 100% và
M
M1V1 M 2 (V V1 )
V
(3’)
trong đó V1 là thể tích khí thứ nhất và V là tổng thể tích hỗn hợp.
Từ công thức tính KLPTTB ta suy ra các công thức tính KLNTTB.
Page 22
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Với các công thức:
Cx H yOz ; n1 mol
Cx H yOz ; n 2 mol
ta có:
- Nguyên tử cacbon trung bình:
x
x1n1 x 2 n 2 ...
n1 n 2 ...
- Nguyên tử hiđro trung bình:
y
y1n1 y2 n 2 ...
n1 n 2 ...
và đôi khi tính cả được số liên kết , số nhóm chức trung bình theo công thức trên.
2. Một số ví dụ cụ thể áp dụng phương pháp giá trị trung bình
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 2,84 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại
phân nhóm IIA và thuộc hai chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn bằng dung
dịch HCl ta thu được dung dịch X và 672 ml CO2 (ở đktc).
1. Hãy xác định tên các kim loại?
2. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?
Hướng dẫn giải
1. Gọi A, B là các kim loại cần tìm. Các phương trình phản ứng là
ACO3 + 2HCl ACl2 + H2O + CO2 (1)
BCO3 + 2HCl BCl2 + H2O + CO2 (2)
(Có thể gọi M là kim loại đại diện cho 2 kim loại A, B lúc đó chỉ cần viết một phương
trình phản ứng).
Theo các phản ứng (1), (2) tổng số mol các muối cacbonat bằng:
Page 23
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
n CO2
0,672
0,03 mol.
22,4
Vậy KLPTTB của các muối cacbonat là
M
2,84
94,67
0,03
và
M A,B 94,67 60 34,67
Vì thuộc 2 chu kỳ liên tiếp nên hai kim loại đó là Mg (M = 24) và Ca (M = 40).
2. KLPTTB của các muối clorua:
Mmuèi clorua 34,67 71 105,67 .
Khối lượng muối clorua khan là 105,670,03 = 3,17 gam.
Một ví dụ tương tự khác:
Nung hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại kế tiếp nhau trong nhóm IIA tới
khối lượng không đổi thu được 22,4 lit CO2 (đktc) và 4,64 gam hỗn hợp hai oxit.
Xác định hai kim loại trên.
Hướng dẫn giải:
Gọi A, B lần lượt là hai kim loại cần tìm
Đặt M là nguyên tử khối trung bình của 2 kim loại
Ta có phương trình phản ứng :
MCO3
MO + CO2
0,1
0,1
0,1mol
nCO2 = 2,24 : 22,4 = 0,1mol = nMO
MMO = 4,64 : 0,1 = 46,4
MM = 46,4 – 16 = 30,4
MA < 30,4 < MB .
Vậy : A là Mg (có M = 24) và B là Ca (có M = 40).
Page 24
ĐT: 0987118875
Nguyễn Mạnh Hùng
Ví dụ 2: Cho 6,4 gam hỗn hợp hai kim loại kế tiếp thuộc nhóm IIA của bảng tuần
hoàn tác dụng với dung dịch H2SO4(loãng), dư thu được 4,48 lit khí H2 (đktc). Xác
định tên hai kim loại.
Hướng dẫn giải:
Gọi công thức chung của 2 kim loại nhóm IIA là M .
Ta có phương trình :
M + H2SO4 → MSO4 + H2
nM = nH2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol
M = 6,4 : 0,2 = 32
2 kim loại đó là : Mg (M = 24) và Ca (M = 40).
Ví dụ 3: Cho 3 gam hỗn hợp gồm Na và kim loại kiềm M tác dụng với nước. Để
trung hoà dung dịch thu được cần 800 ml dung dịch HCl 0,25M. Tìm kim loại M.
Hướng dẫn giải:
- Đặt M là nguyên tử khối trung bình của 2 kim loại
- Ta có phương trình phản ứng :
2M + 2H2O
MOH + HCl
2 MOH + H2
MCl + H2O
(1)
(2)
- Từ (1),(2) : nhh = nHCl = 0,8.0,25 = 0,2 mol
M = 3 : 0,2 = 15
Vậy phải có một kim loại có : M1 < 15 và một kim loại có : M2 > 15.
Do đó chỉ có : Li (M1=7) và Na (M2=23) là phù hợp.
Ví dụ 4: Hòa tan 4g hỗn hợp gồm Fe và một kim loại hóa trị II vào dung dịch HCl
thu được 2,24 lit khí H2(đktc). Nếu chỉ dùng 2,4g kim loại hóa trị II cho vào dung
dịch HCl thì dùng không hết 500ml dung dịch HCl 1M. Xác định tên kim loại.
Hướng dẫn giải:
Page 25