Bai 14 luyen tap phuong phap bao toan mol electron

Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n)

LUY N T P V PH

Luy n t p v ph

ng pháp b o toàn moệ eệectron

NG PHÁP B O TOÀN MOL ELECTRON
(TÀI LI U BÀI ẢI NẢ)

Giáo viên: PH M NG C S N
ây là tài li u tóm l

c các ki n th c đi kèm v i bài gi ng “Luy n t p v ph

ng pháp b o toàn mol electron” thu c

Khóa h c LT H KIT-3: Môn Hóa h c (Th y Ph m Ng c S n) t i website Hocmai.vn.
ph n “Ph

có th n m v ng ki n th c

ng pháp b o toàn mol electron”, B n c n k t h p xem tài li u cùng v i bài gi ng này.

1. Nguyên t c
T ng s mol electron ch t kh nh
n e  x.n X

ng b ng t ng s mol electron ch t oxi hoá nh n.

D ng 1 : Kim lo i tác d ng v i dung d ch axit : HNO3; H2SO4 đ c
- Tính kh i l ng mu i t o thành.
- Tính s mol HNO3 và H2SO4 ph n ng (k t h p pp b o toàn mol nguyên t ).
- So sánh s mol e nh n và nh ng đ bi t có mu i t o thành do s kh hay không.
Ví d 1: Hoà tan hoàn toàn 9,62 gam h n h p X g m Mg, Fe, Al trong l ng d dung d ch HNO 3 loãng,
thu đ c 0,12 mol NO và 0,04 mol N2O. T ng kh i l ng mu i khan t o thành là
A. 41,86 gam.
B. 51,78 gam.
C. 14,86 gam.
D. 64,18 gam.
L i gi i
ne = 3NO + 8N2O = 0,36 + 0,32 = 0,68.
 n  / mu i =  n electron nh ng = 0,68 (mol).
NO
3

V y  m mu

i khan

= m hhX + m NO / mu i = 9,62 + 62  0,68 = 51,78 (g).
3

Ví d 2: Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al b ng dung d ch HNO3 loãng (d ), thu đ c dung d ch X và
1,344 lít ( đktc) h n h p khí Y g m hai khí là N2O và N2. T kh i c a h n h p khí Y so v i khí H2 là
18. Cô c n dung d ch X, thu đ c m gam ch t r n khan. Giá tr c a m là
A. 38,34.
B. 34,08.
C. 106,38.
D. 97,98.

(Trích đ thi TS H n m 2009 - Kh i A)
L i gi i
Ta có n Al =
n hh Y =

12, 42
= 0,46 (mol); ne = 0,46.3 = 1,38.
27

1,344
= 0,06 (mol) ; M Y = 18  2 = 36.
22, 4
n N 2O : 44
8
 n N 2O : n N 2 = 8 : 8 = 1 : 1

36

8  n N2O = n N 2 = 0,06 : 2 = 0,03 (mol).
T (1,2): s mol e nh n = 0,24 + 0,3 = 0,54 < s mol e nh ng = 1,38.
n N 2 : 28

3

Do đó s n ph m kh còn có N (NH4NO3), khi đó x y ra thêm (3).
 s mol e nh n (3) = 1,38 – 0,27 = 0,84 (mol) .
Ch t r n khan thu đ

 Al(NO3 )3 : 0, 46 (mol)
 NH 4 NO3 : 0,105 (mol)

cg m 

V y m = 213  0,46 + 80  0,105 = 106,38 (g).
Ví d 3: H n h p X g m hai kim lo i Al và Cu. Hoà tan hoàn toàn 18,2 gam X vào 100 ml dung d ch B
ch a đ ng th i H2SO4 12M và HNO3 2M, đun nóng. Sau ph n ng thu đ c dung d ch Y và 8,96 lít h n
h p khí (đktc) T g m NO và SO2. T kh i c a T so v i H2 là 23,5. Kh i l ng c a mu i trong dung d ch
Y là
A. 34,2 gam.
B. 32,0 gam.
C. 66,2 gam gam.
D. 33,1 gam.
L i gi i
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 1 -


Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n)

D dàng tìm đ

c:

Luy n t p v ph

ng pháp b o toàn moệ eệectron

nNO = 0,2 mol ; nSO  0,2(mol) .
2

Dung d ch B g m:
H+ = 2,6 mol ; SO 24  = 1,2 mol ; NO 3 = 0,2 mol.
Các quá trình nh ng và nh n electron:
Al  Al3+
+ 3e
SO 24  + 2e + 4H+  SO2 + 2H2O
x
3x
0,2
0,4
0,8
0,2
2+
+

Cu  Cu + 2e
NO 3 + 3e + 4H  NO + 2H2O
y
2y
0,2
0,6
0,8
0,2
Áp d ng s b o toàn electron, ta có: 3x + 2y = 1
(1) .

Ph ng trình kh i l ng : 27x + 64y =18,2
(2).
Gi i h (1) và (2), ta đ c : nAl = 0,2 mol ; nCu = 0,2 mol.
Dung d ch Y g m: Al3+ = 0,2 mol ; Cu2+ = 0,2 mol; H+ =1 mol ; SO42– = 1 mol ( NO3 b oxi hoá h t).
Y g m các mu i sunfat :
Al2(SO4)3 = 0,1.342 = 34,2 (g).
CuSO4 = 0,2. 160 = 32 (g).
m = 66,2 gam.
Ví d 4: Hoà tan hoàn toàn 12 gam h n h p Fe, Cu (t l mol 1 : 1) b ng axit HNO3, thu đ c V lít (
đktc) h n h p khí X (g m NO và NO2) và dung d ch Y (ch ch a hai mu i và axit d ). T kh i c a X đ i
v i H2 b ng 19. Giá tr c a V là
A. 2,24.
B. 4,48.
C. 5,60.
D. 3,36.
(Trích đ thi TS H n m 2007 - Kh i A)
L i gi i
t n NO = a (mol) và n NO 2 = b (mol).
Ta có MX 

30a  46b
 19  2  38  a = b.
ab

G i s mol c a Fe ho c Cu trong h n h p là x mol.
56x + 64x = 12 (g)  x = 0,1 (mol).
Các quá trình oxi hoá - kh x y ra:
0

3

 Fe + 3e
Fe 
0,3
0,1 
0

2

 Cu + 2e
Cu 
0,2
0,1 

5

2

N + 3e

3a
5

N + e


 N
 a
4


 N
 a

a
Do đó 0,3 + 0,2 = 3a + a  a = 0,125 (mol)
V y V = 22,4  (a + b) = 22,4  2  0,125 = 5,60 (l).
Ví d 5: Cho 1,35 g h n h p g m Cu, Mg, Al tác d ng h t v i dung d ch HNO3 thu đ
g m 0,01 mol NO vào 0,04 mol NO2. Kh i l ng mu i nitrat t o ra trong dung d ch là
A. 5,69g
B. 6,59g
C. 4,59g
D. 4,69g
L i gi i
t x, y, z l n l t là s mol Cu, Mg, Al.
Cu
Cu(NO3)2
NO


Mg + HNO3
Mg(NO3)2
+
+ H2 O
Al
Al(NO3)3
NO2
mmu i = m3KL + m 

c h n h p khí

NO3

Ta có: 2x + 2y + 3z = 0,03 + 0,04 = 0,07
(1).

Nh ng 0,07 c ng chính là s mol NO3 t o mu i v i ion kim lo i.
Kh i l ng mu i nitrat là : 1,35 + 62.0,07 = 5,69 (g).
D ng 2: Tìm công th c c a s n ph m kh N+5 và S+6.

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 2 -


Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n)

Luy n t p v ph

ng pháp b o toàn moệ eệectron

Ví d 1: Hoà tan 9,28 gam h n h p X g m Mg, Al, Zn v i s mol b ng nhau trong m t l ng v a đ
dung d ch H2SO4 đ c, nóng thu đ c dung d ch Y và 0,07 mol m t s n ph m Z duy nh t ch a l u hu nh.
S n ph m Z là
A. S.
B. H2S.

C. SO2.
D. SO3.
L i gi i
G i x là s oxi hoá c a S trong s n ph m Z ;
a là s mol c a m i kim lo i trong h n h p X
Ta có 24a + 27a + 65a = 9,28 (g)  a =

9,28
= 0,08 (mol)
116

Các quá trình oxi hoá - kh x y ra:
Quá trình nh ng electron
Quá trình nh n electron
2

0

6

S + (6 – x)e

 Mg + 2e
Mg 
2a
a
3

0


Al 
a

x


 S
(6 – x)0,07  0,07

Al + 3e

3a
2

0

 Zn + 2e
Zn 
a
2a
ne = 0,08.7 = 0,56.
S e nh n = 0,56/0,07 = 8 : H2S.
Ví d 2: Th i lu ng không khí đi qua 25,2 gam b t s t sau m t th i gian bi n thành h n h p X có kh i
l ng 30 gam g m Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho X ph n ng hoàn toàn v i dung d ch HNO3 th y gi i
phóng ra 5,6 lít khí Y duy nh t (đktc). Khí Y là
A. NO
B. NO2
C. NH3
D. N2

L i gi i
25,2
 1,35 mol .
- S mol e nh ng : ne  3.n Fe  3.
56
30  25,2
 0,6 mol .
- S mol e mà O2 nh n : ne  4.nO2  4.
32
S mol e mà N+5 nh n đ t o Y : ne = 1,35 - 0,6 = 0,75.
S e mà N+5 nh n t o Y là 0,75/0,25 = 3 : NO.
Ví d 3: Hoà tan hoàn toàn 13,92 gam Fe3O4 b ng dung d ch HNO3 thu đ c 448 ml khí X (đktc). Khí X
là
A. NO.
B. N2O.
C. NO2 .
D. N2.
L i gi i
ne = 0,06 mol. S e nh n = 0,06/0,02 = 3 : NO
Ví d 4: Cho 4,05 gam Al tan hoàn toàn vào dung d ch ch a 0,54 mol HNO3 thu đ c dung d ch ch a m t
mu i duy nh t và m t ch t khí X. Ch t khí X đó là
A. NO.
B. N2.
C. N2O.
D. NO2.
ne = 3.nAl = 0,45 mol.
B o toàn nguyên t : nN(trong X) = 0,54 - 0,45 = 0,09 mol.
S e mà N+5 nh n = 0,45/0,09 = 5. M t nguyên t N nh n 5e: N2.
D ng 3 : Tìm công th c c a oxit s t
- Khi tác d ng v i ch t oxi hóa, các oxit c a s t (FeO và Fe3O4) đ u ch nh ng 1e.

- Khi tác d ng v i các ch t kh , 1 mol Fe2O3 nh n 6 mol e; 1 mol Fe3O4 nh n 8 mol e và 1 mol FeO nh n
2 mol e.
Ví d 1: Hoà tan hoàn toàn 46,4 gam m t s t oxit b ng dung d ch H2SO4 đ c nóng (v a đ ), thu đ c
2,24 lít khí SO2 (đktc). Công th c c a s t oxit là
A. FeO.
B. Fe3O4.
C. Fe2O3.
D. FeO ho c Fe3O4.
L i gi i

Ta có nSO

2

=

2,24
= 0,1 (mol)
22,4

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 3 -


Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n)

Luy n t p v ph

ng pháp b o toàn moệ eệectron

ne = 2.0,1 = 0,2 mol.
Moxit 46,4/0,2 = 232 : Fe3O4.
Ví d 2 : Hoà tan hoàn toàn 20,88 gam m t oxit s t b ng dung d ch H2SO4 đ c, nóng thu đ c dung d ch
X và 3,248 lít khí SO2 (s n ph m kh duy nh t, đktc). Cô c n dung d ch X, thu đ c m gam mu i sunfat
khan. Giá tr c a m và công th c c a oxit s t là
A. 58,0 và FeO.
B. 36,0 và Fe3O4.
C. 36,0 và FeO.
D. 58,0 và Fe3O4.
L i gi i
ne = 2.0,145 = 0,29.
Moxit = 20,88/0,29 = 72 : FeO.
s mol Fe2(SO4)3 = 0,145. m = 0,145.400 = 58.
D ng 4 : H n h p kim lo i tác d ng v i dung d ch mu i
Ví d 1 : Cho 13g b t Zn ph n ng hoàn toàn v i 400 ml dung d ch ch a AgNO3 0,5M và CuSO4 0,5M.
K t thúc ph n ng kh i l ng kim lo i thu đ c là
A. 25g
B. 26g
C. 27g
D. 28g
L i gi i
13
 0, 2(mol) ; n Ag  0, 4.0,5  0, 2(mol) ; n Cu2  0, 4.0,5  0, 2(mol) .
n Zn 
65

Th t u tiên ph n ng x y ra :
Zn  2Ag 
(1)
 Zn 2  2Ag

0,1

0, 2

0, 2

Zn  Cu 2 
(2)
 Zn 2  Cu
0,1
0,1
K t thúc ph n ng Zn h t. Kim lo i đ c gi i phóng là Ag, Cu.
mKL = 0,2.108 + 0,1.64 = 28 (g).
Ví d 2: Cho 0,03 mol Al và 0,05 mol Fe tác d ng v i 200 ml dung d ch X ch a Cu(NO3)2 và AgNO3,
sau ph n ng thu đ c dung d ch Y và 8,12 gam ch t r n Z g m ba kim lo i. Cho Z tác d ng v i dung
d ch HCl d thu đ c 672 ml khí H2 ( đktc). Các ph n ng x y ra hoàn toàn. N ng đ mol c a Cu(NO3)2
và AgNO3 trong dung d ch X l n l t là
A. 0,25M và 0,15M
B. 0,125M và 0,075M
C. 0,5M và 0,3M
D. 0,15M và 0,25M
L i gi i
G i a, b là s mol c a AgNO3 và Cu(NO3)2 có trong dung d ch A.
Theo (5): n Fe d  n H

2



0,672
 0,03 (mol).
22,4

 n Fe p = 0,05 – 0,03 = 0,02 (mol).

Kh i l ng ch t r n B: 108a + 64b + 56.0,03 = 8,12 (g).
Hay 108a + 64b = 6,44 (I)
Các quá trình oxi hoá - kh x y ra:
Ag   1e 
 Ag 
Al 
 Al3 + 3e
0,03 
0,09
a
a
2
2
Cu
 2e 
 Cu 
Fe 
 Fe + 2e
0,02 
0,04

b
2b
Do đó 0,09 + 0,04 = a + 2b hay a + 2b = 0,13 (II) .
Gi i h hai pt (I, II) ta đ c: a = 0,03, b = 0,05 .
V y [Cu(NO3)2] =

0,05
0,03
 0, 25 M ; [AgNO3] =
 0,15 M.
0, 2
0, 2

D ng 5 : M t s bƠi toán v s t vƠ oxit s t
Ví d 1:
t m gam Fe trong oxi thu đ c 48,8 gam h n h p A g m FeO, Fe3O4, Fe2O3 và Fe. Hoà tan
hoàn toàn A trong H2SO4 đ c, nóng thu đ c 10,08 lít SO2 duy nh t (đktc). Giá tr c a m là
A. 39,2.
B. 32,9.
C. 39,8.
D. 35,5.
L i gi i
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 4 -

Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n)

Ta có n SO2 =

Luy n t p v ph

ng pháp b o toàn moệ eệectron

10,08
= 0,45 (mol)
22, 4

mO2  48,8  m (g)

 nO 
2

S đ ph n ng:

48,8  m
(mol)
32

FeO
Fe O
3
 3 4
 O2
 H 2SO4 đ, t 0


 Fe2 (SO 4 )3  SO 2   H 2O
Fe  A 
d
Fe2O3

Fe

0

Các quá trình oxi hoá - kh x y ra:
0

3

 Fe + 3e
Fe 
3m
m

56
56

6

S

Do đó

2

0

 2O
+
4e 
O2
48,8  m
48,8  m

32
8
4

+ 2e
0,9


 S
 0,45

3m
48,8  m

 0,9 .
56
8

Gi i ra ta đ c m = 39,2 (g).
Ví d 2: Th i lu ng không khí đi qua m(g) b t s t sau m t th i gian bi n thành h n h p A có kh i l ng

30g g m Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho A ph n ng hoàn toàn v i dung d ch HNO3 th y gi i phóng ra 5,6 lít
khí NO duy nh t (đktc). Kh i l ng c a m là
A. 27,5g.
B. 22,5g.
C. 26,2g.
D. 25,2g.
L i gi i
S đ :
Fe, FeO

Fe + O2 
 Fe2 O3  HNO3 
 Fe(NO3 )3  NO  H 2O .
Fe O
 3 4
m
.
– Ch t cho electron : Fe, s mol là
56
 Fe3+ + 3e
Fe 
m
m
m
3
  n e cho  3.
56
56
56
30  m

– Ch t nh n electron : O2, s mol là
và HNO3.
32
 O2–
O
+ 2e 
30  m
30  m
2
.
16
16
 N+2 (NO)
N+5 + 3e 
0,25
0,75
0,25
30  m
  n e nhËn  2.
 0, 75 .
16
Áp d ng s b o toàn electron :
30  m
m
2.
 0, 75  3.  m  25, 2 (g) .
16
56
Ví d 3: Nung nóng 5,6 gam b t s t trong bình đ ng O2 thu đ c 7,36 gam h n h p X g m Fe, Fe2O3 và
Fe3O4. Cho X tan hoàn toàn trong dung d ch HNO3 thu đ c V lít (đktc) h n h p khí Y g m NO và N2O4,

t kh i h i c a Y so v i H2 là 25,33. V có giá tr là
A. 22,4 lít
B. 0,672 lít
C. 0,372 lít
D. 1,12 lít
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 5 -


Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n)

Luy n t p v ph

ng pháp b o toàn moệ eệectron

L i gi i
G i nNO  x(mol); n N O  y(mol) .
2 4
d Y/H2 

30x  92y
 25,33 .
(x  y).2

Fe + O2

(1)

Fe
 NO


 Fe2 O3  HNO3 
 Fe(NO3 )3  
 H 2O
.
 N 2O4
Fe O
 3 4

Ch t cho electron : Fe (0,1 mol).

Fe 
 Fe3  3e
0,1

  ne cho  0,3 mol e

0,3

Ch t nh n electron : O

7,36  5, 6
 0,11 (mol) ; HNO3.
16

O 
0,11

2e  O2
0, 22

N 5 

3e

 N 2 (NO)

3x
N 5 

e

x
 N 4

x



 ne nhËn  3x  2y  0,22 (mol e)

(N 2 O 4 )

2y

2y
y
(2)
 0,3  3x  2y  0,22
T (1), (2)  x = 0,02 mol ; y = 0,01 mol.
V y V = 0,672 lít.
Ví d 4: Cho 6,64 gam h n h p A g m Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 vào dung d ch HNO3 loãng, d thu đ c V
lít h n h p khí B ( 27oC, 1 atm) g m NO, NO2 (v i nNO : nNO  2 ). M t khác khi cho lu ng khí H2 d
đi qua h n h p A nung nóng, sau khi ph n ng hoàn toàn thu đ
A. 0,464 lít
B. 0,672 lít
C. 0,242 lít
L i gi i
Fe

2

c 5,04 gam Fe. Th tích h n h p khí B là
D. 0,738 lít


 Fe + H2O
FeO + H2
Fe2O3
Fe3O4
mO(A)  6, 64  5, 04  1, 6(gam)  nO  0,1(mol)


Fe + O2 

Fe
FeO
 Fe(NO3)3 +
Fe2O3 + HNO3 
Fe3O4

Ch t cho electron là Fe:
Fe  Fe3+ + 3e
0,09
0,27
Ch t nh n electron là :
O + 2e  O2–
0,1
0,2
N+5 + 3e  N+2  (NO)
6x
2x
N+5 + e  N+4  (NO2)
x
x
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

NO
+ H2O
NO2

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 6 -


Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n)

Luy n t p v ph

ng pháp b o toàn moệ eệectron

0,2 + 6x + x = 0,27  x  0, 01  t ng s mol 2 khí = 3x = 0,03 mol.
0, 03.0, 082.300
Gi i h tìm đ c V 
 0, 738 lít.
1
Ví d 5: Cho lu ng khí CO đi qua ng s đ ng m gam oxit Fe 2O3 nhi t đ cao m t th i gian, ng i
ta thu đ c 6,72 gam h n h p A g m 4 ch t r n khác nhau. em hoà tan hoàn toàn h n h p này vào
dung d ch HNO3 d th y t o thành 0,448 lít khí B đktc (duy nh t) có t kh i so v i hiđro là 15 thì m
có giá tr là
A. 7,5 g.
B. 7,2 g.
C. 8,0 g.
D. 8,4 g.
L i gi i
 HNO

 CO
3

S đ : Fe2O3  A 
Fe(NO3)3 + NO + H2O.

+3
Xét c quá trình này thì : Fe  Fe+3 (coi nh không cho, không nh n).
m  6, 72
Ch t cho electron : CO
(mol)
16
 C+4 + 2e
C+2 
m  6, 72
m  6, 72
2
=  n e cho
16
16
Ch t nh n electron : HNO3, khí B là NO.

N+2 (NO )
N+5 + 3e 
0,06
0,02
0,02  ne nhËn  0, 06

m  6, 72
 0, 06  m  7, 2 g .
8
Ví d 6: Tr n 60g b t Fe v i 30g b t l u hu nh r i đun nóng (trong đi u ki n không có không khí) thu
đ c ch t r n X. Hoà tan X b ng dung d ch axit H2SO4 loãng, d đ c dung d ch B và khí C. t cháy C
c n V lít O2 (đktc). Các ph n ng x y ra hoàn toàn thì V có giá tr là
A. 39,2 lít.
B. 32,928 lít.

C. 32,29 lít.
D. 38,292 lít.
L i gi i
S đ :
H2
H 2 O
Fe t o Fe
H2SO4
+ O2

 FeSO4 + 


  
S
FeS
H 2 S
SO2
Xét c quá trình ph n ng thì Fe và S cho electron, còn O2 nh n electron.
60
30
(mol) ; S :
(mol) .
Ch t cho electron Fe :
56
32

Fe2+ + 2e
Fe 
60

60
2
56
56
+4
 S (SO2) + 4e
S 
30
30
4
32
32
Ch t nh n electron : g i s mol O2 là x mol.
 2O–2
O2
+ 4e 
x
4x
30
60
Áp d ng s b o toàn electron : 4 x  .2  .4
32
56
Gi i ra x = 1,47 mol ; VO2  22,4.1,47  32,928 (lít).


Giáo viên: Ph m Ng c S n
Ngu n:

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

Hocmai.vn

- Trang | 7 -