ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
Nguyên tắc của phương pháp này khá đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn khối
lượng (ĐLBTKL): "Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối
lượng các chất tạo thành sau phản ứng".
Cần lưu ý là: không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng cũng
như phần chất có sẵn, ví dụ nước có sẵn trong dung dịch. Khi cô cạn dung dịch
thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng các cation kim loại và anion
gốc axit.
Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe
2
O
3
. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ
đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64
gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H
2
là 20,4.
Giá trị của m là:
A. 105,6 gam. B. 35,2 gam.
C. 70,4 gam. D. 140,8 gam.
Hướng dẫn giải:
Các phản ứng khử sắt oxit để có thể có:
Như vậy, chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe
3
O
4
hoặc ít hơn, điều đó
không quan trọng và việc cân bằng các phương trình trên cũng không cần thiết
cho việc xác định đáp án, qua trọng là số mol CO phản ứng bao giờ cũng bằng
số mol CO
2
tạo thành.
n
B
= 11,2/22,5 = 0,5 (mol)
Gọi x là số mol của CO
2
, ta có phương trình về khối lượng của B: 44x + 28(0,5 -
x) = 0,5 ´ 20,4 ´ 2 = 20,4
Nhận được x = 0,4 mol và đó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng.
Theo ĐLBTKL, ta có: m
X
+ m
CO
= m
A
+ mCO
2
→ m = 64 + 0,4 . 44 - 0,4 . 28 =
70,4(gam) (Đáp án C).
Ví dụ 2: Đun 132,8 gam hỗn hợp 3 ancol no, đơn chức với H
2
SO
4
đặc ở 140
0
C
thu được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 111,2 gam.
Số mol của mỗi ete trong hỗn hợp là:
A. 0,1 mol. B. 0,15 mol.
C. 0,4 mol. D. 0,2 mol.
Hướng dẫn giải:
Ta biết rằng cứ 3 loại ancol tách nước ở điều kiện H
2
SO
4
đặc, 140
0
C thì tạo
thành 6 loại ete và tách ra 6 phân tử H
2
O.
Theo ĐLBTKL ta có: mH
2
O = m
rượu
- m
ete
= 132,8 - 111,2 = 21,6 (gam)
→ nH
2
O = 21,6/18 = 1,2(mol)
Mặt khác, cứ hai phân tử ancol thì tạo ra một phân tử ete và một phân tử H
2
O.
Do đó số mol H
2
O luôn bằng số mol ete, suy ra số mol mỗi ete là 1,2/6=0,2(mol).
(Đáp án D).
Nhận xét: Chúng ta không cần viết 6 phương trình của phản ứng từ ancol tách
nước tạo thành 6 ete, cũng không cần tìm CTPT của các ancol và các ete trên.
Nếu sa đà vào việc viết phương trình phản ứng và đặt ẩn số mol cho các ete để
tính toán thì việc giải bài tập rất phức tạp, tốn nhiều thời gian.
PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON
---------***---------
1. Nguyên tắc : Trong phản ứng oxi hoá-khử, tổng số electron của chất oxi
hoá nhận phải bằng tổng số electron của chất khử nhường.
2. Áp dụng : Chỉ áp dụng được với những phản ứng oxi hoá-khử, đặc biệt
với những bài toán oxi hoá-khử xảy ra nhiều trường hợp hoặc xảy ra qua nhiều phản
ứng như :
* Hỗn hợp chất oxi hoá tác dụng với hỗn hợp chất khử.
* Hỗn hợp chất khử tác dụng với chất oxi hoá (HNO
3
, H
2
SO
4
đặc) tạo hỗn hợp các
sản phẩm khử (NO
2
, NO, N
2
...).
* Bài toán oxi hoá khử xảy ra qua nhiều giai đoạn (Ví dụ như bài tập về các trạng
thái oxi hoá của sắt).
3. Thực hiện : Có thể không cần viết phương trình phản ứng hoặc chỉ viết
sơ đồ phản ứng (không cần cân bằng) nhưng cần phải :
* Xác định được chất oxi hoá - chất khử cũng như số mol của chúng.
* Viết được quá trình nhận electron – nhường electron từ đó áp dụng Bảo toàn
electron :
Số Mol chất khử x Số electron nhường = Số Mol chất oxi hoá x Số electron
nhận
(Số Mol electron trao đổi)
4. Các dạng BT thường áp dụng tính nhanh theo phương pháp bảo
toàn electron.
* Kim loại tác dụng với chất oxi hoá.
* Xác định sản phẩm khử của phản ứng oxi hoá-khử.
* Hỗn hợp chất oxi hoá tác dụng với hỗn hợp chất khử.
* Hỗn hợp chất khử tác dụng với chất oxi hoá tạo hỗn hợp các sản phẩm khử.
* Phản ứng oxi hoá-khử xảy ra qua nhiều giai đoạn.
* Phản ứng oxi hoá-khử có Electron trao đổi qua chất trung gian.
* Kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với Axit có tính oxi hoá : tính nhanh
khối lượng muối tạo thành và lượng Axit phản ứng dựa vào sản phẩm khử.
Dạng 1 : Kim loại tác dụng với chất oxi hoá.
Khi tham gia các phản ứng hoá học, kim loại luôn là chất khử M → M
n+
+ ne
còn chất kia là chất oxi hoá.
* Kim loại tác dụng với phi kim, khi đó phi kim là chất oxi hoá
Cl
2
+ 2.1e → 2Cl
-
O
2
+ 2.2e → 2O
2-
* Kim loại tác dụng với Axit loãng giải phóng H
2
, khi đó H
+
là chất oxi hoá.
2H
+
+ 2.1e → H
2
* Kim loại tác dụng với HNO
3
, H
2
SO
4
thì N
+5
; S
+6
là chất oxi hoá.
N
+5
+ 1e → N
+4
2N
+5
+ 2.4e → 2N
+1
(N
2
O)
N
+5
+ 3e → N
+2
S
+6
+ 2e → S
+4
. . .
1/ Hỗn hợp A gồm bột Fe và Al. Để tác dụng vừa đủ với 11 gam A cần 12,8 gam
bột S. Thành phần % số mol của Fe trong A.
a 50% b 37,33% c 33,33% d
66,67%
2/ Cho 1,92 gam Cu tan vừa đủ trong HNO
3
loãng thu được V lit NO (đktc). Tính
V và khối lượng HNO
3
đã phản ứng.
a 0,112 lit; 10,42 g b 0,224 lit; 5,04 g c 0,448 lit; 5,04 g d
1,12lit; 2,92 g
3/ Hoà tan hoàn toàn 13 gam kim loại M trong dd NaOH dư thấy thoát ra 4,48 lit
khí (đktc). Xác định M.
a Al b K c Zn d Na
4/ Cho 5,1 gam hỗn hợp 2 kim loại Al và Mg tác dụng với dd HCl dư thu được 5,6
lit H
2
ở đktc. Thành phần % theo khối lượng của Al trong hỗn hợp :
a 50% b 52,94% c 32,94% d 60%
5/ Cho 5,4 gam kim loại R tác dụng hết với H
2
SO
4
đặc thu được 1,68 lit H
2
S duy
nhất (đktc). Xác định R.
a Al b Cu c Fe d Mg
6/ Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dd HNO
3
loãng dư thu được dd X và 1,12 lit
hỗn hợp khí gồm N
2
O, NO (đktc) có tỉ khối so với oxi bằng 1,2. Cho dd NaOH dư
vào dd X đun nhẹ thấy có 0,336 lit khí (đktc) thoát ra. Tính m.
a 5,4 g b 8,1 g c 5,94 g d 3,78
g
7/ Cho 11,88 gam kim loại M tác dụng hết với HNO
3
đun nóng giải phóng 0,15
mol hỗn hợp N
2
O và N
2
có d/H
2
= 18,8. M là ;
a Zn b Al c Mg d Fe
8/ Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dd HNO
3
loãng dư thu được hỗn hợp khí gồm
0,015 mol N
2
O và 0,01 mol NO (phản ứng không tạo muối amoni). Tính m.
a 8,1 g b 1,35 g c 13,5 g d 0,81
g
9/ Cho 12,125 gam sunfua kim loại M có hoá trị không đổi (MS) tác dụng hết với
dd H
2
SO
4
đặc nóng dư thoát ra 11,2 lit SO
2
(đktc). Xác đinh M.
a Zn b Cu c Mn d Mg
10/ Cho 12 gam Mg phản ứng hoàn toàn với V lit Halogen thu được 4,75 gam chất
rắn. Halogen là :
a Iot b Brom c Flo d Clo
11/ Cho 10,8 gam một kim loại tác dụng hoàn toàn với khí Clo thu được 53,4 gam
muối Clorua. Xác định kim loại.
a Mg b Fe c Al d Cu
12/ Cho 8,3 gam hỗn hợp Al và Fe tác dụng hết với H
2
SO
4
đặc dư thu được 6,72 lit
khí SO
2
ở đktc. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.
a 1,35 g và 6,95 g b 3,6 g và 4,7 g c 2,7 g và 5,6 g d 5,4
g và 2,9 g
13/ Cho 5,6 gam Fe tan hết trong dd HNO
3
thu được 21,1 gam muối và V lit NO
2
(đktc). Tính V.
a 5,6 lit b 6,72 lit c 3,36 lit d 4,48
lit
14/ Cho 16,65 gam hỗn hợp X gồm Na và Zn phản ứng hoàn toàn trong nước (dư)
thu được dd Y chỉ chứa một chất tan duy nhất và V lit khí (đktc). Tính V.
a 13,44 lit b 10,08 lit c 6,72 lit d 3,36
lit
15/ Y là một Halogen. Cho 16 gam Y
2
tác dụng hết với kim loại kiềm M thu được
23,8 gam muối. Xác định Y, M.
a Br, K b Cl, Na c Cl, K d Br,
Na
16/ Khi hoà tan hoàn toàn m gam kim loại M trong dd HNO
3
dư thu được V lit NO
duy nhất. Mặt khác, hoà tan hoàn toàn m gam M trong dd HCl dư cũng thu được V
lit khí, khối lượng muối Clorua thu được bằng 52,48% khối lượng muối Nitrat thu
được ở trên. Các khí đo ở cùng điều kiện, xác định M.
a Al b Mn c Fe d Cr
17/ Cho 13,92 gam Fe
3
O
4
tác dụng hết trong dd HNO
3
thấy thoát ra 0,448 lit khí X
(đktc). Tính khối lượng axit đã tham gia phản ứng.
a 25,87 g b 43,52 g c 35,28 g d Không xác định được.
18/ Cho 19,2 gam kim loại M tan hết trong dd HNO
3
dư thu được 4,48 lit khí NO
duy nhất (đktc). Xác định M.
a Fe b Mg c Al d
Cu
19/ Hoà tan 11,6 gam muối RCO
3
bằng HNO
3
đặc nóng dư thu được m gam muối
và 4,48 lit hỗn hợp khí NO
2
, CO
2
(đktc). Tính m.
a 16,8 g b 20,4 g c 12,6 g d 24,2
g
20/ Cho m gam kim loại kiềm tan hết trong 100 ml dd H
2
SO
4
1M thu được 17,4
gam muối và 4,48 lit H
2
(đktc). Xác định kim loại và tính m.
a K ; 15,6 g b Na ; 4,6 g c K ; 7,8 g d Na ;
9,2 g
Dạng 3. Hỗn hợp chất oxi hoá tác dụng với hỗn hợp chất khử.
1/ Cho V lit hỗn hợp khí A (đktc) gồm Clo và Oxi phản ứng vừa hết với hỗn hợp
gồm 4,8 gam Mg và 8,1 gam Al tạo thành 37,05 gam hỗn hợp các sản phẩm. Tính
V.
a 8,4 lit b 5,6 lit c 10,08 lit d 11,2
lit
2/ Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hoá trị không đổi)
trong dd HCl dư thu được 1,008 lit khí (đktc) và 4,575 gam hỗn hợp 2 muối. Mặt
khác, nếu hoà tan hết m gam A trong dd hỗn hợp gồm HNO
3
, H
2
SO
4
đặc dư thấy
thoát ra 0,084 mol hỗn hợp khí NO
2
, SO
2
có tỉ khối so với hiđro là 25,25. Xác định
kim loại M.
a Mg b Cr c Al d Cu
3/ Dung dịch X chứa AgNO
3
và Cu(NO
3
)
2
có cùng nồng độ Mol. Thêm một lượng
hỗn hợp gồm 0,03 mol nhôm và 0,05 mol sắt vào 100ml dd X đồng thời khuấy kỹ,
khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn Y gồm 3 kim loại. Cho Y vào dd HCl dư
thấy giải phóng ra 0,07 gam khí. Nồng độ Mol của 2 muối ban đầu là:
a 0,03M b 0,4M c 0,42M d
0,45M
4/ Cho 8,3 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe có tỉ lệ mol 1:1 vào 100ml dd Y gồm
Cu(NO
3
)
2
và AgNO
3
đến khi phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A. Hoà tan A
vào dd HCl dư thấy có 1,12 lit khí thoát ra (đktc) và còn lại 28 gam chất rắn không
tan B. Nồng độ Mol của Cu(NO
3
)
2
và AgNO
3
trong Y lần lượt là:
a 0,2M và 0,3M b 0,2M và 0,1M c 1M và 2M d 2M
và 1M
5/ Cho 15 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào dd Y gồm HNO
3
, H
2
SO
4
đặc (dư)
thu được 0,1 mol mỗi khí SO
2
, NO, NO
2
, N
2
O. Tính % khối lượng Al trong X.
a 50% b 63% c 36% d 46%
6/ Cho 2,4 gam Mg và 3,25 gam Zn tác dụng với 500 ml dd A chứa Cu(NO
3
)
2
và
AgNO
3
đến phản ứng hoàn toàn thu được dd B và 26,34 gam hỗn hợp C gồm 3 kim
loại. Cho C vào dd HCl dư thấy thoát ra 0,448 lit khí (đktc). Tính nồng độ Mol các
chất trong dd A.
a 0,2M và 0,06M b 0,22M và 0,02M c 2M và 0,6M d
0,44M và 0,04M
7/ Hỗn hợp A gồm O
2
và O
3
có tỉ khối so với hiđro là 19,2. Hỗn hợp B gồm H
2
và
CO có tỉ khối so với hiđro là 3,6. Tính thể tích khí A (đktc) cần dùng để đốt cháy
hoàn toàn 3 mol khí B.
a 28 lit b 22,4 lit c 16,8 lit d
9,318 lit
8/ Cho 11,2 lit hỗn hợp A gồm Clo và Oxi phản ứng vừa đủ với 16,98 gam hỗn
hợp B gồm Mg và Al tạo ra 42,34 gam hỗn hợp sản phẩm. Thành phần khối lượng
của Mg, Al trong hỗn hợp B :
a 75% và 25% b 77,74% và 22,26% c 48% và 52% d 43,12% và
56,88%
9/ Hoà tan hoàn toàn 14,8 gam hỗn hợp Fe, Cu vào lượng dư dd hỗn hợp gồm
HNO
3
và H
2
SO
4
đặc thu được 12,32 lit hỗn hợp NO
2
, SO
2
(đktc) có khối lượng 27,1
gam. Khối lượng Fe trong hỗn hợp là :
a 8,4 g b 18,2 g c 18 g d 5,6
g
10/ Cho 2,673 gam hỗn hợp Mg, Zn tác dụng vừa đủ với 500ml dd chứa AgNO
3
0,02M và Cu(NO
3
)
2
0,1M. Thành phần % khối lượng Mg trong hỗn hợp là :
a 19,75% b 1,98% c 80,2% d
98,02%
Dạng 4. Hỗn hợp chất khử tác dụng với chất oxi hoá.
1/ Hoà tan hết hỗn hợp gồm 0,05 mol Fe và 0,03 mol Ag vào dd HNO
3
thoát ra V lit
hỗn hợp khí A (đktc) gồm NO và NO
2
có tỉ lệ mol tương ứng là 2:3. Giá trị của V.
a 1,368 lit b 13,44 lit c 4,48 lit d 2,24
lit
2/ Hoà tan hết 22,064 gam hỗn hợp Al, Zn trong HNO
3
vừa đủ thu được dd A và
3,136 lit (đktc) hỗn hợp NO, N
2
O có khối lượng 5,18 gam. Tính % khối lượng mỗi
kim loại trong hỗn hợp.
a 5,14% và 94,86% b 6,28% và 93,72% c 6,18% và 93,82%
d.5,81% và 94,19%
3/ Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (có tỉ lệ mol 1:1) bằng dd HNO
3
dư
thu được dd X và V lit hỗn hợp khí Y(đktc) gồm NO, NO
2
có d/H
2
= 19. Tính V.
a 5,6 lit b 4,48 lit c 3,36 lit d 2,24
lit
4/ Hoà tan hết 35,4 gam hỗn hợp Ag và Cu trong dd HNO
3
loãng thu được 5,6 lit
khí duy nhất không màu hoá nâu trong không khí. Khối lượng Ag trong hỗn hợp là:
a 16,2 g b 19,2 g c 32,4 g d 35,4
g
5/ Cho 6,51 gam hỗn hợp X gồm FeS
2
và MS (M có hoá trị không đổi) có tỉ lệ mol
1:1 tác dụng hoàn toàn với dd HNO
3
dư thấy sinh ra 13,216 lit hỗn hợp khí NO
2
,
NO có khối lượng 26,34 gam. Xác định M.
a Cu b Mg c Pb d Zn
6/ Hoà tan 16,4 gam hỗn hợp Fe và FeO trong lượng dư HNO
3
chỉ tạo sản phẩm
khử là 0,15 mol NO. Số mol FeO trong hỗn hợp :
a 0,03 mol b 0,11 mol c 0,053 mol d 0,15
mol
7/ Cho a gam hỗn hợp A gồm FeO, CuO, Fe
3
O
4
có số mol bằng nhau tác dụng hết
với lượng vừa đủ là 250ml dd HNO
3
nồng độ b (Mol/l) đun nhẹ thu được dd B và
3,136 lit hỗn hợp khí C (đktc) gồm NO
2
, NO có tỉ khối so với H
2
là 20,143. Giá trị
của a, b lần lượt là:
a 46,08 và 7,28 b 23,04 và 1,28 c 52,7 và 2,1 d 93
và 1,05
8/ Hoà tan hoàn toàn 11 gam hỗn hợp gồm Fe và một kim loại M (hoá trị không
đổi) trong dd HCl dư tạo ra 0,4 mol H
2
còn nếu hoà tan trong HNO
3
loãng dư thì
được 0,3 mol NO duy nhất. Xác định kim loại M.
a Cr b Mg c Al d Cu
9/ Hoà tan hết 1,84 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dd HNO
3
dư thấy thoát ra 0,04
mol khí NO duy nhất. Số mol Mg và Fe lần lượt là :
a 0,02 và 0,03 mol b 0,03 và 0,03 mol
c 0,03 và 0,02 mol d 0,01 và 0,01 mol
Bảo Toàn Điện Tích
• I. Cơ Sở Của Phương Pháp
• 1. Cơ sở: Nguyên tử, phân tử, dung dịch luôn trung hòa về điện
- Trong nguyên tử: số proton = số electron
- Trong dung dịch:
tổng số mol x điện tích ion = | tổng số mol x điện tích ion âm |
• 2. Áp dụng và một số chú ý
• a) khối lượng muối (trong dung dịch) = tổng khối lượng các ion âm
• b) Quá trình áp dụng định luật bảo toàn điện tích thường kết hợp:
• - Các phương pháp bảo toàn khác: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố
• - Viết phương trình hóa học ở đạng ion thu gọn
• II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP
Dạng 1: Áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn điện tích
Ví Dụ 1: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần : 0,01 mol Na
+
, 0,02
mol Mg
2+
, 0,015 mol SO
4
2-
,
x mol Cl
-
. Giá trị của x là:
A. 0,015. C. 0,02.
B. 0,035. D. 0,01.
Hướng dẫn:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
0,01x1 + 0,02x2 = 0,015x2 + Xx1 → x = 0,02 → Đáp án
Dạng 2: Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng
Ví Dụ 2: Dung dịch A chứa hai cation là Fe
2+
: 0,1 mol và Al
3+
: 0,2 mol và
hai anion là Cl
-
: x mol và SO
4
2-
: y mol. Đem cô cạn dung dịch A thu được 46,9
gam hỗn hợp muối khan.
Giá trị của x và y lần lượt là:
A. 0,6 và 0,1 C. 0,5 và 0,15
B. 0,3 và 0,2 D. 0,2 và 0,3
Hướng dẫn:
- Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:
0,1x2 + 0,2x3 = Xx1 + y x 2 → X + 2y = 0,8 (*)
- Khi cô cạn dung dịch, khối lượng muối = tổng khối lượng các ion tạo muối
0,1x56 + 0,2x27 + Xx35,5 + Yx 96 = 46,9
→ 35,5X + 96Y = 35,9 (**)
Từ (*) và (**) →X = 0,2 ; Y = 0,3 → Đáp án D
Phương pháp đường chéo
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI