Lập sơ đồ hợp thức của quá trình chuyển hoá, tìm mối quan hệ giữa chất đầu và chất cuối_05

Chuyên đề 7
Lập sơ đồ hợp thức của quá trình chuyển hoá,
tìm mối quan hệ giữa chất đầu v chất cuối

I - Nội dung
Đối với các bài toán hỗn hợp bao gồm nhiều quá trình phản ứng xảy ra, ta
chỉ cần lập sơ đồ hợp thức, sau đó căn cứ vào chất đầu và chất cuối, bỏ qua các
phản ứng trung gian.
Ví dụ.
- Cho hỗn hợp A gồm các chất rắn Fe, FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
tan hoàn toàn
trong dung dịch HCl, dung dịch thu đợc cho tác dụng với dung dịch NaOH d,
lọc kết tủa, nung trong không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất
rắn. Tính m.
Ta thấy, chất cuối cùng là Fe
2
O
3
, vậy nếu tính đợc tổng số mol Fe có trong
A ta sẽ tính đợc số mol Fe
2
O
3
.

- Cho hỗn hợp Fe, Zn, Mg tác dụng hết với dung dịch HCl, cho từ từ dung
dịch NaOH vào dung dịch thu đợc đến kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa, nung trong
không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn, tính m
Ta thấy, nếu biết đợc số mol các kim loại ban đầu, ta lập đợc sơ đồ hợp
thức giữa chất đầu và cuối Fe Fe

2
O
3
, Zn

ZnO, Mg

MgO ta sẽ tính
đợc khối lợng các oxit.
II - Bi tập áp dụng
Bài 1.
Cho 11,2 gam Fe và 2,4 gam Mg tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
loãng d.
Sau phản ứng thu đợc dung dịch A và V lít khí H
2
(ở đktc). Cho dung dịch NaOH
d vào dung dịch A thu đợc kết tủa B. Lọc B nung trong không khí đến khối
lợng không đổi đợc m (gam) chất rắn.
a.
V có giá trị là
A. 2,24 lít B. 3,36 lít

C. 5,6 lít D. 6,72 lít
b.
Giá trị của m là
A. 18 gam B. 20 gam
C. 24 gam D. 36 gam
Hớng dẫn giải
2
2
HMgFe
H
2,4 11,2
a. n n n 0,3 mol
24 56
V0,3.22,46,72lít
=+= + =
= =

Đáp án D
b.
Dựa vào sự thay đổi chất đầu và cuối, ta lập đợc sơ đồ hợp thức :
2Fe

Fe
2
O
3
; Mg

MgO
0,2 0,1 0,1 0,1

m = 0,1.160 + 0,1.40 = 20 (g)
Đáp án B
Bài 2.
Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe
2
O
3
vào dung
dịch HCl d thu đợc dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với NaOH d thu
đợc kết tủa. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch, sấy khô và nung trong không khí đến khối
lợng không đổi đợc m gam chất rắn, m có giá trị là
A. 23 gam B. 32 gam
C. 24 gam D. 42 gam
Hớng dẫn giải.
Các phản ứng
Fe + 2HCl

FeCl
2
+ H
2
Fe
2
O
3
+ 6HCl

2FeCl
3

+ 3H
2
O
HCl + NaOH

NaCl + H
2
O
FeCl
2
+ 2NaOH

Fe(OH)
2
+ 2NaCl
FeCl
3
+ 3NaOH

Fe(OH)
3
+ 3NaCl
4Fe(OH)
2
+ O
2
+ 2H
2
O

4Fe(OH)
3
2Fe(OH)
3

o
t

Fe
2
O
3
+ 3H
2
O
Trong m gam chất rắn có 0,1 mol Fe
2
O
3
(16 gam) ban đầu. Vậy chỉ cần tính
lợng Fe
2
O
3
tạo ra từ Fe theo mối quan hệ chất đầu (Fe) và cuối (Fe
2
O
3
)
2Fe

Fe
2
O
3
.
23
Fe O Fe
1
nn0,1
2
==
mol
0,2

23
Fe O (thu
n0,10,1
m 0,2.160 32 gam
đợc)
=+ =
= =

Đáp án B
Bài 3.
Hỗn hợp Al, Fe có khối lợng 22 gam đợc chia thành 2 phần bằng nhau.
- Phần 1 tác dụng với HCl d thu đợc dung dịch A và 8,96 lít H
2
(đktc).
Cho dung dịch A tác dụng dung dịch NaOH d đợc kết tủa B, lọc kết tủa B nung

trong không khí đến khối lợng không đổi đợc m
1
chất rắn.
- Phần 2 cho vào dung dịch CuSO
4
d đến khi phản ứng hoàn toàn thu đợc
m
2
gam chất rắn không tan.
a.
m
1
có giá trị là

A. 8 gam B. 16 gam
C. 32 gam D. 24 gam
b.
m
2
có giá trị là
A. 12,8 gam B. 16 gam
C. 25,6 gam D. 22,4 gam
Hớng dẫn giải.

a.
2Al + 6HCl

2AlCl
3
+ 3H

2
Fe + 2HCl

FeCl
2
+ H
2
HCl + NaOH

NaCl + H
2
O
AlCl
3
+ 3NaOH

Al(OH)
3

+ 3NaCl
Al(OH)
3
+ NaOH

NaAlO
2
+ 2H
2
O
FeCl

3
+ 2NaOH

Fe(OH)
2

+ 2NaCl
4Fe(OH)
2
+ O
2

0
t

2Fe
2
O
3
+ 4H
2
O
- Khi tác dụng với HCl, gọi x, y lần lợt là số mol Al và Fe ta có:
+= =



+= =

27x 56y 11 x 0,2 : Al

1, 5x y 0, 4 y 0, 1 : Fe

- Sau các phản ứng chất rắn thu đợc chỉ còn là Fe
2
O
3
.
2Fe

Fe
2
O
3
0,1....... 0,05

m
1
= 8 (g)
Đáp án A
b.
2Al + 3CuSO
4


Al
2
(SO
4
)
3

+ 3Cu
Fe + CuSO
4


FeSO
4
+ Cu
ở phần 2, Cu
2+
nhận electron chính bằng H
+
nhận ở phần 1, do đó
n
Cu
= = 0,4

m
2
H
n
Cu
= 25,6 (g)
Đáp án C
Bài 4.
Cho tan hoàn toàn 13,6 gam hỗn hợp gồm Fe và Fe
2
O
3
trong dung dịch

HCl thu đợc 2,24 lít H
2
(đktc) và dung dịch D. Cho D tác dụng với dung dịch
NaOH d, lọc, nung kết tủa trong không khí đến khối lợng không đổi đợc a gam
chất rắn, giá trị của a là
A. 8 gam B. 12 gam
C. 16 gam D. 24 gam
Hớng dẫn giải.
Fe + 2HCl FeCl

2
+ H
2
223
Fe H Fe O (ban
n n 0,1 mol. m 13,6 0,1.56 8gam
đầu)
== = =

Ta có sơ đồ hợp thức 2Fe Fe

2
O
3
.
23
Fe O Fe
1
nn0,05m
2

==
ol.

Vậy a = 8 + 0,05.160 = 16 gam
Cũng có thể dùng phơng pháp tăng
-
giảm khối lợng.
2Fe Fe

2
O
3
. Khối lợng tăng lên 48 gam
0,1 mol Fe 0,05 mol Fe

2
O
3
khối lợng tăng 2,4 gam
a = 13,6 + 2,4 = 16 gam
Đáp án C
Bài 5.
7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe
3
O
4
và Fe
2
O
3

tác dụng vừa hết với 260 ml
dung dịch HCl 1M thu đợc dung dịch X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH
d, lọc kết tủa, nung trong không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam
chất rắn, giá trị của m là
A. 8 gam B. 12 gam
C. 16 gam D. 24 gam
Hớng dẫn giải.

FeO + 2HCl

FeCl
2
+ H
2
O
Fe
3
O
4
+ 8HCl

2FeCl
3
+ FeCl
2
+ 4H
2
O
Fe
2

O
3
+ 6HCl

2FeCl
3
+ 3H
2
O
FeCl
2
+ 2NaOH

Fe(OH)
2
+ 2NaCl
FeCl
3
+ 3NaOH

Fe(OH)
3
+ 3NaCl
4Fe(OH)
2
+ O
2

o
t

2Fe
2
O
3
+ 4H
2
O
2Fe(OH)
3

o
t

Fe
2
O
3
+ 3H
2
O
-
á
p dụng phơng pháp bảo toàn điện tích để tính số mol Fe có trong các oxit

O(trongoxit) Cl HCl
Fe (trongoxit)
11 1
n n n .0,26 0,13 mol
22 2

7,68 0,13.16
n0,1
56
== = =

==
mol

- Lập sơ đồ hợp thức 0,1 mol Fe

0,05 mol Fe
2
O
3
. m = 0,05 .160 = 8 gam
Đáp án A