(Sáng kiến kinh nghiệm) sử dụng phương pháp bảo toàn e

sử dụng phơng pháp bảo toàn electron
Ngi son: Hong N Tỳ Oanh
I. Nguyên tắc của phơng pháp bảo toàn e
Khi có nhiều chất oxi hoá hoặc chất khử trong hỗn hợp phản ứng (nhiều
phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn ) thì "Tổng số mol e mà
các chất khử cho phải bằng tổng số mol e mà các chất oxi hoá nhận
" Tức là :
n e nhờng = n e nhận

II. Các giải pháp để tổ chøc thùc hiƯn.
MÊu chèt quan träng nhÊt lµ häc sinh phải nhận định đúng trạng thái
đầu và trạng thái cuối cđa c¸c chÊt o xi ho¸ ,chÊt khư ,nhiỊu khi không cần
quan tâm tới cân bằng phản ứng
Phơng pháp này đặc biệt lý thú đối với các bài toán phải biện luận
nhiều trờng hợp xảy ra
III.Các ví dụ
1- Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 1.2 gam Kim loại M vào dung dịch HNO 3
d thu đợc 0.224 lít khí N2 duy nhất ở đktc . Kim loại M là :
A- Mg

B- Fe

Hớng dẫn :

D- Cu

Chọn đáp án A

Số mol của N2 = 0.01
M- n(e)
0.1/n

C- Al

0.1

. Theo bảo toàn e cã
Mn+

2N+5 + 10 (e)
0.1

N2
0.01


Suy ra

0.1 1.2
=
n
M

⇒

M = 12n LËp b¶ng ⇒ M= 24 ( Mg)

2- VÝ dơ 2
Cho 40.5 gam Al t¸c dơng với dung dịch HNO3 thu đợc 10.08 lít khí X ở
đktc ( không có sản phẩm khử nào khác ) . X là
A.NO2

Hớng dẫn :

B.NO

C. N 2O

D. N2

Chọn đáp án D

Sè mol cđa Al = 1.5 ( mol)

vµ sè mol khí X = 0.45 mol . Theo bảo

toàn e có
Al- 3(e)
1.5

Suy ra

Al3+

N+5 + n (e)

4.5

0.45 n = 4.5

s¶n phÈm

0.45n

0.45

⇒ n = 10 . VËy khÝ X lµ N2

3- VÝ dơ 3 Cho 8,3 gam hỗn hợp gồm Al,Fe vào 1 lít dung dịch AgNO 3 0.1
M và Cu(NO3)2 0.2 M .Sau khi phản ứng kết thúc thu đợc chất rắn Z
( không tác dụng với dung dịch HCl ) và dung dịch T không còn màu xanh .
Khối lọng của Z vµ %mAl trong X lµ :
A. 23.6 gam & 32.53%

B. 2.36 gam & 32.53%

C. 23.6 gam & 45.53%

D . 12.2 gam & 28.27%

Hớng dẫn :

Chọn đáp án A

Z không tác dụng với với dung dịch HCl
Dung dịch T không còn màu xanh



Al, Fe hết

Cu(NO3)2 phản ứng hết

VËy chÊt r¾n Z gåm cã Ag,Cu ⇒ mZ = mAg + mCu = 0.1x108 + 0.2 x 64 =
23.6 gam
Gọi số mol của Al ,Fe lần lợt là a,b
Al -3(e)
a

Ag + + 1(e)

3a

Fe - 2(e)
b

Al3+

0.1
Fe2+

0.2

Theo Bảo toàn e ta có phơng trình
3a + 2b = 0.5
27 a + 56b = 8.3

Vậy ta có hệ phơng trình
%mAl =

0.1

Cu 2+ + 2(e)

2b

Ag

Cu

0.4

3a + 2b =0.5
a = 0.1
⇔ 
b = 0.1

0.1x 27
.100 =32.53%
8.3

4- Ví dụ 4
Hoà tan hỗn hợp X gồm Al và Fe vào dd HNO3 d sau phản ứng hoàn toàn
thu đợc dd A và 4.4 gam hh khí Y có thể tích 2.688 lít (đktc) gồm 2 khí
không màu trong đó có một khí tự hoá nâu ngoài không khí .Số e mà hh X
nhờng là :
A. 2,53 .1023

B .3,97 .1023

C.3,25 .1023

D. 5,53 .1023

Giáo viên gợi ý :
Muốn tìm số e nhờng phải tìm đợc số mol e nhờng vì khi đó 1 mol
bao giờ cũng có 6.023 .1023 e ,nên học sinh sẽ nghĩ ngay ra phơng pháp sử
dụng bảo toàn e
Cách giải : Số mol khí Y lµ 2.688 : 22.4 = 0.12 mol


4.44

Suy ra M =
= 37 mµ cã khÝ NO (M = 30) khí còn lại là N2O
0.12
a + b = 0.12
⇒ a=b=0.06
30a + 44b = 4.44

Gäi sè mol NO , N2O lần lợt là a , b .Ta có hệ
Khi cho Al,Fe vào dd HNO3 thì
Quá trình oxi hoá

Quá trình khử

Al - 3 e Al3+

N +5 + 3e → N+2

Fe- 3 e → Fe3+

3a ← a
2N+5 + 8e → N2+1
8a ← a

∑ n e nhêng

∑ n e nhận = 11 a = 0.66

mol
Theo định luật bảo toàn e : ∑ n e nhêng = ∑ n e nhËn = 0.66 mol
⇒ Sè e mµ hh X nhêng là : 0,66 x6.023 . 1023 = 3,97 .1023

Đáp án B

5- Ví dụ 5
Hỗn hợp X gồm FeS2 và MS có số mol bằng nhau ,M là kim loại hoá trị
không đổi .Cho 6.51g X tác dụng hoàn toàn với dd HNO3 d đợc dd A và
13.216 lít khí ở đktc hỗn hợp khí B gồm NO2 và NO có khối lợng 26.34 gam
.Thêm một lợng d dd BaCl2 vào ddA thÊy t¹o ra m gam kÕt tđa .Kim lo¹i M và
khối lợng m là :
A- Zn và 20.97g B. Al vµ 15.57g

C. Mg vµ 4.55 g D. Cu vµ 45.69g

Híng dÉn
nkhÝ B = 13.216 :22.4 = 0.5875 mol .Gäi sè mol NO2 vµ NO lµ a,b


a + b = 0.5875

a = 0.54
⇒
46a + 30b = 26.34
b = 0.05

Ta cã hƯ 

dd A + BaCl2 t¹o ra kÕt tña ⇒ dd A cã SO42Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓

pt

Gäi x lµ sè mol cđa FeS2 vµ MS
Quá trình oxi hoá

Quá trình khử

FeS2 - 15 e Fe3+ + 2S+6
x →

N+5 + 3e → N+2

15x

3a

MS - 8 e → M2+ + 2S+6
x →

a

N+5 + e → N+4

8x

b

∑ n e nhêng = 15x+8x

b

∑ n e nhËn = 3a+b = 0.69 mol

Theo định luật bảo toàn e : n e nhêng = ∑ n e nhËn

⇒ 23 x =0.69 x =

0.03
Mặt khác

120.0,03 + (M+32) .0,03 = 6.51 ⇒ M = 65 (Zn)

sè mol SO42- = nZnS + 2nFeS2 = 0.03 + 2.0,03 = 0.09
⇒ m = 0.09 x 233 = 20.97 gam

Đáp án A

6- Ví dụ 6
Nung 8.4 gam Fe trong không khí sau p thu đợc m gam chÊt r¾n X gåm
Fe ,Fe2O3 ,FeO , Fe3O4 . Hoà tan hết m gam chất rắn X vào dd HNO3 d đợc
2.24 lít khí NO2 ở đktc là sản phẩm khử duy nhất .Giá trị của m là :

A- 11.2 gam
6.9 gam

B- 10.2 gam

C-7.2 gam

D-


Híng dÉn
8.4 gam Fe

O2


→m gam

X :FeO ,Fe2O3 ,FeO , Fe3O4

HNO3

→ muối Fe3+

Từ trên ta thấy Fe ban đầu đà chuyển hết vào dd dới dạng muối Fe3+
mO = m - 8.4 nO =

m 8.4
16

Quá trình oxi hoá

Quá trình khö

Fe- 3 e → Fe3+

0.15

O

+
m − 8.4
16

0.45

→ O-2

2e

m − 8.4
8

→

N+5 + e → N+4
0.1
∑ n e nhêng = 0.45

∑ n e nhận =

0.1

m 8.4
+ 0.1mol
8

Theo định luật bảo toàn e : ∑ n e nhêng = ∑ n e nhận


m 8.4
+ 0.1 =0.45 m = 11.2 gam
8

Đáp án A

7- Ví dụ 7
Để m gam phoi sắt A trong không khí sau p thu đợc 12.0 gam chất
rắn B gåm FeO ,Fe2O3 ,Fe , Fe3O4 . Cho B tác dụng hoàn toàn với dd HNO3 d
đợc 2.24 lít khí NO ở đktc là sản phẩm khử duy nhất .Giá trị của m là :
A- 11.2 gam B- 10.08 gam
Híng dÉn

C-11.08 gam

D- 1.12 gam


m gam Fe

O2
HNO
→ muèi Fe3+


→ 12 gam X :FeO,Fe2O3 ,FeO , Fe3O4
3

Từ trên ta thấy Fe ban đầu đà chuyển hết vào dd dới dạng muối Fe3+
mO =12 - m nO =

12 m
16

nFe = m/56
Quá trình oxi hoá

Quá trình khử

Fe - 3 e Fe3+
m
56

O

+

12 m
16

3m
56



2e

O-2

12 − m
8

N+5 + 3e → N+2
0.3
∑ n e nhêng =

3m
56

n e nhận =

0.1

12 m
+ 0.3
8

mol

Theo định luật bảo toàn e : n e nhờng = n e nhËn

⇒

12 − m + 0.3 = 3m
⇒ m = 10.08 gam
8
56

Đáp án B

IV.Các bài tập đề nghị
Bài tập 1
Hoà tan hoàn toàn 9.6 gam Mg trong một lợng dd HNO3thì thu đợc
2.24 lít khí A ở đktc .Khí A lµ :
A- NO
Bµi tËp 2

B- NO2

C- N2

D- N2O


Lấy 0.03 mol Al và 0.05 mol Fe cho tác dụng với 100 ml dd chứa AgNO 3
và Cu(NO3)2 khuyâý kỹ tới phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu đợc 8.12 g
chất rắn gồm 3 kim loại . Hoà tan chất rắn đó bằng dd HCl d thấy bay ra
0.672 lít khí H2 ở đktc . Hiệu suất các phản ứng là 100 % . Nồng độ mol/l
của AgNO3 và Cu(NO3)2 lần lợt là :
A- 0.3 M và 0.5 M
C- 0.13 M vµ 0.25 M

B- 0.3 M vµ 0.15 M
D- 0.1 M và 0.2 M

Bài tập3
Cho 3.04 gam hợp kim Fe ,Cu tan hoµn toµn trong dd HNO 3 nóng thì
thu đợc 1.792 lít khí NO ,NO2 ở đktc có tỷ khối hơi đối với H2 là 21 . %mCu
và %mFe lần lợt là :
A-63.16% và 36.84 %
C- 27.1% vµ 72.9 %

B- 50% vµ 50 %
D- 19.4% vµ 80.6%

Bµi tËp 4
Cho thanh Al vµo dd CuSO4 ,sau mét thêi gian nhấc thanh Al ra thấy
thanh Al tăng m gam .Al có 3,613.1023 electron tham gia phản ứng trao đổi
trong quá trình phản ứng với CuSO4 . Vậy m có giá trị là :
A-13.8 gam

B- 1.38 gam

C- 2.7 gam

D - 27.8

gam
Bµi tËp 5
Khi cho mét thanh Fe vµo dd CuSO4 ,sau một thời gian nhấc thanh
Fe ra làm khô và cân nặng thấy thanh sắt tăng lên 6.4 gam .Số electron

tham gia phản ứng trao đổi của Fe trong quá trình phản ứng với CuSO 4 :


A-1,44.1024
0.8

B- 4,818.1023

C- 9,636.10 23

D-