PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ
Để giải nhanh các dạng tốn có liên quan đến phản ứng oxi hố – khử
chúng ta nên áp dụng định luật bảo toàn electron.
* Nội dung của định luật bảo toàn electron:
Trong phản ứng oxi hoá – khử, số mol electron do chất khử cho bằng số
mol electron chất oxi hố nhận.
�n
e(cho)
�ne(nhận)
* Lưu ý:
- Trong một phản ứng hoặc một hệ phản ứng oxi hoá – khử, chúng ta
cần quan tâm đến trạng thái oxi hoá ban đầu và cuối của một nguyên tố,
khơng quan tâm đến các q trình biến đổi trung gian.
- Cần kết hợp với các phương pháp khác như phương pháp quy đổi, bảo
toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo tồn điện tích để giải bài tốn.
● Dạng 1: Kim loại tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 (lỗng)
Kim loại bị oxi hố:
M ��
� M n ne � ne cho an (a va�
n la�
n l�
�
�
t la�
so�
mol va�
hoa�
tr�cu�
a M).
1
1
+
HCl, H2 SO4 (loã
ng) thể hiện tính oxi hố trên H :
2H 2e ��
� H2 � nH ne nhận 2nH2 .
�
HCl
M�
��
� M n H2
H2SO4 (loã
ng)
�
Theo định luật bảo tồn electron, ta có: an 2nH .
2
Lưu ý: Kim loại có nhiều hố trị (Fe, Cr) khi tác dụng với HCl hoặc H 2SO4
loãng chỉ đạt hoá trị thấp.
1
/>
Ví dụ 1:
Hồ tan hồn tồn 5,4 gam Al bằng dung dịch H 2SO4 lỗng,
thu được V lít H2 (ở đktc). Giá trị của V là
A. 4,48.
B. 3,36.
C. 6,72.
D. 2,24.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT chuyên Đại học Vinh, năm 2016)
Hướng dẫn giải
Bảo tồn electron:
Ví dụ 2:
5,4
V
�
3 2.
� V 6,72 l�
t.
27
22,4
Cho 10,0 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung
dịch HCl lỗng (dư), đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 3,36 lít H 2
(đktc). Khối lượng Cu có trong 10,0 gam hỗn hợp X là
A. 2,8 gam.
B. 5,6 gam.
C. 1,6 gam.
D. 8,4 gam.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chuyên ĐHSP Hà Nội, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Chỉ có Fe phản ứng với HCl, ta có: 2.nFe 2.nH2 2.
3,36
22,4
� nFe 0,15mol � mCu 10 0,15.56 1,6 gam.
Ví dụ 3:
Cho 0,3 gam một kim loại hoá trị II phản ứng hết với dung
dịch HCl, thu được 0,28 lít H2 (đktc). Kim loại đó là
A. Ba.
B. Ca.
C. Mg.
D. Sr.
(Đề Khảo sát chất lượng lần 1 – THPT chuyên Lam Sơn – Thanh Hố, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Ta có:
0,3
0,28
�
2 2.
� M 24 � M la�
Mg.
M
22,4
2
/>
Ví dụ 4:
Cho 5,1 gam hai kim loại Mg và Al tác dụng với một lượng
dư dung dịch HCl, thu được 5,6 lít khí H 2 (đktc). Tỉ lệ phần trăm theo khối
lượng của Al trong hỗn hợp ban đầu là
A. 52,94%.
B. 47,06%.
C. 32,94%.
D. 67,06%.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của Mg và Al, ta có:
�
m
24a 27b 5,1
�
a 0,1mol
� kim loại
�
5,6 � �
Bả
o toà
n electron: 3a 2b 2�
�b 0,1mol
�
22,4
�
0,1.27
� %mAl
�
100% 52,94%.
5,1
Ví dụ 5:
Hồ tan 1,92 gam kim loại M (hoá trị n) vào dung dịch HCl
và H2SO4 lỗng (vừa đủ), thu được 1,792 lít khí H2 (đktc). Kim loại M là
A. Fe.
B. Cu.
C. Al.
D. Mg.
Hướng dẫn giải
Bảo
tồn
electron,
ta
có:
�
n 2
1,92
1,792
�
n 2.
� M 12n � �
� M làMg.
M
22,4
M 24
�
Ví dụ 6:
Hỗn hợp X gồm Zn, Mg, Fe. Hoà tan hết 23,40 gam hỗn hợp
X vào dung dịch HCl, thu được 11,20 lít khí (đktc). Để tác dụng vừa hết với
23,40 gam hỗn hợp X cần 12,32 lít khí clo (đktc). Khối lượng của Fe trong
hỗn hợp là
A. 8,4 gam.
B. 11,2 gam.
C. 2,8 gam.
D. 5,6 gam.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT chuyên Khoa học tự nhiên, năm
2016)
Hướng dẫn giải
3
/>
Mg và Zn đều bị HCl và Cl2 oxi hoá đến mức +2.
2
3
Fe bị HCl oxi hoá đến F e ; bị Cl2 oxi hoá đến F e.
Đặt a là tổng số mol của Mg và Zn; b là số mol của Fe, bảo tồn electron ta
có:
�
2a 2b 2.nH
�
2a 2b 1
�
2
��
� b 0,1� mFe 5,6 gam.
�
2a 3b 2.nCl
2a 3b 1,1
�
�
2
�
Ví dụ 7:
Chia hỗn hợp hai kim loại A, B có hố trị khơng đổi thành
hai phần bằng nhau. Phần 1 hoà tan hết trong dung dịch HCl, thu được
1,792 lít khí H2 (đktc). Phần 2 nung trong oxi, thu được 2,84 gam hỗn hợp
các oxit. Khối lượng hai kim loại trong hỗn hợp đầu là
A. 1,56 gam.
B. 3,12 gam.
C. 2,2 gam.
D. 1,8 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có: mkim loại moxit mO .
2
Vì A và B có hố trị khơng đổi nên
�n
e cho (phầ
n 1)
�ne cho (phần 2)
� �ne nhận (phần 1) �ne nhận (phần 2) � 2nH 4nO � nO
2
2
2
1
�
0,08 0,04mol
2
� mkim loaïi 2.(2,84 0,04.32) 3,12 (gam) .
● Dạng 2: Kim loại tác dụng với dung dịch H2SO4 (đặc)
6
* H2SO4 đặc: tính oxi hố thể hiện ở S
6
to
Kim
a�
c) ��� Muo�
i + sa�
n pha�
m kh�
�H
2O
14 2 loa�
43 i +H2 S O4 (�
1 44 2 4 43
(tr�
�
Au, Pt)
(SO2, S, H2S)
6
* Các quá trình khử S
Quá trình khử
Mối liên hệ
ne nhận
4
/>
nH SO với nsản phẩm khử
2
4
4H SO42 2e ��
� SO2 2H2O
2
4
8H SO
6e ��
� S 4H2O
10H SO42 8e ��
� H2S 4H2O
nH SO 2nSO
ne nhaän 2nSO
nH SO 4nS
ne nhaän 6nS
2
2
4
2
4
nH SO 5nH S
2
4
2
2
ne nhaän 8nH S
2
* Lưu ý:
- Kim loại có nhiều hố trị (Fe, Cr) khi phản ứng với H2SO4 đặc sẽ đạt hoá
trị cao.
- Fe, Al, Cr không phản ứng với H2SO4 (đặc, nguội) do bị thụ động hố.
Ví dụ 8:
Cho 9,2 gam hỗn hợp gồm Zn và Al phản ứng hoàn toàn với
lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 5,6 lít khí SO2 (ở đktc, là sản
phẩm khử duy nhất). Khối lượng Al có trong hỗn hợp là
A. 2,7 gam.
B. 5,4 gam.
C. 8,1 gam.
D. 6,75 gam.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của Zn và Al, ta có:
�
65a 27b 9,2
�
a 0,1
�
� mAl 2,7 gam.
�
5,6 � �
Bả
o
toà
n
electron:
2a
3b
2.
b
0,1
�
�
22,4
�
Ví dụ 9:
Hồ tan hồn tồn 0,756 gam kim loại M bởi lượng dư dung
dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 2,688 gam khí SO 2 (là sản phẩm khử duy
nhất). M là
A. Fe.
B. Cu.
C. Zn.
D. Al.
Hướng dẫn giải
Bảo toàn electron: n.
�
n 3
0,756
2,688
�
2.
� M 9n � �
M
64
�M 27 (Al) .
5
/>
Ví dụ 10:
Cho m gam Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H 2SO4 đặc,
nóng thu được 3,36 lít khí SO 2 (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị
của m là
A. 16,8.
B. 8,4.
C. 5,6.
D. 3,2.
Hướng dẫn giải
Bảo tồn electron: 3.
Ví dụ 11:
m
3,36
2.
� m 5,6 gam.
56
22,4
Cho 18,4 gam hỗn hợp Zn và Al tác dụng với lượng dư dung
dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 11,2 lít khí SO 2 (ở đktc, là sản phẩm khử
duy nhất). Phần trăm khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu là
A. 70,65%.
B. 29,35%.
C. 45,76%.
D. 66,33%.
Đặt a và b lần lượt là số mol của Zn và Al, ta có:
�
65a 27b 18,4
�
a 0,2
�
� %mZn 70,65%.
�
11,2 � �
Bả
o toà
n electron: 2a 3b 2.
�b 0,2
�
22,4
�
Ví dụ 12:
Để hồ tan hết 11,2 gam Fe cần tối thiểu dung dịch chứa a
mol H2SO4 đặc, nóng tạo sản phẩm khử duy nhất là SO2. Giá trị của a là
A. 0,45.
B. 0,4.
C. 0,6.
D. 0,2.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 4 – THPT chuyên Khoa học tự nhiên, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Vì dùng lượng tối thiểu H2SO4 đặc, nóng nên sau phản ứng toàn bộ Fe 3+ sẽ
phản ứng với Fe để tạo ra Fe2+.
Bảo toàn electron: 2.nFe 2.nSO � nSO 0,2mol
2
2
� nH SO 2.nSO 0,4mol � a 0,4.
2
4
2
6
/>
Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng với lượng dư
Ví dụ 13:
dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thốt ra 0,112 lít (đktc) khí SO 2 (là sản phẩm
khử duy nhất). Cơng thức của hợp chất đó là
A. FeCO3.
B. FeS2.
C. FeS.
D. FeO.
Hướng dẫn giải
Vì sau phản ứng chỉ thu được SO2 nên ta loại phương án A (do tạo ra CO2).
Ta có: ne nhận = 2. 0,005 = 0,01 mol, suy ra ne cho = 0,01 mol.
Xét các quá trình oxi hố:
6
FeS2 ��
� Fe3 2S 15e
6
FeS ��
� Fe3 S 9e
2
FeO ��
� Fe3 1e
Chỉ có 0,01 mol FeO mới cho 0,01 mol electron.
Cho 1,44 gam hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó là
Ví dụ 14:
MO, có số mol bằng nhau, tác dụng hết với H 2SO4 đặc, đun nóng. Thể tích
khí SO2 (đktc) thu được là 0,224 lít. Kim loại M là
A. Cu.
B. Fe.
C. Al.
D. Zn.
Hướng dẫn giải
Loại phương án C vì oxit của Al khơng thể có dạng MO.
Xét trường hợp M chỉ có hố trị II, bảo tồn electron ta có:
2.nM 2.nSO � nM nMO 0,01mol
2
0,01.(2M + 16) = 1,44 M = 64 M là Cu.
Xét trường hợp M là Fe, ta có: nFe nFeO
1,44
0,01125mol
56 72
� ne cho 0,1125(3 1) 0,045mol ne nhaän 0,02mol, vậy loại trường hợp này.
● Dạng 3: Kim loại tác dụng với dung dịch HNO3
7
/>
5
* HNO3 thể hiện tính oxi hố ở N.
5
Kim
ng) ��
� Muố
i +
14 2 loạ
43 i +H N O3 (loã
(trừAu, Pt)
sả
n phẩ
m khử H2O
1 44 2 4 43
(NO, N2, N2O, NH4 )
5
to
Kim
c) ��� Muố
i + NO2 H2O
14 2 loạ
43 i +H N O3 (đặ
(trừAu, Pt)
5
* Các q trình khử N
Mối liên hệ
Quá trình khử
ne nhận
nHNO với nsản phẩm khử
3
nHNO 2nNO
ne nhaän nNO
4H NO 3e ��
� NO 2H2O
nHNO 4nNO
ne nhaän 3nNO
10H 2NO3 8e ��
� N2O 5H2O
nHNO 10nN O
2
ne nhaän 8nN O
nHNO 12nN
2
ne nhaän 10nN
2H NO3 1e ��
� NO2 H2O
3
3
12H 2NO 10e ��
� N2 6H2O
3
4
10H NO 8e ��
� NH 3H2O
3
2
2
3
3
3
nHNO 10nNH
3
4
2
2
ne nhaän 8nNH
4
* Lưu ý:
- Các kim loại Fe, Cu, Ag chỉ khử HNO3 loãng đến NO.
- Các kim loại Mg, Al, Zn khi phản ứng với HNO 3 lỗng ngồi tạo ra NO
cịn có thể tạo ra các sản phẩm khử khác như N2, N2O và NH4NO3.
- Kim loại có nhiều hố trị (Fe, Cr) khi phản ứng với HNO3 sẽ đạt hoá trị
cao.
- Fe, Al, Cr không phản ứng với HNO3 (đặc, nguội) do bị thụ động hố.
Ví dụ 15:
Hồ tan hồn toàn 6,4 gam Cu bằng dung dịch HNO 3 (dư),
thu được x mol NO2 (là sản phẩm khử duy nhất của N5+). Giá trị của x là
A. 0,25.
B. 0,15.
C. 0,2.
D. 0,10.
(Đề Khảo sát chất lượng lần 1 – THPT chuyên Lam Sơn – Thanh Hoá, năm
2016)
8
/>
Hướng dẫn giải
Bảo tồn electron, ta có: 2.
6,4
x � x 0,2.
64
Cho m gam Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H 2SO4 lỗng
Ví dụ 16:
tạo 1,792 lít khí (đktc). Cũng cho m gam Fe tác dụng với lượng dư dung
dịch HNO3 lỗng thì thấy thốt ra V lít khí (đktc) khí NO. Giá trị V là
A. 1,792 lít
B, 1,195 lít
C. 4,032 lít
D. 3,36 lít
Hướng dẫn giải
�
2nFe 2nH
�
2
� nNO nH � VNO VH 1,792 (lít) .
2
2
3nFe 3nNO
�
Bảo tồn electron, ta có: �
Ví dụ 17:
Hoà tan m gam hỗn hợp FeO, Fe(OH)2, FeCO3 và Fe3O4
(trong đó Fe3O4 chiếm 1/3 tổng số mol hỗn hợp) vào dung dịch HNO3 lỗng
(dư), thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp gồm CO2 và NO (sản phẩm khử duy
nhất của N+5) có tỉ khối so với H2 là 18,5. Số mol HNO3 phản ứng là
A. 1,8.
B. 3,2.
C. 2,0.
D. 3,8.
(Đề thi THPT Quốc gia – Bộ Giáo dục và Đào tạo, năm 2016)
Hướng dẫn giải
Đặt x và y lần lượt là số mol của CO2 và NO, ta có:
�x y 0,4
�
x 0,2
��
�
y 0,2.
�44x 30y 0,4.2.18,5 �
Bảo tồn electron, ta có: 1.nFe 3.nNO � nFe 0,6mol.
2
2
Vì nF e nhh 0,6mol � nFe O 0,2mol.
2
3 4
Bảo toàn nguyên tố Fe và N, ta có:
�
nFe(NO ) �nFe 0,4 3.0,2 1mol
�
3 3
�
n
3.nFe(NO ) nNO 3.1 0,2 3,2mol .
�
3 3
� HNO3
9
/>
Ví dụ 18:
Hồ tan hồn tồn 7,5 gam hỗn hợp gồm Mg và Al bằng
lượng vừa đủ V lít dung dịch HNO3 1M. Sau khi các phản ứng kết thúc, thu
được 0,672 lít N2 (ở đktc) duy nhất và dung dịch chứa 54,9 gam muối. Giá
trị của V là
A. 0,72.
B. 0,65.
C. 0,70.
D. 0,86.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT Chuyên Đại học Vinh, năm 2016)
Hướng dẫn giải
Nếu sản phẩm khử khơng có NH4NO3, ta có:
mmuối 7,5 62.10.
0,672
26,1gam 54,9 gam.
22,4
Vậy phản ứng có tạo ra NH4NO3. Đặt x là số mol NH4NO3, ta có:
mmuối 7,5 62.(10.0,03 8x) 80x 54,9 � x 0,05
� nHNO 12.nN 10nNH NO 12.0,03 10.0,05 0,86mol .
3
Ví dụ 19:
2
4
3
Hồ tan hồn tồn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1)
bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO 2) và
dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H 2 bằng
19. Giá trị của V là
A. 2,24.
B. 4,48.
C. 5,60.
D. 3,36.
Hướng dẫn giải
Vì Fe và Cu có tỉ lệ mol 1:1 nên nFe nCu
12
0,1mol.
56 64
Đặt x và y lần lượt là số mol của NO và NO2 trong hỗn hợp X, ta có:
�
Bả
o toà
n electron: 0,1.3 +0,1.2 =3x +y
�
x 0,125
�
��
� VX 5,6 (lít) .
mX 30x 46y 38(x y)
�
14
2
4
3
y 0,125
�
�
M X .nX
�
10
/>
Ví dụ 20:
Hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B đứng trước H trong dãy
điện hố và có hố trị khơng đổi trong các hợp chất. Chia m gam X thành
hai phần bằng nhau:
- Phần 1: Hoà tan hoàn toàn trong dung dịch chứa axit HCl và H 2SO4 lỗng
tạo ra 3,36 lít khí H2.
- Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 thu được V lít khí NO
(sản phẩm khử duy nhất).
Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị của V là
A. 2,24.
B. 3,36.
C. 4,48.
D. 6,72.
Hướng dẫn giải
Vì A và B có hố trị khơng đổi nên
�n
e cho (phầ
n 1)
�ne cho (phần 2) � �ne nhận (phần 1) �ne nhận (phần 2)
� 2nH 3nNO � nNO
2
Ví dụ 21:
2
�
0,15 0,1mol � VNO 2,24 (lít) .
3
Cho 18,5 gam hỗn hợp Z gồm Fe và Fe 3O4 tác dụng với 200
ml dung dịch HNO3 lỗng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra
hoàn toàn, thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc) dung dịch X và còn lại
1,46 gam kim loại. Nồng độ mol/ lít của dung dịch HNO3 là
A. 3,5M.
B. 2,5M.
C. 3,2M.
D. 2,4M.
Hướng dẫn giải
Vì sau phản ứng cịn 1,46 gam Fe nên sau phản ứng chỉ thu được Fe2+.
Quy đổi hỗn hợp Z thành hỗn hợp Z’ gồm Fe và O.
Đặt a và b lần lượt là số mol của Fe và O tham gia phản ứng, ta có:
�
�
56a 16b 18,5 1,46 17,04
a 0,27
��
�
o toaø
n electron: 2a 2b 3.0,1 �
b 0,12
�Baû
11
/>
� nHNO 4nNO 2nO (oxit) 4.0,1 2.0,12 0,64mol � CM (HNO ) 3,2M .
3
3
Hoà tan hoàn toàn 32 gam kim loại M trong dung dịch HNO 3
Ví dụ 22:
(dư) thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO2 và NO, có tỉ khối hơi so
H2 bằng 17. Kim loại M là
A. Cu.
B. Zn.
C. Fe.
D. Ca.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của NO và NO2, ta có:
�
nhh a b 0,4
�
a 0,3
�
��
�
mhh 30a 46b 17.2.0,4 �
b 0,1
�
�
�
n 2
32
�
n 0,3.3 0,1.1� M 32n � �
� M laøCu.
M
M 64
�
Lấy 0,1 mol Cu tác dụng với 500 ml dung dịch chứa KNO3
Ví dụ 23:
0,2M và HCl 0,4M thì thu được bao nhiêu lít khí NO (đktc)?
A. 2,24 lít.
B. 1,12 lít.
C. 3,36 lít.
D. 8,96 lít.
Hướng dẫn giải
nCu 0,1mol; nH 0,2mol; nNO 0,1mol.
3
Khi cho chất khử tác dụng với hỗn hợp gồm muối nitrat (NO3 ) và HCl hoặc
H2SO4 loãng ta nên viết phản ứng dưới dạng ion.
3Cu
8H 2NO3 ��
� 3Cu2 2NO 4H2O
0,2mol
0,05mol
� VNO 1,12 (lít) .
(Vì
nNO
3
2
nCu nH
nên phản ứng tính theo lượng H+.)
3
8
12
/>
Ví dụ 24:
Hồ tan hồn tồn 3,28 gam hỗn hợp Fe và R có hố trị II
bằng dung dịch HCl (dư) được 2,464 lít H2 (đktc). Cũng lượng hỗn hợp kim
loại trên tác dụng với lượng dư dung dịch HNO 3 lỗng thì thu được 1,792 lít
khí NO (đktc). Kim loại R là
A. Pb.
B. Mg.
C. Cu.
D. Zn.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của Fe và R, theo bảo tồn electron ta có:
�
2,464
2a 2b 2�
�
�
a 0,02
3,28 0,02.56
�
22,4
��
� MR
24 � R laøMg.
�
0,09
1,792
b 0,09
�
�
3a 2b 3�
�
22,4
�
Ví dụ 25:
Hồ tan hết 0,1 mol Zn vào 100 ml dung dịch HNO 3 nồng độ
aM thì khơng thấy khí thốt ra. Giá trị của a là
A. 0,25.
B. 1,25.
C. 2,25.
D. 2,5.
Hướng dẫn giải
Sản phẩm khử của HNO3 trong trường hợp này là NH4NO3.
Bảo toàn electron, suy ra: nNH NO
4
3
2.0,1
0,025mol
8
� nHNO 10nNH NO 0,25mol � a 2,5M .
3
4
3
● Dạng 4: Kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp các axit
Ví dụ 26:
Cho 7,2 gam bột Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp HCl
(dư) và KNO3, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 2,688 lít khí Y
(đktc) gồm N2 và H2 có khối lượng 0,76 gam. Giá trị của m là
A. 29,87.
B. 24,03.
C. 32,15.
D. 34,68.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Bến Tre, năm 2016)
Hướng dẫn giải
13
/>
Do tính oxi hố của NO3- trong mơi trường axit mạnh hơn tính oxi hố của
H+ nên khi thu được khí H2 thì NO3- đã phản ứng hết.
Đặt x và y lần lượt là số mol của N2 và H2, ta có:
�x y 0,12
�
x 0,02
��
�
28x 2y 0,76 �
y 0,1
�
Bảo toàn electron: 2.
7,2
10.0,02 2.0,1 8.nNH � nNH 0,025mol.
4
4
24
�
K
�
�NH 4 : 0,025mol
Ta có dung dịch X � 2
Mg : 0,3mol
�
�
Cl
�
Bảo tồn ngun tố N và bảo tồn điện tích trong dung dịch X, ta có:
�nK nKNO 2.nN nNH 0,065mol �n 0,69mol
�
� Cl
3
2
4
��
�
1.n 2.nMg2 1.nNH 1.nCl
m 34,68 gam.
�
�
� X
� K
4
Ví dụ 27:
Hồ tan hồn tồn 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg
và Al vào dung dịch Y gồm HNO 3 và H2SO4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí
SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần lượt
là:
A. 63% và 37%.
B. 36% và 64%.
C. 50% và 50%.
D. 46% và 54%.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của Mg và Al, ta có:
mX 24a 27b 15
�
a 0,1 �
�
�%mMg 64%
�
��
.
�
�
Baû
o toaø
n electron: 2a +3b =0,1(2 +3 +1 +8) �b 0,2 �%mAl 36%
�
�
Ví dụ 28:
Thí nghiệm 1: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80ml dung
dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít khí NO.
14
/>
Thí nghiệm 2: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80ml dung dịch HNO3 1M và
H2SO4 0,5M thoát ra V2 lít khí NO.
Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo trong cùng điều kiện.
Quan hệ giữa V1 và V2 là
A. V2 = V1.
B. V2 = 2,5V1.
C. V2 = 2V1.
D. V2 = 1,5V1.
Hướng dẫn giải
Thí nghiệm 1: nCu 0,06mol; nH 0,08mol; nNO 0,08mol.
3
Phản ứng xảy ra như sau:
3Cu
8H 2NO3 ��
� 3Cu2 2NO 4H2O
0,08mol
0,02mol
� VNO (1) 0,448(lít) .
(Vì
nNO
3
2
nCu nH
nên phản ứng tính theo lượng H+.)
3
8
Thí nghiệm 2: nCu 0,06mol; nH 0,16mol; nNO 0,08mol.
3
Phản ứng xảy ra như sau:
3Cu
8H 2NO3 ��
� 3Cu2 2NO 4H2O
0,16mol
0,04mol
� VNO(2) 0,896 (lít) .
(Vì
nNO
3
2
nCu nH
nên phản ứng tính theo lượng H+ hoặc Cu.)
3
8
Vậy V2 = 2V1 .
Ví dụ 29:
Cho 3,48 gam bột Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp gồm
HCl (dư) và KNO3, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 0,56 lít
15
/>
(đktc) hỗn hợp khí Y gồm N2 và H2. Khí Y có tỉ khối hơi so với H 2 bằng
11,4. Giá trị của m là
A. 16,085.
B. 14,485.
C. 18,300.
D. 18,035.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chuyên Lê Q Đơn – Đà Nẵng,
năm 2016)
Hướng dẫn giải
Vì thu được khí H2 nên NO3- đã phản ứng hết.
Đặt x và y lần lượt là số mol của N2 và H2, ta có:
�x y 0,025
�
x 0,02
��
�
28x 2y 0,025.2.11,4 �
y 0,005.
�
Bảo toàn electron: 2.
3,48
10.0,02 2.0,005 8.nNH � nNH 0,01mol.
4
4
24
Bảo toàn ngun tố N và bảo tồn điện tích trong dung dịch X, ta có:
�nK nKNO 2.nN nNH 0,05mol �
nCl 0,35mol
�
�
3
2
4
�
�
�
1.n 2.nMg2 1.nNH 1.nCl
m 18,035 gam.
�
�
� X
� K
4
● Dạng 5: Tính nhanh khối lượng muối tạo thành trong phản ứng oxi
hoá – khử của kim loại tác dụng với axit
Ta có cơng thức tính nhanh: mmuối mkim loại
M gốc axit .�netrao đổi
hoátrịgố
c axit
16
/>
1
0
2e
�2HCl ��
�
� H2
mmuốiclorua mkim loại
1
35,5.2nH
2
1
mkim loại 71nH
2
0
2e
�H2 SO4 ��
�
� H2
mmuốisunfat mkim loại
96.2nH
2
2
mkim loại 96nH
6
4
2
2
0
ne
�H2 SO4 ��
�
�sả
n phẩ
m khử( SO2 ,S, H2 S)
mmuốisunfat mkim loại
96.�netrao đổi
2
mkim loại 48�netrao đổi
5
ne
�H NO3 ��
�
�sả
n phẩ
m khử(NO, N 2, N 2O, NO2 , NH 4NO3)
mmuốinitrat mkim loại
62.�netrao đổi
1
mNH NO mkim loại 62�netrao đổi mNH NO
4
3
4
3
Lưu ý: Vì sản phẩm khử của HNO3 có thể là NH4NO3 tan trong dung dịch
nên khi tính khối lượng muối ta phải xét xem phản ứng có tạo ra NH 4NO3
hay khơng. Nếu có tạo ra NH4NO3 ta phải cộng thêm phần khối lượng này.
Ví dụ 30:
Cho 8,8 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung
dịch HCl lỗng (dư), đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 3,36 lít
khí H2 (đktc) và m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 20,25.
B. 19,45.
C. 8,4.
D. 19,05.
(Đề Khảo sát chất lượng lần 1 – THPT chuyên Lam Sơn – Thanh Hố, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Cu khơng phản ứng với dung dịch HCl.
Bảo toàn electron: nFe nH 0,15mol � mFe 8,4 gam
2
� mmuoái 8,4 71.nH 19,05gam.
2
17
/>
Ví dụ 31:
Hồ tan hồn tồn 7,8 gam hỗn hợp gồm Al và Mg trong
dung dịch HCl (dư), thu được 8,96 lít khí H 2 (đktc) và dung dịch chứa m
gam muối. Giá trị của m là
A. 22,4.
B. 28,4.
C. 36,2.
D. 22,0.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chuyên ĐHSP Hà Nội, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Vì HCl dư nên kim loại phản ứng hết.
8,96
36,2 gam.
22,4
Ta có: mmuốiclorua mkim loại 71nH 7,8 71�
2
Ví dụ 32:
Hồ tan hết 16,3 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al và Fe
trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 0,55 mol SO2 (sản phẩm khử duy
nhất). Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu được là
A. 51,8 gam.
B. 55,2 gam.
C. 69,1 gam.
D. 82,9 gam.
Hướng dẫn giải
mmuối = mkim loại 48�netrao đổi =16,3 + 48.2.0,55 = 69,1 gam.
Ví dụ 33:
Hỗn hợp X gồm các kim loại Mg, Al, Zn. Lấy m gam hỗn
hợp X tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), thu được 6,72 lít khí (ở đktc).
Cũng lấy m gam X tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng (dư), thu
được V lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và (m + a) gam muối.
Giá trị của V và a lần lượt là
A. 3,36 và 28,8.
B. 3,36 và 14,4.
C. 6,72 và 28,8.
D. 6,72 và
57,6.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 4 – THPT chuyên Khoa học tự nhiên, năm
2016)
Hướng dẫn giải
18
/>
Vì hỗn hợp X gồm các kim loại có hố trị khơng đổi nên
�n
e cho (phầ
n 1)
�ne cho (phần 2) � �ne nhận (phần 1) �ne nhận (phần 2)
� 2nH 2nSO � nSO 0,3mol � VSO 6,72 (lít) .
2
2
2
2
Ta có: mmuối mkim loại 48.�ne mkim loại 48.2.0,3 m 28,8� a 28,8.
Ví dụ 34:
Hoà tan hết 7,2 gam Mg trong dung dịch HNO 3 lỗng (dư),
sau phản ứng hồn tồn thu được dung dịch X và 2,688 lít khí NO (duy
nhất, ở đktc). Cô cạn cẩn thận dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá
trị của m là
A. 44,40.
B. 46,80.
C. 31,92.
D. 29,52.
(Đề Kiểm tra chất lượng – Sở Giáo dục và Đào tạo Bắc Ninh, năm 2016)
Hướng dẫn giải
�
�nMg 0,3mol
�nNO 0,12mol.
Ta có: �
Bảo tồn electron: 2.0,3 3.0,12 8.nNH NO � nNH NO 0,03mol
4
3
4
3
mmuoái mkim loại 62�netrao đổi mNH NO 7,2 62.0,6 80.0,03 46,8gam.
4
Ví dụ 35:
3
Hồ tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa
đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (đktc) và 2,54 gam chất rắn Y và
dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được m gam muối, m có giá trị là
A. 31,45.
B. 33,25.
C. 3,99.
D. 35,58.
Hướng dẫn giải
Cu không phản ứng với dung dịch HCl, suy ra Y là Cu.
Mg và Al phản ứng với dung dịch HCl tạo ra H2, suy ra X là H2.
7,84
mmuoáiclorua (9,14 2,54) 71�
31,45(gam) .
22,4
19
/>
Oxi hố hồn tồn 7,2 gam hỗn hợp X gồm Al, Mg, Zn bằng
Ví dụ 36:
oxi dư được 12,8 g hỗn hợp oxit Y. Hoà tan hết Y trong dung dịch H 2SO4
lỗng thu được dung dịch T. Cơ cạn dung dịch T thu được lượng muối khan
là
A. 50,8 gam.
B. 20,8 gam.
C. 30,8 gam.
D. 40,8 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có: nO
2
12,8 7,2
0,175mol � ne trao đổi 4.0,175 0,7mol
32
mmuối sunfat = mkim loại + 48.ne trao đổi = 7,2 + 48.0,7 = 40,8 gam.
Ví dụ 37:
Cho 11,8 gam hỗn hợp Al, Cu phản ứng với hỗn hợp dung
dịch HNO3 và H2SO4 dư, thu được 13,44 lít (đktc) hỗn hợp khí SO 2 và NO2
có tỉ khối so với H2 là 26. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là
A. 55,8 gam.
B. 50 gam.
C. 61,2 gam.
D. 56 gam.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của SO2 và NO2, ta có:
�
13,44
�
a b
0,6
a 0,2
�
��
22,4
�
b 0,4
�
64a 46b 0,6.2.26 �
�
mmuối = 11,8 + 48.0,2.2 + 62.0,4.1 =55,8 gam.
Ví dụ 38:
Cho 8,5 gam các kim loại Al và Mg tan hết trong dung dịch
hỗn hợp HNO3 loãng và H2SO4 loãng, thu được 11,2 lit (đktc) hỗn hợp khí B
gồm NO và H2 có tỉ khối hơi so với H 2 là 8. Cô cạn dung dịch sau phản
ứng được lượng muối khan là
A. 59 gam.
B. 69 gam.
C. 79 gam.
D. 89 gam.
Hướng dẫn giải
20
/>
Đặt a và b lần lượt là số mol của NO và H2, ta có:
�
�
a b 0,5
a 0,25
��
�
30a 2b 0,5.2.8 �b 0,25
�
mmuối = 8,5 + 62.0,25,3 + 96.0,25 = 79 gam.
● Dạng 6: Phản ứng oxi hố – khử qua nhiều giai đoạn
Ví dụ 39:
Để 2,8 gam bột Fe ngồi khơng khí một thời gian thấy khối
lượng tăng lên 3,44 gam. Tính phần trăm Fe đã phản ứng. Giả sử phản ứng
chỉ tạo nên Fe3O4.
A. 48,8%.
B. 60%.
C. 81,4 %.
D. 99,9%.
Hướng dẫn giải
O
Ta có sơ đồ phản ứng như sau: 2,8 gam Fe ���
� 3,44 gam chất rắn.
2
Bảo toàn khối lượng, suy ra: mO 3,44 2,8 0,64 gam� nO 0,02mol.
2
2
8
3
Bảo tồn electron, suy ra: nFe(pư) � 4.nO � nFe(pư) 0,03mol
� %mFe (pư)
Ví dụ 40:
2
0,03.56
�
100% 60%.
2,8
Nhiệt phân hồn tồn m gam KClO3 với xúc tác MnO2, lượng
khí thoát ra oxi hoá 1,26m gam hỗn hợp Fe và Cu thu được hỗn hợp X gồm
các oxit. Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO 3 dư thu được dung
dịch Y và 0,896 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Cô cạn dung dịch Y
thu được 175,76 gam muối khan. Giá trị của m là
A. 40,18.
B. 38,24.
C. 39,17.
D. 37,64.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Bến Tre, năm 2016)
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
21
/>
1,26mgam Fe
0,04mol NO
HNO3 dö
MnO2
Cu
KClO3 ���
�
o � O2 ������ X ����
côcạn
t
123
dung dịch Y ���
�175,76 gam.
mgam
MnO
2
2KClO3 ���
� 2KCl 3O2
to
3 m
3m
mol
2 122,5 245
Ta có: nO �
2
� mmuối 1,26m 62.(3.0,04 4.
Ví dụ 41:
3m
) 175,76 � m 39,17 gam.
245
Hỗn hợp X gồm Al, Fe3O4 và CuO, trong đó oxi chiếm 25%
khối lượng hỗn hợp. Cho 1,344 lít khí CO (đktc) đi qua m gam X nung
nóng, sau một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so
với H2 bằng 18. Hoà tan hoàn toàn Y trong dung dịch HNO 3 loãng, dư, thu
được dung dịch chứa 3,08m gam muối và 0,896 lít khí NO (sản phẩm khử
duy nhất, ở đktc). Giá trị m gần với giá nào nhất sau đây?
A. 9,5.
B. 9,0.
C. 8,0.
D. 8,5.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chuyên ĐHSP Hà Nội, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
�
CO
Z � (dZ/H 18)
�Al
2
CO
�
0,6 mol CO
m gam X �
Fe3O4 (%O 25%) �����
� � 2
0,04mol NO
HNO3 dư
�
CuO
Y ����
�
�
3,08m gam muố
i
�
Bả
o toà
n nguyê
n tốC: nCO(Z) nCO 0,6
2
0,6
�
� nCO nCO
0,3mol.
Ta có: �
M CO M CO
2
2
2
�
M Z 36
�
2
22
/>
�mO 0,25m
�
�mkim loại 0,75m
Ta có: �
� mmuối 0,75m 62.(3.0,04 2.
Ví dụ 42:
0,25m
2.0,03) 3,08m � m 9,478 gam.
16
Nung nóng hỗn hợp gồm 5,6 gam Fe với 4 gam bột S trong
bình kín một thời gian thu được hỗn hợp X gồm FeS, FeS 2, Fe và S dư. Cho
X tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư được V lít khí (đktc). Giá trị
của V là
A. 8,96.
B. 11,65.
C. 3,36.
D. 11,76.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Bến Tre, năm 2016)
Hướng dẫn giải
Vì X phản ứng với H2SO4 đặc, nóng (dư) nên ta sau phản ứng ta thu được
Fe3+.
Bảo tồn electron: 3.
Ví dụ 43:
5,6
4
V
6. 2.
� V 11,76 (lít) .
56
32
22,4
Thổi một luồng CO qua hỗn hợp Fe và Fe2O3 nung nóng
được chất khí B và hỗn hợp D gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4. Cho B lội qua
dung dịch nước vôi trong dư thấy tạo 6 gam kết tủa. Hồ tan D bằng H 2SO4
đặc, nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO 2 còn dung dịch E. Cô cạn E thu được 24g
muối khan. Thành phần phần trăm của Fe trong hỗn hợp ban đầu là
A. 58,33%.
B. 41,67%.
C. 50%.
D. 40%.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
Ca(OH) dư
2
khí B �����
� 6 gam CaCO3
�
Fe (a mol)
CO
���
� �
Fe
0,18 mol SO2
�
�
H2SO4 đặ
c, nó
ng, dư
Fe2O3 (b mol) (1)
D�
�������
�
�
(2)
FexOy
24 gam Fe2 (SO4 )3
�
23
/>
Theo đề bài, phản ứng oxi hoá – khử xảy ra qua hai giai đoạn.
o
t
Ở giai đoạn (1): CO + [O](oxit) ��
� CO2
Vì khí B phản ứng với lượng dư dung dịch Ca(OH)2 nên:
nCO nCaCO 0,06mol
2
3
� nCO nCO 0,06mol.
2
Bảo tồn electron cho cả q trình phản ứng, ta có:
3a 2nCO 2nSO � a
2
2.0,18 2.0,06
0,08.
3
24
2� 0,08
Bảo toàn nguyên tố Fe, suy ra:
b 400
0,02
2
� %mFe
0,08.56
�
100% 58,33%.
0,08.56 0,02.160
Ví dụ 44:
Để a gam bột sắt ngồi khơng khí, sau một thời gian chuyển
thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4. Cho
hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H 2SO4 đậm đặc, nóng thu được 6,72
lit khí SO2( đktc). Khối lượng a gam là:
A. 56 gam.
B. 11,2 gam.
C. 22,4 gam.
D. 25,3 gam.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
�
Fe
0,3mol SO2
�
O2
H2SO4 đặ
c, nó
ng, dư
a gam Fe ���
� 75,2 gam A �
�������
� 3
FexOy
Fe
�
Bảo tồn electron cho cả q trình phản ứng, ta có:
a
a
7,52 a
3� 4nO 2nSO � 3� 4�
2.0,3� a 56 gam.
2
2
56
56
32
24
/>
Ví dụ 45:
Để m gam bột sắt ngồi khơng khí sau một thời gian thu
được 6 gam hỗn hợp các chất rắn. Hồ tan hồn tồn hỗn hợp đó bằng dung
dịch HNO3 thu được 1,12 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là :
A. 10,08 gam.
B. 1,08 gam.
C. 5,04 gam.
D. 0,504 gam.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
�
Fe
0,05mol NO
�
HNO3 dö
O2
m gam Fe ���
� 6 gam �
����
� 3
FexOy
Fe
�
m
56
Bảo tồn electron cho cả q trình phản ứng, ta có: 3� 4nO 3nNO
2
m
6 m
� 3� 4�
3.0,05� m 5,04 gam.
56
32
Ví dụ 46:
Cho 16,2 gam kim loại M, hoá trị n tác dụng với 0,15 mol O2.
Chất rắn thu được sau phản ứng cho hoà tan hồn tồn vào dung dịch HCl
dư thu được 13,44 lít khí H2 (đktc). Kim loại M là
A. Fe.
B. Al.
C. Cu.
D. Zn.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
0,6mol H2
�
M
0,15 mol O2
HCl dư
16,2 gam M �����
��
����
� n
M 2On
M
�
Bảo tồn electron cho cả q trình phản ứng, ta có:
�
n 3
16,2
n� 4nO 2nH � M 9n � �
� M laøAl .
2
2
M
M 27
�
Ví dụ 47:
Cho H2 đi qua ống sứ chứa a gam Fe 2O3 đun nóng, sau một
thời gian thu được 5,2 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Hồ tan hết hỗn hợp
X bằng HNO3 đặc, nóng thu được 0,785 mol khí NO2. Giá trị của a là
25
/>