Giáo án Phương pháp bảo toàn lượng nguyên tố phương pháp quy đổi tương đương28167

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN LƯỢNG NGUYÊN TỐ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG I) KIẾN THỨC CẦN NHỚ: 1) Định luật bảo toàn nguyên tố : “ Tổng số mol nguyên tử nguyên tố nhóm nguyên tử trước phản ứng sau phản ứng nhau” - Phạm vi áp dụng: Thường dùng cho toán hỗn hợp phức tạp, chẳng hạn : tốn có phản ứng hỗn hợp muối, axit, bazơ … tốn có nhiều biến đổi phức tạp Ví dụ : hỗn hợp axit với hỗn hợp bazơ: yR(OH)x + xHyG   RyGx + xyH2O Theo ptpư ta có : n H (của axit) = nOH (của bazơ) = n H O (sản phẩm) Vì biết số mol nhóm OH tìm số mol H axit , số mol H2O ngược lại Ví dụ 2: phản ứng nhiệt nhôm a(mol) Al b(mol) Fe2O3 theo sơ đồ : Fe2 O3 (x mol ); + Al ( y mol ) + FeO ( z mol ) t0 Al + Fe2O3   + Fe3O4 ( t mol ) + Fe ( n mol) + Al O3 ( n' mol ) (a mol) (b mol) Vì  nFe ( trước pư ) =  nFe ( sau pư ) nên  ta ln có : 2x + z + 3t + n = 2b Vì  nAl ( trước pư ) =  nAl ( sau pư ) nên  ta ln có : y + 2n’ = a Ví dụ : Điều chế H2SO4 từ a (gam) FeS2 ta dễ dàng thấy : a a a  98 nS =  (mol)  m H SO  60 120 60 2) Phương pháp quy đổi: Nguyên tắc : quy đổi hỗn hợp nhiều chất thành chất hỗn hợp có số lượng chất Ví dụ : Hỗn hợp Na2SO4 K2SO4 tỷ lệ mol :1  KNaSO4 Hỗn hợp FeO Fe2O3 đồng mol  Fe3O4 ( chiều ) 3) Kết hợp bảo toàn nguyên tố bảo toàn khối lượng Phương pháp thường áp dụng trường hợp sau : Thường gặp trường hợp sau đây: Fe  HNO3 O 2 * Trường hợp 1: Fe    Fe(NO3 )3  H O  (NO, NO2  )  Fe x O y  n Fe( NO3 )3 = n Fe ( bđ ) n HNO3  n N ( muối) + n N ( sp khí ) =  n Fe  n N ( sp khí ) nH   n HNO 2O Fe O  H2SO4 2 Fe    Fe (SO )3  H O  (SO  )  Fe x O y  n Fe (SO ) =  n Fe ( bđ ) 2 43 n H SO  n S ( muối) + n S ( sp khí ) = 1,5  n Fe  n S ( sp khí ) * Trường hợp : nH 2O  nH 2SO4 ThuVienDeThi.com Ví dụ : Trường hợp : giả sử biết m1 (g) ( Fe + FexOy) ; biết b (mol) khí NO sinh Áp dụng định luật BTKL ta có : 3a  b m1 + 63  (3a + b)= 242a + 18  b.30 ( : n Fe  a mol ) II - Một số toán minh họa 1) Để hịa tan hồn tồn 34,8 gam hỗn hợp gồm Fe3O4 , FeO, Fe2O3 ( số mol FeO = số mol Fe2O3 ) phải dùng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 4,9 % ( lỗng) a) Tính khối lượng dung dịch H2SO4 4,9% b) Tính nồng độ % chất dung dịch thu Hướng dẫn: Vì số mol FeO = số mol Fe2O3 nên xem Fe3O4 2) Cho m(g) hỗn hợp FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan vừa hết V (lít) dung dịch H2SO4 lỗng thu dung dịch A Chia đung dịch A làm phần Phần 1: tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung nóng khơng khí đến khối lượng không đổi thu 8,8 gam chất rắn Phần 2: làm màu vừa 100ml dung dịch KMnO4 0,1M mơi trường H2SO4 lỗng dư a) Viết phương trình hóa học xảy b) Tính m , V ( dung dịch H2SO4 có nồng độ 0,5M) Hướng dẫn: Xem Fe3O4 hỗn hợp FeO Fe2O3 Vậy hỗn hợp xem có FeO Fe2O3 : số mol x,y * Có thể giải theo phương pháp bảo toàn nguyên tố Fe n Fe ( oxit ) =  0,055 = 0,11 mol n Fe ( FeO ) = n FeSO   n KMnO  0, 05 mol 4  n Fe ( Fe2O3 ) = 0,11  0, 05 =0,06 mol 0, 06 160 ) = 16,8 gam  thể tích V = 0,56 lít Vậy khối lượng hỗn hợp đầu : m = 2( 0,05  72 + Số mol H2SO4 = 0,1 + (3  0,06) = 0,28 mol 3) Hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 ( với số mol nhau) Cho m1(g) A vào ống sứ nung nóng dẫn dịng khí CO qua ( CO pư hết ), thấy khí bay ống lại 19,2 (g) rắn B (gồm Fe, FeO, Fe3O4) Hấp thụ khí vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu m2 (g) kết tủa trắng Hịa tan hết rắn B HNO3 nóng thấy bay 2,24 lít khí NO ( đktc) a) Viết phương trình hóa học b) Tính m1, m2 số mol HNO3 phản ứng 4) Đốt x (mol) Fe O2 thu 5,04 gam hỗn hợp A gồm oxit sắt Hòa tan A HNO3 nóng dư thu dung dịch X 0,035 mol khí Y ( gồm NO NO2), biết d Y / H2 = 19 Tính x 5) Muối A muối cacbonat kim loại R hóa trị n ( R chiếm 48,28% theo khối lượng ) Nếu đem 58 gam A cho vào bình kín chứa sẵn lượng O2 vừa đủ nung nóng Phản ứng xong thu 39,2 gam rắn B gồm Fe2O3 Fe3O4 a) Xác định CTPT A b) Nếu hịa tan B vào HNO3 đặc nóng, thu khí NO2 Trộn lượng NO2 với 0,0175 mol khí O2 sục vào lượng nước dư thu lít dung dịch X Xác định nồng độ mol chất dung dịch X 2R 48, 28  R = 56 , n = thỏa mãn ( Fe) Hướng dẫn: a) Ta có  60n 51, 72 b) gọi x, y số mol Fe2O3 Fe3O4 rắn B 6) Hòa tan a gam oxit sắt FexOy vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu khí SO2 nhất.Mặt khác, khử hoàn toàn a gam oxit sắt khí CO, hịa tan lượng sắt tạo thành dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) thu lượng SO2 gấp lần lượng SO2 thí nghiệm a) Viết phương trình phản ứng xảy hai thí nghiệm b) Xác định định cơng thức hóa học oxit sắt ThuVienDeThi.com Giải mẫu : t0 2FexOy + (6x -2y )H2SO4 ( đặc)   xFe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2  + (6x -2y )H2O (1) a 3x  2y  a (mol)  (mol) t0 FexOy + yH2   xFe + yH2O (2) a (mol)  ax (mol) t0  Fe2(SO4)3 + 3SO2  + 6H2O 2Fe + 6H2SO4 ( đặc)  (3) ax (mol)  1,5 ax ( mol) Theo đề : n SO (3)   n SO (1) nên ta có : 2 1,5ax x 18  CTPT oxit sắt : Fe3O4 2     a(3x  2y) y 24 7) Hòa tan lượng oxit sắt FexOy vào dung dịch HNO3 lỗng, dư thu dung dịch A khí NO Mặt khác khử lượng oxit sắt lượng CO dư lấy tồn kim loại sinh hịa tan hồn tồn dung dịch HNO3 đặc, nóng thu dung dịch B khí NO2 Biết thể tích khí NO2 sinh gấp lần thể tích khí NO sinh ( nhiệt độ, áp suất) a) Viết phương trình hóa học b) Xác định cơng thức hóa học oxit sắt 8) Để m gam phoi bào sắt ( A ) ngồi khơng khí sau thời gian thu hỗn hợp B có khối lượng 12 gam gồm sắt oxit sắt Cho B tác dụng hoàn toàn với HNO3 lỗng thấy giải phóng 2,24 lít khí NO ( đktc) Xác định m Hướng dẫn : xem hỗn hợp B gồm Fe2O3, FeO, Fe ( Fe3O4 quy đổi) Kết hợp định luật BTNT BTKL để giải m = 10,08 gam 9) Có 190 ml dung dịch chứa đồng thời KOH Ba(OH)2 có nồng độ tương ứng 3M 4M Tính thể tích dung dịch Axit chứa đồng thời HCl 1,98M H2SO4 1,1M đủ để trung hồ lượng dung dịch kiềm 10) Có lít dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1M (NH4)2CO3 0,25M Cho vào dung dịch 43 gam hỗn hợp BaCl2 CaCl2 , sau kết thúc phản ứng thu 39,7 gam kết tủa A d.dịch B a) Chứng minh hỗn hợp muối clorua phản ứng hết b) Tính % khối lượng chất có kết tủa A Hướng dẫn: a) Từ công thức Na2CO3 (NH4)2CO3  số mol CO3 = 0,35 mol Đặt RCl2 công thức đại diện cho hỗn hợp BaCl2 CaCl2 Từ (1), (2) nhận thấy : Cứ mol muối clorua biến thành kết tủa RCO3 khối lượng giảm 71 – 60 =11 g Chứng minh số mol CO3 phản ứng < 0,35 b) Gọi x, y số mol BaCO3 CaCO3 kết tủa A, ta có: 0,1 197 Vậy : %m BaCO3  100  49, 62%  %m CaCO3 =50,38% 39, 11) Nhiệt phân 19,8 gam propan C3H8 thu hỗn hợp khí X gồm C3H8 ( dư ) ; C3H6; C2H4 ; CH4; H2 Đốt cháy hoàn tồn hỗn hợp X phải dùng V lít O2 ( đktc) thu m ( gam ) CO2 Xác định V m Hướng dẫn : Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố 12) Một hỗn hợp (A) gồm 15,2gam FeO Fe2O3( tỉ lệ mol 2:1) Khử hỗn hợp khí CO sau thời gian thu rắn B ( khối lượng a gam ) gồm oxit kim loại Fe có b lít khí ( đktc) Tìm a, b Hướng dẫn : Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố ThuVienDeThi.com ... C3H6; C2H4 ; CH4; H2 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X phải dùng V lít O2 ( đktc) thu m ( gam ) CO2 Xác định V m Hướng dẫn : Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố 12) Một hỗn hợp (A) gồm 15,2gam... hợp khí CO sau thời gian thu rắn B ( khối lượng a gam ) gồm oxit kim loại Fe có b lít khí ( đktc) Tìm a, b Hướng dẫn : Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố ThuVienDeThi.com ... Fe3O4 hỗn hợp FeO Fe2O3 Vậy hỗn hợp xem có FeO Fe2O3 : số mol x,y * Có thể giải theo phương pháp bảo tồn nguyên tố Fe n Fe ( oxit ) =  0,055 = 0,11 mol n Fe ( FeO ) = n FeSO   n KMnO  0, 05