Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t Ph-¬ng pháp Bảo toàn nguyên tố I PH NG PHP GI I ng pháp d a vào đ nh lu t b o toƠn nguyên t (BTNT); “ Trong - Nguyên t c chung c a ph ph n ng hóa h c thơng th ng, ngun t ln đ c b o tồn” i u có ngh a là: “T ng s mol nguyên t c a m t nguyên t X b t k tr c sau ph n ng b ng nhau” - i m m u ch t c a ph ng pháp ph i xác đ nh đ sau ph n ng, áp d ng c h p ph n có ch a nguyên t X tr c LBT nguyên t v i X đ rút m i quan h gi a h p ph n t đ a k t lu n II CÁC D NG BÀI T P TH NG G P ng pháp b o toàn nguyên t có th áp d ng cho h u h t d ng t p, đ c bi t d ng Ph h n h p nhi u ch t, x y nhi u bi n đ i ph c t p D i m t s d ng t p n hình D ng T nhi u ch t ban đ u t o thành m t s n ph m T d ki n đ s mol c a nguyên t X ch t đ u t ng s mol s n ph m t o thành s mol s n ph m - H n h p kim lo i oxit kim lo i hyđroxit kim lo i oxit - Al Al2 O3 + oxit s t n Al2O3 (cu i) = h n h p r n hyđroxit Al2 O3 + Fe2 O3 t n Al + n Al2O3 (đ u) ; n Fe2O3 (cu i) = n (đ u) Fe D ng T m t ch t ban đ u t o thành h n h p nhi u s n ph m T d ki n đ t ng s mol ban đ u, s mol c a h p ph n cho s mol c a ch t c n xác đ nh - Axit có tính oxi hóa (HNO3 , H2 SO4 đ c, nóng) nX (axit) = nX (mu i) Kim lo i Mu i + khí + nX (khí) (X: N ho c S) - Khí CO2 (ho c SO2 ) h p th vào dung d ch ki m: CO2 CO3 2 + HCO3 SO2 SO3 2 + HSO3 n CO2 = n CO 2 + n HCO n SO2 = n SO 2 + n HSO 3 - Tính l ng tính c a Al(OH)3 Tr ng h p Tr Al(OH)3 + [Al(OH)4 ] Al3+ OH n Al3 = n[ Al(OH) 3] H [Al(OH)4 ] Al(OH)3 + Al3+ + n Al(OH) ThuVienDeThi.com ng h p n [ Al(OH)4 ] = n Al3 + n Al(OH)3 Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t t - H n h p oxit kim lo i + CO (H ) h n h p ch t r n + CO2 (H2 O) Theo đ nh lu t b o toàn nguyên t v i O: * Khi H = 100%: nO (oxit) = nO (r n) + nh * Khi H < 100%: n h p khí sau mh nO (oxit) = nO (r n) + = nO (r n) + nh n h p khí sau - mh n h p khí tr n h p khí tr c c 16 - Bài tốn cracking ankan: Ankan X h nh pY cra cki ng M c dù có nh ng bi n đ i hóa h c x y trình cracking, Y th th có H2 ), ph n ng cracking x y theo nhi u h ng, v i hi u su t H < 100% Nh ng ta ch quan tâm đ n s b o toàn nguyên t đ i v i C, H t d dàng xác đ nh đ Thông th ng h n h p ph c t p (có c t ng l ng c a nguyên t n C(Y) n C(X) n H(Y) n H(X) ng đ cho s mol ankan X D ng T nhi u ch t ban đ u t o thành h n h p nhi u s n ph m Trong tr th c: n ng h p không c n thi t ph i tìm xác s mol c a t ng ch t, mà ch quan tâm đ n h X(đ u) = n X(cu i) T c ch quan tâm đ n t ng s mol c a nguyên t tr ng c sau ph n ng N u bi t n X(đ u) n X(cu i) c l i V i d ng này, đ th ng yêu c u thi t l p m t h th c d i d ng t ng quát v s mol ch t D ng Bài tốn t cháy hóa h u c Xét đ t cháy t ng quát: CxHy OzNt + O2 t CO2 + H2 O + N2 nC = n CO2 Theo LBT nguyên t : nH = n H2O n O(Cx H yOz Nt ) = n CO2 + n H2O - n O2 nN = n N Ph ng pháp b o toàn kh i l ng nguyên t v i O đ c s d ng r t ph bi n tốn hóa h uc * Chú ý: i v i tr ng h p đ t cháy h p ch t h u c ch a Nit b ng khơng khí, l sau ph n ng là: n N (sau ph n áp d ng t t ph * H n ch vi t ph ng) = n N (t ph n ng đ t cháy) + n N (t ng nit thu đ c khơng khí) ng pháp BTNT, c n ý m t s m sau: ng trình ph n ng mà thay vào nên vi t s đ ph n ng (s đ h p th c, có ý h s ) bi u di n bi n đ i c b n c a nguyên t quan tâm ThuVienDeThi.com Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t * th đ nh đ ng cho (ho c qua d ki n tốn s tính đ c) s mol c a nguyên t quan tâm, t xác c l ng (mol, kh i l ng) c a ch t III CÁC VÍ D Ví d 1: Hoà tan h n h p X g m 0,2 mol Fe 0,1 mol Fe O3 vào dung d ch HCl d đ Cho dung d ch D tác d ng v i NaOH d thu đ khí đ n kh i l ng khơng đ i thu đ A 16,0 c dung d ch D c k t t a L c k t t a, r a s ch đ em nung không c m gam ch t r n Y Giá tri c a m B 30,4 C 32,0 D 48,0 Gi i: Fe HCl FeCl2 NaOH Fe(OH)2 t YFe2O3 Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3 S đ : X Theo BTNT v i Fe: nFe O3(Y) = m = 0,2.160 = 32,0 Ví d 2: n Fe 0,2 n Fe2O3 (X) 0,1 0,2 mol 2 áp án C un nóng h n h p b t X g m 0,06 mol Al, 0,01 mol Fe O4 , 0,015 mol Fe O3 0,02 mol FeO m t th i gian H n h p Y thu đ c sau ph n ng đ c hoà tan hoàn toàn vào dung d ch HCl d , thu đ c dung d ch Z Thêm NH3 vào Z cho đ n d , l c k t t a T, đem nung ngồi khơng khí đ n kh i l ng không đ i thu đ c m gam ch t r n Giá tr c a m A 6,16 B 6,40 C 7,78 D 9.46 Gi i: Theo BTNT v i Al: n Al2O3 = Theo BTNT v i Fe: n Fe2O3 n Al = 0,03 mol = n Fe 3n Fe3O4 (X) n Fe2O3 (X) 0,04 mol 2 m = n Al2O3 n Fe2O3 0,06.102 0,04.160 9,46 áp án D Ví d 3: t cháy 9,8 gam b t Fe khơng khí thu đ c h n h p r n X g m FeO, Fe O4 Fe2 O3 hoà tan X c n dùng v a h t 500ml dung d ch HNO 1,6M, thu đ nh t, A 6,16 c V lít khí NO (s n ph m kh đktc) Giá tr c a V B 10,08 C 11,76 Gi i: ThuVienDeThi.com D 14,0 Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t O t0 HNO3 2, S đ ph n ng : Fe X Fe(NO3 )3 NO Theo BNTN v i Fe: n Fe(NO3 )3 = nFe = 0,175mol Theo BNTN v i N: nNO = n HNO3 – n Fe(NO3 )3 = 0,5.1,6 – 3.0,175 = 0,275 mol V = 0,275 22,4 = 6,16 áp án A Ví d 4: L y a mol NaOH h p th hồn tồn 2,64 gam khí CO , thu đ c 200ml dung d ch X Trong dung d ch X khơng cịn NaOH n ng đ c a ion CO32 0,2M a có giá tr : A 0,06 B 0,08 C 0,10 D 0,12 Gi i: S đ ph n ng : CO2 + NaOH Na2 CO3 + NaHCO3 Theo BNTN v i C : n NaHCO3 n CO2 n Na 2CO3 2,64 0,2.0,2 0,02mol 44 Theo BNTN v i Na: a = n Na 2CO3 + n NaHCO3 = 0,04 + 0,02 = 0,1 áp án C Ví d 5: Hoà tan hoàn toàn h n h p g m x mol FeS2 y mol Cu2 S vào axit HNO3 (v a đ ), thu đ c dung d ch X (ch ch a hai mu i sunfat) khí nh t NO T s x/y A 6/5 B 2/1 C 1/2 D 5/6 Gi i: X ch ch a mu i sunfat, khí NO nh t S chuy n h t thành SO 24 2FeS2 Fe2 (SO )3 ; Cu 2S 2CuSO 0,5x y 2y x S đ bi n đ i: Theo BTNT v i S: 2x + y = 3.0,5x + 2y 0,5x = y x/y = 2/1 Ví d 6: áp án B t cháy hoàn toàn m gam h n h p X g m C3 H8 , C4 H6 , C5 H10 C6 H6 thu đ c 7,92 gam CO2 2,7 gam H2 O, m có giá tr A 2,82 B 2,67 C 2,46 Gi i: O ,t CO H O S đ ph n ng: X {C3 H8 , C4 H6 , C5 H10 , C6 H6 } 2 Theo BTNT v i C H: m = mc + mH = 7,92 2,7 x12 2,46 44 ThuVienDeThi.com áp án C D 2,31 Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t Ví d 7: Ti n hành cracking nhi t đ cao 5,8 gam butan Sau m t th i gian thu đ g m CH4 , C2 H6 , C2 H4 , C3 H6 C4 H10 sinh qua bình đ ng H2 SO4 đ c A 9,0 gam c h n h p khí X t cháy hồn tồn X khí oxi d , r i d n tồn b s n ph m t ng kh i l ng c a bình H2 SO4 đ c B 4,5 gam C 18,0 gam D 13,5 gam Gi i: O2,t cracking S đ ph n ng : C4 H10 X H2 O Kh i l ng bình H2 SO4 đ c t ng lên kh i l ng c a H O b h p th Theo BTNT v i H: n H2O 5,8 n H 10n C4H10 0,5 mol 58 2 n H 2O = 0,5.18 = 9,0 gam Ví d 8: đ áp án A t cháy hoàn to n 0,1 mol anđehit đ n ch c X c n dùng v a đ 12,32 lít khí O (đktc), thu c 17,6 gam CO2 , X anđehit d i đây? A CH=C-CH2 -CHO B CH3 -CH2 -CH2 -CHO C CH2 =CH-CH2 -CHO D CH2 =C=CH-CHO Gi i: n O2 = 0,55 mol; n CO2 = 0,4 mol Nh n xét: X anđehit đ n ch c nO(X) = nX = 0,1 mol Theo LBT nguyên t v i O : n H2O = n O(H 2O) = nX + n O2 - n CO2 = 0,1+2.0,55-2.0,4 = 0,4 mol Nh n th y: n H2O n CO2 0,4mol X CH3 – CH2 – CH2 – CHO n CO2 4n X Ví d 9: X m t ancol no, m ch h áp án B t cháy hoàn toàn 0,05 mol X c n 5,6 gam oxi, thu đ ch in c 6,6 gam CO2 Công th c c a X A C2 H4 (OH)2 B C3 H7 OH C C3 H6 (OH)2 Gi i: n O2 = 0,175mol; n CO2 = 0,15mol S đ cháy: X + O2 CO2 + H2 O Vì X ancol no, m nh h n H2O n X n CO2 = 0,05+0,15 = 0,2 mol Theo LBT nguyên t v i O : nO(X) = 2n CO2 n H2O 2n O2 = 2.0,15 + 0,2 – 2.0,175 = 0,15mol ThuVienDeThi.com D C3 H5 (OH)3 Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t n CO2 3n X X C3 H5 (OH)3 n 3n O(X) X Nh n th y Ví d 10: áp án D t cháy hồn tồn m gam m t amin đ n ch c X b ng l ng khơng khí v a đ thu đ c 1,76 gam CO2 ; 1,26 gam H2 O V lít N2 (đktc) Gi thi t khơng khí ch g m N2 Và O2 oxi chi m 20% v th tích Cơng th c phân t c a X th tích V l n l t A X C2 H5 NH2 ; V = 6,72 1ít B X C3 H7 NH2 ; V = 6,944 1ít C X C3 H7 NH2 ; V = 6,72 1ít D X C2 H5 NH2 ; V = 6,944 1ít Gi i: n CO2 = 0,04 mol; n H2O = 0,07 mol Nh n th y: n H 0,07.2 X C2 H5 NH2 nC 0,04 S đ cháy: 2C2 H5 NH2 + O2 4CO2 + 7H2 O + N2 Theo LBT nguyên t v i N: n N (t ph n ng đ t cháy) Theo LBT nguyên t v i O: nCO2 + n N (t n khơng khí) N (thu đ n H 2O = n X 0,02 0,01mol 2 0,04 0,07 0,075mol = 4n O2 = 0,075 = 0,3 mol c) = n N (t ph n ng đ t cháy) V= 22,4.0,31 = 6,944 lít + n N2 (t khơng khí) = 0,01 + 0,3 = 0,31 mol áp án D IV BÀI T P T LUY N Câu : H n h p ch t r n X g m 0,1 mol Fe O3 0,1 mol Fe O4 Hoà tan hoàn toàn X b ng dung d ch HCl d , thu đ c dung d ch Y Cho NaOH d vào Y, thu đ đem nung khơng khí đ n kh i l ng khơng đ i thu đ A 32,0 gam B 16,0 gam c k t t a Z L c l y k t t a, r a s ch r i c ch t r n có kh i l ng C 39,2 gam D 40,0 gam Câu : Cho 4,48 lít khí CO ( đktc) t t qua ng s nung nóng đ ng gam m t oxit s t đ n ph n ng x y hồn tồn Khí thu đ c sau ph n ng có t kh i so v i hiđro b ng 20 Công th c c a oxit s t ph n tr m th tích c a khí CO2 h n h p khí sau ph n ng l n l t là: A FeO; 75% B Fe2 O3 ; 75% C Fe2 O3 ; 65% Câu : H n h p A g m etan, etilen, axetilen butađien-1,3 ph m cháy h p th vào dung d ch n c vôi d , thu đ D Fe3 O4 ; 75% t cháy h t m gam h n h p A Cho s n c 100 gam k t t a kh i l ng dung d ch n vôi sau ph n ng gi m 39,8 gam Tr s c a m ThuVienDeThi.com c Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t A 13,8 gam B 37,4 gam C 58,75 gam D 60,2 gam Câu : Hoà tan hoàn toàn h n h p g m 0,12 mol FeS2 a mol Cu2 S vào axit HNO3 (v a đ ), thu đ c dung d ch X (ch ch a hai mu i sunfat) khí nh t NO Giá tr c a m A 0,06 B 0,04 C 0,12 D 0,075 t cháy hoàn toàn m t th tích khí thiên nhiên g m metan, etan, propan b ng oxi khơng khí Câu : (trong khơng khí, oxi chi m 20% th tích), thu đ c 7,84 lít khí CO ( đktc) 9,9 gam n c Th tích khơng khí ( đktc) nh nh t c n dùng đ đ t cháy hồn tồn l ng khí thiên nhiên A 70,0 lít B 78,4 lít C 84,0 lít D 56,0 lít Câu : D n V lít ( đktc) h n h p X g m axetilen hiđro qua ng s đ ng b t niken nung nóng, thu đ c khí Y D n Y vào l ng d AgNO (ho c Ag2 O) dung d ch NH3 thu đ kh i dung d ch ph n ng v a đ v i 16 gam brom cịn l i khí Z đ c 2,24 lít khí CO2 ( đktc) 4,5 gam n A 5,6 c 12 gam k t t a Khí t cháy hồn tồn khí Z thu c Giá tr c a V b ng B 13,44 C 11,2 D 8,96 Câu 7: Hoà tan hoàn toàn 0,3 mol h n h p g m Al Al4 C3 vào dung d ch KOH (d ), thu đ h n h p khí dung d ch X S c khí CO (d ) vào dung d ch X, l ng k t t a thu đ c x mol c 46,8 gam Giá tr c a x A 0,55 B 0,60 C 0,40 D 0,45 Câu : Hoà tan hoàn toàn m gam oxit Fe xOy b ng dung d ch H2 SO4 đ c nóng v a đ , có ch a 0,075 mol H2 SO4 , thu đ c z gam mu i 168ml khí SO (s n ph m kh nh t, đo đktc) Oxit Fe xOy A FeO B Fe2 O3 C Fe3 O4 D FeO ho c Fe O4 Câu 9: Hoà tan hoàn toàn h n h p g m 0,27 gam b t nhôm 2,04 gam b t Al2 O3 dung d ch NaOH d thu đ c dung d ch X Cho CO d tác d ng v i dung d ch X thu đ nhi t đ cao đ n kh i l ng không đ i thu đ c k t t a Y, nung Y c ch t r n Z Bi t hi u su t ph n ng đ u đ t 100% Kh i l ng c a Z A 2,04 gam Câu 10 : B 2,31 gam C 3,06 gam un nóng 7,6 gam h n h p A g m C2 H2 , C2 H4 H2 bình kín v i xúc tác Ni thu đ h p khí B t cháy hồn tồn h n h p B, d n s n ph m cháy thu đ A 6,0 gam B 9,6 gam ch n c l n l t qua bình đ ng H SO4 đ c, bình đ ng Ca(OH)2 d th y kh i l ng bình t ng 14,4 gam Kh i l ng t ng lên Câu 11 : D 2,55 gam C 35,2 gam bình D 22,0 gam t cháy hồn toàn m gam h n h p hai ancol đ n ch c dãy đ ng đ ng dùng v a đ V lít khí O2 (đktc), thu đ A 17,92 lít c 10,08 lít CO2 (đktc) 12,6 gam H2 O Giá tr c a V B 4,48 lít C 15,12 lít ThuVienDeThi.com D 25,76 lít Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t t cháy m t h n h p hidrocacbon X thu đ Câu 12 : c 2,24 lít CO2 (đktc) 2,7 gam H2 O Th tích O2 tham gia ph n ng cháy (đktc) A 2,80 lít B 3,92 lít C 4,48 lít D 5,60 lít Câu 13 : Dung d ch X g m Na CO3 , K2 CO3 , NaHCO3 Chia X thành hai ph n b ng : - Ph n 1: tác d ng v i n c vôi d đ - Ph n 2: tác d ng v i dung d ch HCl d đ A 2,24 c 20 gam k t t a c V lít khí CO (đktc) Giá tr c a V là: B 4,48 C 6,72 D 3,36 Câu 14 : Chia h n h p g m : C3 H6 , C2 H4 , C2 H2 thành ph n b ng nhau: - t cháy ph n thu đ c 2,24 lít khí CO (đktc) - Hiđro hố ph n r i đ t cháy h t s n ph m th tích CO (đktc) thu đ A 2,24 lít B 1,12 lít c là: C 3,36 lít D 4,48 lít ÁP ÁN 1D 2B 3A 4A 5A 6C 7B 8C 9D 10D 11C 12B 13B 14A ThuVienDeThi.com ... ch n vôi sau ph n ng gi m 39 ,8 gam Tr s c a m ThuVienDeThi.com c Ph ng pháp 4: B o toƠn nguyên t A 13 ,8 gam B 37,4 gam C 58, 75 gam D 60,2 gam Câu : Hoà tan hoàn toàn h n h p g m 0,12 mol FeS2... N2 nC = n CO2 Theo LBT nguyên t : nH = n H2O n O(Cx H yOz Nt ) = n CO2 + n H2O - n O2 nN = n N Ph ng pháp b o toàn kh i l ng nguyên t v i O đ c s d ng r t ph bi n tốn hóa h uc * Chú ý: i v... B t cháy hồn toàn m gam h n h p X g m C3 H8 , C4 H6 , C5 H10 C6 H6 thu đ c 7,92 gam CO2 2,7 gam H2 O, m có giá tr A 2 ,82 B 2,67 C 2,46 Gi i: O ,t CO H O S đ ph n ng: X {C3 H8 , C4 H6 , C5