Chuyên đề Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron45520

TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HOÁ Phần I: MỞ ĐẦU I Cơ sở lý luận: Dạy học hoá học trường đổi tích cực nhằm góp phần thực thắng lợi mục tiêu trường THCS Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức vận dụng kĩ năng, nhà trường phải trọng đến công tác phát bồi dưỡng học sinh giỏi cấp Đây nhiệm vụ quan trọng việc phát triển giáo dục địa phương Đặc biệt trường THCS huyện Xuất phát từ nhiệm vụ năm học Phòng GD & ĐT Trường THCS Yên Lạc đề ra, với mục tiêu: “ Nâng cao số lượng chất lượng đội tuyển HSG cấp, đặc biệt HSG cấp tỉnh ” Mặt khác, chương trình hố học THCS đồng tâm với chương trình hố học THPT Do lượng kiến thức HSG rộng ( nhiều tập đề thi tuyển sinh trường đại học, cao đẳng nước, đề HSG lớp 11, 12), nên học hố học khơng đơn sử dụng kiến thức cũ mà có tìm kiếm kiến thức vận dụng kiến thức cũ tình Xuất phát từ thực tế giảng dạy toán hoá học cho thấy, tốn hố học có nhiều lời giải khác nhau: có cách giải dài dịng khó hiểu, có cách ngắn gọn, đơn giản dễ hiểu Vì để đáp ứng u cầu phải tìm tịi phát cách giải đơn giản, ngắn gọn dễ hiểu Qua thực tiễn tìm hiểu, tham khảo tư liệu giảng dạy hố học, tơi xây dựng áp dụng chuyên đề: “ BÀI TOÁN ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON ” nhằm giúp em học sinh có kinh nghiệm giải tốn hố học, em có cách giải mới, nhanh gọn, dễ hiểu đơn giản cho toán liên quan đến phản ứng oxi hoá khử Giúp em hứng thú, say mê học tập hố học THCS nói riêng II Mục đích đối tượng: Mục đích: - Nghiên cứu kinh nghiệm bồi dưỡng kĩ giải tập hoá học cho học sinh lớp dự thi HSG cấp tỉnh - Nêu phương pháp giải dạng tốn áp dụng định luật bảo tồn electron nhằm giúp học sinh nhận dạng giải nhanh tập hoá học liên quan đến phản ứng oxi hoá khử Đối tượng: Học sinh đội tuyển học sinh giỏi mơn hố học Trường THCS n Lạc -1Chun đề: Bài tốn áp dụng định luật bảo tồn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HOÁ Phần II: NỘI DUNG A MỘT SỐ KIẾN THỨC CẦN NHỚ I Một số khái niệm - Chất oxi hoá: chất nhận electron chất khác - Chất khử: chất nhường electron cho chất khác - Quá trình oxi hố: q trình xảy electron - Quá trình khử: trình xảy nhận electron VD: Xác định chất oxi hoá, chất khử viết bán phản ứng oxi hoá khử sau: 7 1 2 KMn O  HCl  KCl  Mn Cl  Cl  H 2O - Chất oxi hoá: Mn+7(KMnO4) - Chất khử: Cl-1(HCl) - Quá trình nhường electron: 2Cl-1 → Cl2 + 2e mol (mol electron) - Quá trình nhận electron: Mn+7 + 5e → Mn+2 mol mol electron Al + HNO3  Al(NO3)3 + N2O + H2O - Chất oxi hoá: N+5(HNO3) - Chất khử: Al - Quá trình nhường electron: Al  Al 3  3e mol mol electron - Quá trình nhận electron: 2N+5 + x 4e → 2N+1 2x4 mol electron mol II Nội dung: Nguyên tắc: Trong phản ứng oxi hoá khử: Tổng số electron chất khử nhường tổng số electron chất oxi hố nhận Từ suy ra: Tổng số mol electron mà chất khử nhường tổng số mol electron chất oxi hố nhận Dựa ngun tắc giải nhiều toán dùng phương pháp khác không giải lời giải dài dòng, phức tạp Phạm vi áp dụng Các toán liên quan đến phản ứng oxi hoá khử chương trình THCS THPT, đặc biệt toán oxi hoá khử phức tạp nhiều giai đoạn, nhiều q trình -2Chun đề: Bài tốn áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HỐ III Một số lưu ý: - Bài tốn cịn phải kết hợp thêm phương pháp khác như: phương pháp bảo toàn nguyên tố, phương pháp bảo toàn khối lượng - Tính oxi hố axit: HNO3, H2SO4 đặc nóng… + Sản phẩm khử HNO3 thường là: N2, NO, NO2, N2O, NH4NO3 + Sản phẩm khử H2SO4 đặc nóng: SO2, S, H2S - Một số axit có tính khử như: HCl, HBr, HI, H2S … Nếu nhiều kim loại tác dụng với axit có tính oxi hố mạnh như: HNO3, H2SO4 đặc, nóng… ngốc axit muối = n electron nhan dien tich ion - Nếu toán tạo sản phẩm có số oxi hố trung gian ta quan tâm đến trạng thái số oxi hoá đầu cuối chất khử chất oxi hố, mà khơng cần quan tâm đến giai đoạn trung gian Ví dụ : Để sắt ngồi khơng khí thời gian thu hỗn hợp gồm sắt oxit sắt Hoà tan hỗn hợp dung dịch HNO3 dư thu dung dịch muối sắt (III) nitrat khí NO sản phẩm khử Ở VD ta nhận thấy: Fe0  hỗn hợp có Fe0, Fe+2, Fe+8/3, Fe+3  Fe+3 Do ta bỏ qua giai đoạn trung tạo thành hỗn hợp, mà chất từ Fe  Fe+3 Ví dụ 2: Trộn bột Al với Fe2O3 tiến hành phản ứng nhiệt nhơm điều kiện khơng có khơng khí sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn Hoà tan hỗn hợp chất rắn lượng vừa đủ dd H2SO4 đặc nóng, thu khí SO2 sản phẩm khử Ở VD ta nhận thấy: Al0  Al+3 Fe+3  hỗn hợp có Fe0, Fe+2, Fe+8/3, Fe+3  Fe+3 Do ta bỏ qua q trình nhận electron Fe+3 trình nhường electron Fe oxit sắt Vì trình nhường electron Al0  Al+3 Quá trình nhận electron S+6  S+4 Dựa vào phương pháp định luật bảo toàn electron, theo chia làm dạng tập bản: Bài tốn có chất khử chất oxi hố Bài tốn có nhiều chất khử chất oxi hoá ( chất khử nhiều chất oxi hố) Bài tốn có nhiều chất khử nhiều chất oxi hoá -3Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HỐ B ÁP DỤNG I Bài tốn có chất khử chất oxi hố Ví dụ (Đề thi HSG tỉnh Phú Thọ năm 2005 - 2006) Hoà tan hết 2,16 gam FeO HNO3 sau phản ứng thấy 0,244 lit khí X (đktc) sản phẩm khử Tìm X? Hướng dẫn Khí X sinh chứa nitơ: NxOy (x= 1, y = 0, 1, 2, 3) Ta có: nFeO = 0,03 mol, nX = 0,01 mol Ta có bán phản ứng oxi hoá khử: Fe+2 → Fe+3 + 1e xN+5 + (5x- 2y)e → xN+2y/x 0,03 mol 0,03 mol (5x – 2y)0,01mol 0,01x mol Áp dụng định luật bảo toàn electron ta được: 0,03 = (5x – 2y)0,01 Vậy 5x – 2y = x y (nhận) 2,5 (loại) Vậy X là: NO Ví dụ 2: (PP giải nhanh toán trắc nghiệm - Đỗ Xuân Hưng) Trộn 5,4 gam Al với hỗn hợp Fe2O3 CuO, tiến hành phản ứng nhiệt nhôm điều kiện khơng có khơng khí sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn A Hoà tan hỗn hợp chất rắn A lượng vừa đủ dung dịch HNO3 thu lít khí N2O (đktc)( N2O sản phẩm khử nhất) Hướng dẫn: n Al  5,  0, 2(mol ) 27 Các trình nhường nhận electron Al → Al+3 + 3e 0,2 mol 0,6 mol +5 2N + x 4e → 2N+1 8a mol a mol Theo định luật bảo tồn electron ta có: 8a = 0,6  a = 0,075 (mol) Vậy: V  0, 075 x 22,  1, 68 (lít) N 2O Nhận xét: ta bỏ qua trình nhường nhận electron Fe+3 Cu+2 ban đầu Fe+3 Cu+2 hợp chất, nhận electron thành Fe Cu phản ứng với HNO3 lại thành Fe+3 Cu+2 -4Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HỐ Ví dụ 3: (PP giải nhanh toán trắc nghiệm - Đỗ Xuân Hưng) Nung m(g) Fe2O3 với khí CO thiếu thu 6,52(g) hỗn hợp Y gồm chất rắn Hòa tan Y hết vào dd HNO3 thu 6,72lít khí NO (đktc) Tìm m Hướng dẫn: nNO = 0,3 (mol) Ta có bán phản ứng oxi hố khử: C+2 → C+4 + 2e a mol a mol 2a mol +5 N + 3e → N+2 0,9 mol 0,3 mol Áp dụng định luật bảo toàn electron ta được: n CO  0, 45(mol )  n CO Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta tính được: m Fe O  m  mCO  m m  13,92( gam) Fe O Y 2 CO II Bài tốn có nhiều chất khử chất oxi hoá ( chất khử nhiều chất oxi hố) Ví dụ 1: (Đề thi HSG tỉnh lớp - Gia Lai năm học 2009 - 2010) Để m gam sắt ngồi khơng khí, sau thời gian thu chất rắn X có khối lượng (m + 1,6) gam Nếu cho toàn X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu 4,48 lít khí SO2 (đktc) Tính m Hướng dẫn Trong chất X có: Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 nên ta có sơ đồ: O H SO  4,48 lít SO  m + 1,6 (g) hh X có: Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3  m (g) Fe  dd Fe2(SO4)3 2 4, 48  0, 2(mol ) 22, 1, nO  32  0, 05(mol ) n SO  Vậy ta có q trình nhường nhận electron chất: - Quá trình nhường electron Fe → Fe+3 + 3e m mol 56 3m mol 56 - Q trình nhận electron -5Chun đề: Bài tốn áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HOÁ O2 + 4e → 0,05 mol 0,2 mol S+6(H2SO4) + 2e → S+4(SO2) 0,4 mol 0,2 mol Theo định luật bảo tồn electron ta có: Tổng số mol electron nhường = tổng số mol electron nhận 2O-2  3m  0,  0,  m  11, 2( gam) 56 Ví dụ 2: ( Đề thi Olympic – 30/04/2006) Cho 2,52 g hh X gồm Al Mg trộn theo tỉ lệ mol : tác dụng với H2SO4 đặc thu muối sunfat 0,03 mol sản phẩm chứa lưu huỳnh Xác định sản phẩm tạo thành viết phương phản ứng Hướng dẫn: Theo ta tính số mol Al Mg nAl = 0,04 (mol) nMg = 0,06 (mol) Ta có bán phản ứng oxi hoá khử sau: Al → Al+3 + 3e Mg → Mg+2 + 2e 0,04 mol 0,12 mol 0,06 mol 0,12 mol +6 +(6 n) S + ne → S 0,03n 0,03 Theo định luật bảo toàn electron ta có: 0,03n = 0,24  n = Vậy sản phẩm khử là: H2S Ví dụ 3: (Các dạng toán PP giải hoá học 12 - phần vô - Lê Thanh Xuân) Cho hỗn hợp kim loại A gồm Zn Al Lấy nửa hỗn hợp A tác dụng với dung dịch CuSO4 dư Phản ứng xong đem toàn chất rắn tạo thành cho tác dụng hết với HNO3 thu 4,48 lít NO (đktc) a Nếu cho hỗn hợp A tác dụng hết với HNO3 Tính thể tích khí N2 (đktc) sinh b Nếu khối lượng hỗn hợp A 24,9 gam Tính khối lượng kim loại A Hướng dẫn: Số mol NO = 0,2 (mol) Gọi x, y số mol Zn, Al nửa hỗn hợp A Zn → Zn+2 + 2e Al → Al+3 + 3e x mol 2x mol y mol 3y mol +5 +2 N (HNO3) + 3e → N (NO) 0,6 mol 0,2 mol  2x + 3y= 0,6 (1) a) Hỗn hợp A tác dụng hết với HNO3 : Zn → Zn+2 + 2e Al → Al+3 + 3e 2x 4x 2y 6y -6Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC + 10e → 10a mol Ta có: 4x + 6y = 10a 2N+5(HNO Vậy a  V N2 3) TỔ SINH HOÁ N2 a mol 2(2 x  y )  0,12(mol ) 10  0,12 x 22,  2, 688 (lít) b) 65x + 27y = 12,45 (2)  x = 0,15 ; y = 0,1 mZn= 0,15.65 = 19,5 (g); mAl = 24,9 - 19,5 = 5,4 (g) III Bài tốn có nhiều chất khử nhiều chất oxi hố Ví dụ 1: (Đề thi HSG tỉnh lớp - Phú Yên năm học 2006 - 2007) 1- Hoà tan m gam hỗn hợp A gồm Fe kim loại M (có hố trị khơng đổi) dung dịch HCl dư thu 1,008 lít khí (đktc) dung dịch chứa 4,575 gam muối khan Tính m 2- Mặt khác hồ tan m gam hỗn hợp A dung dịch chứa hỗn hợp HNO3 đặc H2SO4 nhiệt độ thích hợp thu 1,8816 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H2 25,25 Xác định kim loại M Hướng dẫn 1- Các phương trình phản ứng xẩy ra: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 2M + 2nHCl  2MCln + nH2 Số mol H2 = 1,008 : 22,4 = 0,045  số mol HCl phản ứng = 0,045.2 = 0,09 Bảo toàn khối lượng : Khối lượng kim loại + khối lượng HCl phản ứng = khối lượng muối + khối lượng H2  m + 0,09.36,5 = 4,575 + 0,045.2  m = 1,38 (g) 2- Gọi x, y số mol Fe, M 56x + My = 1,38 (1) 2x + ny = 0,09 (2) - Tác dụng với HNO3 đặc, H2SO4 : Số mol khí = 1,8816 : 22,4 = 0,084 ; M khí = 25,25.2 = 50,5 Khối lượng mol NO2 = 46 < 50,5  khối lượng mol khí cịn lại > 50,5  SO2  n NO  0, 063(mol ) n SO  0, 021(mol ) 2 -7Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HỐ Ta có bán phản ứng oxi hoá khử sau: Fe → Fe+3 + 3e x mol 3x mol +n M → M + ne y mol ny mol +5 N (HNO3) + 1e → N+4(NO2) 0,063 mol 0,063 mol +6 +4 S (H2SO4) + 2e → S (SO2) 0,042 mol 0,021 mol Theo định luật bảo tồn electron ta có: 3x + ny = 0,105 (3) Từ (2), (3) x = 0,015 ny = 0,06 vào (1): 56.0,015 + M 0,06 : n = 1,38  M = 9n chọn n =  M = 27(Al) Ví dụ 2: (PP giải tốn hố vơ - Quan Hán Thành) Cho 7,22g hỗn hợp X gồm Fe kim loại M có hóa trị khơng đổi Chia hỗn hợp thành phần nhau: - Hoà tan hết phần dung dịch HCl 2,128 l H2 - Hoà tan hết phần dung dịch HNO3 1,792 l khí NO Xác định kim loại M % khối lượng kim loại hỗn hợp X? Cho 3,61g X tác dụng với 100ml dung dịch A chứa Cu(NO3)2 AgNO3 Sau phản ứng thu dung dịch B 8,12g chất rắn D gồm kim loại Cho chất rắn D tác dụng với dung dịch HCl dư thu 0,672 l H2 Các chất khí đo đkc phản ứng xảy hồn tồn Tính CM Cu(NO3)2 AgNO3 dung dịch A Hướng dẫn: Đặt số mol kim loại Fe M nửa hỗn hợp x, y hoá trị M n: n H  0, 095(mol ) n  0, 08(mol ) NO Theo ta có: 56x +My =3,61(1) Các bán phản ứng oxi hoá khử xẩy ra: Phần 1: Fe → Fe+2 + 2e x mol 2x mol +n M → M + ne y mol ny mol + 2H + 2e → H2 -8Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HOÁ 0,19 mol 0,095 mol Theo định luật bảo toàn electron ta được: 2x + ny = 0,19(2) Phần 2: Fe → Fe+3 + 3e x mol 3x mol +n M → M + ne y mol ny mol +5 N (HNO3) + 3e → N+2(NO) 0,24 mol 0,08 mol Theo định luật bảo toàn electron ta được: 3x + ny = 0,24(3) Từ (1), (2), (3) ta tính được: x = 0,05 mol y= 0, 09 mol n M = 9n Vậy M Al x = 0,05 mol y = 0,03 mol %mFe = 77,56%; n M 9(loại) 18 (loại) 27(nhận) %mAl = 22,44% Đặt nồng độ mol Cu(NO3)2 AgNO3 100 ml dung dịch A a b Số mol Cu(NO3)2 AgNO3 100 ml dung dịch A: 0,1a 0,1b Vì chất rắn D gồm kim loại nên Fe dư, muối dung dịch A hết Chất rắn D tác dụng với dung dịch HCl có Fe phản ứng: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 Số mol sắt dư: nFedư = nH  0, 672  0, 03(mol ) 22, Vậy số mol Fe phản ứng với dung dịch A: 0,03 mol Ta có bán phản ứng oxi hoá khử: Fe → Fe+2 + 2e Cu+2 + 2e → 0,02 mol 0,04 mol 0,1a mol 0,2a mol +3 + Al → Al + 3e Ag + e → 0,03 mol 0,09 mol 0,1b mol 0,1b mol Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 0,2a + 0,1b = 0,13(1) -9Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com Cu 0,1a mol Ag 0,1b mol TRƯỜNG THCS YÊN LẠC mD = mFedư + mCu + mAg  mCu + mAg =6,44  64.0,1a + 108.0.1b = 6,44(2) Từ (1) (2) ta tính được: a = 0,5M b = 0,3M TỔ SINH HỐ Ví dụ 3: (PP giải nhanh tốn trắc nghiệm - Đỗ Xuân Hưng) Hỗn hợp A gồm Mg Al, hỗn hợp B gồm O2 Cl2 Cho 1,29 gam hôn hợp A phản ứng hết với 1,176 lít hỗn hợp B (đktc) thu dược 4,53 gam hỗn hợp X gồm oxit muối clorua Tính % theo khối lượng kim loại hỗn hợp đầu Hướng dẫn: nB = 0,0525(mol) - Đặt a, b số mol Mg Al 1,29 gam hỗn hợp A Ta có: 24a + 27b = 1,29 (1) - Đặt x, y số mol O2 Cl2 hỗn hợp B Ta có: x + y = 0,0525 (2) Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mA + mB = mX  mB = 4,53 - 1,29 = 3,24 (gam)  32x + 71y = 3,24 (3) Các bán phản ứng oxi hoá khử xẩy ra: Mg → Mg+2 + 2e O2 + 4e → 2O-2 a mol 2a mol x mol 4x mol +3 Al → Al + 3e Cl2 + 2e → 2Cl-1 b mol 3b mol y mol 2y mol Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 2a + 3b = 4x + 2y (4) Từ 1, 2, ta có: a = 0,02 (mol) b = 0,03 (mol) x = 0.0125 (mol) y = 0,04 (mol) %mMg = 37,2% ; %mAl = 62,8% - 10 Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC LUYỆN TẬP TỔ SINH HỐ Bài 1: (PP giải tốn hố vơ - Quan Hán Thành) Hỗn hợp X gồm FeS2 MS có số mol nhau, M kim loại có hố trị khơng đổi Cho 6,51g X tác dụng hồn tồn với lượng dư dd HNO3 đun nóng, thu dd A1 13,216 lit (đkc) hỗn hợp khí A2 có khối lượng 26,34g gồm NO2 NO Thêm lượng dư dd BaCl2 loãng vào A1, thấy tạo thành m1 g kết tuả trắng dd dư axit Hãy cho biết kim loại M MS kim loại ? Tính giá trị khối lượng m1.Tính % khối lượng chất X Đáp số: M Zn, m1 = 20,97g %mFeS2 = 120.0,03 100%  55,3% %mZnS = 44,7% 6,51 Bài 2: (PP giải nhanh toán trắc nghiệm - Đỗ Xuân Hưng) Hoà tan 5,64g Cu(NO3)2 1,7g AgNO3 vào nước 101,43g dd A Cho 1,57g hh X bột kim loại gồm Zn Al vào dd A khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu phần rắn B dd D chứa muối Ngâm B dd H2SO4 lỗng khơng thấy có khí ra.Tính C% muối có dd D Đáp số: C% (Zn(NO3)2) =3,78% C% (Al(NO3)3) = 2,13% Bài 3: (PP giải tốn hố vơ - Quan Hán Thành) Hoà tan 22,064g hỗn hợp X gồm Al Zn vừa đủ với 500ml dd HNO3 loãng thu dd A 3,136 lit (đkc) hỗn hợp khí Y gồm khí khơng màu (trong có khí hố nâu ngồi khơng khí), khối lượng hỗn hợp khí Y 5,18g Tính % số mol kim loại hỗn hợp X.Cô cạn dd A thu gam muối khan Đáp số: %Al = 11,53%, %Zn = 88,47% mmuối = 69,804 g Bài 4: (Đề thi HSG tỉnh Phú Thọ năm 2003 - 2004) Cho 12,45g hh X gồm Al kim loại M(II) tác dụng với dd HNO3 dư thu 1,12 lit hh khí (N2O N2) có tỉ khối so với H2 18,8 dd Y Cho Y tác dụng với dd NaOH dư thu 0,448 lit khí NH3.Tìm kim loại M khối lượng kim loại X Biết nX = 0,25 mol khí đo đkc Đáp số: M Zn mAl = 0,1 27 = 2,7 g mZn = 0,15.65 = 9,75 g Bài 5: (PP giải nhanh toán trắc nghiệm - Cao Thị Thiên An) Hỗn hợp A gồm kim loại R1, R2 có hố trị x, y không đổi (R1, R2 không tác dụng với nước đứng trước Cu dãy hoạt động hóa học kim loại) Cho hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với dd Cu(NO3)2 thu m g Cu Cho m g Cu tác dụng hết với dd HNO3 dư thu 1,12 l khí NO đktc Nếu cho lượng hỗn hợp A phản ứng hoàn tồn với dd HNO3 thu lít N2 Các thể tích khí đo đktc ĐS: VN = 22,4.0,015 = 0,336 lit - 11 Chuyên đề: Bài tốn áp dụng định luật bảo tồn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HOÁ Bài 6: (PP giải nhanh toán trắc nghiệm - Cao Thị Thiên An) Để m(g) Fe khơng khí bị oxi hóa phần thành 22(g) hỗn hợp oxit Fe dư Hòa tan hỗn hợp vào dung dịch HNO3 dư thu 4,48 lit khí NO (đkc) Tìm m Đáp số: m = 18,76 (gam) Bài 7: (PP giải nhanh toán trắc nghiệm - Cao Thị Thiên An) Cho 16,2 gam kim loại M (hố trị khơng đổi) tác dụng với 0,15 mol oxi Chất rắn thu sau phản ứng cho hoà tan hoàn toàn vào dung dịch HCl dư thu 13,44 lít H2 (đktc) Xác định kim loại M (Biết phản ứng xảy hoàn toàn) Đáp số: M Al Bài 8: (PP giải nhanh toán trắc nghiệm - Cao Thị Thiên An) Oxi hoá chậm m gam Fe ngồi khơng khí gam hỗn hợp A gồm FeO , Fe2O3 , Fe3O4 Fe dư Hoà tan A lượng vừa đủ 200 ml dd HNO3 thu 2,24 lít NO (ở đktc) Tính m CM dd HNO3 Đáp số: m = 10,08 (gam) C M ( HNO )  2M Bài 9: Cho m gam kim loại A tác dụng hết với dung dịch HNO3 lỗng thu 0,672 lít NO (ở đktc) , cô cạn dd sau phản ứng thu 12,12 gam tinh thể A(NO3)3.9H2O Kim loại A Đáp số: Kim loại : Fe Bài 10: Hoà tan hoàn toàn 17,4 gam hh kim loại Al , Fe , Mg dd HCl thấy thoát 13,44 lít khí đktc Nếu cho 34,8 gam hh kim loại tác dụng với dd CuSO4 dư , lọc toàn chất rắn tạo hoà tan hết vào dd HNO3 đặc nóng thể tích khí thu đktc : Đáp số: V = 53,76 (lít) Bài 11: (Đề thi HSG lớp - tỉnh Hà Nam năm 2009-2010) Cho 13,9 gam hỗn hợp gồm Al Fe trộn theo tỉ lệ số mol 1: vào 200 ml dung dịch A chứa Cu(NO3)2 AgNO3 Sau phản ứng hoàn toàn thu 37,2 gam chất rắn B gồm kim loại Cho toàn chất rắn B vào dung dịch HCl dư, thu 1,12 lít khí(ở đktc) Tính nồng độ mol chất dung dịch A Đáp số: C Cu ( )  C AgNO  1M NO3 Bài 12: (Đề thi tuyển sinh lớp 10 THPT chun tỉnh Ninh Bình năm học 2010-2011) Hồ tan a gam oxit sắt dung dịch H2SO4 đặc nóng thu Fe2(SO4)3, SO2 H2O Mặt khác khử hoàn toàn a gam oxit sắt CO dư nhiệt độ cao hoà tan hoàn toàn lượng sắt tạo dung dịch H2SO4 đặc nóng thu Fe2(SO4)3, H2O khí SO2 nhiều gấp lần hàm lượng khí SO2 thí nghiệm Tìm cơng thức oxit sắt - 12 Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC Đáp số: Fe3O4 TỔ SINH HOÁ Bài 13: Hịa tan 5,6 gam Fe dung dịch H2SO4 lỗng (dư), thu dung dịch X Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V (ml) dung dịch KMnO4 0,5M Giá trị V là: Đáp số: V = 40 ml Bài 14: Cho dịng khí H2 qua ống sứ đựng 15,075 gam hốn hợp Fe, Al CuO nung nóng Lấy chất rắn thu cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu 6,72 lít khí(đktc), hồ tan tiếp chất rắn cịn lại dung dịch HNO3 đặc, dư thu 2,24 lít khí(đktc) Tính % theo khối lượng cảu chất hỗn hợp đầu Đáp số: % CuO = 53,07%; %Al = 30,62%; %Fe = 16,31% Bài 15: Khi cho 9,6 g Mg tác dụng hết với ddH2SO4 đậm đặc, thấy có 49 g H2SO4 tham gia phản ứng, tạo muối MgSO4 , H2O sản phẩm khử A Xác định A? Đáp số: A H2S Bài 16: Trộn 60g bột Fe với 30g bột lưu huỳnh đun nóng (khơng có khơng khí) thu chất rắn A Hồ tan A dd axit HCl dư dd B khí C Đốt cháy C cần V lít O2 (đktc) Tính V, biết phản ứng xảy hoàn toàn ĐS : VO  22,4.1,47  32,928 lit Bài 17: Cho hỗn hợp bột kim loại A gồm 0,02 mol Fe, 0,04 mol Al, 0,03 mol Cu 0,015 mol Zn hòa tan hết vào dung dịch HNO3 thu V lit hỗn hợp khí gồm NO N2O có tỉ khối so với Hidro 16,75.Tính V (ở đktc) Đáp số: V = 0,896 (lít) Bài 18: Hỗn hợp A gồm 0,05 mol Mg, 0,02 mol Al 0,04 mol Fe tác dụng hết với dd HNO3 thu V lit hỗn hợp khí gồm N2 N2O có tỉ khối so với Hidro 20 Tính V ( đo đktc ) Đáp số: V = 1,792 (lít) Bài 19: Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư 1,12 lít hỗn hợp X (đktc) gồm NO NO2 có tỉ khối so H2 21,4 Hãy tính tổng khối lượng muối nitrat tạo thành Đáp số: mmuối = 5,69 gam Bài 20: Hoà tan hoàn toàn 4,431 gam hỗn hợp Al, Mg dd HNO3 loãng thu dung dịch A 1,568 lít (đktc) hỗn hợp khí khơng mầu có khối lượng 2,59 gam, có khí bị hố nâu khơng khí - 13 Chun đề: Bài tốn áp dụng định luật bảo tồn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS N LẠC TỔ SINH HỐ Tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp Tính số mol HNO3 phản ứng Khi cạn dung dịch A thu gam muối khan Đáp số: %Al = 12,798% % Mg = 87,204% n HNO  0, 49mol 3 mmuối = 28,301 gam Bài 21: Đốt cháy 5,6 gam bột Fe bình đựng O2 thu 7,36 gam hỗn hợp A gồm Fe2O3, Fe3O4 Fe Hoà tan hoàn toàn lượng hỗn hợp A dung dịch HNO3 thu V lít hỗn hợp khí B gồm NO NO2 có tỉ khối so H2 19 Viết phương trình phản ứng Tính V (đktc) Đáp số: V = 0,896 (lít) Bài 22: Hoà tan hoàn toàn 19,2 gam Cu dung dịch HNO3, tồn lượng khí NO thu đem oxi hố thành NO2 chuyển hết thành HNO3 Tính thể tích khí oxi (đktc) tham gia vào q trình Đáp số: V = 8,96 (lít) Bài 23: Cho m1 gam hỗn hợp gồm Mg, Al vào m2 gam dung dịch HNO3 24%, sau kim loại tan hết có 8,96 lít hỗn hợp khí X gồm NO, N2O N2 bay (đktc) dung dịch A Thêm lượng oxi vừa đủ vào X, sau phản ứng thu hỗn hợp khí Y Dẫn Y từ từ qua dung dịch NaOH dư có 4,48 lít hỗn hợp khí Z (đktc), tỉ khối Z so với H2 20 Nếu cho dung dịch NaOH vào A để lượng kết tủa lớn thu 62,2 gam kết tủa Tính m1, m2 Biết lượng HNO3 lấy dư 20% so với lượng cần thiết để phản ứng Đáp số: m1 = 23,1 gam; m2 = 913,5 gam Bài 24: Hoà tan a gam hỗn hợp X gồm Mg, Al vào dung dịch HNO3 đặc nguội, dư thấy thu 0,336 lít NO2 00C, 2atm Cũng a gam hỗn hợp cho vào dung dịch HNO3 lỗng, dư thu 0,168 lít khí NO 00C, 4atm Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu? Đáp số: mAl = 0,54 gam MMg = 0,36 gam - 14 Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HỐ Bài 25: Thể tích dung dịch FeSO4 0,5M cần thiết dể phảnn ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch chứa KMnO4 0,2M K2Cr2O7 0,1M môI trường axit bao nhiêu? Đáp số: V = 0,32 lít Bài 26 Hịa tan 2,4 g hỗn hợp Cu Fe có tỷ lệ số mol 1:1 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng Kết thúc phản ứng thu 0,05 mol sản phẩm khử có chứa lưu huỳnh Xác định sản phẩm Đáp số: SO2 Bài 27: Trộn 2,7 gam Al vào 20 g hh Fe2O3 Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp A Hòa tan A HNO3 thấy thoát 0,36 mol NO2 sản phẩm khử Xđ khối lượng Fe2O3 Fe3O4 m Đáp số : Fe O m Fe O  6, 08( gam) 3  13,92( gam) Bài 28: Có 3,04 gam hỗn hợp Fe Cu hoà tan hết dung dịch HNO3 tạo thành 0,08 mol hỗn hợp NO NO2 có tỷ khối so với H2 21 ác định % theo lng mi kim loại hỗn hợp ban đầu? ỏp s: %Fe = 36,84%; %Cu = 63,16% Bài 29: §èt nãng mét hỗn hợp bột gồm Al Fe3O4 môi trường không khí Những chất lại sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu 6,72 lít khí hiđro (đo đktc) Nếu cho tác dụng với dung dịch HCl dư, thu 26,88 lít khí hiđro (đo đktc) a Giải thích thí nghiệm, viết phương trình phản ứng b Tính thành phần phần trăm chất hỗn hợp ban đầu ỏp s: %Al = 27,95%; %Fe3O4 = 72,05% Bài 30: Hoµ tan hoµn toµn mét lượng oxit FeXOy H2SO4 đặc nóng, thu 2,24 lít SO2 (ở đktc), phần d d chứa 120 gam loại muối sắt 1) Xác định công thức oxit sắt 2) Trộn 10,8 gam bột Al víi 34,8 gam bét FeXOy ë trªn råi tiÕn hành phản ứng nhiệt nhôm Giả sử xảy phản ứng khử FeXOy thành Fe Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 20% (d = 1,14 g/ml) thu 10,752 lít H2 (ở đktc) a) Tính hiệu suất phản øng nhiƯt nh«m b) TÝnh thĨ tÝch tèi thiĨu dung dịch H2SO4 20% đà dùng ỏp s: Fe3O4 a H% = 80%  464, 21(ml ) b V H SO - 15 Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS N LẠC TỔ SINH HỐ Phần III: KẾT LUẬN Chuyªn đề Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron giúp học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức hơn, học sinh có vận dụng linh hoạt với kiểu, dạng tập Trong thực tế giảng dạy đội tuyển HSG nói chung đội tuyển HSG hoá nói riêng nhiều khó khăn Xong cố gắng đầu tư hết mức với mong muốn có kết ngày cao Trên số suy nghĩ Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron vấn đề bồi dưỡng HSG Hoá Chuyên đề không tránh khỏi thiếu sót mong tham góp bạn đồng nghiệp để chuyên đề đạt kết cao Tôi xin chân thành cảm ơn! Yên Lạc, ngày 14 tháng 10 năm 2010 Người viét chuyên đề Phạm Văn Phương - 16 Chuyờn : Bi tốn áp dụng định luật bảo tồn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS N LẠC TỔ SINH HỐ PhÇn IV: Phơ lơc Các tài liệu tham khảo Phương pháp giải toán hoá học vô Nguyễn Thanh Khuyến Bồi dưỡng ho¸ häc THCS Ngun Tn Hïng Tun tËp 351 toán hoá học Võ Tường Huy Hướng dẫn giải nhanh BT hoá học vô Đỗ Xuân Hưng Phương pháp giải toán hoá vô Nguyễn Phước Hoà Tân Ôn luyện thi hoá học Đào Hữu Vinh Toán- Hoá- Sinh Nguyễn Thái Hoà Lê Đình Nguyên Nguyễn Văn Sang 350 BT hoá học chọn lọc 12 Ngô Ngọc An Tập san báo Hoá học ứng dụng Đào Hữu Vinh Hoá học sơ cấp chọn lọc Đào Hữu Vinh Hướng dẫn giải nhanh BT hoá học vô Cao Thi Thiờn An Phương pháp giải toán hoá vô Quan Hỏn Thnh Các đề thi HSG cấp huyện, cấp tØnh - 17 Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com ... + e → 0,03 mol 0,09 mol 0,1b mol 0,1b mol Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 0,2a + 0,1b = 0,13(1) - 9Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com Cu 0,1a mol... dïng ? ?áp số: Fe3O4 a H% = 80%  464, 21(ml ) b V H SO - 15 Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC T SINH HO Phn III: KT LUN Chuyên đề Bài toán. .. nhiều chất oxi hoá - 3Chuyên đề: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THCS YÊN LẠC TỔ SINH HỐ B ÁP DỤNG I Bài tốn có chất khử chất oxi hố Ví dụ (Đề thi HSG tỉnh Phú