Huỳnh Thị Long Trường THPT Sào Nam Duy Xuyên Quảng Nam ĐT 0978739996 PHƯƠNG PHÁP ION ELECTRON Áp dụng giải các bài toán phản ứng oxi hóa –khử có môi trường ;cân bằng các phản ứng oxi hóa –khử có môi t[.]
Huỳnh Thị Long - Trường THPT Sào Nam Duy Xuyên Quảng Nam - ĐT: 0978739996 PHƯƠNG PHÁP ION-ELECTRON: Áp dụng giải tốn phản ứng oxi hóa –khử có mơi trường ;cân phản ứng oxi hóa –khử có mơi trường phức tạp; tính lượng mơi trường H+ tham gia phản ứng ngược lại ; biết lượng sản phẩm khử,tính lượng H+ Chỉ áp dụng cho dạng toán kim loại hỗn hợp kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh H2SO4 đặc , HNO3 tối ưu Nếu học sinh phương pháp ion-electron mà sử dụng phương pháp khác để giải tốn hóa dạng , thời gian khơng tìm kết toán Đối với toán oxit kim loại hỗn hợp oxit kim loại tác dụng với axit theo phản ứng oxi hóa khử , sử dụng phương pháp ion – electron ngồi số mol H+ tính theo bán phản ứng ion – electron cịn có số mol H+ lấy oxi oxit để tạo H2O *PHƯƠNG PHÁP: Cân theo phương pháp ion-electron áp dụng cho phản ứng oxi hóa – khử xẩy dung dịch có tham gia môi trường : axit , bazơ , nước Khi cân sử dụng theo bước phương pháp thăng electron chất oxi hóa , chất khử viết dạng mà tồn dung dịch theo nguyên tắc sau : Nếu phản ứng có axit tham gia : + Vế thiếu O thêm nhiêu H2O để tạo H+ vế ngược lại Ví dụ : NO3- NO Vế phải thiếu O , thêm vế phải 2H2O để tạo vế trái H+ sau cân điện tích bán phản ứng NO3- + 4H+ + 3e NO +2H2O Nếu phản ứng có bazơ tham gia : + Vế thiếu O thêm lượng OH- gấp đôi để tạo H2O vế ngược lại Ví dụ : Cr2O3 2CrO42Vế trái thiếu O thêm vế trái 10 OH- để tạo 5H2O vế phải , sau cân điện tích bán phản ứng Cr2O3 +10 OH- 2CrO42- + 5H2O + 6e Ngoài học sinh cần phải linh hoạt trường hợp lệ Nếu phản ứng có H2O tham gia : * Sản phẩm phản ứng tạo axit , theo nguyên tắc * Sản phẩm phản ứng tạo bazơ , theo nguyên tắc MnO4 + 2H2O +3e MnO2 + 4OH***Chú ý thay đổi số oxi hóa số chất theo môi trường : Trong môi trường bazơ : tạo K2MnO4 KMnO4 Trong mơi trường trung tính kiềm yếu : tạo MnO2 , KOH Trong môi trường axit :tạo Mn2+ * BÀI TẬP VẬN DỤNG: Dạng : Cân phản ứng oxi hóa khử có môi trường 1.Bổ túc cân phản ứng sau theo phương pháp ion-electron : + … + … + … a FeSO4+KMnO4 +H2SO4 + … + … b SO2 + KMnO4 + H2O c CH2=CH2 + KMnO4 +H2O HOCH2-CH2OH + … + … Huỳnh Thị Long - Trường THPT Sào Nam Duy Xuyên Quảng Nam - ĐT: 0978739996 d Cu + NaNO3 +HCl e FeS + HNO3đ Bài làm: a.Ta có : FeSO4+KMnO4 +H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 +K2SO4 +H2O 2Fe2+ 2Fe3+ + 2e x5 MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O x 10FeSO4+2KMnO4 +8H2SO4 5Fe2(SO4)3 +2MnSO4 +K2SO4 +8H2O b Ta có : SO2 + KMnO4 +H2O K2SO4 +MnSO4 +H2SO4 SO2 + 2H2O SO42- + 4H+ +2e x MnO4- +8H+ +5e Mn2+ + 4H2O x 5SO2 + 2MnO42- +2H2O 5SO42- + 4H+ +2Mn2+ 5SO2 + 2KMnO4 +2H2O K2SO4 +2MnSO4 +2H2SO4 c Ta có: CH2=CH2 + KMnO4 +H2O HOCH2-CH2OH + MnO2 + KOH MnO4- + 2H2O +3e MnO2 + 4OHx2 HOCH2-CH2OH +2e CH2=CH2 + 2OH x3 CH2=CH2 + 2KMnO4 +4H2O 3HOCH2-CH2OH + 2MnO2 + 2KOH d Cu + NaNO3 +HCl Cu2+ + NO + … Cu Cu2+ +2e x3 + NO3 +4H +3e NO+ 2H2O x _ 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Có phương trình phân tử phù hợp : 3Cu + 8NaNO3 + 8HCl 3Cu(NO3)2 + 8NaCl + 2NO + 4H2O 3Cu + 2NaNO3 + 8HCl 3CuCl2 + 2NaCl + 2NO + 4H2O e FeS + HNO3đ FeS +4H2O Fe3+ + SO42- + 8H+ + 9e x NO3- +2H+ +1e NO2+ H2O x9 _ FeS + 9NO3- + 10H+ Fe3+ + SO42- + 9NO2 + 5H2O ; Có phương trình phân tử phù hợp : FeS + 12HNO3đ Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2 + 5H2O 3FeS + 30HNO3đ Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3+ 27NO2 + 15H2O Dạng : Kim loại hỗn hợp kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa Hỗn hợp A gồm nhiều kim loại chưa biết hóa trị hịa tan vừa vặn 800ml dung dịch HNO sinh hỗn hợp gồm 0,2 mol N2 + 0,1 mol NO Tính nồng độ CM dung dịch HNO3 dùng ? A 1,5M B 2,5M C.3,5M D.4,5M Bài làm: Huỳnh Thị Long - Trường THPT Sào Nam Duy Xuyên Quảng Nam - ĐT: 0978739996 Ta có : 2NO3- +12H+ +10e N2 + 6H2O (1) 2,4 0,2 mol + NO3 +4H +3e NO+ 2H2O (2) 0,4 0,1 mol Từ (1), (2) n HNO3 = nH+ = 2,4 +0,4 = 2,8 mol ; [HNO3] = 2,8 : 0,8 = 3,5M Chọn 2C Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe , Al , Mg tác dụng với dung dịch HCl dư thu 6,72 lit hiđro (đktc) Tính thể tích dung dịch HNO3 2M dùng để hịa tan hết m gam hỗn hợp X ? Biết lượng HNO3 dùng dư 20% so với lượng cần thiết NO sản phẩm khử Bài làm: Vì m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư dung dịch HNO dư nên tổng số mol electron nhận trường hợp phải Ta có : 2H+ +2e H2 (1) mol 0,6 6,72/22,4 + NO3 + 4H + 3e NO + 2H2O (2) mol 0.8 0,6 + Từ (1), (2) suy số mol H =số mol HNO3 phản ứng = 0,8 mol Vì lượng HNO3 dùng dư 20% so với lượng cần thiết nên : Số mol HNO3 dùng =0,8 + 20%.0,8 = 0,96 mol V dd HNO3 = 0,96 : = 0,48 lit Dạng : Oxit kim loại hỗn hợp oxit kim loại tác dụng với axit theo phản ứng oxi hóa khử Hịa tan m gam hỗn hợp Y gồm FeO , Fe2O3 , Fe3O4 (với nFeO : n Fe2O3 = : ) cần 200ml dung dịch HNO3 1,5M thu x lit khí NO (đktc) sản phẩm khử Giá trị m,x : A 7,46 gam ; 0,24 lit B 52,2gam ; 1,68 lit C 52gam ; 0.07 lit D 51,2gam ; 1,68 lit Bài làm: Vì hỗn hợp Y gồm FeO , Fe2O3 , Fe3O4 có tỉ lệ mol FeO Fe2O3 1:1 , nên ta xem hỗn hợp Y có Fe3O4 Số mol H+=số mol HNO3 = 0,2 1,5 = 0,3 mol Cách (Fe3O4) 3Fe+8/3 3Fe3+ +1e (1) x 3 0,3/28 0,3/28 + Ta có : NO3 + 4H + 3e NO + 2H2O (2) x 0,3/28 0,3/28 mol Từ (1) , (2) để tạo mol NO phải cần mol Fe3O4 12 mol O 12 mol H2O 24 mol H+ (3) + Từ (2) , (3) Để tạo mol NO cần mol H tham gia vào trình khử 24 mol H+ tạo môi trường Cần 28 mol H+ Vậy: 28 mol H+ tạo 1mol NO 0,3 mol H+ tạo số mol NO :0,3/28 mol VNO =22,4 0,3/28 = 0,24 lit Từ (1) , (2) 232 0,3/28 = 7,46 gam Huỳnh Thị Long - Trường THPT Sào Nam Duy Xuyên Quảng Nam - ĐT: 0978739996 Cách : 3Fe3O4 + 28 HNO3 Mol : 0,3/28 0,3 Suy kết Nếu HS giải theo cách sau : Fe(NO3)3 + NO + 14 H2O 0,3/28 Chọn A (Fe3O4) 3Fe+8/3 3Fe3+ +1e (1) Mol : 0,225 0,225 + Ta có : NO3 + 4H + 3e NO + 2H2O (2) mol 0,3 0,225 0,075 Từ (1) , (2) m= 0,225 232 = 52,2gam ; x = 0,075 22,4 = 1,68 lit + Chọn B sai Vì cịn có H lấy oxi oxit tạo nước Đối với dạng giải HS phải cẩn thận! III BÀI TẬP TỰ LUYỆN : Bổ túc cân phản ứng sau theo phương pháp ion-electron : FeS2 + HNO3 đặc Hòa tan 3,085 gam hỗn hợp gồm Al , Zn , Fe 0,04 lit dung dịch H 2SO4đăcnong x mol/lit vừa đủ thu dung dịch A ; 1,792 lit ( đktc) khí SO 0,32gam S Cơ cạn dung dịch A thu m gam muối khan Giá trị m x : A 13,645g 10M B 13,645 g 5M C 13,55g 12M D 13,55g 22M Để m gam bột Fe khơng khí thu 3g hỗn hợp chất rắn X Hòa tan vừa hết 3g hỗn hợp X cần 500ml dung dịch HNO3 a mol/lit thu 0,56 lit NO sản phẩm khử Giá trị m a : A 0,4M ; 2,152g B 0,3M ; 2,152g C 0,32 M ; 2,52g D 0,2M; 2,52g Có dung dịch X , Y thỏa mãn : không phản ứng X+Y ; Cu + X không phản ứng Cu + Y không phản ứng ; Cu + X + Y Cu2+ + NO + … X , Y : A NaNO3 ; K2SO4 B Na3PO4 ; KNO3 C NaNO3 ; KHSO4 D NaCl ; AgNO3 Cho hỗn hợp Al , Zn vào dung dịch NaOH , NaNO3 thấy khí X , Y X , Y : A H2 ; NO B H2 ; N2O C H2 ; NO2 D H2 ; NH3 Hòa tan 10,71gam hỗn hợp gồm Al , Zn , Fe lit dung dịch HNO3 x mol/lit vừa đủ thu dung dịch A 1,792 lit ( đktc) hỗn hợp khí gồm N2 N2O có tỉ khối so với heli Cô cạn dung dịch A thu m gam muối khan Giá trị m x : A 55,35g 2,2M B 55,35g 0,22M C 53,55g 2,2M D 53,55g 0,22M Cho m gam bột Fe tác dụng với dung dịch chứa mol HNO đun nóng khuấy , phản ứng tồn , giải phóng 0,25 mol khí NO sản phẩm khử HNO , sau phản ứng lại g kim loại Tính m ? A 14g B 15g C 22g D 29g Cho 13,4g hỗn hợp Fe , Al , Mg tác dụng hết với lượng dung dịch HNO 2M (lấy dư 10% ) thu 4,48 lit hỗn hợp NO N2O có tỉ khối so với hiđro 18,5 dung dịch không chứa muối amoni Thể tích dung dịch HNO3 dùng khối lượng muối có dung dịch sau phản ứng : A 15,4 lit 81g B 0,77 lit 81,6g C 1,4 lit 86g D 0,7 lit 80,6g Hịa tan hồn hỗn hợp X gồm kim loại A B dung dịch HNO3loãng Kết thúc phản ứng thu dược hỗn hợp khí Y gồm 0,1mol NO ; 0,15mol NO ; 0,05 mol N2O Biết khơng có phản ứng tạo NH4NO3 Số mol HNO3 phản ứng : A 0,75mol B 0,9mol C 1,2mol D 1,05mol 10 Hòa tan 1,68 g kim loại M dung dịch HNO3 3,5M lấy dư 10% thu sản phẩm khử gồm 0,03mol NO2 0,02mol NO Thể dung dịch HNO3 dùng kim loại M : A 40ml , Fe B 44ml , Fe C 40ml , Al D 44ml , Al 2B 3C 4C 5D 6B 7C 8B 9C 10B ... +H2SO4 SO2 + 2H2O SO 42- + 4H+ +2e x MnO4- +8H+ +5e Mn2+ + 4H2O x 5SO2 + 2MnO 42- +2H2O 5SO 42- + 4H+ +2Mn2+ 5SO2 + 2KMnO4 +2H2O K2SO4 +2MnSO4 +2H2SO4 c Ta có: CH2=CH2... + KMnO4 +H2O HOCH2-CH2OH + MnO2 + KOH MnO4- + 2H2O +3e MnO2 + 4OHx2 HOCH2-CH2OH +2e CH2=CH2 + 2OH x3 CH2=CH2 + 2KMnO4 +4H2O 3HOCH2-CH2OH + 2MnO2 + 2KOH d Cu + NaNO3 +HCl Cu2+ + NO +... FeSO4+KMnO4 +H2SO4 Fe2(SO4)3 + MnSO4 +K2SO4 +H2O 2Fe2+ 2Fe3+ + 2e x5 MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O x 10FeSO4+2KMnO4 +8H2SO4 5Fe2(SO4)3 +2MnSO4 +K2SO4 +8H2O b Ta có : SO2 + KMnO4 +H2O K2SO4 +MnSO4