khangvietbook com vn ĐT (08) 39103821 – 0903906848 336 I PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI 1 Nội dung phương pháp quy đổi Cơ sở của phương pháp quy đổi là định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố + Định[.]
khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Chuyên đề 7: QUY ĐỔI HÓA HỌC Chuyên đề gồm 60 trang I PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Nội dung phương pháp quy đổi - Cơ sở phương pháp quy đổi định luật bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố + Định luật bảo toàn khối lượng: Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành Suy ra: Khi chuyển đổi hỗn hợp thành hỗn hợp khác khối lượng bảo tồn + Định luật bảo tồn ngun tố: Trong phản ứng hóa học, ngun tố bảo toàn Suy ra: chuyển đổi hỗn hợp thành hỗn hợp khác nguyên tố bảo toàn - Như vậy, chuyển đổi (quy đổi) hỗn hợp thành hỗn hợp khác khối lượng nguyên tố bảo toàn - Phương pháp quy đổi phương pháp chuyển đổi chất phản ứng chất sản phẩm thành chất tương đương sở bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố Ưu điểm phương pháp quy đổi a Xét hướng giải tập sau Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm mol aminoaxit no, mạch hở mol amin no, mạch hở X có khả phản ứng tối đa với mol HCl mol NaOH Đốt cháy hoàn toàn X thu mol CO2, x mol H2O y mol N2 Các giá trị x, y tương ứng A 1,0 B 1,5 C 1,0 D 1,5 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2010) Hướng dẫn giải Cách 1:Sử dụng phương pháp thông thường Theo giả thiết: n NaOH = Amino axit có hai nhóm – COOH na o axit n HCl = = Amino axit amin có nhóm – NH2 namin + namino axit + Như amin no, mạch hở, đơn chức, có cơng thức CnH2n+3N, aminno axit no, mạch hở, có nhóm – NH2 nhóm – COOH, có công thức CmH2m – 1O4N Sơ đồ phản ứng: 336 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 o O2 , t 2C n H 2n +3 N ⎯⎯⎯ → 2nCO2 + (2n + 3)H O + N ⎯⎯ → n ⎯⎯ → 2n + ⎯⎯ → 2 o O2 , t 2C m H 2m −1O N ⎯⎯⎯ → 2mCO2 + (2m − 1)H O + N 2m − 1 ⎯⎯ → 2 = 0,5 + 0,5 = mol ⎯⎯ → Theo sơ đồ phản ứng, ta thấy: n N2 m ⎯⎯ → nCO2 = (m + n) = mol 2n + 2m − + = (m + n) + = + = mol 2 Cách 2:Sử dụng phương pháp quy đổi Theo giả thiết, X gồm amin no, mạch hở amino axit no, mạch hở n n Mặt khác: HCl = 1; NaOH = Coi X hỗn hợp hai amino axit no, mạch hở, chứa nX nX n H2 O = nhóm – COOH nhóm – NH2 có cơng thức phân tử Cn H2n+1O2 N Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, ta có: =3 Áp dụng bảo toàn nguyên tố H, kết hợp với n = , ta có: nCO2 = n.nC H n 2n H2O = (2n + 1).n C n O N n +1 H2 n+1O2 N n= n H2O = (2.3 + 1).2 = mol n N2 = = mol Áp dụng bảo tồn ngun tố N, ta có: 2n N2 = n C n H2 n+1O2 N b Nhận xét + Với cách 1: Ta tìm cơng thức tổng qt amin amino axit Việc xây dựng công thức amin đơn giản amin no, đơn chức (dạng quen thuộc) Nhưng xây dựng công thức amino axit no, mạch hở chứa nhóm – NH2 nhóm – COOH phức tạp hơn, chắn có nhiều học sinh lúng túng (vì dạng công thức quen thuộc) Cách đơn giản lấy ví dụ cụ thể, chẳng hạn H2NCH(COOH)2, từ suy cơng thức tổng quát Sau xây dựng công thức chất X, ta phải tiếp tục lập sơ đồ phản ứng cháy để tìm số mol H2O N2 Như vậy, làm theo cách thời gian vào việc lập công thức viết sơ đồ đốt cháy X để tính tốn n = nX + Với cách 2: Nhận thấy HCl Mặt khác đề cho chất X no, n NaOH = n X mạch hở nên coi X hai amino axit no, mạch hở, phân tử có nhóm – NH2 nhóm – COOH (dạng quen thuộc) Đến đây, sử dụng cơng thức trung bình cho hai chất áp dụng bảo tồn ngun tố dễ dàng tính số mol H2O N2 337 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 c Một số lưu ý - Do việc quy đổi nên số trường hợp số mol chất có giá trị âm để tổng số mol nguyên tố khơng đổi (bảo tồn) - Trong q trình làm ta thường kết hợp sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố bảo tồn electron, kết hợp với việc sơ đồ hố tốn để tránh viết phương trình phản ứng, qua rút ngắn thời gian làm - Phương án quy đổi tốt nhất, có tính khái qt cao quy đổi thẳng nguyên tử tương ứng Đây phương án cho lời giải nhanh, gọn dễ hiểu biểu thị chất hố học Ví dụ 2: Oxi hóa chậm m gam Fe ngồi khơng khí thu 12 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe dư Hòa tan A vừa đủ vừa đủ 200 ml dung dịch HNO3 thu 2,24 lít NO (đktc) Tính m? A 10,08 gam B 8,4 gam C 5,6 gam D 2,8 gam Hướng dẫn giải FeO, Fe2 O3 + HNO3 muèi + kk m gam Fe ⎯⎯→ ⎯ 12 gam A ⎯⎯⎯→ 2,24 lÝt NO Fe3O4 Fe d FeO, Fe2 O3 Fe : x mol quy đổi Cỏch 1: Hỗn hợp A ⎯⎯⎯ → Fe2 O3 : y mol Fe3O4 , Fe dư nhận xét Cả Fe Fe2 O3 tác dụng với HNO3 có phản ứng Fe với HNO3 tạo khí NO Fe ⎯⎯ → Fe3+ + 3e x ⎯⎯⎯⎯→ne (nhêng) BT Electron N +5 + 3e ⎯⎯ → NO ⎯⎯ → 3x 0,3 ⎯ ⎯ 0,1 = ne (nhËn) 3x = 0,3 (mol) x = 0,1 (mol) BTKL ⎯⎯⎯ → m Fe + m Fe2O3 = 12 56.0,1 + 160y = 12 y = 0,04 (mol) BT Fe n Fe ban đầu = n Fe + 2n Fe2O3 n Fe ban đầu = 0,1 + 0,04.2 = 0,18mol m = 0,18.56 = 10,08 gam FeO, Fe2 O3 FeO : x mol quy đổi Cỏch 2: Hỗn hợp A Fe2 O3 : y mol Fe3O4 , Fe d nhËn xÐt Cả FeO Fe2 O3 tác dụng víi HNO3 nhng chØ cã ph¶n øng cđa FeO víi HNO3 míi t¹o khÝ NO FeO ⎯⎯ → Fe3+ + O2− + 1e N +5 + 3e ⎯⎯ → NO x ⎯⎯ → x 0,3 ⎯ ⎯ 0,1 ⎯⎯⎯⎯→ne (nhêng) = ne (nhËn) x = 0,3 (mol) x = 0,3 (mol) BT Electron 338 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 BTKL ⎯⎯⎯ → m FeO + m Fe2 O3 = 12 72.0,3 + 160y = 12 x = −0,06 (mol) BT Fe ⎯⎯⎯ → n Fe ban đầu = n FeO + 2n Fe2O3 n Fe ban đầu = 0,3 + 2.(0,06) = 0,18 mol m = 0,18.56 = 10,08 gam FeO, Fe2 O3 FeO : x mol quy đổi Cỏch 3: Hỗn hỵp A ⎯⎯⎯ → Fe3O4 : y mol Fe3O4 , Fe dư nhận xét Cả FeO Fe3O4 tác dụng với HNO3 hai phản ứng với HNO3 tạo khí NO FeO ⎯⎯ → Fe3+ + O2 − + 1e x ⎯⎯ → N +5 + 3e ⎯⎯ → NO 0,3 ⎯ ⎯ 0,1 x Fe3O4 ⎯⎯ → 3Fe3+ + 4O2 − + 1e y ⎯⎯ → y ⎯⎯⎯⎯→ ne (nhêng) = ne (nhËn) x + y = 0,3 (mol) (1) BT Electron x = 0,36 mol BTKL tõ (1), (2) ⎯⎯⎯ → m FeO + m Fe3O4 = 12 72x + 232y = 12 (2) ⎯⎯⎯⎯ → y = −0,06 mol BT Fe ⎯⎯⎯ → n Fe ban ®Çu = n FeO + 3n Fe3O4 n Fe ban đầu = 0,36 + 3.(0,06) = 0,18 mol m = 0,18.56 = 10,08 gam FeO, Fe2 O3 Fe : x mol quy đổi Cỏch 4: Hỗn hợp A ⎯⎯⎯ → Fe3O4 : y mol Fe3O4 , Fe dư nhận xét Cả Fe Fe3O4 tác dụng với HNO3 hai phản øng víi HNO3 míi t¹o khÝ NO Fe ⎯⎯ → Fe3+ + 3e x ⎯⎯ → N+5 + 3e ⎯⎯ → NO 0,3 ⎯ ⎯ 0,1 3x 3+ 2− Fe3O4 ⎯⎯ → 3Fe + 4O + 1e y ⎯⎯ → y ⎯⎯⎯⎯→ne (nhêng) = ne (nhËn) 3x + y = 0,3 (mol) (1) BT Electron x = 0,09 mol BTKL tõ (1), (2) ⎯⎯⎯ → m Fe + m Fe3O4 = 12 56x+ 232y = 12 (2) ⎯⎯⎯⎯ → y = 0,03 mol BT Fe ⎯⎯⎯ → n Fe ban đầu = n Fe + 3n Fe3O4 n Fe ban đầu = 0,09 + 0,03.3 = 0,18mol m = 0,18.56 = 10,08 gam FeO, Fe2 O3 Fe : x mol quy đổi Cỏch 5: Hỗn hỵp A ⎯⎯⎯ → FeO : y mol Fe3O4 , Fe d 339 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 nhận xét Cả Fe FeO tác dụng với HNO3 hai phản ứng víi HNO3 míi t¹o khÝ NO Fe ⎯⎯ → Fe3+ + 3e ⎯⎯ → x N+5 + 3e ⎯⎯ → NO 0,3 ⎯ ⎯ 0,1 3x FeO ⎯⎯ → Fe3+ + O2 − + 1e ⎯⎯ → y y ⎯⎯⎯⎯→ne (nhêng) = ne (nhËn) 3x + y = 0,3 (mol) (1) BT Electron x = 0,06 mol BTKL tõ (1), (2) ⎯⎯⎯ → m Fe + m FeO = 12 56 x + 72y = 12 (2) ⎯⎯⎯⎯ → y = 0,12 mol BT Fe ⎯⎯⎯ → n Fe ban đầu = n Fe + n FeO n Fe ban đầu = 0,06 + 0,12 = 0,18mol m = 0,18.56 = 10,08 gam FeO, Fe2 O3 Fe O : x mol quy ®ỉi Cách 6: Hỗn hợp A Fe3O4 , Fe d Fe3O4 : y mol nhËn xÐt ⎯⎯⎯⎯ → Cả Fe2 O3 Fe3O4 tác dụng với HNO3 có Fe3O4 phản ứng với HNO3 tạo khÝ NO Fe3O4 ⎯⎯ → 3Fe3+ + 4O2 − + 1e y ⎯⎯⎯⎯→ ne (nhêng) BT Electron N +5 + 3e ⎯⎯ → NO ⎯⎯ → y = ne (nhËn) y = 0,3 (mol) 0,3 ⎯ ⎯ 0,1 BTKL ⎯⎯⎯ → m Fe2O3 + mFe3O4 = 12 160x+ 232.0,3 = 12 x = −0,36 mol BT Fe n Fe ban đầu = 2n Fe2O3 + 3nFe3O4 nFe ban đầu = 2.(0,36) + 3.0,3 = 0,18mol m = 0,18.56 = 10,08 gam FeO, Fe2 O3 Fe : x mol quy ®ỉi Cách 7: Hỗn hợp A O : y mol Fe3O4 , Fe d Fe ⎯⎯ → Fe3+ + 3e N +5 + 3e ⎯⎯ → NO x ⎯⎯ → 0,3 ⎯ ⎯ 0,1 3x O + 2e ⎯⎯ → O2 − y ⎯⎯ → 2y ⎯⎯⎯⎯→ne (nhêng) = ne (nhËn) 3x = 2y + 0,3 (mol) (1) BT Electron x = 0,18 BTKL tõ (1), (2) ⎯⎯⎯ → m Fe + mO = 12 56x+ 16y = 12 (2) ⎯⎯⎯⎯ → (mol) y = 0,12 BT Fe n Fe ban đầu = n Fe n Fe ban đầu = 0,18mol m = 0,18.56 = 10,08 gam d Kết luận 340 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Phương pháp quy đổi không giúp ta giải toán cách triệt để, nhờ mà việc tính tốn số tập có chứa hỗn hợp nhiều chất trở nên đơn giản hơn, dễ dàng nhanh chóng Phạm vi áp dụng Phương pháp quy đổi giải số dạng tập hóa vơ hóa hữu cơ, phản ứng oxi hóa – khử phản ứng khơng oxi hóa – khử Một số dạng tập thường dùng phương pháp quy đổi là: + Hỗn hợp (Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4), (Fe, S, FeS, FeS2), (Fe, Cu, FeS, FeS2, CuS, Cu2S), (Cu, FexOy) tác dụng với dung dịch HNO3 H2SO4 đặc, nóng + Hỗn hợp (Mg, Ca, MgO, CaO), (K, Na, Na2O, K2O) tác dụng với dung dịch HCl H2SO4 loãng + Hỗn hợp (FeO, Fe2O3, Fe3O4) phản ứng với dung dịch HCl H2SO4 loãng + Đốt cháy hỗn hợp chất hỗn hợp O2, O3 + Đốt cháy hỗn hợp chất hữu + Hỗn hợp chất có chất có khối lượng phân tử tính chất tương tự II PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ CÁC VÍ DỤ MINH HỌA Dạng 1: Quy đổi chất Phương pháp giải Bước 1: Nhận dạng nhanh phương pháp giải tập Khi gặp dấu hiệu sau ta nên sử dụng phương pháp quy đổi chất: (1) Bài tập có hỗn hợp nhiều chất cấu tạo 1, hay nguyên tố, (2) Bài tập có chất phản ứng dạng tổng quát (FexOy, CxHy ), (3) Bài tập có hỗn hợp nhiều chất có chất có khối lượng mol công thức phân tử, công thức đơn giản nhất, (4) Bài tập có hỗn hợp chất có chất có mối liên quan với số mol Bước 2: Tiến hành quy đổi: Đối với dạng tập có dấu hiệu (1) (2) ta nên quy đổi hỗn hợp ban đầu chất ban đầu thành hỗn hợp nguyên tử Đối với tập có dấu hiệu (3) ta nên quy đổi chất có cơng thức phân tử, khối lượng mol thành chất, Đối với tập có dấu hiệu (4) tùy thuộc vào cụ thể mà ta lựa chọn cách quy đổi cho hợp lý Bước 3: Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn trình chuyển hóa chất, để thấy rõ chất hóa học tốn Bước 4: Kết hợp với phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo tồn điện tích, bảo tồn khối lượng để thiết lập phương trình tốn học liên quan đến số mol, khối lượng, thể tích chất cần tìm, giải phương trình hệ phương trình để tìm kết Các ví dụ minh họa a Bài tập có hỗn hợp nhiều chất cấu tạo 1, hay nguyên tố Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O BaO Hịa tan hồn tồn 21,9 gam X vào nước, thu 1,12 lít khí H2 (đktc) dung dịch Y, có 20,52 gam Ba(OH)2 Hấp thụ hồn tồn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu m gam kết tủa Giá trị m A 23,64 B 15,76 C 21,92 D 39,40 341 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013) Hướng dẫn giải Bước 1:Nhận dạng nhanh phương pháp giải tập Đề cho biết hỗn hợp X gồm có chất Na, Ba, Na2O BaO Tuy nhiên, ta thấy X tạo thành từ loại nguyên tố Na, Ba, O Đây dấu hiệu (1), chứng tỏ tập sử dụng phương pháp quy đổi Bước 2:Tiến hành quy đổi Quy đổi hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O BaO thành hỗn hợp X1 gồm Na, Ba, O Bước 3:Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn q trình chuyển hóa chất, để thấy rõ chất hóa học toán −2 +2 Ba(OH)2 0 quy ®ỉi Na, Na O H+12 O Ba, Na, O ⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯ → dung dÞch Y + H2 +1 −2 Ba, Ba O Na OH hỗn hợp X1 hỗn hợp X Ta coi hn hợp X1, X hỗn hợp trung gian Căn vào sơ đồ phản ứng, ta thấy: Chất khử Na, Ba, chất oxi hóa O H2O, sản phẩm khử H2O H2 Bước 4:Kết hợp với phương pháp bảo toàn electron, bảo tồn ngun tố, bảo tồn điện tích, bảo tồn khối lượng để thiết lập phương trình tốn học liên quan đến số mol, khối lượng, thể tích chất cần tìm, giải phương trình hệ phương trình để tìm kết 1,12 6,72 n H2 = = 0,05 mol;n CO2 = = 0,3 mol 22,4 22,4 Theo giả thiết, ta có: 20,52 n Ba = n Ba(OH)2 = = 0,12 mol 171 n Na + 2n Ba = 2n O + 2n H Theo bảo toàn electron bảo toàn khối lượng: 23n Na + 137n Ba + 16n O = 21,9 n + 2.0,12 = 2nO + 2.0,05 n − 2nO = −0,14 n = 0,14 mol Na Na Na 23n Na + 137.0,12 + 16nO = 21,9 23n Na + 16nO = 5,46 nO = 0,14mol Vậy dung dịch Y có 0,14 mol NaOH 0,12 mol Ba(OH)2 BT OH ⎯⎯⎯ →nOH− = nNaOH + 2nBa(OH)2 = 0,14 + 2.0,12 = 0,38 mol biÖn luËn ⎯⎯⎯⎯ →1 n OH− nCO2 tạo CO32 − vµ HCO3− Vì phản ứng tạo hai muối, nên sử dụng kết chứng minh chun đề bảo tồn điện tích, ta có: nOH− = nCO + nCO− nCO− = 0,38 − 0,3 = 0,08 mol n Ba2+ = 0,12 mol 3 nBaCO3 = 0,08 mol mBaCO3 = 0,08.197 = 15,76 gam 342 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm CaO, Mg, Ca, MgO Hòa tan 5,36 gam hỗn hợp X dung dịch HCl vừa đủ thu 1,624 lít H2 (đktc) dung dịch Y có 6,175 gam MgCl2 m gam CaCl2 Giá trị m A 7,4925 gam B 7,770 gam C 8,0475 gam D 8,6025 gam (Đề thi THPT Chuyên Vĩnh Phúc, năm 2011 – 2012) Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp X1 gồm Ca, Mg, O Sơ đồ phản ứng: +2 −2 Ca Cl 0 quy ®ỉi Ca O, Ca H+1 Cl Ca, Mg, O ⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯ → dung dÞch Y + H −2 +2 Mg Cl Mg O, Mg hỗn hợp X1 hỗn hợp X Từ sơ đồ phản ứng, ta thấy: Chất khử Ca, Mg, chất oxi hóa H+ HCl O, sản phẩm khử H+ H2 Áp dụng bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố Ca, ta có: n Ca + n Mg = n O + n H2 n + 0,065 = n O + 0,0725 Ca 40n Ca + 24n Mg + 16n O = 5,36 40n Ca + 24.0,065 + 16n O = 5,36 n = 0,07 mol Ca n CaCl2 = 0,07 mol = m CaCl2 = 7,77 gam n O = 0,0625 mol Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho khí CO qua m gam X nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn Y hỗn hợp khí Z Cho tồn Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hoàn tồn, thu gam kết tủa Mặt khác, hịa tan hồn tồn Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu 1,008 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) dung dịch chứa 18 gam muối Giá trị m A 7,12 B 6,80 C 5,68 D 13,52 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013) Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 thành Fe O Chất khử tồn q trình phản ứng Fe, CO, chất oxi hóa O H2SO4 18 gam muối muối Fe2(SO4)3 Theo bảo toàn nguyên tố C, Fe bảo tồn electron, ta có: BT C ⎯⎯⎯ → n CO = n CO2 = n CaCO3 = 0,04 mol BTNT ⎯⎯⎯ → BT Fe ⎯⎯⎯ → n Fe = 2n Fe2 (SO4 )3 = 2.0,045 = 0,09 mol 3.0,09 + 2.0,04 − 2.0,045 = 0,13 mol BTKL ⎯⎯⎯ → m = m Fe + m O = 0,09.56 + 0,13.16 = 7,12 gam BT E ⎯⎯⎯ → 3n Fe + 2n CO = 2n O + 2n SO2 n O = 343 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Ví dụ 4: Cho 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 Để khử hoàn toàn hỗn hợp X cần 0,1 gam hiđro Mặt khác, hoà tan hỗn hợp X H2SO4 đặc, nóng thể tích khí SO2 (sản phẩm khử đktc) A 336 ml B 448 ml C 112 ml D 224 ml (Đề thi THPT Chuyên Vĩnh Phúc, năm 2012 – 2013) Hướng dẫn giải Hỗn hợp X gồm chất FeO, Fe3O4, Fe2O3 tạo thành từ hai nguyên tố Fe O nên ta quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp X1 gồm Fe O Sơ đồ phản ứng: +3 +4 0 quy ®ỉi +2 −2 +3 −2 +8/3 H2 +6S O4 đặc, t o Fe, O ⎯⎯⎯ FeO, Fe → Fe (SO ) + S O2 O3 , Fe O ⎯⎯⎯⎯⎯ hỗn hợp X1 Ta có: n O = n H2O = n H2 = hỗn hợp X 0,1 3,04 0,05.16 = 0,05 mol n Fe = = 0,04 mol 56 +6 Theo sơ đồ phản ứng ta thấy: Chất khử Fe, chất oxi hóa S H2SO4 O Áp dụng bảo tồn electron ta có: 3nFe = 2nO + 2nSO2 3.0,04 − 0,05.2 = 0,01 mol VSO2 = 0,01.22,4 = 0,224 lÝt = 224 ml Ví dụ 5: Cho 18,4 gam hỗn hợp X gồm Cu2S, CuS, FeS2 FeS tác dụng hết với HNO3 (đặc nóng, dư) thu V lít khí có NO2 (ở đktc, sản phẩm khử nhất) dung dịch Y Cho toàn Y vào lượng dư dung dịch BaCl2, thu 46,6 gam kết tủa, cho toàn Y tác dụng với dung dịch NH3 dư thu 10,7 gam kết tủa Giá trị V là: A 38,08 B 11,2 C 24,64 D 16,8 (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2012) nSO2 = Hướng dẫn giải Hỗn hợp X gồm chất Cu2S, CuS, FeS2 FeS cấu tạo từ nguyên tố Fe, Cu, S Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp gồm Cu, Fe S Trong phản ứng X với dung dịch HNO3 đặc nóng dư, Cu, Fe, S bị oxi hóa thành Fe3+ , Cu + , H + 2+ 3+ 2− Cu , Fe , SO Suy dung dịch Y gồm − 2− NO3 , SO Khi cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl2 kết tủa thu BaSO4 (0,2 mol) Khi cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch NH3 kết tủa Fe(OH)3 (0,1 mol) Cu(OH)2 tạo phức tan [Cu(NH3)4](OH)2 Theo bảo toàn nguyên tố S, Fe bảo toàn khối lượng X, ta có: 344 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 ⎯⎯⎯ → BTNT BT S ⎯⎯⎯ → nS = n BaSO4 = 0,2 mol BT Fe ⎯⎯⎯ → n Fe = n Fe(OH)3 = 0,1 mol m X − mS − m Fe 18,4 − 0,2.32 − 0,1.56 = = 0,1 mol 64 64 Áp dụng bảo toàn electron, ta có: nNO2 = 6nS + 3nFe + 2nCu = 6.0,2 + 3.0,1 + 2.0,1 = 1,7 mol VNO2 = 38,08 lÝt BTKL ⎯⎯⎯ → n Cu = Ví dụ 6: Hịa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,02 mol FeS2 0,03 mol FeS vào lượng dư H2SO4 đặc nóng thu Fe2(SO4)3, H2O SO2 Hấp thụ hết SO2 lượng vừa đủ KMnO4 thu 2,28 lít dung dịch Y Nồng độ mol axit dung dịch Y là: A 0,01M B 0,02M C 0,05M D 0,12 M (Đề thi lần – THPT Chuyên Vĩnh Phúc, năm 2012 – 2013) Hướng dẫn giải Quy đổi số oxi hóa S FeS2 FeS + số oxi hóa Fe FeS2 FeS – 12 – Với cách quy đổi vậy, S FeS2 FeS không thay đổi số oxi hóa, có Fe thay đổi số oxi hóa Sau phản ứng số oxi hóa Fe + Áp dụng bảo tồn electron, ta có: 15.0,02 + 9.0,03 15n FeS2 + 9n FeS = 2nSO2 nSO2 = = 0,285 mol Hấp thụ 0,285 mol SO2 vào dung dịch KMnO4 vừa đủ, xảy phản ứng: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2 O ⎯⎯ → K 2SO4 + 2H2SO4 + 2MnSO4 ⎯⎯ → 0,114 n H SO 0,114 Nồng độ mol axit dung dịch Y là: [H2SO4 ] = = = 0,05M Vdd Y 2,28 0,285 Ví dụ 7:Hỗn hợp khí X gồm etilen, metan, propin vinylaxetilen có tỉ khối so với H2 17 Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hợp X hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH)2 dư khối lượng bình tăng thêm m gam Giá trị m là: A 5,85 B 3,39 C 6,6 D 7,3 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2011) Hướng dẫn giải Hỗn hợp X gồm C2H4, CH4, C3H4, C4H4 Như vậy, chất X có nguyên tử H m X = 0,05.17.2 = 1,7 gam Trong hỗn hợp X, ta có: n H = 4n X = 4.0,05 = 0,2 mol m X − m H 1,7 − 0,2 = = 0,125 mol 12 12 Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp Y gồm C (0,125 mol), H (0,2 mol) BTKL ⎯⎯⎯ → nC = 345 ... phản ứng, qua rút ngắn thời gian làm - Phương án quy đổi tốt nhất, có tính khái qt cao quy đổi thẳng nguyên tử tương ứng Đây phương án cho lời giải nhanh, gọn dễ hiểu biểu thị chất hố học Ví dụ... Phương pháp quy đổi không giúp ta giải toán cách triệt để, nhờ mà việc tính tốn số tập có chứa hỗn hợp nhiều chất trở nên đơn giản hơn, dễ dàng nhanh chóng Phạm vi áp dụng Phương pháp quy đổi giải... TẬP VÀ CÁC VÍ DỤ MINH HỌA Dạng 1: Quy đổi chất Phương pháp giải Bước 1: Nhận dạng nhanh phương pháp giải tập Khi gặp dấu hiệu sau ta nên sử dụng phương pháp quy đổi chất: (1) Bài tập có hỗn hợp