khangvietbook com vn ĐT (08) 39103821 – 0903906848 3 I PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG 1 Nội dung phương pháp bảo toàn khối lượng Cơ sở của phương pháp bảo toàn khối lượng là định luật bảo toàn khối l[.]
khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Chuyên đề 1: BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Chuyên đề gồm 59 trang I PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Nội dung phương pháp bảo toàn khối lượng - Cơ sở phương pháp bảo toàn khối lượng 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 - Hệ của định luật bảo toàn khối lượng: Hệ Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng chất đem phản ứng tổng khối lượng chất thu sau phản ứng Các chất thu gồm chất sản phẩm có chất phản ứng cịn dư Ví dụ: Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol (rượu) đơn chức, dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na thu 24,5 gam chất rắn V lít H2 (đktc) Tính V Ở ví dụ này, chất rắn muối natri ancolat có Na cịn dư Các hướng tư để tính thể tích H2: Hướng 1: Tính số mol H2 theo số mol ancol theo số mol Na phản ứng Do chưa biết khối lượng mol trung bình hai ancol nên khơng thể tính số mol ancol, tính mol Na đem phản ứng khơng tính mol Na phản ứng (do Na cịn dư) Như vậy, theo hướng ta khơng thể tính số mol thể tích H2 Hướng 2: Áp dụng hệ định luật bảo toàn khối lượng Với hướng này, việc tính số mol thể tích H2 trở nên dễ dàng nhiều: mancol + mNa = mchÊt r¾n + mH2 15,6 + 9,2 = 24,5 + 2nH2 nH2 = 0,15 mol VH2 (®ktc) = 3,36 lÝt Hệ Tổng khối lượng chất hỗn hợp tổng khối lượng thành phần (nguyên tố nhóm nguyên tố) tạo nên chất Ví dụ 1: Đốt cháy hồn toàn m gam hỗn hợp CH4, C3H6, C7H8 thu 2,464 lít CO2 (đktc) 1,62 gam nước Tính m Hướng dẫn giải Theo hướng tư thông thường: Muốn tính khối lượng chất hỗn hợp, ta tính số mol chất suy khối lượng chúng Có ba chất ứng với số mol x, y, z mà có hai thơng tin số mol CO2 H2O nên lập hệ hai phương trình ẩn: khơng tính x, y, z Nếu áp dụng hệ định luật bảo toàn khối lượng, ta thấy: Ba chất có thành phần nguyên tố C H, cần tính khối lượng C H tính khối lượng hỗn hợp Ta có: khangvietbook.com.vn T: (08) 39103821 0903906848 m hỗn hợp = m C + m H = 2,464 1,62 12 + = 1,5 gam 22,4 18 Ví dụ 2: Dung dịch X chứa ion: 0,2 mol Cu2+, 0,1 mol Na+, 0,15 mol SO24 − , 0,1 mol Cl − , 0,1 mol NO3− Tính khối lượng muối X Hướng dẫn giải Nếu tư theo hướng tính khối lượng muối, sau suy tổng khối lượng chúng phức tạp, khó để xác định xem dung dịch X tạo thành từ muối Còn sử dụng hệ định luật bảo toàn khối lượng vấn đề giải đơn giản nhiều Ta có: mmuèi = mCu2+ + mNa+ + mSO2− + mCl− + nNO− mmuèi = 0,2.64 + 0,1.23 + 0,15.96 + 0,1.35,5 + 0,1.62 = 39,25 gam Phương pháp bảo toàn khối lượng phương pháp giải tập hóa học sử dụng hệ định luật bảo toàn khối lượng Ưu điểm phương pháp bảo toàn khối lượng a Xét hướng giải tập sau: Ví dụ 1: Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu có cơng thức phân tử C2H7NO2 tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH đun nóng, thu dung dịch Y 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) Tỉ khối Z H2 13,75 Cô cạn dung dịch Y thu khối lượng muối khan là: A 16,5 gam B 14,3 gam C 8,9 gam D 15,7 gam (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007) Hướng dẫn giải Cách 1: Sử dụng phương pháp thơng thường – tính tốn theo phương trình: Theo giả thiết: Z gồm hai chất khí làm xanh giấy quỳ ẩm, nên suy Z gồm hai chất có tính bazơ Vì MZ = 13,75.2 = 27,5 g / mol nên Z chứa chất NH3, chất lại amin Hai chất X CH3COONH4 HCOOH3NCH3 Phương trình phản ứng: to CH3COONH + NaOH ⎯⎯ → CH3COONa + NH3 + H2 O (1) x ⎯⎯ → x ⎯⎯ → x ⎯⎯ → x (mol) HCOOH3 NCH3 + NaOH ⎯⎯ → HCOONa + CH3 NH + H O (2) to y ⎯⎯ → y ⎯⎯ → y ⎯⎯ → y (mol) Theo giả thiết phản ứng (1), (2), ta có: 4,48 x + y = 22,4 = 0,2 x = 0,05 mol n = 0,2 mol Z gi¶ thiÕt ⎯⎯⎯→ 17x + 31y M Z = 27,5 g / mol y = 0,15 mol = 27,5 x + y Trong Y chứa CH3COONa HCOONa Khi cô cạn dung dịch Y thu khối lượng muối khan là: khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 mmuèi = mCH3COONa + mHCOONa = 0,05.82 + 0,15.68 = 14,3 gam Cách 2: Sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng Những hợp chất phản ứng với dung dịch kiềm tạo khí làm xanh giấy quỳ tím phải muối amoni amin NH3 với axit vô axit hữu Những muối amoni amin NH3 có cơng thức chung CnH2n+3O2N muối amoni NH3 amin với axit hữu no, đơn chức Đặt công thức chung hai hợp chất X RCOOH3 NR' Phương trình phản ứng: t RCOOH3NR'+ NaOH ⎯⎯ →RCOONa + R'NH2 + H2O (2) Theo (2), ta có: 4,48 n RCOOH3NR' (C H7O2 N) = n NaOH = n H2O = n R'NH2 = = 0,2 mol 22,4 Áp dụng bảo toàn khối lượng (2), ta có: mRCOOH3NR' (C2H7O2N) + mNaOH = mRCOONa + mR'NH2 + mH2O o 0,2.77 + 0,2.40 = mRCOONa + 0,2.13,75.2 + 0,2.18 mRCOONa = 14,3 gam b Nhận xét Với cách 1: Hướng tư tính gián tiếp khối lượng hỗn hợp muối thơng qua việc tính khối lượng muối Theo hướng tư này, ta phải xác định công thức cấu tạo chất tính số mol chúng Đối với hỗn hợp X, chứa hợp chất có nguyên tử C nên dựa vào thơng tin mà đề cho dễ dàng xác định cấu tạo chúng Tuy nhiên hợp chất có nhiều C (C3H9O2N, C4H11O2N ) việc xác định cơng thức cấu tạo khó hơn, có phải xét nhiều trường hợp tìm cấu tạo chất Và việc phải tính tốn để tìm số mol, khối lượng chất nhiều thời gian Với cách 2: Hướng tư tính trực tiếp tổng khối lượng hỗn hợp muối Theo hướng tư này, ta cần tìm cơng thức cấu tạo tổng qt cho chất hỗn hợp, không cần xác định cấu tạo chất Hướng tư có ưu điểm tính tốn đơn giản, cho kết nhanh, rút ngắn thời gian làm Kể đề cho hỗn hợp chất có số C nhiều số lượng chất hỗn hợp tăng lên ta tính tốn dễ dàng c Kết luận So sánh cách giải trên, ta thấy: Phương pháp bảo tồn khối lượng có ưu điểm hẳn so với phương pháp thông thường áp dụng cho tập tính khối lượng hỗn hợp chất Mở rộng ra, ta thấy: Phương pháp bảo toàn khối lượng phát huy hiệu cao tập tính tổng lượng chất (khối lượng, số mol, thể tích ) hỗn hợp Phạm vi áp dụng Phương pháp bảo toàn khối lượng giải nhiều dạng tập hóa vơ hóa hữu cơ, phản ứng oxi hóa – khử phản ứng khơng oxi hóa – khử Một số dạng tập thường dùng bảo tồn khối lượng là: + Tính khối lượng hỗn hợp chất phản ứng khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 + Tính nồng độ phần trăm chất dung dịch + Bài tập đốt cháy hợp chất hữu + Bài tập liên quan đến phản ứng crackinh, đề hiđro (tách hiđro), hiđro hóa (cộng hiđro) chất hữu + Bài tập thủy phân este phenol, thủy phân hoàn toàn peptit II PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ CÁC VÍ DỤ MINH HỌA Dạng 1: Tính lượng chất phản ứng PHƯƠNG PHÁP GIẢI Bước 1: Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn q trình chuyển hóa chất, để thấy rõ chất hóa học tốn Bước 2: Nhận dạng nhanh phương pháp giải tập: Khi gặp dạng tập sau ta nên sử dụng phương pháp bảo tồn khối lượng: (1) Tính khối lượng hỗn hợp chất đem phản ứng khối lượng hỗn hợp chất thu sau phản ứng (2) Tính khối lượng chất phản ứng tạo thành dạng tổng quát (3) Tính nồng độ mol chất lỏng, thể tích chất khí việc tính trực tiếp số mol chất gặp khó khăn (4) Đốt cháy hợp chất hữu cơ, đề cho biết thơng tin số mol oxi khơng khí tham gia phản ứng Bước 3: Căn vào giả thiết, phân tích, đánh giá để lựa chọn hướng giải theo hệ hay hệ định luật bảo toàn khối lượng tối ưu Bước 4: Thiết lập phương trình bảo tồn khối lượng Ngồi ra, kết hợp với giả thiết khác để lập phương trình tốn học có liên quan Từ suy lượng chất cần tính Các ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho m gam oxit sắt phản ứng vừa đủ với 0,75 mol H2SO4, thu dung dịch chứa muối 1,68 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử S+6) Giá trị m A 24,0 B 34,8 C 10,8 D 46,4 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013) Hướng dẫn giải Bước 1: Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn q trình chuyển hóa chất, để thấy rõ chất hóa học tốn: Sơ đồ phản ứng: Fex Oy + H2SO4 ⎯⎯ →Fe2 (SO4 )3 + SO2 + H2 O Bước 2: Nhận dạng nhanh phương pháp giải tập: Bài tập yêu cầu tính khối lượng oxit sắt dạng tổng quát FexOy Đây dấu hiệu (2), chứng tỏ tập sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng Bước 3: Căn vào giả thiết, phân tích, đánh giá để lựa chọn hướng giải theo hệ hay hệ định luật bảo toàn khối lượng tối ưu hơn: - Nhận thấy: Đề cho thông tin số mol H2SO4 số mol SO2, nên tính số mol Fe2(SO4)3 dựa vào bảo toàn nguyên tố S, tính khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 số mol H2O dựa vào bảo toàn nguyên tố H Như vậy, ta tính khối lượng H2SO4, Fe2(SO4)3, SO2 H2O - Vậy ta lựa chọn hướng giải theo hệ định luật bảo toàn khối lượng Bước 4: Thiết lập phương trình bảo tồn khối lượng Ngoài ra, kết hợp với giả thiết khác để lập phương trình tốn học có liên quan Từ suy lượng chất cần tính Áp dụng bảo tồn ngun tố S H, ta có: BT H ⎯⎯⎯ → n H2O = n H2SO4 = 0,75 mol BT S ⎯⎯⎯ → n H2SO4 = nSO2 + 3n Fe2 (SO4 )3 n Fe2 (SO4 )3 = 0,75 − 0,075 = 0,225 mol Áp dụng bảo tồn khối lượng, ta có: mFexOy + mH2SO4 = mFe2 (SO4 )3 + mSO2 + mH2O mFexOy + 0,75.98 = 0,225.400 + 0,075.64 + 0,75.18 mFexOy = 34,8 gam Ngồi lựa chọn hướng giải sau: Viết phương trình phản ứng, tìm cơng thức số mol FexOy, suy khối lượng (1), Dựa vào hệ định luật bảo toàn khối lượng (2) Nếu lựa chọn hướng (1) việc tính tốn phức tạp nhiều thời gian (bạn đọc kiểm chứng) Ví dụ 2: Hấp thụ hồn tồn 0,336 lít khí CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch gồm NaOH 0,1M KOH 0,1M thu dung dịch X Cơ cạn tồn dung dịch X thu gam chất rắn khan ? A 2,44 gam B 2,22 gam C 2,31 gam D 2,58 gam (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng, năm 2012) Hướng dẫn giải Đề hỏi “Cô cạn toàn dung dịch X thu gam chất rắn khan” Đây dấu hiệu (1), chứng tỏ tập sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng n − n(NaOH, KOH) 0,04 = nên OH− phản ứng dư, muối tạo muối Vì OH = n CO2 n CO2 0,015 trung hịa CO32 − Phương trình phản ứng: CO2 + OH− ⎯⎯ → CO32 − + H2 O (1) 0,015 ⎯⎯ → Áp dụng bảo tồn khối lượng, ta có: 0,015 mCO2 + nNaOH + mKOH = mchÊt r¾n + mH2O 0,015.44 + 0,02(40 + 56) = mchÊt r¾n + 0,015.18 mchÊt r¾n = 2,31 gam Ví dụ 3: Chia 46,84 gam hỗn hợp X gồm Al2O3, Fe3O4, CuO thành hai phần Phần phản ứng vừa đủ với 390 ml dung dịch HCl 2M Cho phần tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 loãng Số gam muối sunfat thu khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 A 44,87 gam B 51,11 gam C 54,62 gam D 61,64 gam (Đề thi thử lần – THPT Chuyên KHTN, năm 2011 – 2012) Hướng dẫn giải 46,84 = 23,42 gam Theo giả thiết, ta thấy: Khối lượng X phần Bản chất phản ứng ion H+ axit HCl H2SO4 loãng phản ứng với ion O2− hỗn hợp oxit để tạo muối clorua sunfat H2O Áp dụng bảo toàn nguyên tố H, ta có: 1 n HCl = 2n H2SO4 = 2n H2O n H2SO4 = n H2O = n HCl = 0,39.2 = 0,39 mol 2 Áp dụng bảo tồn khối lượng, ta có: mX + mH2SO4 = mmuèi sunfat + mH2O 23,42 + 0,39.98 = mmuèi sunfat + 0,39.18 mmuèi sunfat = 54,62 gam Ví dụ 4: Dung dịch X chứa đồng thời ion Na+, Ca2+, Mg2+, Cl− , HCO3− SO 24 − Đun nóng dung dịch X tới phản ứng hồn toàn thu 3,68 gam kết tủa, dung dịch Y 2,24 lít khí (đktc) Đem cạn dung dịch Y thu 13,88 gam chất rắn khan Tổng khối lượng muối có dung dịch X ban đầu A 22,84 gam B 35,76 gam C 17,76 gam D 23,76 gam (Đề thi THPT Chuyên – Đại học Vinh, năm 2011 – 2012) Hướng dẫn giải Phản ứng xảy đun nóng dung dịch X: t 2HCO3− ⎯⎯ →CO32− + CO2 + H2O Theo giả thiết (1), ta có: nCO2 = nH2O = 0,1 mol Áp dụng bảo tồn khối lượng, ta có: mX = mkÕt tđa + mchÊt r¾n + mCO2 + mH2O o (1) mX = 3,68 + 13,88 + 0,1.44 + 0,1.18 = 23,76 gam Ví dụ 5: Cho 100 ml dung dịch NaOH 4M tác dụng với 100 ml dung dịch H3PO4 aM thu 25,95 gam hai muối Giá trị a là: A 1,5 B 1,75 C 1,25 D (THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ, năm 2010 – 2011) Hướng dẫn giải Cách 1: Cách làm thơng thường Xét hai trường hợp tính tốn theo phản ứng: (1) Phản ứng tạo hai muối NaH2PO4 Na2HPO4 (2) Phản ứng tạo hai muối Na2HPO4 Na3PO4 (Bạn đọc tự giải tiếp) Cách 2: Sử dụng phương pháp phân tích đánh giá kết hợp với bảo toàn nguyên tố Giả sử phản ứng tạo NaH2PO4 thì: nNaH2PO4 = nNaOH = 0,4 mol mNaH2PO4 = 48 gam khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Giả sử phản ứng tạo Na2HPO4 thì: n Na2 HPO4 = n NaOH = 0,2 mol m Na2 HPO4 = 28,4 gam Giả sử phản ứng tạo Na3PO4 0,4 n Na3PO4 = n NaOH = mol m Na3PO4 = 21,87 gam 3 Trên thực tế, phản ứng tạo hai muối với khối lượng 25,95 gam thuộc khoảng (21,87 , 28,4) Suy hỗn hợp hai muối Na2HPO4 Na3PO4 Theo giả thiết bảo tồn ngun tố Na, ta có: BTKL →142n Na2 HPO4 + 164n Na3PO4 = 25,95 ⎯⎯⎯ n Na HPO = 0,125 mol BT Na n Na3PO4 = 0,05 mol ⎯⎯⎯→ 2n Na2 HPO4 + 3n Na3PO4 = n NaOH = 0,4 Theo bảo tồn ngun tố P, ta có: nH3PO4 = nNa2HPO4 + nNa3PO4 0,175 = 1,75M 0,1 Cả hai cách tập trung vào việc tìm số mol H3PO4 suy nồng độ mol Có thể thấy cách giải dài dịng thiếu tính sáng tạo Suy nghĩ: Việc tìm trực tiếp số mol H3PO4 gặp khó khăn Đây dấu hiệu (3), chứng tỏ tập cách giải khác áp dụng bảo toàn khối lương Cách 3: Sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng Vì phản ứng tạo hai muối nên NaOH phản ứng hết Sơ đồ phản ứng: H3 PO4 + NaOH ⎯⎯ → muèi + HOH (H O) Bản chất phản ứng là: H+ + OH− ⎯⎯ → HOH Nhận thấy: nHOH = nOH− = nNaOH = 0,4 mol n H3PO4 = 0,125 + 0,05 = 0,175 mol [H 3PO ] = Từ tính khối lượng H2O Mặt khác, khối lượng hỗn hợp muối biết dễ dàng tính khối lượng NaOH (vì biết số mol) Theo bảo tồn khối lượng, ta có: mH3PO4 + mNaOH = mmuèi + mH2O mH3PO4 + 0,4.40 = 25,95 + 0,4.18 mH3PO4 = 17,15 gam 17,15 0,175 = 0,175 mol [H3 PO4 ] = = 1,75M 98 0,1 Rõ ràng với cách này, lời giải ngắn gọn nhiều mà đảm bảo tính dễ hiểu Vì đề hỏi nồng độ mol H3PO4 khơng hỏi khối lượng nó, nên phải nắm dấu hiệu cho thấy tập sử dụng phương pháp bảo tồn khối lượng nhìn thấy Ví dụ 6: Hỗn hợp X có khối lượng 82,3 gam gồm KClO3, Ca(ClO3)2, CaCl2 KCl Nhiệt phân hoàn toàn X thu 13,44 lít O2 (đktc), chất rắn Y gồm CaCl2 KCl Tồn Y tác dụng vừa đủ với 0,3 lít dung dịch K2CO3 1M thu dung dịch Z n H3PO4 = khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Lượng KCl Z nhiều gấp lần lượng KCl X Phần trăm khối lượng KCl X A 25,62% B 12,67% C 18,10% D 29,77% (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2012) Hướng dẫn giải Theo giả thiết, ta thấy: Tính tổng khối lượng CaCl2 KCl Y bảo toàn khối lượng, tính số mol CaCl2 dựa vào số mol K2CO3 phản ứng, từ tính khối lượng CaCl2, KCl số mol KCl Y Tính số mol KCl Z dựa vào số mol CaCl2, KCl Y bảo toàn nguyên tố Cl, từ tính số mol KCl X Áp dụng bảo tồn khối lượng, ta có: mX = mKCl/Y + mCaCl2 /Y + mO2 82,3 = 0,6.32 + m(KCl,CaCl2 ) Y m(KCl, CaCl2 ) Y = 63,1 gam Bản chất phản ứng Y với dung dịch K2CO3 là: Ca + + CO32 − ⎯⎯ → CaCO3 n CaCl2 Y = n K2 CO3 = 0,3 mol n KCl Y = 63,1 − 0,3.111 = 0,4 mol 74,5 Áp dụng bảo tồn ngun tố Cl, ta có: nKCl Z = nKCl Y + 2nCaCl2 Y = 0,4 + 0,3.2 = mol Theo giả thiết, suy ra: nKCl Z 0,2.74,5 nKCl X = = 0,2 mol %mKCl X 100% = 18,1% 82,3 Ví dụ 7: Cho m gam bột Cu vào 400 ml dung dịch AgNO3 0,2M, sau thời gian phản ứng thu 7,76 gam hỗn hợp chất rắn X dung dịch Y Lọc tách X, thêm 5,85 gam bột Zn vào Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 10,53 gam chất rắn Z Giá trị m là: A.3,84 B 6,40 C 5,12 D 5,76 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2011) Hướng dẫn giải Nhận thấy: Bản chất hóa học toán Zn, Cu tác dụng với dung dịch AgNO3 Chất khử Zn Cu, chất oxi hóa AgNO3 ⎯⎯ → sè mol electron Ag + nhËn : n Ag+ = 0,4.0,2 = 0,08 mol sè mol electron Zn nhêng : 2n Zn = 0,09.2 = 0,18 mol Do 2nZn nAgNO3 nên có Zn phản ứng với AgNO3 (vì Zn hoạt động hóa học mạnh Cu), Cu chưa phản ứng Chất rắn thu sau phản ứng gồm Ag, Cu Zn cịn dư, có khối lượng tổng khối lượng chất rắn X Z 10 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Theo bảo toàn nguyên tố Ag bảo tồn electron, ta có: BT Ag ⎯⎯⎯ → n Ag = n Ag+ = n AgNO3 = 0,08 n Ag = 0,08 mol BT E → 2n Zn ph ¶ n øng = n Ag+ n Zn ph ¶ n øng = 0,04 mol ⎯⎯⎯ Theo bảo tồn khối lượng ta có: mAg + mCu + mZn d = mX + mY 0,08.108 + mCu + (5,85 − 0,04.65) = 7,76 + 10,53 mCu = 6,4 gam Ví dụ 8: Hịa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Na, Na2O, NaOH Na2CO3 dung dịch axit H2SO4 40% (vừa đủ) thu 8,96 lít hỗn hợp khí có tỷ khối H2 16,75 dung dịch Y có nồng độ 51,449% Cơ cạn Y thu 170,4 gam muối Giá trị m là: A 37,2 gam B 50,4 gam C 50,6 gam D 23,8 gam (Đề thi HSG Tỉnh Thái Bình, năm 2011 – 2012) Hướng dẫn giải Sơ đồ phản ứng: Na, Na O H NaOH + H 2SO ⎯⎯ → Na CO3 + + H O (1) CO2 Na CO Dung dịch Y chứa Na2SO4, 170,4 gam muối khối lượng Na2SO4 170,4 = 331,2 gam Khối lượng dung dich Y là: m dd Y = 51,449% Khối lượng hỗn hợp khí CO2 H2 là: m (H2 , CO2 ) = 8,96 16,75.2 = 13,4 gam 22,4 Áp dụng bảo tồn gốc SO 24 − , ta có: 170,4 1,2.98 = 1,2 mol mdd H2SO4 = = 294 gam 142 40% Áp dụng bảo tồn khối lượng, ta có: mX + mdd H2SO4 = mdd Y + m(H2 , CO2 ) n H2SO4 = n Na2SO4 = mX + 294 = 331,2 + 13,4 mX = 50,6 gam Ví dụ 9: Cho m gam hỗn hợp kim loại Mg, Al, Zn tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3 1M, thu sản phẩm khử khí NO 35,85 gam muối oxi chiếm 64,268% khối lượng muối Giá trị m V A 25,93 0,64 B 6,09 0,48 C 5,61 0,48 D 6,09 0,64 (Đề thi thử THPT Chuyên – Đại học Vinh, năm 2011 – 2012) Hướng dẫn giải 11 khangvietbook.com.vn ĐT: (08) 39103821 – 0903906848 Vì phản ứng Mg, Al, Zn với dung dịch HNO3 tạo sản phẩm khử NO nên muối tạo dung dịch muối nitrat kim loại 64,268%.35,85 = 1,44 mol Theo giả thiết, ta có: n O NO− t¹o muèi = 16 Suy ra: n NO− t¹o muèi = nO NO− t¹o muèi = 0,48 mol 3 Theo bảo toàn khối lượng, ta có: mmi = m kim lo¹i + m NO− t¹o muèi 35,85 = m kim lo¹i + 0,48.62 m kim lo¹i = 6,09 gam Theo bảo tồn electron, ta có: 3n NO = n electron trao đổi = n NO tạo muối = 0,48 mol n NO = 0,48 = 0,16 mol Theo bảo tồn ngun tố N, ta có: n HNO3 = n NO− t¹o muèi + n NO = 0,48 + 0,16 = 0,64 mol Vdd HNO3 1M = 0,64 lÝt Ví dụ 10: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 63% Sau phản ứng thu dung dịch A 11,2 lít (đktc) khí NO2 sản phẩm khử Nồng độ % chất có dung dịch A là: A 36,66% 28,48% B 27,19% 21,12% C 27,19% 72,81% D 78,88% 21,12% Hướng dẫn giải Theo giả thiết, suy ra: Dung dịch A chứa hai muối Cu(NO3)2 Fe(NO3)3 Theo giả thiết bảo tồn electron, ta có: gi¶ thiÕt ⎯⎯⎯→ m Cu + m Fe = 12 64n Cu + 56n Fe = 12 (1) BT E ⎯⎯⎯ → 2n Cu + 3n Fe = n NO2 2n Cu + 3n Fe = 0,5 (2) BT Cu n Cu = 0,1 mol ⎯⎯⎯ → n Cu(NO3 )2 = n Cu = 0,1 mol ⎯⎯⎯⎯→ BT Fe → n Fe(NO3 )3 = n Fe = 0,1 mol n Fe = 0,1 mol ⎯⎯⎯ Theo bảo tồn electron, ta có: tõ (1) vµ (2) nelectron trao ®ỉi = nNO− t¹o mi = nNO2 = 0,5 mol Theo bảo tồn ngun tố N, ta có: nHNO3 = nNO− t¹o muèi + nNO2 n HNO3 = 0,5 + 0,5 = mol m dd HNO3 = 1.63 = 100 gam 63% Áp dụng bảo tồn khối lượng, ta có: mdd A = mCu + mFe + mdd HNO3 − mNO2 mdd A = 12 + 100 − 0,5.46 = 89 gam Vậy nồng độ phần trăm chất dung dịch là: 12 ... với dung dịch AgNO3 Chất khử Zn Cu, chất oxi hóa AgNO3 ⎯⎯ → sè mol electron Ag + nhËn : n Ag+ = 0,4.0,2 = 0,08 mol sè mol electron Zn nhêng : 2n Zn = 0,09.2 = 0,18 mol Do 2nZn nAgNO3 nên có... NO− t¹o muèi 35,85 = m kim lo¹i + 0,48.62 m kim lo¹i = 6,09 gam Theo bảo tồn electron, ta có: 3n NO = n electron trao đổi = n NO tạo muối = 0,48 mol n NO = 0,48 = 0,16 mol Theo bảo tồn... ⎯⎯⎯⎯→ BT Fe → n Fe(NO3 )3 = n Fe = 0,1 mol n Fe = 0,1 mol ⎯⎯⎯ Theo bảo toàn electron, ta cú: từ (1) (2) nelectron trao đổi = nNO− t¹o muèi = nNO2 = 0,5 mol Theo bảo tồn ngun tố N, ta có: