GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA BẰNG PP BẢO TOÀN ELECTRON

BÀI TOÁN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON - Giải nhanh các bài toán có nhiều phản ứng oxi hóa - khử phức tạp. - Giải nhanh các bài toán có phản ứng oxi hóa – khử khó cân bằng. - Giải nhanh các bài toán có nhiều phản ứng oxi hóa – khử không xác định rõ sản phẩm trung gian. * Nguyên tắc: tổng số mol e của chất khử nhường = tổng số mol e của chất oxi hóa nhận. Dạng 1. Kim loại tác dụng với HNO 3 Bài 1. Hòa tan hoàn toàn 12g hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1 : 1) bằng HNO 3 , thu được V lít (đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO 2 ) và dung dịch Y (chỉ chứa 2 muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H 2 bằng 19. Tính V ĐS: 5,6 lít Gợi ý: Dựa vào tỉ khối xác định được nNO = nNO 2 = a n e nhận = nNO 2 + 3nNO = 4a n e nhường = 3nFe + 2nCu = 0,5 mol => a = 0,125 => V = 0,125.2.22,4 = 5,6 Bài 2. Hòa tan hoàn toàn một lượng bột sắt vào dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,015 mol N 2 O và 0,01 mol NO. Tính lượng Fe đã dùng. ĐS: 2,8g Gợi ý: gm Fe 8,256 3 3.01,08.015,0 = + = Bài 3. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,1 mol Fe và 0,25 mol Al vào dung dịch HNO 3 dư thu được hỗn hợp khí A gồm NO và NO 2 có tỉ lệ số mol tương ứng là 2 : 1. Tính thể tích hỗn hợp khí A. ĐS: 10,08 lít Gợi ý: Gọi số mol của NO 2 là x thì số mol của NO là 2x x + 2x.3 = 0,1.3 + 0,25.3 V = (x + 2x)22,4 = 10,08 lít Bài 4. Cho 11g hỗn hợp hai kim loại Al, Fe vào dung dịch HNO 3 loãng, dư thu được 6,72 lít khí NO (đktc) duy nhất. Tính khối lượng của Al, Fe. ĐS: mFe = 5,6g, mAl = 5,4g Bài 5. Hòa tan hoàn toàn 19,2g kim loại M trong dung dịch HNO 3 dư thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO 2 và NO có tỉ lệ thể tích 3 : 1. Xác định kim loại M. ĐS: Cu Gợi ý: Gọi số mol của NO là x thì số mol của NO 2 là 3x x + 3x = 0,4 => x = 0,1 n e nhường = n e nhận = 0,1.3 + 0,1.3 = 0,6 mol 32 6,0 2,19 == n M => n = 2, M = 64 Bài 6. Hòa tan hoàn toàn 11,2g Fe vào HNO 3 , thu được dung dịch A và 6,72 lít hỗn hợp khí B gồm NO và một khí X, với tỉ lệ thể tích là 1 : 1. Xác định khí X. ĐS: NO 2 Gợi ý: nNO = nX = 0,15 mol = 56 3.2,11 0,15.3 + 0,15.n => n = 1 => X là NO 2 Bài 7. Cho 1,35g hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO 3 dư được 1,12 lít NO và NO 2 có khối lượng mol trung bình là 42,8. Tính khối lượng muối nitrat tạo thành. ĐS: 5,69g Gợi ý: Dựa vào sơ đồ đường chéo tính được nNO = 0,01 mol ; nNO 2 = 0,04 mol  n e nhận = 0,01.3 + 0,04 = 0,07 mol Gọi x, y, z là số mol của Cu, Mg, Al => n e nhường = 2x + 2y + 3z  2x + 2y + 3z = 0,07 Khối lượng muối = 1,35 + 0,07.62 = 5,69g Bài 8. Hòa tan 15g hỗn hợp X gồm Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO 3 và H 2 SO 4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO 2 , NO, N 2 O, NO 2 . Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. ĐS: %Al = 36% Bài 9. Khi hòa tan hoàn toàn m gam kim loại M vào dung dịch HNO 3 thu được V 1 lít khí NO. Nhưng khi hòa tan cũng m gam kim loại M vào dung dịch HCl thu được V 2 lít khí H 2 , với V 2 = V 1 . Khối lượng muối clorua thu được = 52,48% muối nitrat. Xác định M. ĐS:Fe Gợi ý: Gọi x là số mol e M nhường trong phản ứng với HNO 3 , => nNO = 3 x y là số mol e mà M nhường trong phản ứng với HCl => nH 2 = 2 y Vì V 1 = V 2 => 3 x = 2 y => x = 3, y = 2 3.62 2.5,35 + + M M =0,5248 => M = 56 Bài 10. Hòa tan hỗn hợp gồm 0,01 mol Ag và 0,04 mol Cu vào dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí X gồm NO và NO 2 có tỉ lệ số mol tương ứng là 2 : 3. Tính thể tích của X. ĐS: 1,12 lít Gợi ý: Gọi số mol của NO là 2x thì số mol của NO 2 là 3x => 2x.3 + 3x = 0,01 + 0,04.2 => x = 0,01 V = (2.0.01 + 3.0,01)22,4 = 1,12 lít Bài 11. Hòa tan vừa đủ 6 gam hỗn hợp 2 kim loại X, Y có hóa trị tương ứng I, II vào dung dịch hỗn hợp 2 axit HNO 3 và H 2 SO 4 thu được 2,688 lít hỗn hợp khí B gồm NO 2 và SO 2 (đktc) và tổng khối lượng là 5,88g. Cô cạn dung dịch sau cùng được m gam muối khan. Tính m. ĐS: 14,12g Gợi ý: Từ khối lượng và thể tích của B tính được nNO 2 = 0,1 , nSO 2 = 0,02 mol Dù kim loại có hóa trị I, II hay III ta luôn có: nNO 3 (trong muối) = nNO 2 ; nSO 4 (trong muối) = nSO 2 m = 6 + 62.0,1 + 96.0,02 = 14,12g Bài 12. Cho 12g hỗn hợp 2 kim loại X và Y hòa tan hoàn toàn vào dung dịch HNO 3 thu được m gam muối và 1,12 lít khí N 2 (đktc). Tính m. ĐS: 43g Gợi ý: nNO 3 (trong muối) = n e nhường = n e nhận = 0,05.5.2 =0,5 mol m = 12 + 62.0,5 = 43g Bài 13. Hòa tan hoàn toàn 5,04 g hỗn hợp gồm 3 kim loại X, Y, Z vào 100ml dung dịch HNO 3 xM vừa đủ thu được m gam muối , 0,02 mol NO 2 và 0,005 mol N 2 O. Tính x và m. ĐS: x = 0,9 ; m = 8,76g Gợi ý: nNO 3 (trong muối) = n e nhường = n e nhận =0,02 + 0,005.8 = 0,06 m = 5,04 + 0,06.62 = 8,76g nHNO 3 = nN = 0,06 + 0,02 + 0,005.2 = 0,09 mol x = 1,0 09,0 = 0,9M Bài 14. Hòa tan 5,95g hỗn hợp Zn và Al tỉ lệ mol 1 : 2 bằng dung dịch HNO 3 thu được 0,896 lít một sản phẩm khử X duy nhất chứa nito. Xác định X. ĐS: N 2 Gợi ý: Từ khối lượng và tỉ lệ mol tìm được nZn = 0,05 ; nAl = 0,1 mol  n e nhường = 0,05.2 + 0,1.3 = 0,4 mol x y xNe x y xxN 2 5 ) 2 5( →−+ + (N x O y ) 0,04(5x – 2y) ← 0,04 mol 0,04(5x – 2y) = 0,4 => x = 2 , y = 0 => N 2 Dạng 2. Bài toán hỗn hợp oxit sắt Bài 1. Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong trong dung dịch HNO 3 dư, thoát ra 0,56 lít (đktc) NO. Tính m. ĐS: 2,52g Gợi ý: n e của sắt nhường = n e của O 2 và N +5 nhận 3 4,22 56,0 4 32 3 3 56 + − = mm => m =2,52g Bài 2. Đốt cháy x mol Fe bởi oxi thu được 5,04g hỗn A. Hòa tan A bằng dung dịch HNO 3 dư thu được 0,035 mol hỗn hợp Y gồm NO và NO 2 . Tỉ khối hơi của Y đối với H 2 bằng 19. Tìm x. ĐS: 0,07 Gợi ý: nNO = nNO 2 = 0,0125 mol n e của sắt nhường = n e của O 2 và N +5 nhận 015,03.0125,04 32 5604,5 3 ++ − = x x => x =0,07g Bài 3. Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe 2 O 3 ở nhiệt độ cao, thu được 6,72g hỗn hợp chất rắn A. Đem hòa tan A trong dung dịch HNO 3 dư 0,448 lít khí NO (đktc). Tính m. ĐS: 7,2 Gợi ý: n e của C +2 (CO) nhường = n e của N +5 nhận nCO = nO 3 4,22 448,0 2 16 72,6 = −m => m = 7,2g Bài 4. Cho a gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe 3 O 4 và CuO có số mol bằng nhau tác dụng vừa đủ với 250 ml dung dịch HNO 3 xM thu được dung dịch B và 3,136 lít hỗn hợp NO 2 và NO có tỉ khối so với H 2 bằng 20,143. Tính a và x. ĐS: 46,08 ; 7,28 Gợi ý: nNO = 0,05 ; nNO 2 = 0,09 mol Gọi số mol mỗi chất trong A là x 2x = 0,05.3 + 0,09 => x = 0,12 a = (72 + 80 + 232)0,12 = 46,08 g nHNO 3 = nN = nNO + nNO 2 + nNO 3 (trong muối) nNO 3 = 3nFeO + 9nFe 3 O 4 + 2nCuO => 25,0 2.12,09.12,03.12,009,005,0 ++++ =x =7,28 Bài 5. Để a gam Fe ngoài không khí sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2g gồm FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 và Fe. Cho A tác dụng với H 2 SO 4 đặc nóng dư thu được 6,72 lít khí SO 2 (đktc). Tính a. ĐS: 56g Gợi ý: n e của sắt nhường = n e của O 2 và S +6 nhận 2 4,22 72,6 4 32 2,75 3 56 + − = aa => a =56g Bài 6. Cho 13,92g oxit sắt từ tác dụng với HNO 3 dư thu được 0,448 lít khí N x O y (đktc). Tính khối lượng HNO 3 . ĐS: 35,28g Gợi ý: n e nhường = 232 92,13 = 0,06 mol x y xNe x y xxN 2 5 ) 2 5( →−+ + (N x O y ) 0,02(5x – 2y) ← 0,02 mol => 0,02(5x – 2y) = 0,06 => x = 1, y = 1 => NO nHNO 3 = nN = nNO + 9nFe 3 O 4 = 0,02 + 9.0,06 = 0,56 mol mHNO 3 = 0,56.63 = 35,28g . BÀI TOÁN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON - Giải nhanh các bài toán có nhiều phản ứng oxi hóa - khử phức tạp. - Giải nhanh các bài toán có phản ứng oxi hóa – khử khó cân bằng. - Giải nhanh. bằng. - Giải nhanh các bài toán có nhiều phản ứng oxi hóa – khử không xác định rõ sản phẩm trung gian. * Nguyên tắc: tổng số mol e của chất khử nhường = tổng số mol e của chất oxi hóa nhận. Dạng 1 mol e của chất oxi hóa nhận. Dạng 1. Kim loại tác dụng với HNO 3 Bài 1. Hòa tan hoàn toàn 12g hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1 : 1) bằng HNO 3 , thu được V lít (đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO 2 )