9 Phuong phap giai Hóa pot

>> PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ ĐƯỜNG CHÉO << *Nguyên tắc: Trộn lẫn 2 dung dịch: Dung dịch 1: có khối lượng m 1 , thể tích V 1 , nồng độ C 1 (C% hoặc C M ), khối lượng riêng d 1 . Dung dịch 2: có khối lượng m 2 , thể tích V 2 , nồng độ C 2 (C 2 > C 1 ), khối lượng riêng d 2 . Dung dịch thu được có m=m 1 +m 2 , V=V 1 +V 2 , nồng độ C (C 1 < C < C 2 ), khối lượng riêng d. Sơ đồ đường chéo và công thức tương ứng với mỗi trường hợp là: a) Đối với nồng độ % về khối lượng: m 1 C 1 |C 2 - C| m 1 |C 2 – C| C  = (1) m 2 C 2 |C 1 - C| m 2 |C 1 – C| b) Đối với nồng độ mol/lít: V 1 C 1 |C 2 - C| V 1 |C 2 – C| C  = (2) V 2 C 2 |C 1 - C| V 2 |C 1 – C| b) Đối với khối lượng riêng: V 1 d 1 |d 2 - d| V 1 |d 2 – d| d  = (3) V 2 d 2 |d 1 - d| V 2 |d 1 – d| Khi sử dụng sơ đồ đường chéo, cần lưu ý: -Chất rắn coi như dung dịch có C = 100% -Dung môi coi như dung dịch C = 0% -Khối lượng riêng của H 2 O là d = 1g/ml Dạng 1: Tính toán pha chế dung dịch: VD: Để thu được dung dịch HCl 25% cần lấy m 1 gam dung dịch HCl 45% pha với m 2 gam dung dịch HCl 15%. Tỉ lệ m 1 /m 2 là: A. 1:2 B. 1:3 C. 2:1 D. 3:1 Hướng dẫn giải Áp dụng công thức (1): m 1 |C 2 – C| 20 1 = = = => câu C. m 2 |C 1 – C| 10 2 Phương pháp này không những hữu ích trong việc pha chế các dung dịch mà còn có thể áp dụng cho các trường hợp đặc biệt hơn, như pha một chất rắn vào dung dịch. Khi đó phải chuyển nồng độ của chất rắn nguyên chất thành nồng độ tương ứng với lượng chất tan trong dung dịch. Dạng 2: Bài toán hỗn hợp 2 đồng vị Đây là dạng bài tập cơ bản trong phần cấu tạo nguyên tử. VD: Nguyên tử khối trung bình của brom là 79,319. Brom có 2 đồng vị bền: Br 79 35 và Br 81 35 . Thành phần % số nguyên tử của Br 81 35 là: A. 84,05 B. 81,02 C. 18,98 D. 15,95 Hướng dẫn giải Ta có sơ đồ đường chéo: Br 81 35 79,319 – 79 = 0,319 A = 79,319 Br 79 35 81 – 79,319 = 1,681 % Br 81 35 0,319 0,319 => = => % Br 81 35 = x 100% = 15,95% % Br 79 35 1,681 1,681 + 0,319 Dạng 3: Tính thể tích hỗn hợp 2 khí VD: Một hỗn hợp gồm O 2 , O 3 ở điều kiện tiêu chuẩn có tỉ khối đối với Hifro là 18. Thành phần % về thể tích của O 3 trong hỗn hợp là: A. 15% B. 25% C. 35% C. 45% Hướng dẫn giải Áp dụng sơ đồ đường chéo: V O3 M 1 |32 - 36| M = 18.2= 36 V O2 M 2 |48 - 36| V O3 4 1 1 => = = => % V O3 = .100% = 25% => Câu B V O2 12 3 3+1 Dạng 4: Tính thành phần hỗn hợp muối trong phản ứng giữa đơn bazo và đa axit Dạng bài tập này có thể giải dễ dàng bằng phương pháp thông thường (viết ptpứ, đặt ẩn). Tuy nhiên cũng có thể nhanh chóng tìm ra kết quả bằng cách sử dụng sơ đồ đường chéo. VD: Thêm 250ml dung dịch NaOH 2M vào 200ml dung dịch H 3 PO 4 1,5M. Muối tạo thành vào khối lượng tương ứng là: A. 14,2 gam Na 2 HPO 4 ; 32,8 gam Na 3 PO 4 B. 28,4 gam Na 2 HPO 4 ; 16,4 gam Na 3 PO 4 C. 12,0 gam Na 2 H 2 PO 4 ; 28,4 gam Na 2 HPO4 D. 24,0 gam NaH 2 PO 4 ; 14,2 gam Na 2 HPO 4 Hướng dẫn giải n NaOH 0,25.2 5 Có: 1 < = = < 2 => tạo ra hỗn hợp 2 muối: NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 n H3PO4 0,2.1,5 3 Sơ đồ đường chéo: Na 2 HPO 4 (n 1 = 2) |1 - 5/3| = 2/3 n = 5/3 NaH 2 PO 4 (n 2 = 1) |2 – 5/3| = 1/3 n Na2HPO4 2 => = => 2n NaH2PO4 . Mà n NaH2PO4 + n NaH2PO4 = n H3PO4 = 0,3 (mol) n NaH2PO4 1 => n Na2HPO4 = 0,2 (mol) => m Na2PO4 = 0,2.142 = 28,4 (g) => Câu C n Na2HPO4 = 0,1 (mol) m Na2HPO4 = 0,1.120 = 12,0 (g) Dạng 5: Bài toán hỗn hợp 2 chất vô cơ cùa 2 kim loại có cùng tính chất hóa học VD: Hòa tan 3,164 gam hỗn hợp 2 muối CaCO 3 và BaCO 3 bằng dung dịch GCl dư, thu được 448ml khí CO 2 (đktc). Thành phần % số mol của BaCO 3 trogn hỗn hợp là: A. 50% B. 55% C. 60% D. 65% Hướng dẫn giải 0,448 3,164 n CO2 = = 0,02 (mol) => M = = 158,2 22,4 0,02 Áp dụng sơ đồ đường chéo: BaCO 3 (M 1 = 197) |100 – 158,2| = 58,2 M = 18.2= 36 CaCO 3 (M 2 = 100) |197 – 158,2| = 38,8 58,2 => %n BaCO3 = .100% = 60% => Câu C 58,2 + 38,8 Dạng 6: Bài toán trộn 2 quặng của cùng một kim loại Đây là một dạng bài mà giải theo cách thông thường là khá dài dòng, phức tạp. Tuy nhiên, nếu sử dụng sơ đồ đường chéo thì việc tìm ra kết quả trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn nhiều. Để có thể áp dụng sơ đồ đường chéo, ta coi các quặng như một dung dịch mà chất tan là kim loại đang xét, và nồng độ của chất tan chính là hàm lượng % về khối lượng của kim loại trong quặng. VD: A là quặng hematit chứa 60% Fe 2 O 3 . B là quặng manhetit chứa 69,6% Fe 3 O 4 . Trộn m 1 tấn quặng A với m 2 tấn quặng B thu được quặng C, mà từ 1 tấn quặng C có thể điều chế được 0,5 tấn gang chứa 4% Cacbon. Tỉ lệ m 1 /m 2 là: A. 5/2 B. 4/3 C. ¾ D. 2/5 Hướng dẫn giải Số kg Fe có trong 1 tấn của mỗi quặng là: - Quặng A chứa: 60%.1000. )(420 160 112 kg= - Quặng B chứa: 69,6%.1000. )(504 232 168 kg= - Quặng C chứa: 500. )(480) 100 4 1( kg=− Sơ đồ đường chéo: m A 420 |504 - 480| = 24 480 m B 504 |420 - 480| = 60 m A 24 2 => = = => Câu D m B 60 5 >> PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG << Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: “Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phẩm”, giúp ta giải bài toán hóa học một cách đơn giản, nhanh chóng. VD: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol etylenglicol và 0,2 mol chất X. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A cần 21,28 lít O 2 (đktc) và thu được 35,2 gam CO 2 và 19,8 gam H 2 O. Tính khối lượng phân tử X (biết X chỉ chứa C,H,O). Hướng dẫn giải Ta có các phương trình phản ứng cháy: 2C 2 H 6 O 2 + 5O 2  4CO 2 + 6H 2 O X + O 2  CO 2 + H 2 O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m X + m C2H5O2 + m O2 => m X = m CO2 + m H2O – (m C2H6O2 + m O2 ) =>m x = 35,2 + 19,8 – (0,1.62 + 4,18)32. 4,22 28,21 = (gam) Khối lượng phân tử của X: M X = 92 2,0 4,18 = (gam/mol) >> PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG << *Nguyên tắc: Dựa vào sự tăng giảm khối lượng (TGKL) khi chuyển từ 1 mol chất A thành nhiều mol chất B (có thể qua các giai đoạn trung gian) ta dễ dàng tính được số mol của các chất hoặc ngược lại. Chẳng hạn: a) Xét phản ứng : MCO 3 + 2HCl  MCl 2 + CO 2 ↑ + H 2 O Theo phản ứng này thì khi chuyển từ 1 mol MCO 3  1 mol MCl 2 , khối lượng hỗn hợp tăng thêm 71- 60=11 gam và có 1 mol CO 2 được giải phóng. Như vậy, khi biết lượng muối tăng ta có thể tính được số mol CO 2 sinh ra hoặc ngược lại. b) Xét phản ứng: RCOOR’ + NaOH  RCOONa + R’OH Cứ 1 mol este RCOOR’ chuyển thành 1 mol muối RCOONa khối lượng tăng (hoặc giảm) |23 – R’| gam và tiêu tốn hết 1 mol NaOH, sinh ra 1 mol R’OH. Như vậy, nếu biết khối lượng của este phản ứng và khối lượng muối tạo thành, ta dễ dàng tính được số mol của NaOH và R’OH hoặc ngược lại. Có thể nói 2 phương pháp “Bảo toàn khối lượng” và “Tăng giảm khối lượng” là 2 anh em sinh đôi, vì một bài toán nếu giải được bằng phương pháp này thì có thể giải bằng phương pháp kia. Tuy nhiên, tùy từng bài tập mà phương pháp này hay phương pháp kia là ưu việt hơn. VD: Khử m gam hỗn hợp A gồm các oxit CuO, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 bằng khí CO ở nhiệt độ cao, người ta thu được 40 gam hỗn hợp chất rắn X và 13,2 gam khí CO 2 . Tìm giá trị của m. Hướng dẫn giải Các phương trình phản ứng xảy ra: XCO 3 + 2HCl  XCl 2 +H 2 O + CO 2 ↑ (1) Y 2 (CO 3 ) 3 + 6HCl  2YCl 3 + 3H 2 O + 3CO 2 ↑ (2) Số mol khí CO 2 bay ra: n CO2 = 04,0 4,22 896,0 = (mol) Theo (1), (2): khi chuyển từ muối cacbonat  muối clorua, cứ 1 mol CO 2 sinh ra, khối lượng hỗn hợp muối tăng thêm 71 – 60 = 11 gam. Vậy khối lượng hỗn hợp muối tăng lên là: m ∆ = 0,04.11 = 0,44 gam. >> PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ << *Nguyên tắc: “Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn được bảo toàn”. Điều này có nghĩa là: “Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kì trước và sau phản ứng là luôn bằng nhau”. VD: Hỗn hợp chất rắn A gồm 0,1 mol Fe 2 O 3 và 0,1 mol Fe 3 O 4 . Hòa tan hoàn toàn A bằng dung dịch HCl dư, thu được dung dịch B. Cho NaOH dư vào B, thu được kết tủa C. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch kết tủa rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn D. Tính m. Hướng dẫn giải Các phản ứng hóa học xảy ra: Fe 2 O 3 + 6HCl  2FeCl 3 + 3H 2 O (1) Fe 3 O 4 + 8HCl  FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4 H 2 o (2) NaOH + HCl  NaCl + H 2 O (3) 2NaOH + FeCl 2  2NaCl + Fe(OH) 3 ↓ (4) 3NaOH + FeCl 3  3NaCl + Fe(OH) 3 ↓ (5) 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 → t o 4Fe(OH) 3 (6) 2Fe(OH) 3 → t o Fe 2 O 3 + 3H 2 O (7) Theo các phương trình phản ứng ta có sơ đồ: Fe 2 O 3 : 0,1 mol Fe 3 O 4 : 0,1 mol  Fe 2 O 3 (rắn D) Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với Fe: Σ n Fe (trong D) = 0,1.2 + 0,1.3 = 0,5 (mol)  n D = = 2 5,0 0,25 (mol) => m D = 0,25.160= 40 (gam). >> PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON << *Nguyên tắc: “Khi có nhiều chất oxi hóa hoặc chất khử trong hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số mol electron mà các phân tử chất khử cho phải bằng tổng số mol electron mà các chất oxi hóa nhận”. Điều quan trọng nhất khi áp dụng phương pháp này là việc phải nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất oxi hóa và các chất khử, nhiều khi không cần quan tâm đến việc cân bằng phản ứng hóa học xảy ra. Phương pháp này đặc biệt lí thú đối với các bài toán phải biện luận nhiều trường hợp xảy ra. VD: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam 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. Hướng dẫn giải Số mol của hỗn hợp khí: n khí = 4,0 4,22 96,8 = (mol) Vì V NO2 :V NO = 3:1  n NO2 :n NO = 3:1  n NO2 = 4,0. 4 3 =0,3 (mol); n NO = 1,04,0. 4 1 = (mol) Gọi n là hóa trị của M. Quá trình nhường electron: M o - ne  M n+ Số mol electron nhường là: Σ n e nhường = n M . 2,19 (mol) Quá trình nhận electron: 4 N 5+ + 6e  3 N 4+ + N 2+ Tổng số mol electron nhận là: Σ n e nhận = 6.0,1 = 0,6 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: Σ n e nhường = Σ n e nhận  n M . 2,19 = 0,6  M = 32n  n = 2; M = 64. Vậy M là đồng (Cu) >> PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH << *Nguyên tắc: “Trong một dung dịch nếu tồn tại đồng thời các ion dương và âm thì theo định luật bảo toàn điện tích: tổng số điện tích dương bằng tổng số điện tích âm”. Đây chính là cơ sở để thiết lập phương trình biểu diễn mối liên hệ giữa các ion trong dung dịch. VD: thiết lập biểu thức liên hệ giữa a,b,c,d trong dung dịch chứa a mol Na + , b mol Ca 2+ , c mol HCO 3 - và d mol Cl - . Hướng dẫn giải Áp dụng định luật bảo toàn điện tích, ta có: a +2b = c + d. >> PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG MOL TRUNG BÌNH<< Khối lượng mol trung bình của một hỗn hợp là khối lượng của 1 mol hỗn hợp đó: M = n m = ∑ ∑ = = n i n i n nM 1 1 . Trong đó: m là tổng số gam hỗn hợp n là tổng số mol hỗn hợp Chú ý: - M min < M < M max - Nếu hỗn hợp gồm 2 chất có số mol của hai chất bằng nhau thì khối lượng mol trung bình của hỗn hợp cũng chính bằng trung bình cộng khối lượng phân tử của 2 chất và ngược lại. Phương pháp này được áp dụng trong việc giải nhiều bài toán khác nhau của vô cơ và hữu cơ, đạc biệt là đối với việc chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất đơn giản và ta có thể giải một cách dễ dàng. VD: Hòa tan 2,97 gam hỗn hợp 2 muối CaCO 3 và BaCO 3 bằng dung dịch HCl dư, thu được 448ml khí CO 2 (đktc). Tính thành phần % số mol của mỗi muối trong hỗn hợp. Hướng dẫn giải Các phản ứng xảy ra: CaCO 3 + 2HCl  CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ (1) BaCO 3 + 2HCl  BaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ (2) Từ (1), (2)  n hh = n CO2 = 02,0 4,22 448,0 = (mol) Gọi x là thành phần % về số mol của CaCO 3 trong hỗn hợp (1-x) là thành phần % về số mol của BaCO 3 Ta có: M 2 muối = 100x + 197.(1 - x) = 02,0 97,2  x= 0,5  %n BaCO3 = %n CaCO3 = 50%. >> PHƯƠNG PHÁP TỰ DO CHỌN LƯỢNG CHẤT<< *Nguyên tắc: Khi gặp các bài toán có lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chất đề cho đều có chứa chung một tham số: m (g), V(l), x(mol)…) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đã cho. Tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản. Sau khi đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều. Chú ý: Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì thường chọn hỗn hợp có khối lượng 100 gam ( hoặc 100 lít ). Khi khảo sát về 1 phản ứng hóa học thì chọn hệ số làm số mol chất phản ứng. VD: Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dd H 2 SO 4 4,9% ( vừa đủ ) thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,87%. Xác định CTPT của oxit kim loại. Hướng dẫn giải Đặt công thức tổng quát của oxit là R 2 O x ( x là hoá trị của R ) Giả sử hoà tan 1 mol R 2 O x R 2 O x + xH 2 SO 4 → R 2 (SO 4 ) x + xH 2 O 1mol x(mol) 1mol (2M R + 16x) g 98x (g) (2M R + 96x)g Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : dd sau pö R R .x m ( M x) ( M x)g , = + + × = + 98 2 16 100 2 2016 4 9 Phương trình nồng độ % của dung dịch muối là : R R M x % , M x + ⋅ = + 2 96 100 5 87 2 2016 suy ra ta có M R = 12x Vì x là hoá trị của kim loại trong oxit bazơ nên : 1 ≤ x ≤ 4 Biện luận: x 1 2 3 4 M R 12 24 36 48 Vậy kim loại là Mg ; oxit kim loại là : MgO VD2: Cho a gam dung dịch H 2 SO 4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ). Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là 0,04694 a (g). Tìm C% Hướng dẫn giải Giả sử a = 100 g ⇒ 2 4 2 2 H SO H O H m c(gam) m 100 c(gam) m 4,694(gam)  =  = −   =  Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy ra các phản ứng sau : 2K + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + H 2 ↑ (1) Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 ↑ (2) 2K (dư) + 2H 2 O → 2KOH + H 2 ↑ (3) Theo các ptpư (1),(2),(3) ta có : 2 2 4 2 H H SO H O 1 100 c 4,694 n n n ( ) 2 18 2 C 1 + 98 2 − = + × ⇔ × = ∑ ∑ ⇒ 31 C = 760 ⇒ C = 24,5 Vậy nồng độ dung dịch H 2 SO 4 đã dùng là C% = 24,5% >> PHƯƠNG PHÁP VẼ ĐỒ THỊ<< *Nguyên tắc: Sử dụng cho các loại phản ứng tạo 2 muối (muối trung hòa và muối axit) -Al 3+ + OH - (VD: AlCl + NaOH) n AlCl kết tủa cực đại n NaOH -CO 2 + OH - (VD: CO 2 + Ca(OH) 2 ) n Ca(OH)2 kết tủa cực đại N CO2 Toán Lý [...].. .Hóa . Br 81 35 79, 3 19 – 79 = 0,3 19 A = 79, 3 19 Br 79 35 81 – 79, 3 19 = 1,681 % Br 81 35 0,3 19 0,3 19 => = => % Br 81 35 = x 100% = 15 ,95 % % Br 79 35 1,681 1,681 + 0,3 19 Dạng 3:. khối trung bình của brom là 79, 3 19. Brom có 2 đồng vị bền: Br 79 35 và Br 81 35 . Thành phần % số nguyên tử của Br 81 35 là: A. 84,05 B. 81,02 C. 18 ,98 D. 15 ,95 Hướng dẫn giải Ta có sơ. x(mol) 1mol (2M R + 16x) g 98 x (g) (2M R + 96 x)g Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : dd sau pö R R .x m ( M x) ( M x)g , = + + × = + 98 2 16 100 2 2016 4 9 Phương trình nồng độ % của