Phương pháp giải Hóa bằng bảo toàn electron

L I M Đ UỜ Ở Ầ Hóa h c là m t môn khoa h c t nhiọ ộ ọ ự ên, đòi h i cao s logic, nhanh nh y trong t duy c a h cỏ ự ạ ư ủ ọ sinh. M t s ph ng pháp th ng dùng gi i các bài t p nh : ph ng pháp b o toàn kh i l ng,ộ ố ươ ườ ả ậ ư ươ ả ố ượ ph ng pháp b o toàn đi n tích, ph ng pháp tăng gi m kh i l ng, ph ng pháp b o toàn electron,ươ ả ệ ươ ả ố ượ ươ ả ph ng pháp s d ng các đ i l ng trung bình, ph ng pháp bi n lu n Vi c n m v ng các lýươ ử ụ ạ ượ ươ ệ ậ ệ ắ ữ thuy t và v n d ng các ph ng pháp này m t cách sáng t o, khoa h c vào gi i bài t p hóa h c là yêuế ậ ụ ươ ộ ạ ọ ả ậ ọ c u nghiêm túc và cũng là m t thách th c l n đ i v i đ i đa s các em h c sinh.ầ ộ ứ ớ ố ớ ạ ố ọ Đ ể Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn electronả ậ ọ ằ ươ ả . Vi c h th ng hoá ,vàệ ệ ố phân lo i các d ng toán có th gi i nhanh b ng các ph ng pháp b o toàn electron, giúp các em gi iạ ạ ể ả ằ ươ ả ả nhanh bài t p h ng đ n m c đích hình thành t duy gi i nhanh các d ng bài t p tr c nghi m kháchậ ướ ế ụ ư ả ạ ậ ắ ệ quan th ng g p liên quan t i các ph n ng oxy hóa kh . T đó hình thành cho các em kĩ năng gi iườ ặ ớ ả ứ ử ừ ả nhanh các bài toán đ đ t đ c k t qu t t nh t ể ạ ượ ế ả ố ấ N i dung g m Gi i thi u các khái ni m c b n v ph n ng oxy hóa kh , đ nh lu t b o toànộ ồ ớ ệ ệ ơ ả ề ả ứ ử ị ậ ả electron, cách cân b ng ph ng trình ph n ng oxy hóa kh theo ph ng pháp thăng b ng đi n t vàằ ươ ả ứ ử ươ ằ ệ ử ph ng pháp ion electron và Các d ng bài t p. ươ ạ ậ Sau đây là m t s kinh nghi m ộ ố ệ trong vi c gi i quy t các v n đ v các bài t p OXH-K x y raệ ả ế ấ ề ề ậ ả qua nhi u giai đo n ch c n các em xác đ nh đúng các ch t OXH ,ch t Kh s e nh ng ,s e nh nề ạ ỉ ầ ị ấ ấ ử ố ườ ố ậ c a các ch t trong ph n ng.ủ ấ ả ứ Sau đây là m t s kinh nghi m hy v ng nó s tr thành m t tài li u tham kh o h u ích cho cácộ ố ệ ọ ẽ ở ộ ệ ả ữ em h c sinh b c THPT, giúp các em chu n b t t cho kỳ thi t t nghi p, tuy n sinh đ i h c.ọ ậ ẩ ị ố ố ệ ể ạ ọ M c dù đã r t c g ng, nh ng ch c ch n không tránh kh i nh ng sai sót r t mong các ý ki nặ ấ ố ắ ư ắ ắ ỏ ữ ấ ế đóng góp c a các đ ng nghi p .ủ ồ ệ Chân thành c m n!ả ơ Giao thu , ngày 22 tháng 05 năm 2011.ỷ Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả M C L CỤ Ụ Lý văn Huỳnh 2 Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả CH NG IƯƠ N i dung đ nh lu t và CÁC D NG TOÁN C B Nộ ị ậ Ạ Ơ Ả    Nguyên t c c a ph ng pháp nh sau: khi có nhi u ch t oxy hóa, ch t kh trong m t h n h pắ ủ ươ ư ề ấ ấ ử ộ ỗ ợ ph n ng (nhi u ph n ng ho c ph n ng qua nhi u giai đo n) thì t ng s electron c a các ch t khả ứ ề ả ứ ặ ả ứ ề ạ ổ ố ủ ấ ử cho ph i b ng t ng s electron mà các ch t oxy hóa nh n. Ta ch c n nh n đ nh đúng tr ng thái đ u vàả ằ ổ ố ấ ậ ỉ ầ ậ ị ạ ầ tr ng thái cu i c a các ch t oxy hóa ho c ch t kh ,.Ph ng pháp này đ c bi t h u ích đ i v i các bàiạ ố ủ ấ ặ ấ ử ươ ặ ệ ữ ố ớ toán c n ph i bi n lu n nhi u tr ng h p có th x y ra. Ch c n các em xác đ nh đúng tr ng thái oxiầ ả ệ ậ ề ườ ợ ể ả ỉ ầ ị ạ hoá-tr ng thái kh và xác đ nh đúng t ng s e nh ng và t ng s e nh n sau đây là m t s d ng bàiạ ử ị ổ ố ườ ổ ố ậ ộ ố ạ t p th ng g p.ậ ườ ặ D ng 1:ạ Bài toán: Cho m t kim lo i (ho c h n h p các kim lo i) tác d ng v i dung d ch acid không cóộ ạ ặ ỗ ợ ạ ụ ớ ị tính oxy hóa m nh nh dung d ch acid HCl, HBr, Hạ ư ị 2 SO 4 loãng, G p ặ d ng này các em c n l u ý nh ng v n đ sau đây:ạ ầ ư ữ ấ ề - Khi cho m t ộ Kim lo i ho c h n h p Kim lo i tác d ng v i h n h p axit ạ ặ ỗ ợ ạ ụ ớ ỗ ợ HCl, H 2 SO 4 loãng ho c h n h p các a xit loãng (ặ ỗ ợ H + đóng vai trò là ch t oxy hóa) thì t o ra mu i có s oxy hóa th pấ ạ ố ố ấ và gi i phóng ả H 2 . ↑+→+ ++ 2 222 nHMnHM n - Ch nh ng kim lo i đ ng tr c ỉ ữ ạ ứ ướ H 2 trong dãy ho t đ ng hóa h c m i tác d ng v i ion ạ ộ ọ ớ ụ ớ H + . Nh v y ta th y kim lo i nh ng đi n.e và Hiđrô thu v 2 .eư ậ ấ ạ ườ ề Công th c 1ứ : Liên h gi a s mol kim lo i và s mol khí ệ ữ ố ạ ố H 2 Ho c ặ 2. 2 H n = n 1 .n M1 +n 2 .n M2 + (đ i v i h n h p kim lo i)ố ớ ỗ ợ ạ Trong đó n :hoá tr kim lo iị ạ Công th c 2ứ : Tính kh i l ng mu i trong dung d chố ượ ố ị m mu iố = m kim lo iạ + m g c acidố ( −2 4 SO m , − Cl m , − Br m ) Trong đó, s mol g c acid đ c cho b i công th c:ố ố ượ ở ứ n g c acidố = ∑e trao đ iổ : đi n tích c a g c acidệ ủ ố • V i Hớ 2 SO 4 : m mu iố = m kim lo iạ + 96. 2 H n • V i HCl: ớ m mu iố = m kim lo iạ + 71. 2 H n • V i HBrớ : m mu iố = m kim lo iạ + 160. 2 H n Ví dụ 1: Hoà tan 7,8g h n h p b t Al và Mg trong dung d ch HCl d . Sau ph n ng kh i l ng dungỗ ợ ộ ị ư ả ứ ố ượ d ch axit tăng thêm 7,0g. Kh i l ng nhôm và magie trong h n h p đ u là: ị ố ượ ỗ ợ ầ A. 2,7g và 1,2g B. 5,4g và 2,4g C. 5,8g và 3,6g D. 1,2g và 2,4g Áp d ng đ nh lu t b o toàn kh i l ng ta có :mụ ị ậ ả ố ượ H2 = 7,8-7,0 =0,8 gam M t khác theo công th c 1 và theo đ ta có h ph ng trình:ặ ứ ề ệ ươ (Khi tham gia ph n ng nhôm nh ng 3 e, magie nh ng 2 e và Hả ứ ườ ườ 2 thu v 2 e)ề 3.n Al + 2.n Mg =2.n H2 =2.0.8/2 (1) Lý văn Huỳnh 3 2. 2 H n = n . n kim lo iạ Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả 27.n Al +24.n Mg =7,8 (2) Gi i ph ng trình (1), (2) ta có nả ươ Al =0.2 mol và n Mg = 0.1 mol T đó ta tính đ c mừ ượ Al =27.0,2 =5,4 gam và m Mg =24.0,1 =2,4 gam ch n đáp án Bọ . Ví d 2ụ : Cho 15,8 gam KMnO 4 tác d ng v i dung d ch ụ ớ ị HCl đ m đ c. Th tích khí clo thu đ c đi uậ ặ ể ượ ở ề ki n tiêu chu n là: ệ ẩ A. 5,6 lít. B. 0,56 lít. C. 0,28 lít. D. 2,8 lít. Theo công th c 1 ta cóứ :Mn +7 nh ng 5 e (Mnườ +2 ),Cl - thu 2.e áp d ng đ nh lu t b o toàn e taụ ị ậ ả có :5.n KmnO4 =2.n cl2 t đó suy ra s mol clo b ng 5/2 s mol ừ ố ằ ố KMnO 4 =0.25 mol t đó suy ra th tíchừ ể clo thu đ c đktc là:0,25 . 22,4 =0,56 lítượ ở Ví d 3ụ . Hòa tan hoàn toàn 20g h n h p ỗ ợ Mg và Fe vào dung d ch axit ị HCl d th y có 11,2 lít khí thoátư ấ ra đktc và dung d ch X. Cô c n dung d ch X thì thu đ c bao nhiêu gam mu i khan? ở ị ạ ị ượ ố A. 55,5g. B. 91,0g. C. 90,0g. D. 71,0g. Áp d ng công th c 2 ta có:ụ ứ m mu iố = m kim lo iạ + m ion t o mu i ạ ố = 20 + 71.0,5=55.5g Ch n đáp án A.ọ Ví d ụ 4 . Hòa tan 9,14g h p kim ợ Cu, Mg, Al b ng m t l ng v a đ dung d ch ằ ộ ượ ừ ủ ị HCl thu đ c 7,84 lít khíượ X (đktc) và 2,54g ch t r n Y và dung d ch Z. Cô c n dung d ch Z thu đ c m(g) mu i, m có giá tr làấ ắ ị ạ ị ượ ố ị A. 31,45g. B. 33,25g. C. 3,99g. D. 35,58g. Áp d ng công th c 2 ta có:ụ ứ m mu iố = m kim lo iạ + m ion t o mu i ạ ố = (9,14-2,54)+ 71.7,84/22,4 =31,45 g Ch n đáp án Aọ Ví d 5ụ : Hòa tan h t 7,74 gam h n h p b t Mg, Al b ng 500ml dung d ch h n h p HCl 1M và Hế ỗ ợ ộ ằ ị ỗ ợ 2 SO 4 0,28M thu đ c dung d ch X và 8,736 lít khí Hượ ị 2 (đktc). Cô c n dung d ch X thu đ c l ng mu i khanạ ị ượ ượ ố là: A. 38,93 g B. 25,95 g C. 103,85 g D.77,86 g Gi i:ả T ng s mol Hổ ố + là: 0,5.(1+2.0,28)=0,78 mol S mol Hố 2 là: 8,736:22,4 = 0,39 mol 2H + + 2e → H 2 0,78 0,39 ⇒ L ng Hượ + tham gia ph n ng v a đ .ả ứ ừ ủ Áp d ng công th c 2 tính kh i l ng mu i:ụ ứ ố ượ ố m mu iố = m 2 kim lo iạ + −− + 2 4 SO Cl mm = 7,74 + 1.0,5.35,5 + 0,28.0,5.96 =38,3 g Ch n đáp án A.ọ Ví d 6ụ : Cho 24,6 gam h n h p Mg, Al, Fe ph n ng h t v i dung d ch HCl thu đ c 84,95 gam mu iỗ ợ ả ứ ế ớ ị ượ ố khan. Th tích Hể 2 (đktc) thu đ c b ng: ượ ằ A. 18,06 lít B. 19,04 lít C. 14,02 lít D. 17,22 lít Gi i: T bi u th c tính kh i l ng mu i:ả ừ ể ứ ố ượ ố m mu iố = m kim lo iạ + 71. 2 H n ⇒ 84,95 = 24,6 + 71. 4,22 2 H V Lý văn Huỳnh 4 Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả ⇒ 2 H V = 22,4.( 71 6.2495,84 − ) = 19,04 lít Ch n đáp án B.ọ Ví d 7ụ : Chia h n h p hai kim lo i A, B có hóa tr không đ i thành hai ph n b ng nhau. Ph n 1 hòaỗ ợ ạ ị ổ ầ ằ ầ tan h t trong dung d ch HCl, thu đ c 1,792 lít khí Hế ị ượ 2 (đktc). Ph n 2 nung trong oxy thu đ c 2,84 gamầ ượ h n h p các oxit. Kh i l ng h n h p hai kim lo i trong h n h p đ u là: ỗ ợ ố ượ ỗ ợ ạ ỗ ợ ầ A. 1,56 gam B. 3,12 gam C. 2,2 gam D. 1,8 gam Gi i: Đ t công th c chung c a hai kim lo i A, B là M, có hóa tr n.ả ặ ứ ủ ạ ị Ph n 1: ầ ↑+→+ ++ 2 222 nHMnHM n ∑ e (M nh ng) = ườ ∑ e (H + nh n)ậ Ph n 2: ầ n OMnOM 22 2 →+ ∑ e (M nh ng) = ườ ∑ e (O 2 nh n)ậ ⇒ ∑ e (H + nh n) = ậ ∑ e (O 2 nh n)ậ 2 22 HeH →+ + 0,16 ← 4,22 792,1 − →+ 2 2 24 OeO a → 4a ⇒ 4a = 0,16 ⇒ a = 0,04 mol O 2 . G i m là kh i l ng c a M trong m i ph n.ọ ố ượ ủ ỗ ầ Ta có: m + 0,04.32 = 2,84 ⇒ m = 1,56 gam V y, ậ kh i l ng h n h p hai kim lo i trong h n h p đ u là:ố ượ ỗ ợ ạ ỗ ợ ầ 2.m = 2. 1,56 = 3,12 gam Ch n đáp án B.ọ Ví d 8ụ : Hòa tan h t 2,925 gam kim lo i M trong dung d ch HBr d , sau ph n ng thu đ c 1,008ế ạ ị ư ả ứ ượ lít (đktc). Xác đ nh kim lo i M. ị ạ A. Fe B. Zn C. Al D. Mg Gi i: ả Áp d ng công th c 1:ụ ứ 2 H n = hóa tr . nị kim lo iạ ⇒ 2. 4,22 008,1 = M 925,2 .n (n là hóa tr c a kim lo i M)ị ủ ạ ⇒ M = 32,5.n Ch n n ọ = 2, M = 65. Ch n đáp án B.ọ Ví d 9ụ : Cho m gam h n h p Mg và Al vào 250 ml dung d ch X ch a h n h p acid HCl 1M vàỗ ợ ị ứ ỗ ợ H 2 SO 4 0,5M thu đ c 5,32 lít Hượ 2 (đktc) và dung d ch Y (xem th tích dung d ch là không đ i). Dungị ể ị ổ d ch Y có pH là: ị A.1 B.2 C. 7 D. 6 Gi i: Đ ả ể tính pH c n tính s mol ầ ố H + còn l i sau ph n ng.ạ ả ứ T ng s mol ổ ố H + tr c ph n ng là: ươ ả ứ 42 2 SOHHCl H nnn += + 5,05,0.25,0.21.25,0 =+= mol Quá trình kh ử H + t o Hạ 2 : 2H + + 2e → H 2 0,475 mol 4,22 32,5 mol ⇒ s mol ố H + đã ph n ng là: ả ứ 475,0 ' = + H n mol S mol ố H + còn l i là: ạ 0,5 – 0,475 = 0,025 mol Lý văn Huỳnh 5 Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả Nông đ ộ H + trong dung d ch Y là: [Hị + ]= 25,0 025,0 =0,1 M ⇒ pH=-lg[H + ]=-lg0,1=1. Ch n đáp án A.ọ Ví d 10: ụ Hòa tan 7,84 gam Fe vào 200 ml dung d ch h n h p hai acid HCl 0,15M và Hị ỗ ợ 2 SO 4 0,25M th y thoát ra V lít khí Hấ 2 (đktc). Giá tr c a V là: ị ủ A. 1,456 lít B. 0,45 lít C. 0,75 lít D. 0,55 lít Gi i: S oxy hóa s t: ả ự ắ Fe – 2e → Fe 2+ 56 84,7 0,28 (mol) T ng s mol electron s t nh ng là:ổ ố ắ ườ ∑e (nh ng) = 0,28 mol.ườ T ng s mol ổ ố H + là: n H + = 0,2.0,15+0,2.0,25.2=0,13 mol. S kh ự ử H + : 2H + + 2e → H 2 0,13 0,13 0,065 T ng s mol ổ ố H + nh n là: : ậ ∑ e (nh n) = 0,13 mol.ậ Ta th y : ấ ∑ e (nh ng) > ườ ∑ e (nh n)ậ ⇒ S t d và ắ ư H + đã chuy n h t thành ể ế H 2 . V y th ậ ể tích khí H 2 (đktc) là: V=22,4.0,065=1,456 lít. Ch n đáp án A.ọ Ví d 11: ụ Cho 5,1 gam hai kim lo i Al và Mg tác d ng v i HCl d thu đ c 5,6 lít khí Hạ ụ ớ ư ượ 2 (đktc). Thành ph n ph n trăm theo kh i l ng c a Al là: ầ ầ ố ượ ủ A. 52,94% B. 47,06% C. 32,94% D. 67,06% Gi i: ả Áp đ nh lu t b o toàn electron: ị ậ ả ∑ e (nh ng) = ườ ∑ e (nh n)ậ theo đ ta ề th y Al nh ng 3e , Mg nh ng 2e và đ ra ta có h ph ng trìnhấ ườ ườ ề ệ ươ 27.n Al +24.n Mg =5.1 (1) 3.n Al +2.n Mg =2.n H2 (2) Gi i h hai ph ng trình (1) và (2), ta có ả ệ ươ n Al =n Mg = 0,1 Thành ph n ph n trăm theo kh i l ng c a nhôm là:ầ ầ ố ượ ủ %94,52100. 1,5 27.1,0 % ==Al Ch n đáp án A.ọ M t s bài t p t ng t :ộ ố ậ ươ ự 01. Cho 7,68 gam h n h p X g m ỗ ợ ồ Mg và Al vào 400 ml dung d ch Y g m ị ồ HCl 1M và H 2 SO 4 0,5M. Sau khi ph n ng x y ra hoàn toàn thu đ c 8,512 lít khí (đktc). Bi t trong dung d ch, các acidả ứ ả ượ ế ị phân li hoàn toàn thành các ion. Ph n trăm v kh i l ng c a ầ ề ố ượ ủ Al trong X là: A. 25% B. 75% C. 56,25% D. 43,75% 02. Hoà tan 7,8g h n h p b t Al và Mg trong dung d ch HCl d . Sau ph n ng kh i l ng dungỗ ợ ộ ị ư ả ứ ố ượ d ch axit tăng thêm 7,0g. Kh i l ng nhôm và magie trong h n h p đ u là: ị ố ượ ỗ ợ ầ A. 2,7g và 1,2g B. 5,4g và 2,4g C. 5,8g và 3,6g D. 1,2g và 2,4g 03. Cho 15,8 gam KMnO 4 tác d ng v i dung d ch ụ ớ ị HCl đ m đ c. Th tích khí clo thu đ c đi uậ ặ ể ượ ở ề ki n tiêu chu n là: ệ ẩ A. 5,6 lít. B. 0,56 lít. C. 0,28 lít. D. 2,8 lít. Lý văn Huỳnh 6 Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả 04. Hòa tan hoàn toàn 20g h n h p ỗ ợ Mg và Fe vào dung d ch axit ị HCl d th y có 11,2 lít khí thoát raư ấ đktc và dung d ch X. Cô c n dung d ch X thì thu đ c bao nhiêu gam mu i khan? ở ị ạ ị ượ ố A. 55,5g. B. 91,0g. C. 90,0g. D. 71,0g. 05. Hòa tan 9,14g h p kim ợ Cu, Mg, Al b ng m t l ng v a đ dung d ch ằ ộ ượ ừ ủ ị HCl thu đ c 7,84 lít khíượ X (đktc) và 2,54g ch t r n Y và dung d ch Z. Cô c n dung d ch Z thu đ c m(g) mu i, m có giáấ ắ ị ạ ị ượ ố tr làị A. 31,45g. B. 33,25g. C. 3,99g. D. 35,58g. 06. Cho 11,3 gam h n h p ỗ ợ Mg và Zn tác d ng v i dung d ch ụ ớ ị H 2 SO 4 2M d thì thu đ c 6,72 lít khíư ượ (đktc). Cô c n dung d ch thu đ c sau ph n ng thu đ c kh i l ng mu i khan là: ạ ị ượ ả ứ ượ ố ượ ố A. 40,1g B. 41,1g C. 41,2g D. 14,2g 07. Cho 40 gam h n h p vàng, b c, đ ng, s t, k m tác d ng v i ỗ ợ ạ ồ ắ ẽ ụ ớ O 2 d nung nóng thu đ c mư ượ gam h n h p X. Cho h n h p X này tác d ng v a đ dung d ch ỗ ợ ỗ ợ ụ ừ ủ ị HCl c n 400 ml dung d ch ầ ị HCl 2M (không có H 2 bay ra). Tính kh i l ng m. ố ượ A. 46,4 gam B. 44,6 gam C. 52,8 gam D. 58,2 gam 08. Cho m gam Fe tác d ng v i dung d ch ụ ớ ị H 2 SO 4 loãng t o 1,792 lít khí ( đktc). Cũng cho m gamạ Fe tác d ng v i ụ ớ HNO 3 loãng thì th y thoát ra V lít khí (đktc) khí ấ N 2 O. Giá tr V là: ị A. 0,672 lít B, 1.344 lít C. 4,032 lít D. 3,36 lít 09. Hoà tan 1,92 gam kim lo i M ( hóa tr n ) vào dung d ch ạ ị ị HCl và H 2 SO 4 loãng v a đ thu đ cừ ủ ượ 1,792 lít khí H 2 . Kim lo i M làạ : A. Fe B. Cu C. Zn D. Mg 10. Cho 5,1 gam hôn h p hai kim loai ̃ ợ ̣ Al va ̀ Mg tac dung v i dung dich ́ ̣ ớ ̣ HCl d thu đ c 5,6 lít ư ượ H 2 (đktc). Tinh thanh phân % theo khôi l ng cua ́ ̀ ̀ ́ ượ ̉ Al trong hôn h p đâu là: ̃ ợ ̀ A. 52,94% B. 32,94% C. 50% D. 60% D ng 2:ạ Bài toán: Cho m t kim lo i (ộ ạ ho c h n h p các kim lo i) tác d ng v i dung d ch acid HNOặ ỗ ợ ạ ụ ớ ị 3 loãng, dung d ch acid HNOị 3 đ c nóng cho ra h n h p khí h p ch t c a nit nh NOặ ỗ ợ ợ ấ ủ ơ ư 2 , NO, N 2 O, N 2 ,ho cặ NH 3 (t n t i d ng mu i NHồ ạ ạ ố 4 NO 3 trong dung d ch).ị Khi g p bài t p d ng này c n l u ặ ậ ạ ầ ư ý: - Kim loại có nhi u s oxy hóa khác nhau khi ph n ng v i ề ố ả ứ ớ dung d ch acid ị HNO 3 loãng, dung d ch acid ị HNO 3 đ c nóngặ s đ t s oxy hóa cao nh t .ẽ ạ ố ấ - H u h t các kim lo i ph n ng đ c v i ầ ế ạ ả ứ ượ ớ HNO 3 đ c nóng (tr ặ ừ Pt, Au) và HNO 3 đ cặ ngu i (tr ộ ừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó N +5 trong HNO 3 b kh v các m c oxy hóa th pị ử ề ứ ấ h n trong nh ng h n ch t khí t ng ng.ơ ữ ơ ấ ươ ứ - Các kim lo i tác d ng v i ion ạ ụ ớ − 3 NO trong môi tr ng axit ườ H + xem nh tác d ng v iư ụ ớ HNO 3 . Các kim lo i ạ Zn, Al tác d ng v i ion ụ ớ − 3 NO trong môi tr ng ki m ườ ề OH - gi iả phóng NH 3 . Đ áp d ng đ nh lu t b o toàn eledtron, ta ghi các bán ph n ng (theo ph ng pháp thăngể ụ ị ậ ả ả ứ ươ b ng đi n t ho c ph ng pháp ion-electron). G i nằ ệ ử ặ ươ ọ i , x i là hóa tr cao nh t và s mol c a kim lo iị ấ ố ủ ạ th i; nứ j là s oxy hóa c a N trong h p ch t khí th j và xố ủ ợ ấ ứ j là s mol t ng ng. Ta có:ố ươ ứ  Liên h gi a s mol kim lo i và s n ph m kh :ệ ữ ố ạ ả ẩ ử ∑n i .x i = ∑n j .x j  Liên h gi a ệ ữ HNO 3 và s n ph m kh :ả ẩ ử V i ớ N 2 : 223 ).05(2.2 NNHNO nnn −+= Lý văn Huỳnh 7 Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả V i ớ N 2 O: ONONHNO nnn 223 ).15.(2.2 −+= V i ớ NO: NONOHNO nnn ).25( 3 −+= V i ớ NO 2 : 3 2 2 (5 4). HNO NO NO n n n= + − V i ớ NH 4 NO 3: 34343 ).35(.2 NONHNONHHNO nnn ++= Liên h gi a ion NOệ ữ - và s n ph m kh (không có s n ph m kh NHả ẩ ử ả ẩ ử 4 NO 3 ) T ng s mol NOổ ố - =10.n N2 + 8.n N2O +3.n NO +1.n NO2  Tính kh i l ng mu i trong dung d ch:ố ượ ố ị m mu iố = m kim lo iạ + − 3 NO m = m kim lo iạ + 62. ∑ e (trao đ i)ổ Bai toan hôn h p kim loai tan hêt trong HNÒ ̀ ̀ ợ ̣ ́ 3 ho c Hặ 2 SO 4 không t o mu i amoni NHạ ố 4 NO 3 Cân chu y: ̀ ́ ́ - HNO 3 , H 2 SO 4 đăc nguôi không tac dung v i Al, Fe, Cṛ ̣ ́ ̣ ớ - S dung ph ng phap bao toan e:ử ̣ ươ ́ ̉ ̀ = ∑ ∑ nhËn (kim lo¹ i) cho (chÊt khÝ) e e - Khôi l ng muôi ́ ượ ́ - 3 NO : (m anion t o mu iạ ố = m anion ban đ uầ – m anion t o khíạ ) (II) − −      3 3 kim lo¹ i muèi NO (trong muèi) e trao®æiNO (trong muèi kim lo¹ i ) + m = m n n = n - Khôi l ng muôi ́ ượ ́ 4 2 - SO : − −      2 4 2 4 kim lo¹ i muèi SO (trong muèi) e trao ®æi SO (trong muèi kim lo¹ i ) + m = m n 2 * n = n - C n nh m t s các bán ph n ng sau:ầ ớ ộ ố ả ứ 2H + + 2e → H 2 NO 3 - + e + 2H + → NO 2 + H 2 O SO 4 2– + 2e + 4H + → SO 2 + 2H 2 O NO 3 - + 3e + 4H + → NO + 2H 2 O SO 4 2– + 6e + 8H + → S + 4H 2 O 2NO 3 - + 8e + 10H +  N 2 O + 5H 2 O SO 4 2– + 8e + 10H + → H 2 S + 4H 2 O 2NO 3 - + 10e + 12H + → N 2 + 6H 2 O NO 3 - + 8e + 10H + → NH 4 + + 3H 2 O Ví d 1ụ Cho 1,86 g h n h p Mg và Al vào dung d chỗ ợ ị HNO 3 loãng d sau ph n ng thu đ c 560 ml Nư ả ứ ượ 2 O ( đktc) là s n ph m kh duy nh t . Tính % v kh i l ng c a m i kim lo i trong h n h p ban đ u.ả ẩ ử ấ ề ố ượ ủ ỗ ạ ỗ ợ ầ Theo đ bài ta th y khi tham gia ph n ng Mg nh ng 2.e ,Al nh ng 3.e và NOề ấ ả ứ ườ ườ 3 - (+5e) thu 4.2.e N 2 O(+1) Áp d ng đ nh lu t b o toàn e và đ bài ta có h ph ng trình 24.nụ ị ậ ả ề ệ ươ Mg +27.n Al =1,86 (1) 2.n Mg + 3.n Al =8.n N 2 O=8.0,025 =0,2(2) Gi i h ph ng trình ta có nả ệ ươ Mg = 0,01 và n Al =0,06 t đó suy ra m Al =27.0,06 =1,62 gamừ Và m Mg =0,24 gam => %Al =1,62/1,86*100% =87,10 % và % Mg =12,90 % Ví d 2:ụ Cho 1,35g X g m ồ Cu, Mg, Al tác d ng h t v i ụ ế ớ HNO 3 thu đ c 0,01 mol ượ NO và 0,04 mol NO 2 . Tính kh i lố ng mu i.ượ ố A. 5,69 gam B.4,45 gam C. 5,5 gam D. 6,0 gam- ÁP d ng (II)Khôi l ng muôi ụ ́ ượ ́ - 3 NO : (m anion t o mu iạ ố = m anion ban đ uầ – m anion t o khíạ ) Lý văn Huỳnh 8 Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả − −      3 3 kim lo¹ i muèi NO (trong muèi) e trao®æiNO (trong muèi kim lo¹ i ) + m = m n n = n Nh ng e: ườ Cu → 2 Cu + + 2e Mg → 2 Mg + + 2e Al → 3 Al + + 3e n Cu → n Cu → 2.n Cu n Mg → n Mg → 2.n Mg n Al → n Al → 3.n Al Thu e: 5 N + + 3e → 2 N + (NO) 5 N + + 1e → 4 N + (NO 2 ) 0,03 ← 0,01 0,04 ← 0,04 Áp d ng s b o toàn electron, ta có:ụ ự ả 2n Cu + 2.n Mg + 3.n Al = 0,03 + 0,04 = 0,07 và 0,07 cũng chính là s mol ố − 3 NO . Khối lượng muối nitrat là: 1,35 + 62× 0,07 = 5,69 gam. Đáp án C Ví d 3:ụ Hòa tan hoàn toàn 11,9 g h n h p g m ỗ ợ ồ Al và Zn b ng ằ H 2 SO 4 đ c nóng thu đ c7,616 lítặ ượ SO 2 (đktc), 0,64 g S và dung d ch X. Kh i l ng mu i trong dung d ch X là: ị ố ượ ố ị A. 50,3 g B. 30,5 g C. 35,0 g D. 30,05 g- Áp d nh Khôi l ng muôi ụ ́ ượ ́ 4 2 - SO : − −      2 4 2 4 kim lo¹ i muèi SO (trong muèi) e trao ®æi SO (trong muèi kim lo¹ i ) + m = m n 2 * n = n Ví d ụ 4 . Hòa tan 18,5 g h n h p X g m ỗ ợ ồ Fe, Cu b ng dung d ch ằ ị HNO 3 d thu đ c 6,72 lítư ượ (đktc) h n h p khí B g m ỗ ợ ồ NO và NO 2 có kh i l ng 12,2 g. Kh i l ng mu i nitrat sinh ra là: ố ượ ố ượ ố A. 45,9 g B. 49,5 g C. 59,4 g D. 95,4 g Ví d 5:ụ (Câu 19 - Mã đ 182 - Kh i A - TSĐH - 2007)ề ố Hòa tan hoàn toàn 12 gam h n h p Fe, Cu (t l mol 1:1) b ng axit HNOỗ ợ ỉ ệ ằ 3 , thu đ c V lít ( đktc)ượ ở h n h p khí X (g m NO và NOỗ ợ ồ 2 ) và dung d ch Y (ch ch a hai mu i và axit d ). T kh i c a X đ iị ỉ ứ ố ư ỉ ố ủ ố v i Hớ 2 b ng 19. Giá tr c a V làằ ị ủ A. 2,24 lít. B. 4,48 lít. C. 5,60 lít. D. 3,36 lít. Gi i:ả Đ tặ n Fe = n Cu = a mol ⇒ 56a + 64a = 12 ⇒ a = 0,1 mol. Quá trình oxy hóa kim lo i:ạ Fe → Fe 3+ + 3e Cu → Cu 2+ + 2e 0,1 → 0,3 0,1 → 0,2 Quá trình kh Nử +5 : N +5 + 3e → N +2 N +5 + 1e → N +4 3x ← x y ← y Áp d ng đ nh lu t b o toàn electronụ ị ậ ả ⇒ 3x + y = 0,5 M t khác: Do t kh i c a h n h p X v i ặ ỉ ố ủ ỗ ợ ớ H 2 là 19 ⇒ 30x + 46y = 19× 2(x + y). ⇒ x = 0,125 ; y = 0,125. V hh khí (đktc) = 0,125× 2× 22,4 = 5,6 lít. Ch n đáp án Cọ . Lý văn Huỳnh 9 Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electronả ậ ọ ằ ươ ả Ví d 7ụ : H n h p X g m hai kim lo i A và B đ ng tr c H trong dãy đi n hóa và có hóa tr khôngỗ ợ ồ ạ ứ ướ ệ ị đ i trong các h p ch t. Chia m gam X thành hai ph n b ng nhau:ổ ợ ấ ầ ằ - Ph n 1ầ : Hòa tan hoàn toàn trong dung d ch ch a axit HCl và Hị ứ 2 SO 4 loãng t o ra 3,36 lítạ khí H 2 . - Ph n 2ầ : Tác d ng hoàn toàn v i dung d ch HNOụ ớ ị 3 thu đ c V lít khí NO (s n ph m khượ ả ẩ ử duy nh t).ấ Bi t các th tích khí đo đi u ki n tiêu chu n. Giá tr c a V là: ế ể ở ề ệ ẩ ị ủ A. 2,24 lít. B. 3,36 lít. C. 4,48 lít. D. 6,72 lít. Gi i: Đ t hai kim lo i A, B là M.ả ặ ạ - Ph n 1:ầ M + nH + → M n+ + 2 n H 2 (1) - Ph n 2: ầ 3M + 4nH + + nNO 3 − → 3M n+ + nNO + 2nH 2 O (2) Theo (1): S mol e c a M cho b ng s mol e c a ố ủ ằ ố ủ 2H + nh n;ậ Theo (2): S mol e c a M cho b ng s mol e c a ố ủ ằ ố ủ N +5 nh n.ậ V y s mol e nh n c a ậ ố ậ ủ 2H + b ng s mol e nh n c a ằ ố ậ ủ N +5 . 2H + + 2e → H 2 và N +5 + 3e → N +2 0,3 ← 0,15 mol 0,3 → 0,1 mol ⇒ V NO = 0,1× 22,4 = 2,24 lít. Ch n đọ áp án A. Ví d 8:ụ Cho 3 kim lo i Al, Fe, Cu vào 2 lít dung d ch HNOạ ị 3 ph n ng v a đ thu đ c 1,792 lítả ứ ừ ủ ượ khí X (đktc) g m Nồ 2 và NO 2 có t kh i h i so v i He b ng 9,25. N ng đ mol/lít HNOỉ ố ơ ớ ằ ồ ộ 3 trong dung d ch đ u là: ị ầ A. 0,28M. B. 1,4M. C. 1,7M. D. 1,2M. Gi i: Ta có:ả ( ) 2 2 N NO X M M M 9,25 4 37 2 + = × = = là trung bình c ng kh i l ng phân t c a hai khí ộ ố ượ ử ủ N 2 và NO 2 nên: 2 2 X N NO n n n 0,04 mol 2 = = = và 2NO 3 − + 12H + + 10e → N 2 + 6H 2 O 0,48 0,4 ← 0,04 (mol) NO 3 − + 2H + + 1e → NO 2 + H 2 O 0,08 ← 0,04 ← 0,04 (mol) ⇒ 56,008,048,0 3 =+== + H HNO nn (mol) ⇒ [ ] 3 0,56 HNO 0,28M. 2 = = Ch n đáp ọ án A. Ví d 9ụ Th tích dung d ch HNOể ị 3 1M (loãng) ít nh t c n dùng đ hoà tan hoàn toàn 18 gam h nấ ầ ể ỗ h p g m Fe và Cu tr n theo t l mol 1 : 1 là: (bi t ph n ng t o ch t kh duy nh t là NO): ợ ồ ộ ỉ ệ ế ả ứ ạ ấ ử ấ A.1,0 lít B. 0,6 lít C. 0,8 lít D. 1,2 lít Gi i: G i nả ọ Fe = n Cu = a mol ⇒ 56a + 64a = 18 ⇒ a = n Fe = n Fe = 0,15 mol. - Do th tích dung d ch ể ị HNO 3 c n dùng ít nh t, nên s t s b hòa tan h t b i ầ ấ ắ ẽ ị ế ở HNO 3 v a đừ ủ t o mu i ạ ố Fe 3+ , Cu tác d ng v a đ v i ụ ừ ủ ớ Fe 3+ t o mu i ạ ố Cu 2+ và Fe 2+ . Sau ph n ng ch thuả ứ ỉ đ c hai mu i ượ ố Cu(NO 3 ) 2 và Fe(NO 3 ) 2 . Fe - 2e → Fe 2+ 0,15 → 0,3 Lý văn Huỳnh 10 [...]... văn Huỳnh 19 Giải nhanh bài tập hóa học THPT bằng phương pháp bảo tồn mol electron Dạng 6: Các bài tập về kim loại qua nhiều trạng thái oxy hóa như Fe, Cu Các kim loại này có nhiều trạng thái oxy hóa nên khi oxy hóa chúng thường thu được hỗn hợp các oxit và có thể có kim loại chưa bị oxy hóa Thơng thường, bài tốn cho tồn bộ lượng oxit kim loại chuyển về một trạng thái oxy hóa cao nhất Để giải quyết... hai khí D S Giải: nAl = 5,94 : 27 = 0,22 mol nX = 1,848 : 22,4 = 0,0825 mol Q trình oxy hóa Al : Al - 3e → Al3+ 0,22 → 0,66 ne (cho) = 0,22.3 = 0,66 mol Q trình khử S6+ : S+6 + ( 6-x )e → Sx 0,0825(6-x) ← 0,0825 ne (nhận) = 0,0825(6-x) mol Lý văn Huỳnh 14 Giải nhanh bài tập hóa học THPT bằng phương pháp bảo tồn mol electron ( x là số oxy hóa của S trong khí X ) Áp dụng định luật bảo tồn electron, ta... 4e → 2O24a (với a là số mol O2 đã oxy hóa Fe) ⇒ ∑ e (nhận) = 0,36 + 0,18.3 + 4a = 0,9 + 4a (mol) Theo ĐLBT electron, ta có: ∑ e nhận = ∑ e nhường Lý văn Huỳnh 20 Giải nhanh bài tập hóa học THPT bằng phương pháp bảo tồn mol electron 3x 56 0,9 + 4a = Mặt khác, theo ĐLBTKL: khối lượng hỗn hợp rắn A là: mFe + mO2 = 104,8 (gam) hay x + 32a = 104,8 (2) Giải hệ hai phương trình (1) và (2), ta có x = 78,4... 4.CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN HỐ –NGƠ NGỌC AN 5.CƠ SỞ HỐ HỌC CỦA NGUYỄN TINH DUNG 6 10 phương pháp giải hóa trên www.dethiviolet.com 7 Phân dạng và phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm khách quan của Hồng Văn Đồn 8 Phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm HĨA VƠ CƠ của Phạm Đức Bình và Lê Thị Tam 9Cơ sở lý thuyết hóa vơ cơ của Th.s Nguyễn Văn Thân 10.Mạng INTERNET Lý văn Huỳnh 32 ... nhiêu lít khí NO (đktc) A 2,24 B 1,12 C 3,36 D 8,96 22 Hòa tan 3,06 g MxOy (hóa trị của M khơng đổi) trong đung dịch HNO3 dư thu được 5,22g muối Khối lượng mol của MxOy A 153 B 40 C 160 D 232 Lý văn Huỳnh 12 Giải nhanh bài tập hóa học THPT bằng phương pháp bảo tồn mol electron 23 Hòa tan hồn tồn 3,28g hỗn hợp Fe và R có hóa trị II bằng dung dịch HCl dư được 2,464 lít H2 (đktc) Cũng lượng hỗn hợp kim loại... đạt số oxy hóa cao nhất - Hầu hết các kim loại phản ứng được với H2SO4 đặc nóng (trừ Pt, Au) khi đó S+6 trong H2SO4 đặc nóng bị khử về các mức oxy hóa thấp hơn trong những sản phẩm như là khí SO2, H2S hoặc S - Mốt số kim loại như Al, Fe, Cr, …thụ động trong H2SO4 đặc nguội Để áp dụng định luật bảo tồn electron, ta ghi các bán phản ứng (theo phương pháp thăng bằng điện tử hoặc phương pháp ion -electron) ... mkim loại+ 96 ∑e (trao đổi) 2− 4 Lý văn Huỳnh 2 13 Giải nhanh bài tập hóa học THPT bằng phương pháp bảo tồn mol electron Ví dụ 1: Hòa tan hết 29,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Cu theo tỉ lệ mol 1:2:3 bằng H2SO4 đặc nguội được dung dịch Y và 3,36 lít SO2 (đktc) Cơ cạn dung dịch Y được khối lượng muối khan là: A 38,4 gam B 21,2 gam C 43,4 gam D 36,5 gam Giải: Gọi x là số mol Fe trong hỗn hợp X, ⇒ nMg = 2x,.. .Giải nhanh bài tập hóa học THPT bằng phương pháp bảo tồn mol electron - Cu - 2e → Cu2+ 0,15 → 0,3 ⇒ ∑ e (nhường) = 2.(0,15 + 0,15) = 0,6 mol NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 4a 3a ⇒ ∑ e (nhận) = 3a mol Theo định luật bảo tồn electron: 3a = 0,6 ⇒ a = 0,2 ⇒ n HNO = n H = 4a = 4.0,2 = 0,8 mol 3 ⇒ [HNO3] = + 0,8 =0,8... được 4,928 lit (đktc) hỗn hợp NO và NO2 tính nồng độ mol của dung dịch HNO3 ban đầu Lý văn Huỳnh 21 Giải nhanh bài tập hóa học THPT bằng phương pháp bảo tồn mol electron Bài 3: Hồ tan hồn tồn 1,35 gam một kim loại M bằng dung dịch HNO3 dư đun nóng thu được 2,24 lit NO và NO2 (đktc) có tỷ khối so với H2 bằng 21 ( khơng còn sản phẩm khử khác) Tìm kim loại M Bài 4: Hồ tan hồn tồn 2,16 gam Al trong dung... a A 24,64g B.25,52g C 26,25g D 28,16g Giải: X có thể tác dụng với nước brom nên X còn chứa SO2 Gọi số mol của SO2 và SO3 trong hỗn hợp X lần lượt là x và y + 4 + 6 Q trình nhường e: S − → 2e N x 2x x Q trình nhận e: Br2 + 2e → 2Br0,08 0,16 0,16 Theo ĐLBT electron: 2x = 0,16 ↔ x = 0,08 Lý văn Huỳnh 29 Giải nhanh bài tập hóa học THPT bằng phương pháp bảo tồn mol electron Dung dịch Y có: HBr: 0,16 mol . ươ ả ố ượ ph ng pháp b o toàn đi n tích, ph ng pháp tăng gi m kh i l ng, ph ng pháp b o toàn electron, ươ ả ệ ươ ả ố ượ ươ ả ph ng pháp s d ng các đ i l ng trung bình, ph ng pháp bi n lu n Vi. Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electron ậ ọ ằ ươ ả M C L CỤ Ụ Lý văn Huỳnh 2 Gi i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn mol electron ậ ọ ằ ươ ả CH. i nhanh bài t p hóa h c THPT b ng ph ng pháp b o toàn electron ậ ọ ằ ươ ả . Vi c h th ng hoá ,vàệ ệ ố phân lo i các d ng toán có th gi i nhanh b ng các ph ng pháp b o toàn electron, giúp các