Tuyển tập các phương pháp giải toán hóa học luyện thi đại học cực hay

Phần thứ nhấtPHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN TRONG GIẢI TOÁN HOÁ HỌCA. Phương pháp tăng giảm khối lượng (TGKl): Nguyên tắc : Trong một phản ứng hoá học khối lượng chất tham gia bằng khối lượng các sản phẩm tạo thành cộng hoặc trừ với độ tăng giảm khối lượng .Nghĩa là : mrắn sau = mrắn trước Trong đó : Khối lượng rắn trước kí hiệu mrắn trước Khối lượng rắn trước kí hiệu mrắn sau Độ tăng giảm khối lượng kí hiệu

Trong đó :  Khối lợng rắn trớc kí hiệu mrắn trớc

 Khối lợng rắn trớc kí hiệu mrắn sau

 Độ tăng giảm khối lợng kí hiệu m

n  trong 1 lít dung dịch Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M là: 0,1 + 0,25 = 0,3 (mol)Các phản ứng xảy ra:

Ba2+ + CO32- BaCO3 Ca2+ + CO32- CaCO3 

Cứ 1 mol BaCl2 hoặc CaCl2 chuyển thành BaCO3 hoặc CaCO3 khối lợng giảm: 71- 60 = 11 gamVậy tổng số mol của 3 3

(BaCO + CaCO ) = 0,3( )

11  mol chứng tỏ d CO32-.Ta có ngay hệ phơng trình: Đặt x, y là số mol của BaCO3 và CaCO3 trong A ta có :

giải ra: 0,1( )0, 2( )



* Khi cô cạn dung dịch thu đợc muối clorua.

Tổng khối lợng muối clorua = 10 + 0,03  11 = 10,33 gam

B Ph ơng pháp bảo toàn khối l ợng (BTKL): Nguyên tắc :

- Trong một phản ứng hoá học tổng khối lợng chất tham gia phải bằng tổng khối lợng các sản phẩm tạo

Nghĩa là : mtg mtt

- Trong dung dịch: mmuoi mion mcation manion

Ví dụ 1: Hoà tan 10 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của kim loại A,B hoá trị (II) bằng dung dịch axit HCl

(d) ta thu đợc dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu đợc bao nhiêu gam muốikhan ?

Giải :

nNaCl= x mol , nNaBr= y mol Đặt x + y =1Phơng trình: NaCl + AgNO3  AgCl + NaNO3

mol x x x x NaBr + AgNO3 AgBr + NaNO3 mol y y y y

18, 4( )18, 4

920, 2

Một số ví dụ minh hoạ

Thí dụ 1: Cho 16,2 gam kim loại R tác dụng với 0,15 mol oxi Chất rắn thu đợc sau phản ứng cho hoà tan

hoàn toàn vào dung dịch HCl d thấy bay ra 13,44 lít (đktc) Xác định R là kim loại nào? Giải:

R tác dụng với oxi cho oxit kim loại mà hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với HCl cho H2 Vậy M tácdụng cha hết với oxi và hỗn hợp chất rắn bao gồm cả R và oxit của R.

Lu ý: Muốn xác định một nguyên tố cần tìm đợc mối liên quan giữa nguyên tử khối và hoá trị của nó cóthể có trong các hợp chất.

4R + nO2  2R2On (1)R2On + 2nHCl 2RCln + H2O (2)2R + 2nHCl  2RCln + nH2 (3)

44,13

Mà x là số mol của kim loại 

Mx 16,2 (b)Kết hợp (a) và (b) ta có:

  M = 9n  Chỉ có một cặp nghiệm duy nhất là:M = 27 đvC và n = 3 là phù hợp  Đó là Al.

Thí dụ 2: Hỗn hợp Y gồm Fe và kim loại R có hoá trị n duy nhất.

a, Hoà tan hoàn toàn 3,61 gam hỗn hợp Y bằng dung dịch HCl d thu đợc 2,128 lít H2, còn khi hoà tan 3,61gam Y bằng dung dịch HNO3 loãng, d thì thu đợc 1,972 lít khí NO duy nhất Xác định kim loại R và tínhthành phần % về khối lợng mỗi kim loại trong Y.

b, Lấy 3,61 gam Y cho tác dụng với 100 ml dung dịch chứa AgNO3 và Cu(NO3)2, khuấy kỹ cho tới khiphản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu đợc 8,12 gam chất rắn gồm 3 kim loại Hoà tan chất rắn đó bằng dungdịch HCl d thấy bay ra 0,672 lít H2.

Tính CM của AgNO3 và Cu(NO3)2 trong dung dịch ban đầu Biết hiệu suất phản ứng là 100% các khí đo

ở đktc

Giải: a, Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (1)

2R + 2nHCl  2RCln + nH2 (2)

Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (3)

3R + 4nHNO3  3R(NO3)n + nNO + 2nH2O (4)*Gọi x là số mol Fe, y là số mol R có trong 3,61 gam Y.

Số mol electron mà Fe nhờng ở (1) là 2x Số mol electron R nhờng ở (2) là ny.Số mol electron mà H+ thu vào ở (1) và (2) là: 2,128

2 0,1922, 4  mol

Tổng số mol electron mà Fe và R nhờng bằng tổng số electron mà H+ nhận 2x + ny = 0,19 (a)

Số mol electron mà Fe nhờng ở (3) là 3x

Số mol electron mà R nhờng ở (4) là ny (vì R có 1 hoá trị duy nhất) Số mol electron mà N+5 thu vào tạo ra NO là: 1, 792

3 0, 2422, 4  mol

 3x + ny = 0,24 (b) Lấy (b) trừ (a)  x=0,05  ny = 0,09 (c)

+ Mặt khác ta có phơng trình theo khối lợng (gọi nguyên tử khối của nguyên tố R là M): 56x + My = 3,61, mà x = 0,05  My = 0,81 (d)

Từ (c): ny = 0,09  y =

(n là hoá trị của R, n: nguyên, dơng)Thay vào (d)  M

= 0,81  M = 9n

 Nghiệm duy nhất: Al (hoá trị III, nguyên tử khối 27 đvC)% Fe = 0,305,61.56100%77,25% %Al = 22,75%b, Các phản ứng có thể xảy ra:

Al + 3AgNO3  Al(NO3)3 + 3Ag (5)2Al + 3Cu(NO3)2  2Al(NO3)3 + 3Cu (6)Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (7)Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (8)(giáo viên lu ý học sinh phản ứng oxi hoá Fe bằng ion Ag+)

*Vì không biết lợng AgNO3, Cu(NO3)2 nên có thể d cả Al, Fe và cả 2 kim loại mới tạo ra là Cu, Ag.

Theo giả thiết: chất rắn thu đợc gồm 3 kim loại mà Al hoạt động mạnh hơn Fe nên Al đã phản ứng hếttheo (5)  còn lại: Fe, Cu, Ag.

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (9)+ Theo (9): nFe= 2 0,672

0,0322, 4

Theo giả thiết dung dịch HCl d Fe phản ứng hết  nAl trong hỗn hợp là 3, 61 0,05.56

 molGọi a là số mol AgNO3, b là số mol Cu(NO3)2.

áp dụng phơng pháp bảo toàn electron ta có phơng trình:

1a + 2b + 2.0,03 = 3.0,03 + 2.0,05  a + 2b = 0,13 (*)Phơng trình theo khối lợng: 108a + 64b + 0,03.56 = 8,12 (**)Giải hệ phơng trình (*), (**) ta có: a = 0,03 (mol); b = 0,05 (mol)

Nồng độ mol/l của AgNO3 là: CM = 0,3M

Nồng độ mol/l của Cu(NO3)2 là: CM = 0,5M

D Ph ơng pháp dùng các giá trị trung bình

D.1 Phơng pháp khối lợng mol trung bình (M)

- Sử dụng để giải nhanh các bài toán là hỗn hợp của 2 hay nhiều chất.

- Xác định nguyên tử khối của 2 kim loại ở 2 chu kì liên tiếp nhau, thành phần % số l ợng mỗi đồng vị của1 nguyên tố, tính thành phần % về thể tích các khí trong hỗn hợp

- Đặc biệt thích hợp khi giải các bài tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ các đồng đẳng kế tiếp.* Khối lợng mol trung bình (M ) là khối lợng của một mol hỗn hợp.

M = 1 1 2 2

hhkhM VM VM

Thí dụ 1: Hai kim loại kiềm R và R’ nằm ở 2 chu kì kế tiếp nhau trong bảng hệ thống tuần hoàn Hoà

tan một ít hỗn hợp của R và R’ trong nớc ta đợc dung dịch A và 0,336 lít H2 (đktc) Cho HCl d vào dungdịch A, sau đó cô cạn ta đợc 2,075 gam muối khan Hãy xác định tên kim loại R và R’.

Giải:

2R + 2H2O  = 2ROH + H2 (1)2R’ + 2H2O  2R’OH + H2 (2)ROH + HCl RCl + H2O (3)R’OH + HCl R’Cl + H2O (4) Gọi x là số mol của kim loại R Nguyên tử khối của R là M.

Gọi y là số mol của kim loại R’ Nguyên tử khối của R’ là M’.+ Theo (1) và (2)  0,015

 x + y = 0,03(mol)

+ Theo (1),(2), (3) và (4): Tổng số mol 2 muối bằng tổng số mol 2 kim loại nmuối= x + y = 0,03 (mol).

2muoi 

 M + 35,5 < 69 < M’ + 35,5 R là Na (Nguyên tử khối là 23),

R’ là K (Nguyên tử khối là 39).

Thí dụ 2: Cho 11 gam hỗn hợp 2 rợu no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với Na

thu đợc 3,36 lít khí H2(đktc) Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của 2 rợu trên ? Giải:

Gọi: rợu thứ nhất là ROH, rợu thứ hai là R’OH.

2ROH + 2Na  2RONa + H2 (1)2R’OH + 2Na  2R’ONa + H2 (2)

nH 

Theo (1),(2)  n2rợu= 2nH2 = 2 0,15 = 0,3(mol)

D.2 Phơng pháp số nguyên tử cacbon trung bình

* Cách tính số nguyên tử cácbon trung bình (kí hiệu là n) Trong phản ứng cháy chúng ta có: n=

Trong hỗn hợp chất: n =

n1, n2: Số nguyên tử cácbon của chất 1, 2,…x1, x2: số mol của chất 1, 2, …

Trong hỗn hợp chất có thành phần định tính nh nhau, thí dụ hỗn hợp chất đều đợc tạo thành từ banguyên tố là C, H, O ta có công thức C H Oxyz

 M 12xy16z

Một số thí dụ minh hoạ

Thí dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 10,2 gam 2 anđêhit no, đơn chức A và B là đồng đẳng kế tiếp Đem sản

phẩm thu đợc hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 thì thu đợc 10 gam kết tủa Lọc bỏ kết tủa, đunnóng phần dung dịch thu đợc 20 gam kết tủa nữa Xác định công thức cấu tạo của A và B ?

Giải :

+ Thay thế 2 anđêhit bằng công thức tơng đơng: CnH2 n 1CHO

CnH2 n 1CHO+ nO2 (n 1)CO2 (n 1)H2O

= 0,1 (mol)Theo(4): nCO2 =

= 0,2 (mol)Theo (3):

n = 0,4(mol)

Tổng số mol CO2 là : nCO2 = 0,1 + 0,4 = 0,5 (mol) Theo (1) ta có :

n mol Cn H nCHO sau khi cháy cho (n+1)

n mol CO2.

Theo (1) ,(2), (3),(4) ta có : (n+1)

n = 0,5

Giải phơng trình  n = 1,5 A là : CH3CHO và B là C2 H5CHO.

Thí dụ 2: B là hỗn hợp gồm hai axit X và Y kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng axit fomic Cho m gam B

tác dụng hết với Na thu đợc 6,72 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn

Đốt cháy hoàn toàn m gam B, rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy lần lợt đi qua bình (1) đựng H2 SO4 đặcbình (2) đựng NaOH rắn Sau thí nghiệm, độ tăng khối lợng bình (2) lớn hơn độ tăng khối lợng bình (1) là36,4 gam.

a) Tính m

b) Xác định công thức cấu tạo của A và B.

Giải :

X, Y là đồng đẳng của HCOOH  X,Y là axit cacboxylic no,đơn chức + thay thế X,Y bằng công thức tơng đơng Cn H n 1COOH

2 Cn H n 1COOH + 2Na 2 Cn H n 1COONa + H2 (1)

Theo giả thiết:2Hn = 4,2272,6=0,3 (mol) Theo (1) tổng số mol axit là : 2 0,3 = 0,6 (mol)Cn H n 1COOH+ (213 n )O2  (n+1)CO2+ (n+1)H2O (2)

CO2+ Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (3)

2CO2+ Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (4)

Ca(HCO3)2 0t CaCO3  + H2O + CO2 (5)

theo (2) :nCO2 = nCaCO3 (4) = 10010 = 0,1 mol

theo (4) :nCaCO3 = 10020 = 0,2 mol, theo (3):nCO2= 0,4 mol, mol CO2là:nCO2=0,1 + 0,4= 0,5moltheo (1) ta có : 30142,10n mol CnH2 n 1CHO sau khi cháy cho (n+1).30142,10n mol CO2theo (1),(2),(3),(4) ta có : (n+1) 30142,10n = 0,5 giải phơng trình  n = 1,5  A là : CH3CHO và B là C2H5CHO. Thí dụ 3: B là hỗn hợp gồm 2 axit X và Y kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của axit fomic Cho m gamB tác dụng hết với Na thu đợc 6,72 lit khí ở điều kiện tiêu chuẩn Đốt cháy hoàn toàn m gam B, rồi chotoàn bộ sản phẩm cháy lần lợt qua bình (1) đựng H2SO4 đặc bình (2) đựng NaOH rắn Sau thí nghiệm, độtăng khối lợng bình (2) lớn hơn độ tăng khối lợng bình (1) là 36,4 gam a, Tính m b, Xác định công thức cấu tạo của A và B ? Giải: X,Y là đồng đẳng của HCOOH  X,Y là axit cacboxylic no ,đơn chức + thay thế X,Y bằng công thức tơng đơng CnH2 n 1COONa +H2 (1)theo giả thiết 2Hn = 4,2272,6= 0,3 mol theo (1) tổng số mol axit là : 2 0,3 =0,6 mol nCH2 n 1COOH + (213 n) O2  (n+1) CO2 + (n+1) H2O (2) bình (1) : Hấp thụ nớc

bình (2) : CO2 + 2NaOH  Na2CO3 +H2Otheo giả thiết :mCO2 - mHO

2 =36,4 gam  0,6(n+1).(44 - 18) = 36,4 n=1,333

a) m= n.M = 0,6(14n+46) = 38,8 gam

b, n=1,33 X :CH3COOH;C2H5COOH

D.3 Ph ơng pháp số nguyên tử hiđro trung bình

Đặc điểm của đồng đẳng liên tiếp là khác nhau 1 nhóm CH2 Nh vậy đối với nguyên tử C thì giá trịC bịkẹp giữa 2 giá trị tìm đợc, còn đối với số nguyên tử H thì đó là 2 giá trị kẹp giá trị số nguyên tử H trungbình Ta lấy các giá trị chẵn hay lẻ tùy thuộc vào loại hợp chất Ví dụ đối với hiđrocacbon thì số nguyên tử

H luôn là số chẵn, còn đối với amin đơn chức lại là số lẻ CH3- NH2, C2H5- NH2 Nhờ phơng pháp này, việcgiải một số bài toán trở nên đơn giản và nhanh hơn nhiều.

Thí dụ 1: Hỗn hợp khí A gồm đimetylamin và 2 hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp Trộn 100 ml A với

O2 (d) rồi đốt cháy hết hỗn hợp khí A Biết đimetylamin cháy thành CO2, H2O và N2 thể tích hỗn hợp khísau khi đốt cháy là 650 ml Cho hỗn hợp khí này qua H2SO4 đặc thì còn lại 370 ml và cho qua tiếp dungdịch KOH đặc thì còn 120 ml khí Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện to và p Hãy xác định công thứcphân tử các hiđrocacbon.

Cxy 2 2 2

 (2)Theo giả thiết:

(hơi) 280390ml

tổng số mol của B và C Xác định công thức phân tử của A, B, C Biết rằng tổng số molcủa 3 rợu là 0,08 mol ?

Giải:

M 3 rợu 42,208

38,3

B C

n   

 mol,

78,1,C 

D.4 Ph ơng pháp gốc hiđrocacbon trung bình :

Thí dụ 1: Hỗn hợp A gồm 2 este là đồng phân của nhau tạo bởi axit đơn chức và rợu đơn chức Tỉ khối

hơi của este so với H2 là 44 Thủy phân 26,4 gam hỗn hợp A bằng 100 ml dung dịch NaOH 20% (d=1,2 g/ml), rồi đem cô cạn dung dịch thu đợc 33,8 gam chất rắn khan Xác định công thức phân tử và tính thànhphần % Vũ số mol mỗi este trong hỗn hợp ?

Giải:

882.44 

R ' '

neste thuỷ phân = nNaOH phản ứng = 26, 40,388  mol

100.1, 2.200,6100.40

đVc6

R hay nghĩa là có 1 gốc R < 5,6 tức là R chỉ có thể là H và do đó gốc rợu: R’= 88 – 1 - 44 = 43 ứng với gốc C3H7- , nh vậy este là no.

Gốc R thứ hai phảI lớn hơn 5,6 có thể là CH3 - (M = 15) hoặc C2H5 – ( M = 29 ) Nh vậy có hai nghiệm: Cặp (I) : HCOOC3H7 và C2H5COOC2H3

Cặp (II) : HCOOC3H7 và C2H5COOH3Tính % Vũ số mol :

Với cặp 1 : Gọi x, y là số mol HCOOC2H5

( áp dụng công thức : mR=nR MR n1R1n2R2,trong đó n là số mol )

 

,% HCOOC3H7= 66,7%2

% CH3COOC2H5 = 100% - 67,7% = 33,3 %Cặp 2 : Gọi x, y là số mol HCOOC3H7 và CH3COOCH3

0,31 29 1, 68

x y

 

 

 %HCOOC3H7 = 83,3%3

 => %C2H5COOCH3 = 16,7%

Thí dụ 2: Cho 20 gam hỗn hợp 3 aminno, đơn chức là đồng đẳng kế tiếp tác dụng với dung dịch HCl 1M,

cô cạn dung dịch thu đợc 31,68 gam hỗn hợp muối Biết phân tử khối các amin đều < 80 đvC Xác định công thức phân tử của các amin trên ?

Giải:

Gọi công thức các amin lần lợt là R1 NH2, R2 NH2, R3 NH2

Thay công thức của các amin trên bằng công thức phân tử trung bình là: R  NH2

PTPU: R  NH2 + HCl   R  NH Cl3Theo ĐlBTKl ta có: mamin + mHCl mmuối  mHCl

= mamin - mmuối = 31,68 – 10 = 11,68 gamNên số mol HCl tham gia phản ứng là: 11,68

Giải :

C6H6 + nHNO3  C6H6n (NO2 )n+nH2O (1) Trong đó n là số nhóm NO2 trung bình của A, B

C6H6-n(NO2)n + O2  6CO2 + 2 222

(2) Thề tích N2 ở đktc:

760 740.255,8

226,6273 273 27

Rút ra: n 1,1 Vậy công thức phân tử của A là C6H5NO2, B là C6H4(NO2)2

Thí dụ 2: Cho một lợng xenlulozơ tác dụng với anhiđric axetic có H2SO4 đặc làm xúc tác

D.6 Ph ơng pháp hóa trị trung bình

Thí dụ: Cho một luồng H2 đi qua ống sứ đốt nóng đựng 11,3 gam hỗn hợp 2 oxit vanađi hóa trị kề nhautới khử hoàn toàn và cho khí đi ra khỏi ống sứ qua bình đựng H2SO4 đặc, thấy khối lợng bình axit tăng lên4,68 gam Xác định công thức các oxit vanađi ?

Giải: Gọi x là hóa trị trung bình của vanađi trong 2 oxit:

11,3 4,68 1

3,718

, nghĩa là trong anken, cacbon chiếm 6/7 khối lợng cònhiđro chiếm 1/7(*) Dùng phơng pháp này cho phép giải nhanh chóng và đơn giản một số bài toán hữu cơ.

Một số mẫu tách công thức phân tử:

1, Ankan: CnH2n + 2  CnH2n.H2

2, Ankađien, ankin: CnH2n – 2  CmH2mC, trong đó m= n- 13, Aren: CnH2n-6  CmH2m.3C, trong đó m= n- 3

4, Rợu no, đơn chức: CnH2n+1OH  CnH2n.H2O

5, Rợu không no, đơn chức có 1 nối đôi: CnH2n-1OH  CnH2nO hoặc CmH2m.CHO trong đó m = n- 1.6, Rợu thơm và phenol: CnH2n-7OH CmH2m.C3O trong đó m = n-3

7, Anđêhit no, đơn chức: CnH2n+1- CHO  CnH2n.HCHO hoặc CmH2mO trong đó m = n +18, Axit no, đơn chức: CnH2n+1- COOH  CnH2n.HCOOH hoặc CmH2mO mà m= n +1

9, Axit không no, đơn chức có một nối đôi: CnH2n-1- COOH  CnH2n.CO2

Thí dụ: Chia 6,15 gam hỗn hợp 2 rợu no đơn chức thành 2 phần bằng nhau Lấy phần 1 cho tác dụng với

Na thu đợc 0,672 lít H2 ở đktc Phần 2 đem đốt cháy thì thu đợc bao nhiêu lít CO2 và bao nhiêu gam H2O ?

Giải:

Phơng trình phản ứng hóa học xảy ra:

CnH2n+1OH + Na  CnH2n+1ONa + 1/2H2 (1)CmH2m+1OH + Na  CmH2m+1ONa + 1/2H2 (2)CnH2n+1OH + nO2 nCO2 (n 1)H2O

 (3)CmH2m+1OH + nO2 mCO2 (m 1)H2O



Theo (1), (2) : nrợu 0,06.4

gamTheo (*) ta có: m = O

n 

1,995.6.22, 4

Tổng khối lợng nớc là: 2

1, 08 3, 6457.2

 Nhợc điểm: Phơng pháp ghép ẩn số là một thủ thuật của toán học, không mang tính chất hoá học.

Thí dụ: Đun p gam hỗn hợp 2 rợu với H2SO4 đặc ta thu đợc V lít (đktc) hỗn hợp 2 olêfin Đốt cháy hỗnhợp olêfin đó thì thu đợc X lít CO2 (đktc), Y gam nớc Lập các biểu thức tính X, Y theo P, V ?

Giải:

Vì đun nóng với H2SO4 đặc ta thu đợc các olêfin nên hỗn hợp đầu phải gồm có 2 rợu no, đơn chức.CnH2n+1OH0

H CnH2n + H2O (1)CmH2m+1OH0

H CmH2m + H2O (2)CnH2n +

O2  nCO2 + nH2O (3) a mol na

CmH2m + 2

O2  mCO2 + mH2O (4) b mol mb

Theo (3), (4): nCO2 nH2O namb (a)Theo (1), (2): Tổng số mol rợu là: a + b=

(lít) (b)Khối lợng rợu bằng: (14n+18) a + (14m+16) b = p

Hay 14.(na + mb) + 18 (a+b) = P (c)Thế (b) vào (c) ta có:

18 / 22, 4.14

na mb  

mHO    

VCO    

G Ph ơng pháp tự chọn l ợng chất :

Với một số bài toán ngời ta cho lợng chất dới dạng tổng quát hoặc không nói đến lợng chất Nếucho các lợng chất khác nhau vẫn chỉ cho 1 kết quả đúng thì trong những trờng hợp này ta tự chọn một giátrị nh thế nào để bài toán trở nên đơn giản.

Một số thí dụ minh họa :

Thí dụ 1: Hoà tan 1 muối cacbonat của kim loại R bằng 1 lợng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% thu đợc 1dung dịch muối sunfat có nồng độ 14,18% Hỏi R là kim loại nào ?

Giải:

Gọi n là hóa trị của R ta có:

R2(CO3)n + nH2SO4 = R2(SO4)n + nH2O + nCO2

*Tự chọn: 1 mol R2(CO3)n Nguyên tử khối của R là M ta có:

Để hòa tan 1 mol (2M + 60n) gam muối cacbonat cần n mol H2SO4 hay 98n gam H2SO4 nguyên chất.Khối lợng dung dịch H2SO4 9,8% cần dùng là: 1000 n gam

Khối lợng CO2 bay ra là: 44 n gam

Khối lợng muối sunfat thu đợc: (2M + 96n) gam.

Khối lợng dung dịch muối (theo định luật bảo toàn khối lợng) là:(1000n + 2M + 60n - 44n) gam.

Theo giả thiết ta có: 14,18%44

 Rút ra M = 28 nCho các giá trị n = 1, 2, 3, 4 …

 n = 2 và M = 56 là phù hợp  kim loại đó là Fe.

Thí dụ 2: Hỗn hợp X gồm 2 hiđrôcacbon A và B có khối lợng a gam Đốt cháy hoàn toàn X thu đợc

gam CO2 và 41

75,60 a

 Ta thấy: nH2O nCO2

- Với anken, xicloankan:

Cn 2n 2 2 2

 Ta thấy nH2O nCO2

- Với ankin, ankađien, xicloanken:

Cnn  

 Ta thấy nCOnHO

22 - Với aren:

1) Giả thiết cho X không làm mất màu nớc brôm  A và B thuộc 1 trong 3 loại ankan, xicloankan, aren.* Để dễ tính toán: Ta chọn a = 41

a) Khi đốt cháy A ta đợc lợng CO2 và H2O là:

(33132165

Ta thấy khi đốt cháy A: nH2O nCO2  A là ankan (CnH2n+2)

Cn 2n 2 2 2 (1) 22

Giải phơng trình:  n = 6  A: C6H14b) Lợng CO2 và H2O khi đốt cháy B là:

132 2.33 66( ) 0,1544

m    gam  n   (mol)

 nCOnHO

2 B là aren.

Cn 2n 6 2 2 (3) 22

 (2)6

Công thức của B là C6H6.

c Tổng số mol CO2 do B sinh ra là 1,5 mol A và B đều có 6 nguyên tử cacbon Mà: nA=nB  Mỗi chấtchiếm 50% về số mol.

H Ph ơng pháp biện luận để tìm công thức phân tử các chất :

Để giải bài toán tìm công thức phân tử ta có thể biện luận theo các nội dung sau:- Biện luận theo hoá trị

- Biện luận theo lợng chất (g, mol)- Biện luận theo tính chất

- Biện luận theo kết quả bài toán.

- Biện luận theo các khả năng phản ứng có thể xảy ra.- Biện luận theo phơng trình vô định

- Biện luận theo giới hạn

Một số thí dụ:

Thí dụ 1: Hoà tan 16 gam hỗn hợp gồm Fe và 1 kim loại hoá trị II vào dung dịch HCl (d ) thì thu đợc

8,96 lít khí H2 (đktc) Mặt khác khi hoà tan 9,6 gam kim loại hoá trị II đó còn dùng cha đến 1000 ml dungdịch HCl 1M Xác định kim loại hoá trị II đó ?

Gọi kim loại hoá trị II là R có nguyên tử khối là M.

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (1)R + 2HCl  RCl2 + H2 (2) Gọi: x là số mol của Fe trong hỗn hợp, y là số mol của R trong hỗn hợp.Theo giả thiết:

nH tổng số mol của 2 kim loại là 0,4 mol.+ Giả sử x = 0 (chỉ có kim loại R)  y=0,4 mol  40

Nếu có sắt thì M =

Lập bảng ta có:

x 0 0,1 0,2 0,3 (a)

M 40 34,7 24 -8Từ bảng (a)  M < 40

Theo giả thiết và (2) ta có: nR < 0,5 mol.

nM 9,6

 với nR < 0,5  M > 19,2 19,2 < M < 40 ,R hoá trị II R là Mg.

Thí dụ 2: Để đốt cháy hết 1 gam đơn chất X cần dùng lợng vừa đủ là 0,7 lít O2 ở điều kiện tiêu chuẩn.Hãy xác định đơn chất X ?

Giải:

Gọi M là nguyên tử khối, n là hoá trị của nguyên tố X:

nM 11,2

  M = 8nBiện luận:

Phơng pháp này đặc biệt thích hợp khi pha chế dung dịch.

Chú ý: Phơng pháp này không áp dụng cho các trờng hợp khi trộn lẫn các chất mà có xảy ra phảnứng hoá học (Ví dụ: Cho dung dịch NaOH vào dung dịch HCl).

- Với trờng hợp có phản ứng nhng cuối cùng cho cùng một chất thì áp dụng đợc (VD: hoà tan Na2Ovào dung dịch NaOH, thu đợc dung dịch NaOH).

* Nguyên tắc: Trộn 2 dung dịch với nồng độ khác nhau của cùng 1 chất thì lợng chất tan trong phầndung dịch có nồng độ lớn hơn giảm đi, còn trong phần dung dịch có nồng độ nhỏ hơn tăng lên.

Sơ đồ tổng quát: (Giả sử x1> x >x2) D1 x1 x-x2

x

(1) D2 x2 x1-x

D1, D2: Khối lợng các chất đem trộn ứng với x1, x2.

x, x1, x2: Khối lợng các chất quy về trong 100 đơn vị khối lợng D1, D2.

Một số thí dụ:

Thí dụ 1: Cần thêm bao nhiêu gam H2O vào 500 gam dung dịch NaOH 12% để có dung dịch NaOH 8%. Giải: Gọi m là khối lợng nớc cần thêm vào:

m 0 4

500 12 82508

500  

 mm (gam nớc) (x1=0 vì trong nớc không có NaOH)

Thí dụ 2: Cần trộn H2 và CO theo tỷ lệ thể tích nh thế nào để thu đợc hỗn hợp khí có tỷ khối so vớimetan bằng 1,5?

VCO 28 22

J Ph ơng pháp áp dụng Định luật Bảo toàn Điện tích (BTĐT)

Nguyên tắc : Trong dung dịch tổng số mol điện tích âm (-) phải bằng tổng số mol điện tích (+)

Nghĩa là : Tổng số mol điện tích (+) = Tổng số mol điện tích (-)

Trong đó : * Số mol điện tích (+) = giá trị điện tích nionduong

* Số mol điện tích (-) = giá trị điện tích

Na amolAl bmolSO cmolCl dmol

Xác định mối quan hệ a,b,c,d giữa các ion trong dung dịch trên ?

Giải :

Vì trong ddA luôn luôn trung hoà về điện tích nên áp dụng ĐLBTĐT ta có :Số mol điện tích (+) = 1 nNa + 3 nAl3 = a + 3b

Số mol điện tích (-) = 2 nSO2 + 1 nCl = 2c + dVậy trong ddA có : a + 3b = 2c + d Bài 2:

Trong dung dich A có các ion sau :

ddA

2324 0,3

0, 2

mol mol

56 27 112 3 0,8

 

 

giải ra ta có : x = 0,1 mol , y = 0,2 mol

FeSCu S

3?

4( )

Fe SOCuSO

+ NO ở đktc Giải :

Cách 1:

dd X 3

trong đó sô mol các ion là: nFe3 0,12 mol, nCu2 2a mol, nFe3 0, 24 mola

áp dụng BTĐT ta có: 3 0,12 + 2.2a = 2 (2 0,12 + a) a = 0,06 mol

Cách 2: ta viết gộp phơng trình phản ứng oxi hóa – khử và cân bằng theo phơng pháp thăng bằngelectron:

FeS2 + Cu2S + HNO3   Fe2(SO4)3 + CuSO4 + NO + H2O

  

6FeS2 + 3Cu2S + 40HNO3   3 Fe2(SO4)3 + 6CuSO4 +40 NO + 20H2O

Cách 3: ta viết tách các phơng trình phản ứng oxi hóa – khử và cân bằng theo phơng pháp thăng bằngelectron:

2FeS2 + 10 HNO3   Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 10NO + 4 H2O 3Cu2S + 10HNO3 + 3 H2SO4   6CuSO4 +10 NO + 8H2O

6FeS2 + 3Cu2S + 40HNO3   3 Fe2(SO4)3 + 6CuSO4 +40 NO + 20H2O Sau đó ta tính bình thờng giải ra: a = 0,06 mol

Đáp án D

K Ph ơng pháp áp dụng Định luật Bảo toàn nguyên tố (BTNT)

Nguyên tắc: Trong một phản ứng số mol , khối lợng của các nguyên tố đợc bảo toànNghĩa là : +  mNguyên tố trớc=  mNguyên tố sau

+  nNguyên tố trớc=  nNguyên tố sau

Lu ý : giả sử có hợp chất A B Tính số mol nguyên tố A và B trong xyA Bxy

3 x40 x

Mét sè vÝ dô minh ho¹ :

Fe FeO Fe O Fe OCuO MgO

25,6( ) (l H dktc)

     Khèi lîng r¾n ? + H2O Gi¶i :

§Æt nNaOH = x mol, nKOH = y mol Ta cã hÖ ph¬ng tr×nh

40 56 3,0458,5 74,5 4,15

giải hệ: 0,020,04

0, 020,04

 

m = 0,02  23 + 0,04  39 = 2,02 gam

Bài 2:

Trung hoà 200 ml dd HNO3 0,5M cần 6,26 gam hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3 Nếu cho 3,13 gam hỗn hợpmuối trên tác dụng hoàn toàn với dd HCl thu đợc V lít khí ở đktc Hấp thụ hoàn toàn V lít khí đó vào dungdịch Ca(OH)2 d thu đợc m gam kết tủa m nhận giá trị là ?

A 2,5 B 3 C 3,5 D 4 Giải:

y 2y y

Ta có hệ phơng trình: 0,05 0,02106 138 6, 26 0,03

mMg+Al = 9,14 - mCu = 9,14 - 2,54 = 6,6 gam tơng ứng 1 phần khối lợng Mg và 4,5 phần khối lợngAl

 Khối lợng Mg = 1,2 gamKhối lợng Al = 5,4 gamnMg = 0,05 mol; nAl = 0,2 mol.

Mg +2H+  Mg2+ + H2Al + 3H+  Al3+ + 3 2

2H 

A c mol bột Al vào Y B c mol bột Cu vào YC 2c mol bột Al vào Y D 2c mol bột Cu vào YGiải:

Dung dịch Y có 2a mol Al(NO3)3, b mol Cu(NO3)2, 2c mol AgNO3 cho CuCu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag

c 2c Đáp án: B

Bài 5:

Để nhận biết ba axit đặc nguội: HCl, H2SO4, HNO3 đựng riêng biệt trong ba lọ bị mất nhãn ta dùngthuốc thử là ?

A Fe B CuO C Al D Cu Đáp án D.

Bài 7:

Cho m gam hỗn hợp Mg và Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và axit H2SO4 0,5Mthu đợc 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tích của dung dịch không đổi) Dung dịch Y có pH là

A 1 B 6 C 7 D.2Giải:

Đổi V= 0,25 lít

nHCl = 1.0,25 = 0,25  nH 0, 25mol24 0,5.0, 25 0,125( ) 0, 25( )

n  bị khử = 0,2375.2 = 0,475 (mol)Vậy nH còn d = 0,5-0,475 = 0,025 (mol)[H+] =0, 025 1

0,1 100, 25

24 0,1.0,5 0, 05( )

H SO

n   mol ,mO2 nO2.16;nO2 nH SO2 4

mmuối = moxit + 224

22, 4

0, 4( )56

n   mol ;Fe  Fe3+ + 3e mol 0,4 1,2

N+5 +1e  N+4 (NO2) a a

Ta có: 0,3 + a = 1,2  a = 0,9  Đáp án: D

Bài 10 (ĐHKB - 2007).

Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm 2 hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4 lít dung dịchbrom 0,5M Sau khi phản ứng hoàn toàn số mol brom giảm đi một nửa và khối lượng bình brom tăng thêm6,7 gam CTPT của 2 hiđrocacbon là ?

A C2H2 và C4H6 C C3H4 và C4H8 B C2H2 và C4H8 D C2H2 và C3H8

a = 1,75

14n + 2 – 3,5 = 6,7 : 0,2 = 33,5 14n = 35 => n = 2,5

Nghiệm hợp lí : B

Bài 11 (ĐHKA - 2007).

Ba hiđrocacbon X, Y, Z kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Trong đó khối lợng phân tử Z gấp đôi khối ợng phân tử X Đốt cháy 0,1 mol chất Y, sản phẩm hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 d, thu đợc sốgam kết tủa là ?

12x + y + 36,5 = (35,5.100) : 45,223 = 78,5, 2x + y = 42  x = 3; y = 6 Đáp án A.

Bài 13

Ba hiđrocacbon A, B, C kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng ankan, biết tỉ số khối lợng phân tử C và A là29 : 15 Khi đốt cháy hết 0,2 mol B, sản phẩm hấp thụ hoàn toàn vào nớc vôi trong d Thu đợc số gam kếttủa là ?

A C3H8 B C3H6 C C4H8 D C3H4 Giải :

CxHy + (x + y/4) O2  x CO2 + y/2 H2O a a(x + y/4) xa

Hỗn hợp Z gồm O2 d và CO2

mol O2 d = 10a – xa – ay/4 mol CO2 = xa

Khối lợng trung bình của hỗn hợp = 38

 {(10a – xa – ay/4)32 + xa.44} : (10a – xa – ay/4 + xa) = 38  12ax + 1,5ya = 60a x = 4 , y = 8

Đáp án C

Phần thứ hai

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIậ́M MễN HOÁ HỌC TRONG Đấ̀THI TUYấ̉N SINH ĐẠI HỌC – CAO ĐẲNG

+ Nếu T  1  Tạo muối NaHCO3 và CO2

+ Nếu 1 < T < 2  Tạo muối NaHCO3 và Na2CO3 gọi ẩn x y lần lợt là số mol CO2 tham giatạo muối NaHCO3 và Na2CO3

Công thức tính nhanh số mol các ion tạo muối

Một số ví dụ minh hoạ

Bài 1 : Thổi 10,08 lít khí CO2 ở đktc vào dung dịch chứa 0,7 mol KOH Tính khối lợng chất thu đợc sau phản ứng ?

x y

 

 

giải ra ta có : 0, 20, 25

Khối lợng các chất là : KHCO3 = 0,2 100 = 20 gam

K2CO3 = 0,25 138 = 34,5 gam

Cách 2 : CO2 + KOH  KHCO3 0,45  0,45  0,45

KHCO3 + KOH  K2CO3 + H2O 0,25  0,25  0,25

Vậy : KHCO3 = 0,45 - 0,25 = 0,2 mol , K2CO3 = 0,25 mol

Bài 2 : Cho 7,84 lít CO2 ở đktc tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch NaOH Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đợc 34,9 gam chất rắn Tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH đã dùng ?

Giải : nCO2 = 7,84/22,4 = 0,35 mol

- Nếu chất rắn là NaHCO3 tức xảy ra phản ứng :

CO2 + NaOH  NaHCO3 0,35 mol  0,35 mol Khối lợng NaHCO3 là : 0,35 x 84 = 29,4 gam 34,9 gam - Nếu chất rắn là Na2CO3 tức xảy ra phản ứng :

CO2 + 2 NaOH  Na2CO3 + H2O

0,35 mol  0,35 mol

Khối lợng Na2CO3 là : 0,35 x 106 = 37,1 gam 34,9 gam

Vậy chất rắn đầu bài là hỗn hợp 2 muối sinh ra từ 2 phơng trình sau : CO2 + NaOH  NaHCO3 (1) x x  x

CO2 + 2 NaOH  Na2CO3 + H2O (2) y 2 y  y

ta có hệ pt sau : 0,3584 106 34,9

x y

 

giải ra ta có : 0,10, 25

 nNaOH  x 2y0,6 mol  ( ) 0,6

1, 20,5

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (1)Nếu CO2 d hoà tan 1 phần kết tủa theo pt

CO2 + CaCO3  + H2O  Ca(HCO3)2 (2) Tổng hợp (1), (2)

2 CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (3) Nghĩa là :

Khi cho CO2 vào dung dịch bazơ nhóm II có thể cho những muối CaCO3  , Ca(HCO3)2 tuỳ theo tỉ lệT = 2

Ca OHn

n CaCO3 1 CaCO3 2 Ca(HCO3)2

Ca(OH)2 d Ca(HCO3)2 CO2 d Muối

TH1: n  = nCO2 TH2: nCO2= 2 Ca(OH)2 - n 

CaCO3 Ca(HCO3)2 + Lu ý : Nếu số mol CaCO3 < Ca(OH)2 thì có 2 giá trị thể tích CO2

Một số ví dụ minh hoạ

Bài 1 : Cho V lít CO2 ở đktc hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,04 mol Ca(OH)2 thu đợc 3 gam kết tủa giá trị của V là ?

A 0,224 và 0,448 B 0,448 và 0,672 C 0,448 và 0,896 D 0,672 và 1,12 Giải :

n mol Cách 1 :

TH1 : Số mol CO2 sinh ra lợng kết tủa cực đại là 3 gam

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O 0,03  0,03

2 22, 4

V  n = 3/100.22,4 = 6,72 lít TH2 : nCO2= 2 Ca(OH)2 – n  = 2.0,04 – 3/100 = 0,05 mol

2 22, 4

V  n =0,05 x 22, 4 = 11,2 lítĐáp án D

Dạng 1C : Phơng pháp giải bài tập khí CO2 , SO2 vào dung dịch Bazơ I ( NaOH , KOH) và Bazơnhóm II (Ca(OH)2 , Ba(OH)2)

- Viết phơng trình dạng ion thu gọn nh sau :

CO2 + OH-  HCO3- (1)CO2 + 2OH-  CO32- + H2O (2)

Lu ý : tuỳ theo số mol của ion CO32- kết hợp với các ion Ca2+ và Ba2+ sẽ tính lợng kết tủa theo yêu cầu củabài toán.

Một số ví dụ minh hoạ

Bài 1 : Thổi 3,92 lít khí CO2 ở đktc vào dung dịch chứa 0,625 mol KOH và 0,1 mol Ba(OH)2 Tính khối lợng kết tủa thu đợc sau phản ứng ?

x y

 

 

giải ra ta có : 0,08750,0875

Kết tủa thu đợc là BaCO3 theo pt sau :

Ba2+ + CO32-  BaCO3 0,0875  0,0875

Vậy khối lợng BaCO3  thu đợc là : 0,0875 x 197 = 17,2375 gam

Bài 2 : Thổi 7,168 lít khí CO2 ở đktc hấp thụ hết vào dung dịch chứa 400 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và Ba(OH)2 0,01M thì lợng kết tủa thu đợc là bao nhiêu gam ?

x y

 

 

giải ra ta có : 0,160,16

Kết tủa thu đợc là BaCO3 theo pt sau do nCO2 > nBa2

Ba2+ + CO32-  BaCO30,04  0,04

Vậy khối lợng BaCO3  thu đợc là : 0,04 x 197 = 7,88 gam

Bài 3 : Cho V lít CO2 ở đktc vào dung dịch chứa 0,05 mol KOH 1M và 0,06 mol Ba(OH)2 thu đợc 7,88 gam kết tủa giá trị V thu đợc là ?

A 2,24 và 4,48 B 0,896 và 2,912 C 4,48 và 8,96 D 6,72 và 11,2 Giải : nOH = 1

()2.

0,04  0,08  0,04

 VCO2 0,13.22, 4 2,912 lít Cách 2 : Sử dụng công thức

2 22, 4

V  n =0,13 x 22, 4 = 2,912 lít Đáp án B

Bài tập rèn luyện

Bài 4 : (ĐHKA - 2008)

Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO2 ở đktc vào 500 ml NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0, 2M sinh ra m gam kết tủa giá trị m là ?

A 5,91 gam B 7,88 gam C 7,85 gam D 11,82 gam

Dạng 2A : Phơng pháp giải bài tập liên quan sự lỡng tính của Al(OH)3 khi cho dung dịch NaOH vàodung dịch chứa Al3+(AlCl3 , Al2(SO4)3)

Al3+ + 3OH-  Al(OH)3  (1)Al3+ + 4OH-  AlO2- + 2 H2O (2)

Đặt f =

Al(OH)3  AlO2-

Một số ví dụ minh hoạ

Bài 1 : Cho 200 ml dung dịch NaOH 0,25M vào 300 ml dung dịch AlCl3 0,05M Xác định thành phần sản phẩm sau phản ứng ?

Al3+ + 4OH-  AlO2- + 2 H2O (2) y  4y  y

ta có hệ pt sau : 0,0153 4 0,05

x y

 

 

giải ra ta có : 0,010,005

khối lợng các chất : Al(OH)3  = 0,01 78 = 0,78 gam, NaAlO2 = 0,05 82 = 0,41 gam Bài 2 : Rót 0,5 lít dung dịch NaOH vào 0,3 lít Al2(SO4)3 0,2M Sau phản ứng thu đợc 1,56 gam kết tủa Al(OH)3 Tính nồng độ mol/l dung dịch NaOH ban đầu ?

Giải :

2(4 3)2 Al SO

M NaOH

Cách 2 : Sử dụng công thức

TH1 : 3.n  = nOH = nOH 3.0,02 0,06 mol  ( ) 0,060,120,5

M NaOH

TH2 : nOH = 4 nAl3 - n  = 4 0,12 - 0,02 = 0,46 mol 0, 46

0,920,5

Dạng 2B : Phơng pháp giải bài tập liên quan sự lỡng tính của Al(OH)3 khi cho dung dịch HCl vàodung dịch chứa Al3+(NaAlO2 )

Phơng pháp :

Al(OH)3 

Al(OH)3  1 Al(OH)3  4 Al3+- AlO2- d Al3+ H+ d

Al(OH)3  Al3+

Một số ví dụ minh hoạ

Bài 1 : Cho 200 ml dung dịch HCl vào 200 ml dung dịch NaAlO2 2M thu đợc 15,6 gam kết tủa Al(OH)3 Tính nồng độ HCl đã dùng ?

Al OH

Cách 1:

TH1 : Tạo kết tủa keo Al(OH)3 cực đại xảy ra phản ứng

AlO2- + H+ + H2O  Al(OH)3  (1) 0,2  0,2

CM(HCl) = 0,2/0,2 = 1 M

TH2 : Tạo kết tủa keo Al(OH)3 cực đại sau đó tan một phần xảy ra hai phản ứng.

AlO2- + H+ + H2O  Al(OH)3  (1) 0,2 0,2  0,2

AlO2- + 4H+  Al3+ + 3H2O (2) 0,2  0,8

CM(HCl) = 1/0,2 = 5 MC¸ch 2 : Sö dông c«ng thøc

TH1 : n  = nH = 15,60, 2

§Æt K =

Zn(OH)2  2 Zn(OH)2  4 ZnO2 2- Zn2+ d ZnO2 2- OH-d Hîp chÊt Zn2+

TH1: 2.n  = nOH TH2 : nOH 4.nZnO2  2.n

0 x1 2a x2 4a nOH

Phơng pháp :

ZnO22- + 2 H+  Zn(OH)2  (1)ZnO22- + 4 H+  Zn 2+ + 2 H2O (2)

Đặt M =

Zn(OH)2  2 Zn(OH)2  4 ZnO2 2- ZnO22- d ZnO2 2- H+ d Hợp chất Zn2+

TH1: 2.n  = nH TH2 : nH 4.nZn2  2.n

Zn(OH)2  ZnO2 2-

Một số ví dụ minh hoạ

Bài 1 : Trong một cốc thuỷ tinh đựng ZnSO4 thêm vào cốc 200 ml dung dịch KOH xM thu đợc 4,95 gam

kết tủa Tách nhỏ kết tủa cho vào dung dịch HCl vào cốc nớc lọc thấy xuất hiện kết tủa trở lại Tiếp tục choHCl vào kết tủa tan hết rồi cho dung dịch BaCl2 d vào thì thu đợc 46,6 gam kết tủa Tính x ?

Giải : Cách 1 :

Khi cho KOH vào dung dịch ZnSO4 thì xảy ra cả hai phản ứng Zn2+ + 2 OH-  Zn(OH)2  (1) 0,05  0,1  0,05

Zn2+ + 4 OH-  ZnO2 2- + 2 H2O (2) 0,15  0,6  0,15

Khi cho HCl vào dung dịch nớc lọc thì xảy ra cả hai phản ứng tạo kết tủa trở lại theo phơng trình ZnO22- + 2 H+  Zn(OH)2  (3)

ZnO22- + 4 H+  Zn 2+ + 2 H2O (4) Ba2+ + SO42-  BaSO4  (5) 0,2  0,2

Vậy tổng số mol KOH đã dùng là : nKOH 0,1 0,6 0,7  mol x = CM(KOH) = 0,7

3,50, 2  MCách 2 : Sử dụng công thức trắc nghiệm

x = CM(KOH) = 0,73,50, 2  M

Bài tập rèn luyện

Bài 2 : (ĐHKA- 2010)

Hoà tan m gam ZnSO4 vào nớc đợc dung dịch B Tiến hành hai thí nghiệm sau

Thí nghiệm 1 : Cho dung dịch B tác dụng với 110 ml dung dịch KOH 2 M thu đợc 3a gam kết tủa

Thí nghiệm 2 : Cho dung dịch B tác dụng với 140 ml dung dịch KOH 2 M thu đợc 2a gam kết tủa giá trị m là ?

A 18,7 gam B 17,17 gam C 17,71 gam D 17,97gam Bài 3 : (ĐHKA- 2010)

Hòa tan hoàn toàn m gam ZnSO4 vào nớc đợc dung dịch X Nếu cho 110 ml dung dịch KOH 2M vào dung dịch X thu đợc 3a gam kết tủa Nếu cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào dung dịch X thu đợc 2a gamkết tủa giá trị m là ?

A 32,20 gam B 24,15 gam C 17,71 gam D 16,10 gam Giải :

hiển nhiên TN2 KOH d chuyển toàn bộ thành Zn(OH)2

Xét TN1: xảy ra các phản ứng, gọi y là số mol Zn(OH)2 tan, x mol Zn(OH)2 tạo thành(x > y)Zn2+ + 2 OH-  Zn(OH)2  (1)

x  2x  x

Zn(OH)2  + 2OH-  ZnO2 2- + 2 H2O (2) y  2y  y

ta có hệ ( ).99 32 2 0, 22

 

 

 3a = 99.(0,14 – x ) (II)giải ra x = 0,1 mol, khối lợng ZnSO4 là: 0,1 161 = 16,10 gam Bài 4 : (ĐHKB- 2011)

Cho 400 ml dung dịch E gồm AlCl3 x (M) và Al2(SO4)3 y (M) tác dụng với 612 ml dung dịch NaOH 1M Sau khi các phản ứng kết thúc thu đợc 8,424 gam kết tủa Mặt khác khi cho 400 ml dung dịch E tác dụng với dung dịch BaCl2 d thì thu đợc 33,552 gam kết tủa Tỉ lệ x : y là ?

A 4 : 3 B 3 : 4 C 7 : 4 D 3 : 2 Đáp án C

Dạng 4A : Phơng pháp giải bài tập liên quan kim loại phản ứng với axit loại I(HCl , H2SO4 loãng)

Phơng pháp :

Kl + Axít loại I  Muối (hoá trị thấp) + H2 + Điều kiện kim loại phải đứng trớc H trong dãy điện hoá Bêketop+ Gặp hai axit thông thờng là HCl và H2SO4 loãng

Hớng giải:

 Sử dụng bảo toàn Mol (E) lu ý

+ Số mol e nhờng của Kl = Hoá trị kim loại (đang tơng tác) nKl

+ Số mol e nhận của H+(Axit) = 2 nH2

 Sử dụng BTKl

Cách 1 : Gọi kim loai X cần tìm có hoá trị n (1  n  3)

Phơng trình phản ứng : 2X + nH2SO4  X2(SO4)n + n H2 2.MX (g) 2MX + 96n (g) 2,52 (g) 6,84 (g)

Ta có phơng trình sau : 2 2 962,52 6,84

Cách 2 : Loại B vì Cu đứng sau H do vậy không phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng

Tức kim loại cần tìm hoá trị II đang tơng tác trên phơng trìnhPhơng trình phản ứng : X + H2SO4  XSO4 + H2

MX (g) MX + 96 (g) 2,52 (g) 6,84 (g)

Ta có phơng trình sau : 962,52 6,84

  MX = 56 đvCVậy kim loai X là Fe  Đáp án A

Cách 3 :

mmnmm  khối lợng gốc sunfat = 6,84 - 2,52 = 4,32 gam

Số mol gốc sunfat = 4,32

0,04596  mol

Cứ 1 mol muối X2(SO4)n có 2 mol nguyên tố X và n mol gốc SO4 số mol nguyên tố X là 2

2-0,045 0,09n

 Mol nguyên tử X là MX = 2,52

28.0.09 /n n

Lập bảng biện luận ta có

Loại Nhận LoạiVậy kim loai X là Fe  Đáp án A

Cách 4 : Sử dụng công thức làm bài tập trắc nghiệm Có 1

Ta có hệ phơng trình sau

27 24 7,80,81,5

x y

 

 

giải hệ ra ta có 0, 20,1

% Al = 27.0, 2

.100% 69, 23%7,8 

Bài tập rèn luyện

Bài 1 :

Hoà tan 1,46 gam hỗn hợp Cu - Al - Fe bằng dung dịch H2SO4 loãng thấy có 0,64 gam chất rắn không tan thu đợc dung dịch A và 0,784 lít khí H2 ở đktc Tính phần trăm khối lợng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu ?

Bài 4 :

Nung m gam hỗn hợp hai muối cacbonat trung hoà của hai kim loại A và B đều có hoá trị II thu đợc 3,36lít CO2 ở đktc và còn lại hỗn hợp rắn Y Cho Y tác dụng với dung dịch HCl d rồi cho khí thoát ra hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2 d thu đợc 15 gam kết tủa Phần dung dịch cô cạn thu đợc 32,5 gam muối khan giá trị m là ?

A 30,85 B 29,2 C 15,425 D 14,6 Bài 5 :

Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 250 ml dung dịch B gồm HCl 1M và H2SO4 0,5M thu đợc dung dịch C và 4,368 lít khí H2 ở đktc Tính khối lợng muối trong dung dịch C ?

A 17,25 B 20,04 C 24,855 D 21,12

Dạng 4B : Phơng pháp giải bài tập liên quan kim loại phản ứng với axit loại II(HNO3, H2SO4 đặc)

Phơng pháp :

Kl + Axít loại II  Muối (hoá trị cao) + Sản phẩm khử + H2O Điều kiện

+ Tất cả kim loại trừ Au , Pt

+ Gặp hai axit thông thờng là HNO3 và H2SO4 đặc

+ Các kim loại Al , Cr , Fe … không phản ứng HNO3 và H2SO4 đặc , nguội Hớng giải :

 Sử dụng bảo toàn mol (E)  Sử dụng bảo toàn khối lợng Sử dụng bảo toàn nguyên tố  Axít H2SO4

Kl + H2SO4  Muối sunfat + Sản phẩm khử 22

SOH SS

+ H2O

+ Số mol e nhờng của Kl = Hoá trị kim loại (đang tơng tác) nKl

+ Số mol e nhận của S+6(H2SO4)- Cho sản phẩm khử SO2  2

M = H SO24

n FeSO4 2 FeSO4 3 Fe2(SO4)3

Fe d Fe2(SO4)3 H+ d Hợp chất Fe nFe2 nFe nFe3

3

24 2

H SOFeFe

n  n  n

FeSO4 Fe2(SO4)3

* Đặc biệt bài toán hỗn hợp các oxit sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc tạo sản phẩm khử SO2 sinh ramuối Fe2(SO4)3

NONON ONHNNH NO

+ H2O

+ Số mol e nhờng của Kl = Hoá trị kim loại (đang tơng tác) nKl

+ Số mol e nhận của N+5 (HNO3)

- Cho sản phẩm khử NO2  1

- Cho sản phẩm khử NH3  8 nNH3

- Cho sản phẩm khử N2  10

Nếu cho cả 6 sản phẩm thì số mol e nhận của N+5 (HNO3) = 1

NOn + 8

* Đặc biệt bài toán Fe tác dụng với dung dịch HNO3 loãng tuỳ theo số mol Fe và HNO3 cho các loại muối khác nhau theo các pt sau

3Fe + 8HNO3  3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (2) Đặt M = HNO3

M = HNO3

n Fe(NO3)2 8/3 Fe(NO3)2 4 Fe(NO3)3

Fe d Fe(NO3)3 H+ d Hợp chất Fe nFe2 nFe nFe3

3

24 2

H SOFeFe

n  n  n

Fe(NO3)2 Fe(NO3)3

* Đặc biệt bài toán hỗn hợp các oxit sắt tác dụng với dung dịch HNO3 đặc tạo sản phẩm khử NO2 sinh ra muối Fe(NO3)3

m gam Fe ? + O2  2 334

FeFe OFe OFeO

C¸ch 1 : Sö dông BTKl

Ta cã mFemO2 mX 

n   mol vµ 0,56

0,02522, 4

 38

FexmolFeOymolFe O zmolFe O tmol

- Khi cho Fe tác dụng với Oxi xảy ra các phản ứng sau :

2Fe + O2  2FeO4Fe + 2O2  2Fe2O3

3Fe + 2O2  Fe3O4- Khi cho hỗn hợp X tác dụng HNO3 xảy ra các phản ứng là :

Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3Fe3O4+ 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O 3Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O

  

x  3x Qúa trình khử : N5 3eN2(NO)

 

giải ra ta có 0,0450,03

Vậy khối lợng Fe ban đầu : m = 0,045 x 56 = 2,52 gam Bài 2 : (ĐHKB - 2007)

Cho 0,01 mol hợp chất Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng d thấy thoát ra 0,112 lít khí SO2 ởđktc (sản phẩm khử duy nhất) Công thức của hợp chất sắt đó là ?

A FeCO3 B FeS2 C FeS D FeO Giải:

Cách 1 :

0,0522, 4

Loại A vì nếu là FeCO3 thì sinh thêm sản phẩm khử của CO2 theo phơng trình:

FeCO3 + 4HNO3  Fe(NO3)3 + CO2 + NO2 + 2H2O 2Fe  Fe2(SO4)3

0,01  0,05  nSO2 3.0,05 0,15 mol

áp dụng BTNT ta có : nS FeS( ) nS H SO( 2 4) nS Muoi( )nS SO( 2)  trái với giả thết vậy hợp chất Fe không chứa S

Đáp án DCách 2 :

Vì A sai nên gọi công thức cần tìm là FexOy

2FexOy + (6x - 2y)H2SO4  xFe2(SO4)3 + (3x - 2y) SO2 + (6x - 2y)H2O 2 ……… 3x- 2y

0,01 ……… 0,052.0,05 = 0,01 x (3x- 2y)

Giải ra : x= 1, y =1  Công thức hợp chất sắt là FeO Bài 3 : (CĐKB - 2008)

Cho 11,36 gam hỗn hợp Fe,Fe2O3,FeO,Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng d thu đợc 1,344 lít khí NO ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu đợc m gam muối khan giá trị m là ?

A 49,09 B 34,36 C 35,5 D 38,72 Giải:

Cách 1 :

0,0622, 4

x  3x Qúa trình khử : N5 3eN2(NO)

3.0,06  0,06 O2eO2

y  2y

Theo định luật bảo toàn mol (E): 3x = 0,18 + 2y (2)

Kết hợp (1) ,(2) ta có hệ phơng trình : 56 16 11,363 0,018 2

 

giải ra ta có 0,160,15

Fe  Fe(NO3)3

Bài 4 : (CĐKA - 2008)

Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch HNO3 0,8 M và H2SO4 0,2M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh ra V lít khí NO ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) giá trị V là ?

A 0,746 B 0,448 C 0,672 D 1,792 Giải:

3, 2

3 2 24

HNOH SO

n  n = 0,08 + 2.0,02 = 0,12 mol Khi Cu vào dung dịch HNO3 và H2SO4 bản chất phản ứng xảy ra nh sau :

3Cu + 8H+ + 2 NO3-  3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,05 ………0,12……… 0,08

Thấy nHnCunNO3

   0,12 0,05 0,088  3  2 nghĩa là axit hết sau phản ứng Cu , NO3- d ta phảI tính theo số mol H+

3Cu + 8H+ + 2 NO3-  3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,12  0,03

A 11,5 B 10,5 C 12,3 D 15,6 Đáp án C

Bài 10 : (ĐHKB - 2009)

Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M (có hoá trị II không đổi trong hợp chất ) trong hỗn hợp khí Cl2 và O2 Sau khi phản ứng thu đợc 23 gam chất rắn và thể tích hỗn hợp khí phản ứng là 5,6 lít ở đktc M là kim loại là ?

A Be B Mg C Ca D Cu Đáp án B

Bài 11: (ĐHKB - 2009)

Hoà tan hoàn toàn 8,862 gam hỗn hợp gồm Al và Mg vào dung dịch HNO3 loãng thu đợc dung dịch X và 3,136 lít khí hỗn hợp Y ở đktc gồm hai khí không màu, trong đó có một khí hoá nâu trong không khí khối lợng của Y là 5,18 gam Cho dung dịch NaOH vào dung dịch X và đun nóng không có khí mùi khai thoát ra Phần trăm khối lợng Al trong hỗn hợp ban đầu là ?

A 19,53% B 10,52% C 15,25% D 12,80% Đáp án D

Bài 12 : (CĐKB - 2009)

Nung nóng 16,8 gam hỗn hợp gồm Au ,Ag,Cu,Fe,Zn bằng một lợng khí O2 , đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đợc 23,2 gam rắn X Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng với chất rắn X là ? A 400 ml B 200 ml C 800 ml D 600 ml Đáp án A

A 97,98 gam B 106,38 gam C 38,34 gam D 34,38 gam Đáp án B

A 1,92 B 0,64 C 3,84 D 3,2 Đáp án A

Bài 18 : (ĐHKB - 2009)

Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng đun nóng và khuấy đều Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đợc 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) dung dịch Y và còn 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y thu đợc m gam muối khan giá trị của m là ?

A 108,9 B 151,5 C 137,1 D 97,5 Đáp án B

Bài 19 : (ĐHKB - 2009)

Hoà tan hoà tan 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu đợc dung dịch X và 3,248 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) Cô cạn dung dịch X thu đợc m gam muối sunfat khan giá trị m là ?

A 54 B 52,2 C 48,4 D 58 Đáp án D

Bài 20 : (ĐHKB - 2009)

Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4 0,25M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đợc 0,6m gam hỗn hợp kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) giá trị m và V lần lợt là ?

A 10,8 và 2,24 B 10,8 và 4,48 C 17,8 và 2,24 D 17,8 và 4,48 Đáp án D