Phương pháp bảo toàn electron

Chìa khóa vàng 4. ph ơng pháp bảo toàn electron I. cơ sở lý thuyết - Trong một hệ oxi hoá khử: tổng số e do chất khử nhờng bằng tổng số e mà chất oxi hoá nhận. Hay tổng số mol e chất khử nhờng bằng tổng số mol e chất oxi hoá nhận. Ví dụ: Cr - 3e Cr 3+ x 3x x Cu - 2e Cu 2+ y 2y y Fe - 3e Fe 3+ z 3z z N 5+ + 3e N 2+ t 3t t áp dụng phơng pháp bảo toàn e thì: 3x + 2y + 3z = 3t - Quan trọng nhất là khi áp dụng phơng pháp này đó là việc phải nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ oxi hoá khử, ta không cần quan tâm đến việc cân bằng phản ứng oxi hoá khử xảy ra. - Khi áp dụng phơng pháp bảo toàn electron ta phải làm các bớc sau: + B 1 : Từ dữ kiện của bài toán đổi ra số mol + B 2 : Viết quá trình oxi hoá, quá trình khử, đồng thời thiết lập các đại lợng theo số mol. + B 3 : áp dụng định luật bảo toàn e cho hai quá trình trên: Tổng số mol e chất nhờng bằng tổng số mol e chất nhận. Từ đó thiết lập phơng trình đại số (nếu cần), kết hợp với giả thiết của bài toán để tìm ra két quả nhanh nhất và chính xác nhất. II. Phạm vi sử dụng: Gặp nhiều chất trong bài toán mà khi xét phơng trình phản ứng là phản ứng oxi hóa khử (có sự thay đổi số e) hoặc phản ứng xảy ra phức tạp, nhiều đoạn, nhiều quá trình thì ta áp dụng phơng pháp bảo toàn e. - Cần kết hợp các phơng pháp nh bảo toàn khối lợng, bảo toàn nguyên tố để giải bài toán. - Cần có nhiều chất oxi hoá và nhiều chất khử cùng tham gia trong bài toán ta cần tìm tổng số mol e nhận và tổng số mol e nhờng rồi mới cân bằng. III. Bài toán áp dụng Bài toán 1: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2008). Cho 3.2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp HNO 3 0.8 M và H 2 SO 4 0.2 M. Sau khi các phản ứng xẫy ra hoàn toàn sinh ra V lít khí NO (đktc) sản phẩm khử duy nhất. Giá trị V lít là: A. 0.746 lít. B. 0.448 lít. C. 1.792 lít. D. 0.672 lít. Bài giải: áp dụng phản ứng oxi hoá khử: Ta có: V NO = 0,03 x 22,4 = 0,672lít D đúng Phân tích bài toán: + Học sinh A làm: Cu - 2e Cu 2+ 0,05 0,1 0,05 =>sai + Học sinh B làm: (không thoả mãn) vì n Cu = 0,05mol + Học sinh C làm: + Học sinh D làm: 3 2 NO 4H 3e NO 2H O 0,12 0,03 + + + + 3 2 4 H (HNO ) H 2 4 H (H SO ) n 0,08mol n 0,12mol n 2.H SO 2.0,2.0,1 0,04 + + + = = = = = 5 2 N 3e N (NO) x 3x x + + + 2 NO 0,1 0,1 x V .22,4 3 3 = = 2+ 5 2 Cu - 2e Cu x 2x x 2x 0,24 x 0,12 N 3e N (NO) 0,05 0,24 0,08 + + = = + 2+ 3 2 Cu - 2e Cu 0,05 0,1 0,1 0,1 x (sai) 3 NO 4H 3e NO 2H O x 4x 3x x + = + + + + Học sinh E nhận xét: Có thể Cu d hoặc Cu phản ứng hết nên làm nh A đúng. Bài toán 2: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2008). Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe 2 O 3 (trong môi trờng không có không khí) đến phản ứng xẫy ra hoàn toàn thu đợc hỗn hợp rắn Y, chia Y thành hai phần bằng nhần bằng nhau: - Phần 1 tác dụng với H 2 SO 4 loãng d sinh ra 3.08 lít khí hiđrô (đktc). - Phần 2 tác dụng NaOH d sinh ra 0.84 lít khí hiđrô (đktc). Giá trị m gam là: A. 22.75 B. 21.40 C. 29.40 D. 29.43 . Bài giải: Phân tích bài toán: Từ P 2 + NaOH d nên Al d còn Fe 2 O 3 hết: Nh vậy hỗn hợp Y: Fe, Al 2 O 3 và Al d Gọi x, y, z lần lợt là số mol Al 2 O 3 , Fe và Al d trong mỗi phần: P 1 : áp dụng ĐLBT e: 3z + 2y = 0,275 (1) P 2 : áp dụng ĐLBT e: 3z = 0,075 z= 0,025M Thay vào (1) y = 0,1mol: Fe 2 O 3 + 2Al Al 2 O 3 + 2Fe (3) Từ (3) m = 2.(0,05 . 102 + 56. 0,1 + 27 . 0,025)= 22,75 A đúng Bài toán 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối B-2007). Nung m gam bột Fe trong ôxi thu đợc 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hoà tan hết hỗn hợp X bằng HNO 3 d, thu đợc 0.56 lít khí NO (ktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị m gam là: A. 2.62 B. 2.32 C. 2.22 D. 2.52 Bài giải. Fe - 3e Fe 3+ x 3x N +5 + 3e N +2 (NO) 0,075 0,025 áp dụng ĐLBT e: 3x = 0,075 + 4y (1) Mặt khác: m X = m Fe + 56x+ 32y=3 (2) O 2 + 4e 2O -2 y 4y Từ (1) và (2) m = 56 ì 0,045 = 2,52g D đúng Bài toán 4: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007). Hoà tan 5.6 gam Fe bằng dung dch H 2 SO 4 loãng thu đợc dung dch X. Dung dch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dch KMnO 4 0.5 M. Giá trị V ml là: A. 20 B. 40 C. 60 D. 80. Bài giải ; Fe - 2e Fe 2+ 0,1 0,2 0,1 + 3 2 4 H (HNO ) NO H H (H SO ) n 0,08mol 1 n 0,1mol V .0,1.22,4 0,56(Sai) n 0,02mol 4 + + = = = = = 3 2 2 Al 3e Al z 3z z Fe 2e Fe y 2y y 2H 2e H 0, 275 0,1375 + + + + 3 2 Al 3e Al z 3z z 2H 2e H 0,075 0,0375 + + + 2 3 Al O Fe 1 x n n 0,05mol 2 = = = 2 O m x 0,045 y 0,015 = = Fe 5,6 n 0,1mol 56 = = Fe 2+ - 1e Fe 3+ 0,1 0,1 0,1 Mn +7 + 5e Mn 2+ x 5x áp dụng ĐLBT e: 5x = 0,1 x = B đúng Phân tích bài toán: Nếu Fe + H 2 SO 4 tạo V 1 lít H 2 thì: Bài toán 5 (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007). Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng HNO 3 thu đợc V lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO 2 (đktc) và dung dch Y ( chỉ chứa 2 muối và axit d ). Tỉ khối của X so với H 2 bằng 19. Giá trị V lít là: A. 2.24 B. 3.36. C. 4.48 D. 5.60. Bài giải: Xác định %V của NO và NO 2 trong X: Các phơng trình oxi hoá khử: n Fe = a n Cu = a; 56a + 64a = 12 a = 0,1mlol áp dụng định luật bảo toàn e ta có: 0,3 + 0,2 = 3x + x x = 0,125 Vậy n X = 0,125 . 2 = 0,25mol V X = 0,25 . 22,4 = 5,6 lít D đúng Bài toán 6: ( TN TH PT 2007). Hoà tan 5.4 gam Al bằng một lợng dung dịch H 2 SO 4 loãng đ. Sau phản ứng thu đợc dung dịch X và V lít khí H 2 đktc. Giá trị của V lít: A. 2.24 B. 3.36. C. 4.48 D. 6.72 Bài giải: ứng với 6,72 lít D đúng Bài toán 7: (Đề thi thử ĐH Vinh). Hoà tan hết hỗn hợp bột gồm m gam Cu và 4.64 gam Fe 3 O 4 vào dung dch H 2 SO 4 loãng d, sau phản ứng hoàn toàn thu đợc dung dch X. Dung dch X làm mất màu vừa đủ 100 ml dung dch KMnO 4 0.1 M. Giá trị của m gam là: A. 1.92 B. 0.96 C. 0.48 D. 1.44 Bài giải: Fe 3 O 4 + 4 H 2 SO 4 FeSO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + 4H 2 O 0,1 0,02 5 = 4 KMnO 0,02 V 0,04lit 40ml 0,5 = = = 3 2 7 2 Fe 3e Fe a 3a a 2H 2e H 3a 2b 5c 2b b M 5e Mn c 5c c + + + + + = + + 2 X NO NO 30x 46(1 x) M 19.2 x 0,5hay50% n n xmol 1 + = = = = = 5 2 3 5 4 2 2 N 3e N (NO) Fe 3e Fe 3x x 0,1 0,3 N 1e N (NO ) Cu 2e Cu 0,1 0,2 x x + + + + + + + + 2 3 Al H 2 Al 3e Al 0,2 0,6 5,4 n 0,2 n 0,3 27 2H 2e H 0,6 0,3 + + = = = + 0,02 0,02 0,02 Cu + Fe 2 (SO 4 ) 3 CuSO 4 + 2FeSO 4 0,02 0,04 Dung dịch X là H 2 SO 4 d FeSO 4 , CuSO 4 10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O 0,05 0,01 còn d B đúng Bài toán 8: Cho m gam Al tan hoàn toàn dung dịch HNO 3 nóng d thu đợc 11.2 lít (đktc) hh khí A gồm: N 2 , NO, N 2 O có tỉ lệ về số mol tơng ứng là 2:1:2. Giá trị m gam là: A. 35.1 B. 18.9 C. 27.9 D. 26.1 Bài giải: + Quá trình oxi hoá: Al - 3e Al 3+ (1) a 3a a + Quá trình khử: 2N +5 + 10e N 2 (2) 0,4 2 0,2 N +5 + 3e N +2 (NO) (3) 0,3 0,1 2N +5 + 8e N +1 (N 2 O) (4) 1,6 0,2 áp dụng ĐLBT e: 3a = 2 + 0,3 + 1,6 = 3,9 a = 1,3 m Al = 27 . 1,3 = 35,1g A đúng Phân tích bài toán: + Nếu (2, 3, 4) không cân bằng 3a = 1 + 0,3 + 0,8 a = 0,7 m Al = 18,9g B sai + Nếu (2, 3) cân bằng còn (4) không: 3a = 2 + 0,3 + 0,8 m Al = 27,9 C sai + Nếu (2) không cân bằng, (3,4) cân bằng 3a = 1 + 0,3 + 1,6 m Al = 26,1 D sai Bài toán 10: Để m gam bột sắt ngoài không khí 1 thời gian thu đợc 11,8 gam hỗn hợp các chất rắn FeO, Fe 2 O 3 , Fe, Fe 3 O 4 . Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO 3 loãng thu đợc 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị m gam là: A: 9,52 gam B: 9,94 gam C: 8,96 gam D: 8,12 gam Bài giải: Chất khử là Fe; Chất oxi hoá gồm O 2 và HNO 3 Fe O - 3e Fe 3+ N +5 + 3e N +2 (NO) 0,3 0,1 n e nhờng = n e chất oxi hoá nhận (O 2 , ) m = 9,94 gam B đúng Bài toán 11: Hoà tan hoàn toàn 17.4 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg 2 4 3 Fe (SO ) n Cu 0,03 m 64. 0,96g 2 = = 2 2 A N NO N O 11,2 n 0,5mol n 0,2mol;n 0,1mol; n 0, 2mol 22,4 = = = = = 3,1 a 3 = 2,9 a 3 = 2 Fe O NO(gp) m 11,8 m n ; n ; n 0,1mol 56 32 = = = (p ) m 56 3m 56 2- 2 .4 11, 8 m 11, 8 m 32 8.4 O + 4e 2O 3 NO 3m 11,8 m 0, 3 56 8 = + trong dung dịch HCl thấy thoát ra 13.44 lít khí, nếu cho 34.8 gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO 4 d, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu đợc sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO 3 nóng d, thu đợc V lít khí NO 2 đktc. Giá trị V là: A. 11.2 lit B. 22.4 lít C. 53.76 lít D. 26.88 lít. Bài giải: Al, Fe, Mg nhờng e, số mol e này chính bằng số mol e Cu nhờng khi tham gia phản ứng với HNO 3 số mol e mà H + nhận cũng chính là số mol e mà HNO 3 nhận. 2H + + 2e H 2 1,2mol 17,4 gam hỗn hợp H + nhận 1,2mol e. Vậy 34,8gam số mol mà H + nhận là: 2,4 mol 17,4g hỗn hợp 34,8g hỗn hợp N +5 + 1e NO 2 2,4 2,4mol lít C đúng Chú ý: Nếu lít D sai Bài toán 12: Hoà tan hoàn toàn 43.2 gam kim loại Cu vào dung dịch HNO 3 loãng d, tất cả khí NO thu đợc đem ôxi hoá thành NO 2 rồi sục vào nớc có dòng oxi để chuyển hết thành dung dịch HNO 3 . V lít khí O 2 đktc tham gia vào quá trình trên là: A. 15.12 lít B. 7.56 lít C. 6.72 lít D. 8.96 lít Bài giải: Ta nhận thấy Cu nhờng e cho HNO 3 tạo thành NO 2 , sau đó NO 2 lại nhờng cho O 2 . Vậy trong bài toàn này, Cu là chất nhờng với O 2 là chất nhận e. Cu - 2e Cu 2+ 0,675 1,35 O 2 + 4e 2O 2- x 4x 4x = 1,35 x = 0,3375 lít B đúng Phân tích: Nếu O 2 + 2e 2O 2- lít A sai Bài toán 13: Chia m gam hỗn hợp 2 kim loại A, B có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 tan hết trong dung dịch HCl tạo ra 1.792 lít H 2 đktc. - Phần 2 nung trong oxi thu đợc 2.84 gam hỗn hợp oxit. Giá trị của m là A. 1.56 gam. B. 4.4 gam. C. 3.12 gam D. 4.68 gam. Bài giải: A, B là chất khử H + (ở, P1) và O 2 (ở P2) là chất oxi hoá nhận = nhận 2H + - 2.1e H 2 0,16 0,08 O 2 + 4e 2O 2- 0,04 0,16 m = 1,56 x2 = 3,12g C đúng Phân tích: Nếu m = 4,4g B sai Bài toán 14: : Chia 44 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại M có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau. - P1 tan hết trong 2 lít dung dich HCl tạo ra 14.56 lít H 2 đktc. - P2 tan hoàn toàn trong dung dich HNO 3 loãng nóng thấy thoát ra 11.2 lít khí NO duy nhất ở đktc. 1. Nồng độ mol của dung dich HCl là: A. 0.45 M B. 0.25 M C. 0.55 M D. 0.65 M. 2. Khối lợng hỗn hợp muối clorua khan thu đợc khi cô cạn dung dch sau p ở P1 là: 13,44 0,6mol 22,4 = H n 1,2 + = H n 2,4mol + = 2 NO V 2,4.22,4 53,76= = H n 1,2 + = 2 NO V 1,2.22, 4 26,88= = 2 O V 0,3375.22,4 7,56= = 2 O 1,35 x V 15,12 2 = = eH n + 2 eO n 2 KLP oxit oxi m m m 2,84 0,04.32 1,56g= = = 2 KLP m 2,84 0,04x16 2,2g= = A. 65.54 gam B. 68.15 gam C. 55.64 gam D. 54.65 gam. 3. Phần trăm khối lợng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là: A. 49.01 % B. 47.97 % C. 52.03 % D. 50.91 %. 4. Kim loại M là: A. Mg B. Zn C. Al D. Cu. Bài giải: a) Đáp án D đúng b) . Trong đó: m muói = 22 + 1,3 . 35,5 = 68,15g Đáp án B c) áp dụng định luật bảo toàn e: P 1 : Fe: Fe - 2e Fe 2+ x 2x M - ae M a+ y ay 2H + + 2e H 2 1,3 0,65 M - ae M a+ N +5 + 3e N +2 (NO) 1,5 0,5 n Fe = 0,2 D đúng d) m M = 22 - 0,2 . 56 = 10,8g, Vậy a = 2; M = 24(Mg) là phù hợp Bài toán 15: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe 2 O 3 nung nóng thu đợc 14 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn . Cho hỗn hợp X hòa tan hoàn toàn bằng HNO 3 d, thu đợc 2.24 lít khí NO (ktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị m là: A. 16.4 gam. B. 14.6 gam. C. 8.2 gam D. 20.5 gam. Bài giải: CO là chất khử (ta coi Fe 2 O 3 không tham gia vào phản ứng oxi hoá khử) m oxi(trong oxit) = m - 14g. n CO = n O(oxit) = C +2 + 2e C +4 - HNO 3 là chất oxi hoá: N +5 + 3e N +2 0,3 0,1mol Ta có: A đúng Bài toán 16: Cho tan hoàn toàn 58 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO 3 2M loãng nóng thu đợc dung dich B và 0.15 mol 2 2 H HCl H n 0,65mol n 2n 2.0,65 1,3mol= = = = M 1,3 C 0,65M 2 = = KL Cl m m m = + muối HCl Cl n n 1,3mol = = 3 x 3x Fe 3e Fe + 2x ay 1,3 x 0,2 3x ay 1,5 ay 0,9 + = = + = = Fe 0, 2.56 %m .100% 50,91% 22 = = M 0,9 m 10,8.a n y ; M 12a a n 0,9 = = = = = m 14 16 m 14 16 m 14 8 m 14 0,3 m 16,4g 8 = = khí NO và 0.05 mol NO 2 . Cô cạn dung dich B khối lợng muối khan thu đợc là: A. 120.4 gam B. 89.8 gam C. 116.9 gam D. kết quả khác. Bài giải: Nếu chỉ dùng phơng pháp bảo toàn e thông thờng, ta cũng chỉ lập đợc 2 phơng trình 3 ẩn số và sẽ gặp khó khăn trong việc giải. Để tính khối lợng muối trong bài toán trên ta có công thức (trong muối) = a. n X . Trong đó a là số e mà N +5 nhận để tạo thành Y Nh vậy: m muối khan = m Fe, Cu, Ag + m muối khan = 58 + 0,95 . 62 = 116,9g C đúng Bài toán 17: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe 2 O 3 nung nóng thu đợc X gồm 4 chất rắn. chia X thành 2 phần bằng nhau. - Phần 1 hoà tan bằng HNO 3 d, thu đợc 0.02 mol khí NO và 0.03 mol N 2 O. - Phần 2 hoà tan hoàn toàn trong dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng thu đợc V lít SO 2 (đktc). Giá trị V là: A. 2.24 lít B. 3.36 lít C. 4.48 lít D. 6.72 lít. Bài giải: HNO 3 là chất ôxi hóa: N +5 + 3e N +2 0,06 0,02mol 2N +5 + 8e 2N +1 (N 2 O) 0,24 0,06 0,03 n e nhận = 0,06 + 0,24 = 0,3mol - Chất khử ở hai phần là nh nhau, do đó số mol eletron H 2 SO 4 nhận bằng số mol eletron HNO 3 nhận. Ta có lít B đúng Bài toán 18: Chia hỗn hợp X gồm Al và Al 2 O 3 thành 2 phần bằng nhau. - Phần 1 tác dụng NaOH d thu đợc 0.3 mol khí. - Phần 2 tan hoàn toàn trong dung dịch HNO 3 thu đợc 0.075 mol khí Y duy nhất. Y là: A. NO 2 B. NO C. N 2 O D. N 2 Bài giải: Trong X chỉ có Al có tính khử: 2H 2 O + 2e H 2 + 2OH - 0,6 0,3 Khi tác dụng với HNO 3 , chất oxi hoá là HNO 3 N +5 + ne Y 0,075n.0,075mol ta có: 0,075n = 0,6 Với n là số e mà N +5 nhận để tạo thành Y n = 8. Vậy Y là N 2 O C đúng Bài toán 19: Cho tan hoàn toàn 7.2 gam Fe x O y trong HNO 3 thu đợc 0.1 mol NO 2 . Công thức phân tử của ôxit là: A. FeO, B. Fe 2 O 3 C. Fe 3 O 4 D. kết quả khác. Bài giải: N +5 + 1e N +4 (NO 2 ) , Fe x O y là chất khử 0,1 0,1 0,1 FeO A đúng 3 NO 3 NO n 3 NO m 2 3 NO N O NO n 3.n 8n 3.0,15 8.0,05 0,95mol = + = + = 2 6 4 2 SO S 2e S (SO ) V 0,15.22,4 3,36 0,3 0,15 + + + = = 2y 3 x 2y 7,2 x.Fe x. 3 e x.Fe (3x 2y) 0,1 x 56x 16y + + = ữ + 7,2 7,2 (3x 2y) 16x 16y x y 56x 16y 56x 16y > = = + + Bài toán 20: Hoà tan hoàn toàn 19.2 gam kim loại M trong dung dịch HNO 3 d thu đợc 8.96 lít (đktc) hỗn hợp khí NO 2 và NO có tỉ lệ về thể tích 3:1. 1. Kim loại M là: A. Al B. Cu. C. Mg D. Fe. 2. Khối lợng HNO 3 đã tham gia phản ứng là. A. 44.1 gam B. 25.2 gam C. 63 gam D. kết quả khác. Bài giải: vì n NO = 0,1mol Chất khử M: M - ne M n+ (1) .n Chất oxi hoá: áp dụng định luật bảo toàn e: n e nhận = n e nhờng 1) Cu B đúng 2) C đúng Chú ý: + Nếu (2) và (3) cân bằng phơng trình bán oxi hoá khử: B sai + Nếu (2) cân bằng và (3) không cân bằng phơng trình bán oxi hoá khử: A sai + Nếu (3) cân bằng mà (2) không cân bằng: A sai Bài toán 21: Hoà tan hoàn toàn 11,2g Fe trong dung dịch HNO 3 d, thu đợc A và 6,72 lít hỗn hợp khí X gồm NO và một khí X với tỉ lệ thể tích là 1: 1. Khí X có công thức là: A: NO 2 B: N 2 C: N 2 O D: N 2 O 3 Bài giải: - Quá trình oxi hoá: Fe - 3e Fe 3+ (1) 0,2 0,6 0,2 - Quá trình khử: (2) (3) áp dụng định luật bảo toàn e: A đúng Bài toán 22: Một hỗn hợp 3 kim loại gồm Al , Fe, Mg có khối lợng 26.1 gam đợc chia làm 3 phần bằng nhau. - Phần 1 cho tan hết trong dung dịch HCl thấy thoát ra 13.44 lít khí. - Phần 2 cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 3.36 lít khí - Phần 3 cho tác dung dịch CuSO 4 d , lọc lấy toàn bộ chất rắn thu đợc sau phản ứng đem hoà tan trong dung dịch HNO 3 d thì thu đợc V lít khí NO 2 ( các khí đều đo đktc). Giá trị V lít thu đợc là: 2 h 8,96 n 0, 4mol 22,4 = = khí 2 2 NO NO NO NO V n 3 3 V 1 n 1 = = 2 NO 3 n .0,4 0,3mol 4 = = 19,2 M 19,2 M 3 2 2 3 2 NO 1e 2H NO H O (2) 0,3 0,3 0,6 0,3 NO 3e 4H NO 2H O (3) 0,1 0,3 0,4 0,1 0,2 + + + + + + + + 19,2 .n 0,6 M = 19, 2 M .n 32n M 64(n 2) 0,6 = = = = 3 HNO H n n 0,6 0,4 1mol + = = + = 3 HNO m 1.63 63gam= = 3 HNO H n n 0,4mol + = = 3 HNO m 63.0, 4 25,2gam= = 3 HNO H n n 0,7mol + = = 3 HNO m 63.0,7 44,1mol= = 3 HNO H n n 0,7mol + = = 2 Fe h 6,72 11,2 n 0,3mol n 0,2mol 22,4 56 = = = = khí 3 2 NO 3e 4H H O NO 0,15 0,45 0,6 0,15 + + + +2 3 x y 5x 2y 0,15 .0,15 x xNO (5x 2y)e N O + 5x 2y 0,6 0,45 .0,15 x = + 2 x 1 NO y 2 = A. 26.88. B. 53.70. C. 13.44 D. 44.8. Bài giải: 2Al + 6HCl AlCl 3 + 3H 2 Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 Khối lợng mỗi phần Gọi x, y, z là số mol Al, Mg, Fe trong 7,4 gam hỗn hợp trong 34,7 g hỗn hợp n Al = 0,4; n Mg = 0,3; n Fe = 0,3 2Al + 3CuSO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Cu Mg + CuSO 4 MgSO 4 + Cu Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu Cu + 4HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O - ở P 3 khi các kim loại tác dụng với dung dịch CuSO 4 tạo thành Cu, lợng Cu này tác dụng với HNO 3 tạo ra Cu 2+ . Do đó: Al, Mg, Fe là chất khử, nhờng e. n e nhờng = 3. 0,1 + 2. 0,075 + 2. 0,075 = 0,6mol - HNO 3 là chất oxi hoá, nhận e: N +5 + 1e N +4 (NO 2 ) a = 0,6 a a it C đúng Bài toán 23: Chia hỗn hợp X gồm Al, Al 2 O 3 , ZnO thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng dung dch NaOH d thu đợc 0.3 mol khí. Phần 2 tan hoàn toàn trong dung dch HNO 3 thu đợc 0.075 mol khí Y duy nhất. Khí Y là: A. NO 2 B. NO C. N 2 O C. N 2 . Bài giải: Trong X chỉ có Al có tính khử nớc bị nhôm khử theo phơng trình 2H 2 O + 2e H 2 + 2OH - 0,6 0,3mol Khi tác dụng với HNO 3 , chất oxi hoá là HNO 3 N +5 + ne Y 0,075n 0,075 0,075n = 0,6, n là số e mà N +5 nhận để tạo thành Y. n = 8. Vậy Y là N 2 O C đúng Bài toán 24: Cho tan hoàn toàn 3.76 gam hỗn hợp X ở dạng bột gồm: S, FeS và FeS 2 trong dung dch HNO 3 thu đợc 0.48 mol NO 2 và dung dch dung dch D. Cho dung dch D tác dụng dung dch Ba(OH) 2 d, lọc và nung kết tủa đến khối lợng không đổi đợc m gam chất hỗn hợp rắn. Giá trị m gam là: A. 11.650 B. 12.815 C. 13.980 D. 17.545. Bài giải: tơng đơng với Fe 2+ . S -2 . S 0 , Vì vậy có thể coi hỗn hợp X gồm hai chất S và FeS có số mol a và b ta có: Số gam: X = 32a + 88b = 3,76 (I) Chất khử: S 0 - 6e S +6 a 6a FeS -2 - 9e Fe 3+ + S +6 b 9b 26,1 m 8,7g 3 = = 27x 24y 56z 8,7 x 0,1 1,5x y z 0,3 y 0,075 1,5 0,15 x 0,075 + + = = + + = = = 2 2 NO NO n 0,6mol V 0,6.22,4 13, 44l= = = 2 1 2 Fe S + Chất oxi hoá: N +5 + 1e N +4 (NO 2 ) 0,48 0,48 Ta có: 6a + 9b = 0,4 8 (II), Từ (I) và (II): a = 0,035 mol S, b = 0,03 mol FeS , D đúng Bài toán 25: Cho tan hoàn toàn 3.6 gam hỗn hợp gồm Fe và Mg trong dung dịch HNO 3 2M loãng nóng thu đợc dung dịch D, 0.04 mol khí NO và 0.01 mol N 2 O . Cho dung dịch D tác dụng với NaOH lấy d, lọc và nung kết tủa đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. 1. Giá trị m là A. 2.6 gam B. 3.6 gam C. 5.2 gam D. 7.8 gam. 2. Thể tích HNO 3 đã phản ứng là: A. 0.5 lít B. 0.24 lít C. 0.26 lít D. 0.13 lít. Bài giải: a) HNO 3 là chất oxi hoá: N +5 + 3e NO 0,12 0,04 mol 2N +5 + 8e 2N +1 (N 2 O) 0,08 0,02 0,01mol n e nhận = 0,12 + 0,08 = 0,2mol . - Mg và Fe là chất khử. Gọi x, y là số mol Mg và Fe trong hỗn hợp Mg - 2e Mg 3+ x 2x mol Fe - 3e Fe 3+ y 3y mol n e nhờng = 2x + 3y Ta có hệ phơng trình: Ta có thể tính theo cách sau: Ta có sơ đồ: Mg MgO; Fe Fe 2 O 3 . Trong đó Mg và Fe là chất khử, oxi là chất oxi hoá, số mol e nhân vẫn là 0,2mol: O + 2e O 2- 0,1 0,2 m = m Mg, Fe + m O = 3,6 + 16. 0,1 = 5,2gam C đúng b) Theo định luật bảo toàn nguyên tố N ta có: Hay lít D đúng IV. bài tập t giải Bài 1: Để 9,94 gam bột sắt ngoài không khí một thời gian thu đợc a gam hỗn hợp các chất rắn FeO, Fe 2 O 3 , Fe, Fe 3 O 4 . Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO 3 loãng thu đợc 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị a gam là: A: 11,8 gam B: 16,2 gam C: 23,2 gam D: 13,6 gam Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 1,74 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra 1,344 lít khí, nếu cho một lợng gấp đôi hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO 4 d, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu đợc sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO 3 nóng d, thu đợc V lít khí NO 2 đktc. Giá trị V là: 2 4 4 BaSO S FeS SO n n n n 0,035 0,03 0,065mol = = + = + = 4 BaSO m 0,065.233 15,145g= = 2 3 Fe O m 0,015.160 2,4g= = m 15,145 2,4 17,545gam= + = 2 3 x 0,01molMg 0,01molMgO 24x 56y 3,6 y 0,06molFe 0,03molFe O 2x 3y 0,2 = + = = + = 2 3 MgO Fe O m m m 0,01.40 0,03.160 5,2g= + = + = 3 3 2 N(HNO ) N(NO ) N(NO) N(N O) n n n n= + + 3 3 2 3 3 2 HNO Mg(NO ) Fe(NO ) NO N O n 2n 3n n 2n= + + + 2.0,01 3.0,06 0,04 2.0,01 0,26= + + + = 3 HNO 0,26 V 0,13 2 = = [...]... N2O duy nhất (đktc) - Phần 2 tan hoàn toàn trong dung dịch NaOH thu đợc V lít khí H2 duy nhất (đktc) Giá trị của V là: A 1,568 lít B 6,72 lít C 8,96 lít D 3,36 lít Bài 9: Cho 3,6 gam một ôxit sắt tan hoàn toàn trong HNO 3 thu đợc 1,12 lít khí màu nâu duy nhất (đktc) Công thức phân tử của ôxit sắt là: A FeO, B Fe2O3 C Fe3O4 D không xác định đợc Bài 10: Hoà tan hoàn toàn 1,92 gam kim loại M trong dung... đợc 0.15 mol khí NO và 0.05 mol N2O - Phần 2 hoà tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc V lít SO2 (đktc) Giá trị V là: A 4,48 lít B 21,28 lít C 14,56 lít D 12,32 lít Bài 7: Nung Al trong oxi thu đợc chất rắn X Chia hỗn hợp X thành 2 phần bằng nhau - Phần 1 tác dụng NaOH d thu đợc 6,72 lít khí không màu (đktc) - Phần 2 tan hoàn toàn trong dung dịch HNO 3 thu đợc V lít khí N2O duy nhất... Hoà tan hoàn toàn m gam kim loại Cu vào dung dịch HNO 3 loãng d, tất cả khí NO thu đợc đem ôxi hoá thành NO2 rồi sục vào nớc có dòng 7,56 lít oxi để chuyển hết thành dung dịch HNO3 Giá trị m là: A 42,624 B: 43,2 gam C: 38,72 gam D: 38,4 gam Bài 4: Cho luồng khí CO qua 16,4 gam bột Fe 2O3 nung nóng thu đợc m gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn gồm FeO, Fe2O3, Fe, Fe3O4 Cho hỗn hợp X hòa tan hoàn toàn bằng HNO... 9,4 gam C 7,52 gam D 5,64 gam Bài 11: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe trong dung dịch HNO3 d, thu đợc 6,72 lít hỗn hợp khí X(đktc) gồm NO và NO2 với tỉ lệ mol là 1: 1 Giá trị m gam là: A: 5,6 gạm B 11,2 gam C 16,8 gam D: 19,6 gam Bài 12: Cho 6,4 gam bột Cu tác dụng với 400 ml dung dịch hỗn hợp HNO 3 0.2 M và H2SO4 0.05 M Sau khi các phản ứng xẫy ra hoàn toàn sinh ra V lít khí NO (đktc) sản phẩm khử duy nhất... FeO, Fe2O3, Fe, Fe3O4 Cho hỗn hợp X hòa tan hoàn toàn bằng HNO 3 d, thu đợc 2.24 lít khí NO (ktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m là: A 3,04 gam B 8,0 gam C 14,0 gam D 16,0 gam Bài 5: Cho tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO 3 loãng nóng thu đợc dung dich Y và hỗn hợp khí gồm: 3,36 lít khí NO và 1,12 lít khí NO 2 (đktc) Cô cạn dung dich Y khối lợng muối khan thu đợc là... Hoà tan 11,2 gam Fe bằng dung dch H2SO4 loãng thu đợc dung dch X Dung dch X phản ứng vừa đủ với V lít dung dch KMnO4 0,05 M Giá trị V lít là: A 0,4 lít B 0,6 lít C 0,8 lít D 0,2 lít Bài 14 Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Fe và Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng HNO 3 thu đợc 5,6 lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO2 (đktc) và dung dch Y ( chỉ chứa 2 muối và axit d ) Tỉ khối của X so với H 2 bằng 19 Giá trị m gam là: . phức tạp, nhiều đoạn, nhiều quá trình thì ta áp dụng phơng pháp bảo toàn e. - Cần kết hợp các phơng pháp nh bảo toàn khối lợng, bảo toàn nguyên tố để giải bài toán. - Cần có nhiều chất oxi hoá. - 3e Fe 3+ z 3z z N 5+ + 3e N 2+ t 3t t áp dụng phơng pháp bảo toàn e thì: 3x + 2y + 3z = 3t - Quan trọng nhất là khi áp dụng phơng pháp này đó là việc phải nhận định đúng trạng thái đầu và trạng. ta không cần quan tâm đến việc cân bằng phản ứng oxi hoá khử xảy ra. - Khi áp dụng phơng pháp bảo toàn electron ta phải làm các bớc sau: + B 1 : Từ dữ kiện của bài toán đổi ra số mol + B 2 : Viết