Giải hóa bằng phương pháp bào toàn nguyên tố

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -1- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com I. NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP 1. Ngun tắc chung  Ngun tắc chung của phương pháp này là dựa vào định luật bảo tồn ngun tố: “ Trong các phản ứng hóa học thơng thường, các ngun tố ln được bảo tồn” ðiều này có nghĩa là: Tổng số mol ngun tử của một ngun tố X bất kì trước và sau phản ứng ln ln bằng nhau  ðiểm mấu chốt của phương pháp là phải xác định được đúng các hợp phần chứa ngun tố X ở trước và sau phản ứng rồi áp dụng ðLBT ngun tố với X để rút ra mối quan hệ giữa các hợp phần → Kết luận cần thiết 2. Các trường hợp áp dụng và một số chú ý quan trọng Phương pháp bảo tồn ngun tố có thể áp dụng cho hầu hết các dạng bài tập, đặc biệt là các dạng bài hỗn hợp nhiều chất, xảy ra biến đổi phức tạp. Dưới đây là một số dạng bài tập tiêu biểu: Dạng 1: Từ nhiều chất đầu tạo thành một sản phẩm Từ dữ kiện đề bài ta tính số tổng mol ngun tố X trong các chất ban đầu → tổng số mol X trong sản phẩm tạo thành → số mol sản phẩm: Cho hỗn hợp A gồm các chất rắn Fe, FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 ta hồn tồn trong dung dịch HCl, dung dịch thu được cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu được m gam chất rắn. Tính m ? Ta thấy, chất cuối cùng là Fe 2 O 3 . vậy nếu tính được tổng số mol Fe có trong A ta sẽ tính được số mol Fe 2 O 3 Dạng 2: Từ một chất đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm Dạng 3: Từ nhiều chất đầu tạo thành nhiều sản phẩm Dạng 4: Bài tốn đốt cháy trong hóa học hữu cơ 3. Một số chú ý để làm tốt phương pháp bảo tồn ngun tố Hạn chế viết phương trình phản ứng mà thay vào đó là viết sơ đồ hợp thức(chú ý đến hệ số) biểu diễn các biến đổi cơ bản của các ngun tố cần quan tâm  ðề bài thường cho số mol của ngun tố quan tâm, từ đó xác định được số mol hay khối lượng của các chất 4. Các bước giải Viết sơ đồ hợp thức Rút ra các mối quan hệ về số mol của các ngun tố cần xác định theo u cầu của đề bài trên cơ sở dựa vào định luật bảo tồn ngun tố VÍ DỤ MINH HỌA VÍ DỤ 1: Hòa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe 2 O 3 vào dung dịch HCl dư thu được dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa. Lọc kết tủa, rửa sạch sấy khơ và nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi được m gam chất rắn, m có giá trị là: A. 23 gam B. 32 gam C. 24 gam D. 42 gam PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN NGUN TỐ PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -2- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com HƯỚNG DẪN GIẢI Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O HCl + NaOH → NaCl + H 2 O FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 + 2NaCl FeCl 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 + 3NaCl 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Fe(OH) 3 2Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O Nhận xét: Trong m gam chất rắn có 0,1 mol Fe 2 O 3 ban đầu. Vậy chỉ cần tính lượng Fe 2 O 3 tạo ra từ Fe theo mối quan hệ sau: 2Fe → Fe 2 O 3 0,2(mol) → 0,1 (mol) m = 0,2.160 = 32 (g) → ðáp án B VÍ DỤ 2: Hòa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,27 gam bột nhơm và 2,04 gam bột Al 2 O 3 trong dung dịch NaOH dư thu được dung dịch X. Cho CO 2 dư tác dụng với dung dịch X thu được kết tủa Y, nung Y ở nhiệt độ cao đến khối lượng khơng đổi thu được chất rắn Z. Biết hiệu suất các phản ứng đều đạt 100%. Khối lượng của Z là: A. 2,04 gam. B. 2,31 gam. C. 3,06 gam. D. 2,55 gam HƯỚNG DẪN GIẢI Sơ đồ phản ứng : ⇒ = × = ⇒ = = ⇒ = = = 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 Al(Al O , Z) Al(Al) Al(Al O , ®Çu) Al(Al O , Z) Al O (Z) Z Al O (Z) Theo BTNT : n = n + n 0,27 2,04 0,05 n + 2 0,05 mol n 0,025 mol 27 102 2 m m 0,025.102 2,55 gam → ðáp án D VÍ DỤ 3: Cho 11,2 gam Fe và 2,4 gam Mg tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 lỗng dư. Sau phản ứng thu được dung dịch A và V lit khí H 2 (đktc). Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa B. Lọc B nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi được m (gam) chất rắn: a/ V có giá trị là: A. 2,24 lit B. 3,36 lit C. 5,6 lit D. 6,72 lit b/ Giá trị của m là: A. 18 gam B. 20 gam C. 24 gam D. 36 gam PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -3- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng: Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 Mg + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 FeSO 4 + 2NaOH → Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 MgSO 4 + 2NaOH → Mg(OH) 2 + Na 2 SO 4 4Fe(OH) 2 + O 2 → 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O Mg(OH) 2 → MgO + H 2 O a/ Ta có: 2 H Mg Fe 2,4 11,2 n = n + n = 0,3( ) 24 56 mol + = → V(H 2 ) = 0,3.22,4 = 6,72 (lit) → Chọn D b/ Dựa vào sự thay đổi chất đầu và chất cuối ta được sơ đồ hợp thức: 2Fe → Fe 2 O 3 ; Mg → MgO 0,2 → 0,1(mol) 0,1 → 0,1 (mol) m = 0,1.160 + 0,1.40 = 20(g) → Chọn B VÍ DỤ 4 : ðun nóng hỗn hợp bột gồm 0,06 mol Al, 0,01 mol Fe 3 O 4 , 0,015 mol Fe 2 O 3 và 0,02 mol FeO một thời gian. Hòa tan hồn tồn hỗn hợp rắn sau phản ứng bằng dung dịch HCl dư, thu được dung dịch X. Thêm NH 3 vào X cho đến dư, lọc kết tủa, đem nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là: A. 9,46. B. 7,78. C. 6,40. D. 6,16. HƯỚNG DẪN GIẢI Sơ đồ : = = = ⇒ = = = = ⇒ = ⇒ = ∑ 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 Al O Al Al O Fe(®Çu) Fe O (r¾n) Fe O (r¾n) Al O Fe O 1 0,06 Theo BTNT : n n 0,03 mol m 0,03.102 = 3,06 gam 2 2 1 1 MỈt kh¸c : n n (0,01.3 + 0,015.2 + 0,02) 0,04 mol 2 2 m 0,04.160 = 6,4 gam m m +m = = (r¾n) 3,06 + 6,4 9,46 gam → Chọn A VÍ DỤ 5 : ðốt cháy 6,72 gam bột Fe trong khơng khí thu được hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 . ðể hòa tan X cần dùng vừa hết 255 ml dung dịch chứa HNO 3 2M, thu được V lít khí NO 2 (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Giá trị của V là: A. 5,712. B. 3,360. C. 8,064. D. 6,048. HƯỚNG DẪN GIẢI Al Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 FeO t o HCl r¾n t o AlCl 3 FeCl 2 FeCl 3 NH 3 Al(OH) 3 Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -4- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com Sơ đồ biến đổi : = = = = + ⇒ = ⇒ = = = ⇒ = = = − − 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 2 2 2 Fe(NO ) Fe N(HNO ) N(Fe(NO ) ) N(NO ) N(NO ) N(HNO ) N(Fe(NO ) ) NO N(NO ) NO 6,72 Theo BTNT víi Fe: n n 0,12 mol 56 Theo BTNT víi N: n n n n n n n n 0,255.2 0,12.3 0,15 mol V V 0,15.22,4 3,360 lÝt → Chọn B VÍ DỤ 6 : Thổi từ từ V lit hỗn hợp khí (đktc) gồm CO và H 2 đi qua ống đựng 16,8gam hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe 3 O 4 , Al 2 O 3 nung nóng, phản ứng hồn tồn. Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khí nặng hơn khối lượng của hỗn hợp V là 0,32 gam. Tính V và m A. 0,224 lit và 14,48 gam B. 0,672 lit và 18,46 gam C. 0,112 lit và 12,28 gam D. 0,448 lit và 16,48gam HƯỚNG DẪN GIẢI Thực chất phản ứng khử các oxit trên là: CO + O → CO 2 H 2 + O → H 2 O Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hơn hỗn hợp khí ban đầu chính là khối lượng của ngun tử oxi trong các oxit tham gia phản ứng. Do vậy: mO = 0,32 (g) → nO = 0,32 0,02(mol) 16 = → n(CO) + n(H 2 ) = 0,02 (mol) → V(CO + H 2 ) = 0,02.22,4 = 0,448 (lit) Áp dụng ðLBTKL: m(oxit) = m(chất rắn) + 0,32 → m(chất rắn) = 16,8 – 0,32 = 16,48 (g) → chọn D VÍ DỤ 7 : Thổi rất chậm 2,24 lit( đktc) một hỗn hợp khí gồm CO và H 2 qua một ống sứ đựng hỗn hợp Al 2 O 3 , CuO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 có khối lượng là 24 gam dư đang được đun nóng. Sau khi kết thúc phản ứng khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là: A. 22,4g B. 11,2g C. 20,8g D. 16,8g HƯỚNG DẪN GIẢI Có thể làm nhanh: m = 24 - 2,24*16 22,4 = 22,4 (g) → Chọn A VÍ DỤ 8 : Cho m gam một ancol no, đơn chức X qua bình đựng CuO dư, nung nóng. Sau khi phản ứng hồn tồn, khối lượng chất rắn trong bình giảm đi 0,32g. Hỗn hợp hơi thu được có tỉ khối đối với H 2 là 15,5. Giá trị m là: A. 0,92gam B. 0,32gam C. 0,62gam D. 0,46gam PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -5- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com HƯỚNG DẪN GIẢI C n H 2n+1 CH 2 OH + CuO → C n H 2n+1 CHO + Cu + H 2 O Khối lượng chất rắn trong bình giảm chính là số gam ngun tử O trong CuO phản ứng. Do đó: m O = 0,32(g) → n O = 0,32 0,02(mol) 16 = → Hỗn hợp hơi gồm: C n H 2n+1 CHO: 0,02 mol và H 2 O: 0,02 mol Vậy hỗn hợp hơi có khối lượng là: m(hỗn hợp) = 31.0,04 = 1,24 (g) Ta có: m(ancol) + 0,32 = m(hỗn hợp) m(ancol) = 1,24 – 0,32 = 0,92 (g) → ðáp án A VÍ DỤ 9 : ðốt cháy hồn tồn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu thu được 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl. Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng A. 0,5 lit B. 0,7 lit C. 0,12lit D. 1 lit HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có: m O = m(oxit) – m(kim loại) = 5,96 – 4,04 = 1,92 (g) → n O = 1,92 0,12(mol) 16 = Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl thực chất chỉ là phản ứng: 2H + + O 2- → H 2 O 0,24 ← 0,12 mol V HCl = 0,24 0,12( ) 2 lit = → ðáp án C Nếu các em HS làm quen thì với bài tập này các em nhẩm sẽ ra ngay kết quả VÍ DỤ 10 : Hồ tan hồn tồn hỗn hợp gồm x mol FeS 2 và y mol Cu 2 S vào axit HNO 3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Tỉ số của x/y là: A. 1/3. B. 1/2. C. 2/1. D. 3/1. HƯỚNG DẪN GIẢI − ⇔ → → 4 3 2 2 4 3 2 Do X chØ cã mi sunfat S¬ ®å biÕn ®ỉi : 2FeS Fe (SO ) (1) x 0,5x dung dÞc Cu h kh« S ng cßn gèc N 2CuSO O − + = ⇒ = ⇒ = 2+ 2 4 3+ (2) y 2y Dung dÞch chØ cã c¸c ion : Fe , Cu vµ SO Theo BTNT víi S: 2x y 3.0,5x + 2y 0,5x y x /y 2/1 → ðáp án C VÍ DỤ 11 : (TSðH A 2007) : Hồ tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS 2 và a mol Cu 2 S vào axit HNO 3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là: A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -6- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com HƯỚNG DẪN GIẢI Ta có sơ đồ sau: 2 FeS 2 > Fe 2 (SO 4 ) 3 0,12(mol) → 0,06 (mol) Cu 2 S > 2CuSO 4 a (mol) → 2a (mol) Bảo tồn ngun tố S nên: 0,12.2 + a = 0,06.3 + 2a → a = 0,06 → chọn câu D VÍ DỤ 12 : Cho 0,6 mol Fe x O y phản ứng nhiệt nhơm tạo ra 81,6g Al 2 O 3 .Cơng thức oxit sắt là: A. FeO. B. Fe 2 O 3 C. Fe 3 O 4 D. Khơng xác định được. HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Al lấy oxi trong oxit sắt nên số mol ngun tử O trong 2 oxit là bằng nhau ( tức là bảo tồn) nên: 0,6y = 81,6*3 102 → y = 4 → Fe 3 O 4 → Chọn C VÍ DỤ 13 : Cho tan hồn tồn 8 gam hỗn hợp X gồm FeS và FeS 2 trong 290 ml dung dịch HNO 3 thu được khí NO và dung dịch Y. ðể tác dụng hết với các chất trong dung dịch Y cần 250 ml dung dịch Ba(OH) 2 1M. Kết tủa tạo thành đem nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi được 32,03 gam chất rắn Z. Khối lượng mỗi chất trong X là: A. 3,6g FeS và 4,4g FeS 2 B. 2,2g FeS và 5,8g FeS 2 C. 4,6g FeS và 3,4g FeS 2 D. 4,4g FeS và 3,6g FeS 2 HƯỚNG DẪN GIẢI FeS FeS 2 Fe 3+ SO 4 2- BaSO 4 Fe(OH) 3 kk t o C 32,03g 8g HNO 3 Ba(OH) 2 BaSO 4 Fe 2 O 3 x(mol) y(mol) Nhận xét : Ngun t ố Fe và S đượ c bả o tồ n trong cá c q trì nh phả n ứ ng: Ta có : 88 x + 120y = 8 [1] Bả o tồ n Fe và S: 160. 2 x y + + 233.(x + 2y) = 32,03 [2] Giả i [1] và [2] → x = 0,05 mol ; y = 0,03 mol → m(FeS) = 88.0,05 = 4,4 (g) và m(FeS 2 ) = 8 – 4,4 = 3,6 (g) → Chọ n D VÍ DỤ 14 : Cho 4,48 lit khí CO 2 ( đ ktc) tá c dụ ng hồ n tồ n v ớ i 200 ml dung dị ch NaOH 1,5M. Tí nh kh ố i l ượ ng mu ố i thu đượ c? A. 8,4g. B.10,6g C.19g D.15,2g H ƯỚ NG D Ẫ N GIẢ I 2 CO NaOH 4,48 n = 0,2(mol) 22,4 n = 0,2.1,5 = 0,3 (mol) = Ta có : 2 NaOH CO n 0,3 1 1,5 2 n 0,2 < = = < → tạ o 2 mu ố i PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -7- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com CO 2 + NaOH NaHCO 3 Na 2 CO 3 x (mol) y (mol) Thầy dùng phương pháp bảo tồn ngun tố. Cụ thể là: Bảo tồn ngun tố C : x + y = 0,2 Bảo tồn ngun tố Na: x + 2y = 0,3 Giải được: x = y = 0,1 → m(muối) = m(NaHCO 3 ) + m(Na 2 CO 3 ) = 0,1.84 + 0,1.106 = 19 (g) → Chọn C VÍ DỤ 15 :(TSðH A 2008): Hấp thụ hồn tồn 4,48 lit CO 2 (đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH) 2 0,2M sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 9,85g B. 11,82g C. 17,73g D. 19,7g HƯỚNG DẪN GIẢI 2 2 - CO NaOH Ba(OH) OH 4,48 n = 0,2(mol) 22,4 n = 0,5.0,1 = 0,05 (mol) n = 0,5.0,2 = 0,1 (mol) n = 0,05 + 0,2 = 0,25 (mol) = Ta có: - 2 OH CO n 0,25 1 1,25 2 n 0,2 < = = < → tạo 2 muối CO 2 + OH - HCO 3 - CO 3 2- x (mol) y (mol) Bảo tồn ngun tố C : x + y = 0,2 Bảo tồn điện tích âm: x + 2y = 0,25 Giải hệ pt trên được: x = 0,15 và y = 0,05 Phản ứng tạo kết tủa: Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3 ↓ Số mol Ba 2+ (0,1 mol) > số mol CO 3 2- (0,05 mol) → n(BaCO 3 ) = n(CO 3 2- ) = 0,05 mol → m(BaCO 3 ) = 0,05.197 = 9,85(g) → Chọn A VÍ DỤ 16 : (TSCð Khối A – 2007) Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8 gam một oxit sắt đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn. Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Cơng thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO 2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng là: A. FeO;75% B. Fe 2 O 3 ;75% C. Fe 2 O 3 ;65% D. Fe 3 O 4 ;75% HƯỚNG DẪN GIẢI Khí sau phản ứng là hỗn hợp CO và CO 2 PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -8- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com = = = = ⇒ = = ⇒ = = ⇒ = = ⇒ − − − x y x y x y x y x y khÝ sau khÝ tr−íc O(Fe O ) khÝ sau khÝ tr−íc O(Fe O ) O(Fe O ) Fe(Fe O ) Fe(Fe O ) 4,48 n n 0,2 mol 22,4 m m m 2,4 m 20.2.0,2 28.0,2 2,4 gam n 0,15 mol 16 m 8,0 2,4 5,6 gam n = = 5,6 0,1 mol 56 ⇒ = = ⇒ = = ⇒ = × = 2 2 3 2 2 3 CO O(Fe O ) CO x 0,1 2 oxit lµ Fe O y 0,15 3 B¶o toµn nguyªn tè Oxi: n n 0,15 mol 0,15 %V 100% 75% 0,2 → Chọn B VÍ DỤ 17 : TSCð Khối A – 2007) ðốt cháy hồn tồn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi khơng khí (trong khơng khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO 2 (ở đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích khơng khí (ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hồn tồn lượng khí thiên nhiên trên là: A. 70 lit B. 78,4 lit C. 84 lit D. 56 lit HƯỚNG DẪN GIẢI = = × = ⇒ = = ⇒ = = ⇒ = = 2 2 2 2 2 O(O ) O(CO ) O(H O) O O kh«ng khÝ Theo BTNT víi O : 7,84 9,9 n n +n 2+ 1,25 mol 22,4 18 1,25 n 0,625 mol V 0,625.22,4 14 lÝt 2 14 V 70 lÝt 20% → Chọn A VÍ DỤ 18 : ðốt cháy hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm CH 4 , C 3 H 6 và C 4 H 10 thu được 4,4 gam CO 2 và 2,52 gam H 2 O, m có giá trị là: A. 1,48gam B. 2,48gam C. 14,8gam D. 24,7gam HƯỚNG DẪN GIẢI Ta áp dụng bảo tồn C và H: C H m + m = = × × = → 4,4 2,52 m 12+ 2 1,48 gam 44 18 §¸p ¸n A → Chọn A VÍ DỤ 19 : ðốt cháy hồn tồn 0,1 mol một axit cacboxylic đơn chức cần vừa đủ V lit O 2 (đktc), thu được 0,3 mol CO 2 và 0,2 mol H 2 O. Giá trị của V là: A. 8,96lit B. 11,2lit C. 6,72lit D. 4,48lit HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Axit cacboxylic đơn chức có 2 ngun tử Oxi nên ta có thể đặt là RO 2 Theo phương pháp bảo tồn ngun tố Oxi: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -9- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com n O (RO 2 ) + n O (pư) = n O (CO 2 ) + n O (H 2 O) 0,1.2 + n O (pư) = 0,3.2 + 0,2.1 → n O (pư) = 0,6 mol → n(O 2 ) = 0,3(mol) → V(O 2 ) = 0,3.22,4 = 6,72 (lit) → Chọn C VÍ DỤ 20: ðốt cháy hồn tồn m gam hỗn hợp hai rượu đơn chức cùng dãy đồng đẳng cần dùng vừa đủ V lít khí O 2 (đktc), thu được 10,08 lít CO 2 (đktc) và 12,6 gam H 2 O. Giá trị của V là: A. 17,92. B. 4,48. C. 15,12. D. 25,76. HƯỚNG DẪN GIẢI = = = = > ⇔ = = ⇔ = = = = − − 2 2 2 2 2 2 2 2 CO H O H O CO O(O ) r−ỵu H O CO r−ỵu O( O(C r u) O −ỵ 10,08 12,6 Cã : n 0,45 mol ; n 0,7 mol 22,4 18 NhËn xÐt : +) n n 0,7 0,45 0,25 mol +) r−ỵu ®¬n chøc 0,25 mol Theo BTNT víi O : n n n n n n n + = = ⇒ = × = − − 2 2 ) O(H O) O(r−ỵu) O n n 2.0,45 + 0,7 0,25 1,35 mol 1,35 V 22,4 15,12 lÝt 2 → Chọn C VÍ DỤ 21 : Tiến hành crackinh ở nhiệt độ cao 5,8 gam butan. Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí X gồm CH 4 , C 2 H 6 , C 2 H 4 , C 3 H 6 và C 4 H 10 . ðốt cháy hồn tồn X trong khí oxi dư rồi dẫn tồn bộ sản phẩm sinh ra qua bình đựng H 2 SO 4 đặc. Tính độ tăng khối lượng của bình H 2 SO 4 đặc là: A. 9g B. 4,5g C. 18g D. 13,5g HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng xảy ra: C 4 H 10 crackinh → CH 4 + C 3 H 6 C 4 H 10 crackinh → C 2 H 6 + C 2 H 4 CH 4 o t C → CO 2 + 2H 2 O C 2 H 4 o t C → 2CO 2 + 2H 2 O C 2 H 6 o t C → 2CO 2 + 3H 2 O C 3 H 6 o t C → 3CO 2 + 3H 2 O C 4 H 10 o t C → 4CO 2 + 5H 2 O Nếu em viết phương trình rồi dựa vào để giải thì bài tốn sẽ rất phức tạp Nhận xét: ðộ tăng khối lượng của bình H 2 SO 4 đặc chính là tổng khối lượng H 2 O sinh ra trong phản ứng đốt cháy hỗn hợp X Ta có: n Butan = 5,8 0,1(mol) 58 = → n H = 0,1.10 = 1(mol) → n(H 2 O) = 1 0,5( ) 2 mol = → m(H 2 O) = 0,5.18 = 9(gam) → ðáp án A VÍ DỤ 22: ðun nóng 7,6 gam hỗn hợp A gồm C 2 H 2 , C 2 H 4 và H 2 trong bình kín với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí B. ðốt cháy hồn tồn hỗn hợp B, dẫn sản phẩm cháy thu được lần lượt qua bình 1 PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ Đăng tải trên Website: www.hoahoc.edu.vn ThS. LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ðH Thủ Dầu Một- Bình Dương) -10- “CHUN: Bồi dưỡng kiến thức – Luyện thi TN THPT – Cð & ðH mơn HĨA HỌC” ðể tìm hiểu và đăng ký học, hãy liên lạc đến SðT: 0986.616.225 (T.Long). Email: Vanlongtdm@gmail.com đựng H 2 SO 4 đặc, bình 2 đựng Ca(OH) 2 dư thấy khối lượng bình 1 tăng 14,4 gam. Khối lượng tăng lên ở bình 2 là: A. 11g B. 22 C. 25 g D. 15 g HƯỚNG DẪN GIẢI Sơ đồ phản ứng : = ⇒ = = ⇒ = = ⇒ = = = ⇒ = = = = ⇒ = = − − 2 2 2 2 2 A C H H O H O H(H O) C A H CO C CO 14,4 m 14,4 gam n 0,8 mol m 0,8.2 1,6 ga m 18 NhËn xÐt : m m m 7,6 1,6 6,0 gam 6,0 n n 0,5 m mol m 0,5.44 22 gam 12 m + m → ðáp án D VÍ DỤ 23 : Hỗn hợp khí A gồm một ankan, một anken, một ankin và H 2 . Chia A thành 2 phần có thể tích bằng nhau rồi tiến hành thí nghiệm sau: Phần 1: ðem đốt cháy hồn tồn rồi dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng H 2 SO 4 đặc, bình 2 đựng nước vơi trong dư. Sau phản ứng cân thấy khối lượng bình 1 tăng 9,9 gam, bình 2 tăng 13,2 gam Phần 2: Dẫn từ từ qua ống đựng bột Ni nung nóng thu được hỗn hợp khí B. ðốt hồn tồn B rồi rồi cho sản phẩm cháy qua bình đựng nước vơi trong dư thấy bình tăng m gam. Tìm giá trị của m ? A. 13,1 g B. 23,1 C. 11,1 g D. 33,1 g HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Vì 2 phần có thể tích bằng nhau nên thành phần của chúng là như nhau. Và sản phẩm đốt cháy của 2 phần là hồn tồn giống nhau. Ở đây phần 2 dẫn qua bột Ni nung nóng → hỗn hợp B sau đó mới đem đốt cháy B chỉ là một bước gây nhiễu khiến HS bị rối vì thành các ngun tố của B và phần 2 là hồn tồn giống nhau. Chính vì vậy khối lượng bình nước vơi trong tăng chính là tổng khối lượng của nước và CO 2 sinh ra trong thí nghiệm 1: m tăng = 9,9 + 13,2 = 23,1 (g) → ðáp án B VÍ DỤ 24 : ðốt cháy 5,8 gam chất M ta thu được 2,65 gam Na 2 CO 3 ; 2,25 gam H 2 O và 12,1 gam CO 2 . Biết CTPT của M trùng với cơng thức đơn giản nhất. Cơng thức phân tử của M là: A. C 9 H 11 ONa. B. C 7 H 7 ONa C. C 6 H 5 ONa. D. C 8 H 9 ONa. HƯỚNG DẪN GIẢI → = = = = = = 2 3 2 2 x y z t x y z t 2 3 2 2 Na CO H O CO Gäi CTPT cđa M lµ C H O Na S¬ ®å ch¸y : C H O Na Na CO + H O + CO 2,65 2,25 12,1 n 0,025 mol ; n 0,125 mol ; n 0,275 mol 106 18 44 O 2 C 2 H 2 C 2 H 4 H 2 CO 2 + H 2 O Ni B . = = ⇒ = ⇒ = ∑ 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 Al O Al Al O Fe(®Çu) Fe O (r¾n) Fe O (r¾n) Al O Fe O 1 0,06 Theo BTNT : n n 0, 03 mol m 0, 03. 102 = 3, 06 gam 2 2 1 1 MỈt kh¸c : n n (0,01 .3 + 0,015.2 + 0,02) . Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O HCl + NaOH → NaCl + H 2 O FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 + 2NaCl FeCl 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 + 3NaCl 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Fe(OH) 3 2Fe(OH) 3 →. = − − 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 2 2 2 Fe(NO ) Fe N(HNO ) N(Fe(NO ) ) N(NO ) N(NO ) N(HNO ) N(Fe(NO ) ) NO N(NO ) NO 6,72 Theo BTNT víi Fe: n n 0,12 mol 56 Theo BTNT víi N: n n n n n n n n 0,255.2 0,12.3