Trường THPT Hương Khê GV. Nguyễn Thị Thủy Giáo viên: Nguyễn Thị Thủy Trường THPT Hương Khê CHUYÊN ĐỀ: PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH KHỐI LƯỢNG MUỐI TẠO THÀNH TRONG PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Trong đề thi tốt nghiệp đề thi ĐH-CĐ có nhiều toán yêu cầu tính khối lượng muối tạo thành phản ứng oxh - khử. Với đặc điểm tập trắc nghiệm phải xử lý nhanh, phương pháp giải thông thường có phương pháp giải đặc biệt nhằm rút ngắn cách suy luận, nhanh chóng tìm kết quả. Do chọn đề tài để góp phần giúp học sinh tính nhanh khối lượng muối tạo thành phản ứng oxh-khử. B. NỘI DUNG ĐỀ TÀI: I. Cơ sở lý thuyết: 1. Kim loại tác dụng với HNO3. N+5 + 1e N+4. a, Sản phẩm phản ứng NO2: Ví dụ: Al + 6HNO3 Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O. Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Trong phản ứng không phụ thuộc vào hóa trị kim loại tham gia phản ứng, ta có: nNO − b, Sản phẩm phản ứng NO: Ví dụ: Fe (Trong muối) = nNO2 N+5 + 3e N+2. + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 3Cu + 8HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3Ag + 4HNO3 3AgNO3 + NO + 2H2O Trong phản ứng không phụ thuộc vào hóa trị kim loại tham gia phản ứng, có: Cách tính nhanh khối lượng muối tạo thành phản ứng oxh – khử Trường THPT Hương Khê GV. Nguyễn Thị Thủy nNO − (Trong muối) = nNO 2N+5 + 8e 2N+1 (N2O) c, Sản phẩm phản ứng N2O: Ví dụ: 8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 4Mg + 10HNO3 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O Với phản ứng không phụ thuộc vào hóa trị kim loại phản ứng có: nNO− (Trong muối) = nNO − => Vậy với kim loại tác dụng với HNO3, số mol NO3 muối tính theo công thức. nNO− (Trong muối) = a . nx Trong đó: a số electron mà N+5 nhận để tạo thành sản phẩm X N+5 + ae X X hỗn hợp nhiều chất khác tạo thành khử N+5. Ví dụ 1: Cho 1,35 g hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư 1,12 lít NO NO2 có khối lượng mol trung bình 42,8 lít dung dịch A (không chứa muối amoni). Biết thể tích khí đo đktc.Cô cạn dd A thu m gam muối khan.Giá trị m là: A. 9,65 B. 7,28 C. 4,24 D. 5,69 Giải * Cách giải thông thường: Dựa vào sơ đồ đường chéo ta tính số mol NO NO2 0,01 mol 0,04 mol. Ta có sản phản ứng sau: NO3− + 4H+ + 3e NO + 2H2O NO3− + 2H+ + 1e NO2 + H2O Tổng số Mol electron nhận là: 0,01 . + 0,04 = 0,07 (Mol) Gọi x, y, z số mol Cu, Mg, Al có 1,35 gam hỗn hợp kim loại, ta có: Cách tính nhanh khối lượng muối tạo thành phản ứng oxh – khử Trường THPT Hương Khê GV. Nguyễn Thị Thủy Cu Cu+2 + 2e x 2x +2 Mg Mg + 2e y 2y +3 Al Mg + 3e z 3z 2x + 2y + 3z = 0,07 Khối lượng muối nitrat sinh ra: m = mCu ( NO3 )2 + mMg ( NO3 )2 + mAl ( NO3 )3 = 1,35 + 62 (2x + 2y + 3z) = 1,35 + 62 . 0.07 = 5,69 (g) * cách giải nhanh: mmuối khan = mKim loại + mNO3− Mà: nNO3− = 3nNO + nNO2 = 3.0,01 + 0.04 =0,07 => mMuối khan = 1,35 + 0,07.62 = 5,69 (g) Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 5,04 g hỗn hợp gồm kim loại x, y, z vào 100ml dd HNO3 X(M) thu m(g) muối, 0,02mol NO2 0,005mol N2O. Giá trị X m là: A. 0,03 M 21,1gam C. 0,23 M 54,1 gam B. 0,9 M 8,76 gam D. 0,2 M 81,1 gam Giải Ta có: nNO3− (Trong muối) N+5 + 1e N+4 2N+5 + 8e 2N+1 (N2O) = nNO + nN O = 0,02 + 0,05. = 0,06 (mol) mMuối = 0,06 .62 + 5,04 = 8,76 (g) nHNO pứ = nNO− muối + nNO + nN 2O = 0.06 + 0,02 + 0,05 .2 = 0,09 (mol) => x = CM ( HNO3 ) = nSO42− = 0,9 M => Chọn đáp án B. 2. Kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng: Xét phản ứng; 2Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + SO2 + 6H2O Cách tính nhanh khối lượng muối tạo thành phản ứng oxh – khử Trường THPT Hương Khê GV. Nguyễn Thị Thủy 4Mg + H2SO4 4MgSO4 + H2S + 4H2O 2Ag + H2SO4 Ag2SO4 + SO2 + 2H2O Với kim loại tác dụng với H2SO4, số mol muối Sunfat tính theo công thức: nSO2− (Trong muối) = b . ny Trong đó: b số electron mà S+6 nhận để tạo thành sản phẩm y. S+6 + b.e y Ví dụ 3: Hòa tan hết 16,3 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al Fe dd H2SO4 đặc, nóng thu 0,55 mol SO2. Cô cạn dd sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu là: A. 51,8 g B. 55,2 g * Cách thông thường: C. 69,1 g D. 82,9 g Sử dụng phương pháp bảo toàn electron Mg0 Mg+2 + 2e x 2x +3 Al Al + 3e y 3y +3 Fe Fe + 3e z 3z +6 +4 S + 2e S Ta có: 2x + 3y + 3z = 1,1 (I) 24x + 27y + 56z =16,3 (II) Chất rắn khan thu gồm MgSO4, Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 m = 120x + 171y + 200z Lấy pt (I) x 48 + pt (II) ta được: m = 48 . 1,1 + 16,3 = 69,1 (g) * Cách tính nhanh: nSO2− muối = nSO m Muối = mKL + mSO2− = 0,55 (mol) muối Cách tính nhanh khối lượng muối tạo thành phản ứng oxh – khử Trường THPT Hương Khê GV. Nguyễn Thị Thủy = 16,3 + 0,55.96 = 69,1 (g) => Đáp án C. 3. Kim loại tác dụng với hỗn hợp HNO3 H2SO4 đặc nóng. Tương tự hai trường hợp trên, kim loại tác dụng với hỗn hợp hai axit, sản phẩm tạo thành hỗn hợp chất sinh khử N+6 S+5 ta tính tổng số mol muối NO3− SO42− , sau xác định lượng muối tạo thành. Ví dụ 4: Cho 14,8 gam hỗn hợp kim loại A B tan hết dd hỗn hợp gồm HNO3 đặc H2SO4 đặc nóng thấy thoát 0,3 mol NO 0,3 mol SO2. Cô cạn dd sau phản ứng, khối lượng chất rắn thu là: A. 42,2 g B.63,3 g C. 79,6 g D. 103 g Giải m = mKl + mNO− (trong muối) + mSO 2− nSO2− (Trong muối) = nSO Trong đó: = 0,3 (mol) nSO− (Trong muối) (Trong muối) = 3nNO = 3.0,3 = 0,9 (mol) => m = 18,4 + 0,3.96 + 0,9.62 = 103 (g) => Đáp án D. Ví dụ 5: Hòa tan 15 gam hỗn hợp gồm hai kim loại Mg Al vào hỗn hợp dung dịch gồm gồm HNO3 H2SO4 đặc thu 0,1 mol khí SO2, NO, NO2, N2O dung dịch A (không chứa muối amoni). Cô cạn dung dịch A thu m gam muối khan. Giá trị m là: A. 80 g B. 85 g C. 99 g D. 70 g Giải mMuối = mKL + mNO3− (Trong muối) + mSO42− (Trong muối) Với nNO− (Trong muối) = nNO2 + nNO + nN 2O = 0,1 + 3. 0,1 + 8.0,1 = 0,12 (mol) nSO2− (Trong muối) = nSO = 0,1 (mol) => mMuối = 15 + 1,2.62 + 0,1.96 = 99 (g) => Đáp án C. Cách tính nhanh khối lượng muối tạo thành phản ứng oxh – khử Trường THPT Hương Khê GV. Nguyễn Thị Thủy II. Một số tập vận dụng Bài 1: Hòa tan vừa đử gam hỗn hợp hai kim loại X,Y có hóa trị tương ứng I II vào dung dịch hỗn hợp hai axit HNO3 H2SO4 thu 2,688 lít hỗn hợp khí B gồm NO2 SO2 (đktc) có tổng khối lượng 5,88 gam. Cô cạn dung dịch sau thu m (gam) muối khan. Giá trị m là: A. 14,12 g B. 23,12 g C. 21,11 g D. 41,21 g Bài 2: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại X,Y hòa tan hoàn toàn vào dung dịch HNO3 thu m gam muối 1,12 lít khí không trì cháy (đktc). Giá trị m là: A. 51 g B. 25 g C. 21 g D. 43 g Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 58 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag dung dịch HNO3 2M thu 0,15 mol NO, 0,05 mol N2O dung dịch D (không chứa muối amoni). Cô cạn dung dịch D, khối lượng muối khan thu là: A. 120,4 g B. 89,8 g C. 116,9 g D. 110,7 g Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp X gồm Fe Cu dung dịch HNO3 dư, kết thúc thí nghiệm thu 6,72 lít (đktc) hỗn hợp khí NO, NO2 có khối lượng 12,2 gam. Khối lượng muối nitrat sinh là: A. 30,6 g B. 39,9 g C. 43 g D. 55,4 g Cách tính nhanh khối lượng muối tạo thành phản ứng oxh – khử . Hương Khê GV. Nguyễn Thị Thủy 4Mg + 5 H 2 SO 4 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O 2Ag + 2 H 2 SO 4 Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O Với mọi kim loại khi tác dụng với H 2 SO 4 , số mol muối Sunfat được tính. là N 2 O: 2N +5 + 8e 2N +1 (N 2 O) Ví dụ: 8Al + 30HNO 3 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O 4Mg + 10HNO 3 4Mg(NO 3 ) 2 + N 2 O + 5H 2 O Với mọi phản ứng không phụ thuộc vào hóa trị. phản ứng là NO 2 : N +5 + 1e N +4 . Ví dụ: Al + 6HNO 3 Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O. Cu + 4HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O Trong mọi phản ứng không phụ thuộc vào hóa trị của kim