PHƯƠNG PHÁP ION – ELECTRON I.LÍ THUYẾT Áp dụng giải toán phản ứng oxi hóa –khử có môi trường ;cân phản ứng oxi hóa –khử có môi trường phức tạp; tính lượng môi trường H+ tham gia phản ứng ngược lại ; biết lượng sản phẩm khử,tính lượng H+ Chỉ áp dụng cho dạng toán kim loại hỗn hợp kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh H2SO4 đặc , HNO3 tối ưu Nếu học sinh phương pháp ion-electron mà sử dụng phương pháp khác để giải toán hóa dạng , thời gian không tìm kết toán Đối với toán oxit kim loại hỗn hợp oxit kim loại tác dụng với axit theo phản ứng oxi hóa khử , sử dụng phương pháp ion – electron số mol H+ tính theo bán phản ứng ion – electron có số mol H+ lấy oxi oxit để tạo H2O *PHƯƠNG PHÁP: Cân theo phương pháp ion-electron áp dụng cho phản ứng oxi hóa – khử xẩy dung dịch có tham gia môi trường : axit , bazơ , nước Khi cân sử dụng theo bước phương pháp thăng electron chất oxi hóa , chất khử viết dạng mà tồn dung dịch theo nguyên tắc sau : Nếu phản ứng có axit tham gia : + Vế thiếu O thêm nhiêu H2O để tạo H+ vế ngược lại Ví dụ : NO3- NO Vế phải thiếu O , thêm vế phải 2H2O để tạo vế trái H+ sau cân điện tích bán phản ứng NO3- + 4H+ + 3e NO +2H2O Nếu phản ứng có bazơ tham gia : + Vế thiếu O thêm lượng OH- gấp đôi để tạo H2O vế ngược lại Ví dụ : Cr2O3 2CrO42Vế trái thiếu O thêm vế trái 10 OH- để tạo 5H2O vế phải , sau cân điện tích bán phản ứng Cr2O3 +10 OH- 2CrO42- + 5H2O + 6e Ngoài học sinh cần phải linh hoạt trường hợp lệ Nếu phản ứng có H2O tham gia : * Sản phẩm phản ứng tạo axit , theo nguyên tắc * Sản phẩm phản ứng tạo bazơ , theo nguyên tắc MnO4- + 2H2O +3e MnO2 + 4OH***Chú ý thay đổi số oxi hóa số chất theo môi trường : KMnO4 +Trong môi trường bazơ : tạo K2MnO4 +Trong môi trường trung tính kiềm yếu : tạo MnO2 , KOH + Trong môi trường axit : tạo Mn2+ Các bước cân theo ion – electron Bước 1: Tách ion chứa nguyên tố có thay đổi số oxi hoá viết nửa phản ứng oxi hoá - khử Bước 2: Cân nửa phản ứng + Cân nguyên tử: - Vế thiếu Oxi thêm H2O - Vế thiếu Hidro thêm H+ + Cân điện tích Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử chất oxi hoá theo quy tắc: Tổng số e nhường = Tổng số e nhận Bước 4: Cộng nửa phản ứng phương trình ion rút gọn Bước 5: Cộng thêm ion thích hợp để cân phản ứng dạng phân tử Ví dụ 1: Cân phản ứng sau: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O Bước 1: Tách ion chứa nguyên tố có thay đổi số oxi hoá viết nửa phản ứng oxi hoá - khử +3 → Al Al +5 +1 N O3- → N 2O Bước 2: Cân nửa phản ứng + Cân nguyên tử: +3 → Al Al +5 +1 N O3- + 10H+ → N 2O + 5H2O + Cân điện tích +3 → Al Al + 3e +5 +1 N O3- + 10H+ + 8e → N 2O + 5H2O Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử chất oxi hoá → Al +3 Al + 3e +5 +1 N O3- + 10H+ + 8e → N 2O + 5H2O Bước 4: Cộng nửa phản ứng phương trình ion rút gọn +5 Al + N O3- + 30H+ → +3 +1 Al + N 2O + 15H2O Bước 5: Cộng thêm ion thích hợp để cân phản ứng dạng phân tử +5 Al + 30H N O3 +3 +1 → Al (NO3)3 + N 2O + 15H2O Ví dụ 2: Cân phản ứng sau: KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Bước 1: Tách ion chứa nguyên tố có thay đổi số oxi hoá viết nửa phản ứng oxi hoá - khử +2 Fe → +7 +3 Fe +2 Mn O-4 → Mn Bước 2: Cân nửa phản ứng +2 Fe → +3 Fe + 1e +7 +2 + Mn O-4 + 8H + 5e → Mn + 4H2O Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử chất oxi hoá +2 Fe → +3 Fe + 1e +7 +2 Mn O-4 + 8H+ + 5e → Mn + 4H2O Bước 4: Cộng nửa phản ứng phương trình ion rút gọn +2 +7 Fe + Mn O-4 + 8H+ → +3 +2 Fe + Mn + 4H2O Bước 5: Cộng thêm ion thích hợp để cân phản ứng dạng phân tử 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O * BÀI TẬP VẬN DỤNG: Dạng : Cân phản ứng oxi hóa khử có môi trường Cân phản ứng sau phương pháp ion – electron KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + NaNO3 + H2O NaNO3 + KI + H2SO4 → NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O NaNO2 + KI + H2SO4 → NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O KMnO4 + HI + H2SO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Al + KOH + KNO3 → KAlO2 + NH3 + H2O FeSO4 + Cl2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2HCl K2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O NaCl + KMnO4 + H2SO4 → Na2SO4 + K2SO4 + Cl2 + MnSO4 + H2O FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 10 KBr + KMnO4 + H2SO4 → Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 11 KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 12 KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + KNO3 + H2O 13 Cu + NaNO3 + H2SO4 → Cu(NO3)2 + Na2SO4 + NO + H2O 1Dạng : Kim loại hỗn hợp kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa Hỗn hợp A gồm nhiều kim loại chưa biết hóa trị hòa tan vừa vặn 800ml dung dịch HNO3 sinh hỗn hợp gồm 0,2 mol N2 + 0,1 mol NO Tính nồng độ CM dung dịch HNO3 dùng ? A 1,5M B 2,5M C.3,5M D.4,5M Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe , Al , Mg tác dụng với dung dịch HCl dư thu 6,72 lit hiđro (đktc) Tính thể tích dung dịch HNO3 2M dùng để hòa tan hết m gam hỗn hợp X ? Biết lượng HNO3 dùng dư 20% so với lượng cần thiết NO sản phẩm khử V dd HNO3 = 0,96 : = 0,48 lit Dạng : Oxit kim loại hỗn hợp oxit kim loại tác dụng với axit theo phản ứng oxi hóa khử Hòa tan m gam hỗn hợp Y gồm FeO , Fe2O3 , Fe3O4 (với nFeO : n Fe2O3 = : ) cần 200ml dung dịch HNO3 1,5M thu x lit khí NO (đktc) sản phẩm khử Giá trị m,x : A.7,46 gam;0,24 lit B.52,2gam;1,68 lit C 52gam; 0.07 lit D.51,2gam; 1,68 lit III BÀI TẬP TỰ LUYỆN : 12 Hòa tan 3,085 gam hỗn hợp gồm Al , Zn , Fe 0,04 lit dung dịch H2SO4đăcnong x mol/lit vừa đủ thu dung dịch A ; 1,792 lit ( đktc) khí SO2 0,32gam S Cô cạn dung dịch A thu m gam muối khan Giá trị m x : A 13,645g 10M B 13,645 g 5M C 13,55g 12M D 13,55g 22M Để m gam bột Fe không khí thu 3g hỗn hợp chất rắn X Hòa tan vừa hết 3g hỗn hợp X cần 500ml dung dịch HNO3 a mol/lit thu 0,56 lit NO sản phẩm khử Giá trị m a : A 0,4M ; 2,152g B 0,3M ; 2,152g C 0,32 M ; 2,52g D 0,2M; 2,52g Có dung dịch X , Y thỏa mãn : không phản ứng→ không phản ứng ; Cu + X X + Y không phản ứng ; Cu + X + Y Cu2+ + NO + …→ Cu + Y X , Y : A NaNO3 ; K2SO4 B Na3PO4 ; KNO3 C NaNO3 ; KHSO4 D NaCl ; AgNO3 Hòa tan 10,71gam hỗn hợp gồm Al , Zn , Fe lit dung dịch HNO3 x mol/lit vừa đủ thu dung dịch A 1,792 lit ( đktc) hỗn hợp khí gồm N2 N2O có tỉ khối so với heli Cô cạn dung dịch A thu m gam muối khan Giá trị m x : A 55,35g 2,2M B 55,35g 0,22M C 53,55g 2,2M D 53,55g 0,22M Cho m gam bột Fe tác dụng với dung dịch chứa mol HNO3 đun nóng khuấy , phản ứng toàn , giải phóng 0,25 mol khí NO sản phẩm khử HNO3 , sau phản ứng lại g kim loại Tính m ? A 14g B 15g C 22g D 29g Cho 13,4g hỗn hợp Fe , Al , Mg tác dụng hết với lượng dung dịch HNO3 2M (lấy dư 10% ) thu 4,48 lit hỗn hợp NO N2O có tỉ khối so với hiđro 18,5 dung dịch không chứa muối amoni Thể tích dung dịch HNO3 dùng khối lượng muối có dung dịch sau phản ứng : A 15,4 lit 81g B 0,77 lit 81,6g C 1,4 lit 86g D 0,7 lit 80,6g Hòa tan hoàn hỗn hợp X gồm kim loại A B dung dịch HNO3loãng Kết thúc phản ứng thu dược hỗn hợp khí Y gồm 0,1mol NO ; 0,15mol NO2 ; 0,05 mol N2O Biết phản ứng tạo NH4NO3 Số mol HNO3 phản ứng : A 0,75mol B 0,9mol C 1,2mol D 1,05mol 10 Hòa tan 1,68 g kim loại M dung dịch HNO3 3,5M lấy dư 10% thu sản phẩm khử gồm 0,03mol NO2 0,02mol NO Thể dung dịch HNO3 dùng kim loại M : A 40ml , Fe B 44ml , Fe C 40ml , Al D 44ml , Al 2B 3C 4C 5D 6B 7C Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam kim loại M ddHNO3 dư thu 8,96 lit(đktc) hỗn hợp gồm NO2 NO có tỉ lệ thể tích 3:1.Xác định kim loại M Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam Fe vào HNO3 dư thu dd A 6,72 lit hỗn hợp khí B gồm NO khí X với tỉ lệ thể tích 1:1 Xác định khí X Câu 3: Hòa tan hết 2,16g FeO HNO3 đặc Sau htời gian thấy thoát 0,224 lit khí X( đktc) sản phẩm khử Xác định X Câu 4: Hòa tan 2,4 g hỗn hợp Cu Fe có tỷ lệ số mol 1:1 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng Kết thúc phản ứng thu 0,05 mol sản phẩm khử có chứa lưu huỳnh Xác định sản phẩm Câu 5: Có 3,04g hỗn hợp Fe Cu hòa tan hết dung dịch HNO3 tạo thành 0,08 mol hỗn hợp NO NO2 có Hãy xác định thành phần % hỗn hợp kim loại ban đầu Câu 6: Khuấy kỹ 100 ml dung dịch A chứa AgNO3 Cu(NO3)2 với hỗn hợp kim loại có 0,03 mol Al 0,05 mol Fe Sau phản ứng dung dịch C 8,12 gam chất rắn B gồm kim loại Cho B tác dụng với dd HCl dư thu 0,672 lit H2( đktc) Tính nồng độ mol/l AgNO3 Cu(NO3)2 A Bài 7: Đề p gam bột sắt không khí sau thời gian thu chất rắn R nặng 7,52 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Hòa tan R dung dịch HNO3 đặc, nóng thu 0,672 lit( đktc) hỗn hợp NO NO2 có tỷ lệ số mol 1:1 Tính p Bài 8: Trộn 2,7 gam Al vào 20 g hỗn hợp Fe2O3 Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp A Hòa tan A HNO3 thấy thoát 0,36 mol NO2 sản phẩm khử Xác định khối lượng Fe2O3 Fe3O4 Bài 9: tiến hành điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa AgNO3 Cu(NO3)2 thu 56 gam hỗn hợp kim loại catôt 4,48 lit khí anôt( đktc) Tính số mol muối X Bài 10: Thổi luồng CO qua hỗn hợp Fe Fe2O3 nung nóng chất khí B hỗn hợp D gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho B lội qua dung dịch nước vôi dư thấy tạo gam kết tủa Hòa tan D H2SO4 đặc, nóng thấy tạo 0,18mol SO2 dung dịch E Cô cạn E thu 24g muối khan Xác định thành phần hỗn hợp ban đầu Bài 11: Cho 5,1 gam hỗn hợp hai kim loại Al Mg tác dụng với dung dịch HCl dư thu 5,6 lit H2(đktc) Tính thành phần % theo khối lượng Al Mg hỗn hợp đầu: A 52,94%; 47,06% B 32,94%; 67,06% C 50%; 50% D 60%; 40% Bài 12: Cho 8,3 gam hỗn hợp hai kim loại Al Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc dư thu 6,72 lit khí SO2 (đktc) Khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu: A 2,7g; 5,6g B 5,4g; 4,8g C 9,8g; 3,6g D 1,35g; 2,4g Bài 13: Trộn 60g bột Fe với 30 g bột lưu huỳnh đun nóng( không khí) thu chất rắn A Hòa tan A dung dịch HCl dư dung dịch B khí C Đốt cháy C cần V lit O2 (đktc) ( biết pư xảy hoàn toàn) V có giá trị: A 32,928lit B 16,454lit C 22,4lit D 4,48lit Bài 14: Để a gam bột sắt không khí, sau thời gian chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng thu 6,72 lit khí SO2( đktc) Khối lượng a gam là: A 56g B 11,2g C 22,4g D 25,3g Bài 15: Cho 1,92g Cu hòa tan vừa đủ HNO3 thu V lit NO( đktc) Thể tích V khối lượng HNO3 phản ứng: A 0,048lit; 5,84g B 0,224lit; 5,84g C 0,112lit; 10,42g D 1,12lit; 2,92g Bài 16: Hỗn hợp A gồm kim loại R1, R2 có hóa trị x,y không đổi( R1 R2 không tác dụng với nước đứng trước Cu dãy hoạt động hóa học) Cho hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với dung dịch CuSO4 dư, lấy Cu thu cho phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu 1,12 lit NO nhất( đktc) Nếu cho hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với HNO3 thu N2 với thể tích là: A 0,336lit B 0,2245lit C 0,448lit D 0,112lit Bài 17: Khi cho 9,6gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc thấy có 49gam H2SO4 tham gia phản ứng tạo muối MgSO4, H2O sản phẩm khử X X là: A SO2 B S C H2S D SO2,H2S Bài 18: Cho 1,35gam hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư 1,12lit NO NO2 có khối lượng trung bình 42,8 Biết thể tích khí đo đktc Tổng khối lượng muối nitrat sinh là: A 9,65g B 7,28g C 4,24g D 5,69g Bài 19: Cho a gam hỗn hợp gồm FeO, CuO, Fe3O4 có số mol tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ 250ml dung dịch HNO3, đun nóng nhẹ dung dịch B 3,136 lit hỗn hợp khí C( đktc) gồm NO2 NO có tỷ khối so với H2 20,143 a/ a nhận giá trị là: A 46,08g B 23,04g C 52,7g D 93g b/ Nồng độ mol/l HNO3 dùng là: A 1,28 B 4,16 C 6,2 D 7,28 Bài 20(ĐTS A 2007): Hòa tan hoàn toàn 12g hỗn hợp Fe, Cu( tỷ lệ mol 1:1) axit HNO3, thu V lit( đktc) hỗn hợp khí X( gồm NO NO2) dung dịch Y( chứa muối axit dư) Tỷ khối X H2 19 Giá trị V là: A 4,48lit B 5,6lit C 3,36lit D 2,24lit Bài 21: Cho luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nhiệt độ cao thời gian người ta thu 6,72 g hỗn hợp gồm chất rắn khác A Đem hòa tan hoàn toàn hỗn hợp vào dung dịch HNO3 dư thấy tạo thành 0,448 lit khí B nh6at1 có tỷ khối so với H2 15 m nhận giá trị là: A 5,56g B 6,64g C 7,2g D 8,8g Bài 22: Nung m gam sắt không khí, sau thời gian người ta thu 104,8 gam hỗn hợp rắn A gồm Fe,FeO,Fe2O3 Fe3O4 Hòa tan hoàn toàn A HNO3 dư thu dung dịch B 12,096 lit hỗn hợp khí NO NO2 (đktc) có tỷ khối so với He 10,167 Giá trị m là: A 72g B 69,54g C 91,28 D.ĐA khác ... + Cl2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2HCl K2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O NaCl + KMnO4 + H2SO4 → Na2SO4 + K2SO4 + Cl2 + MnSO4 + H2O FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4... + H2O NaNO3 + KI + H2SO4 → NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O NaNO2 + KI + H2SO4 → NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O KMnO4 + HI + H2SO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Al + KOH + KNO3 → KAlO2 + NH3 + H2O... K2SO4 + H2O 10 KBr + KMnO4 + H2SO4 → Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 11 KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 12 KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + KNO3 + H2O 13 Cu + NaNO3 + H2SO4