PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG TRONG HÓA HỌC

PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG Nội dung phương pháp - Mọi biến đổi hóa học (được mô tả phương trình phản ứng) có liên quan đến tăng giảm khối lượng chất + Dựa vào tăng giảm khối lượng chuyển mol chất X thành nhiều mol chất Y (có thểqua giai đoạn trung gian) ta dễdàng tính sốmol chất ngược lại, từ số mol quan hệ số mol chất mà ta biết tăng hay giảm khối lượng chất X, Y + Mấu chốt phương pháp là: * Xác định mối liên hệ tỉ lệ chất biết (chất X) với chất cần xác định (chất Y) (có thể không cần thiết phải viết phương trình phản ứng, mà cần lập sơ đồ chuyển hóa chất này, phải dựa vào ĐLBT nguyên tố để xác định tỉ lệ mol chúng) * Xem xét chuyển từchất X thành Y (hoặc ngược lại) khối lượng tăng lên hay giảm theo tỉ lệ phản ứng theo đề cho * Sau cùng, dựa vào quy tắc tam suất, lập phương trình toán học để giải Các dạng toán thường gặp Bài toán 1: Bài toán kim loại + axit (hoặc hợp chất có nhóm OH linh động) → muối + H2 2M + 2nHX →2MXn + nH2 (l) 2M + nH2SO4 →M2(SO4)n + nH2 (2) 2R(OH)n + 2nNa →2R(ONa)n + nH2 (3) Từ (l), (2) ta thấy: khối lượng kim loại giảm tan vào dung dịch dạng ion, cô cạn dung dịch sau phản ứng khối lượng chất rắn thu tăng lên so với khối lượng kim loại ban đầu, nguyên nhân có anion gốc axit thêm vào Từ (3) ta thấy: chuyển Na vào muối giải phóng 0,5 mol H2 tương ứng với tăng khối lượng ∆m↑= MRO Do đó, biết số mol H2và ∆m↑ => R Bài toán 2: Bài toán nhiệt luyện Oxit (X) + CO (hoặc H2) →rắn (Y) + CO2 (hoặc H2O) Ta thấy: dù không xác định Y gồm chất ta có oxi bị tách khỏi oxit thêm vào CO (hoặc H2) tạo CO2 H2O ⇒ ∆m↓= mX - mY= mO ⇒nO = ∆m↓/16 = nCO = nCO2 (hoặc = nH2) Bài toán 3:Bài toán kim loại + dung dịch muối: nA + mBn+ → nAm+ + mB↓ Ta thấy: Độ tăng (giảm) khối lượng kim loại độ giảm (tăng) khối lượng muối (vì manion= const) * Chú ý: Coi toàn kim loại thoát bám hết lên kim loại nhúng vào dung dịch muối Bài toán 4: Bài toán chuyển hóa muối thành muối khác Khối lượng muối thu tăng giảm, thay anion gốc axit anion gốc axit khác, thay tuân theo quy tắc hóa trị(nếu hóa trị nguyên tố kim loại không thay đổi) * Từ mol CaCO3 →CaCl2: ∆m↑= 71 - 60 = 11 ( cứ1 mol CO32- hóa trị phải thay mol Cl- hóa trị 1) Bài toán 5: Bài toán chuyển oxit thành muối: MxOy →MxCl2y (cứ 1mol O2- thay mol Cl-) MxOy →Mx(SO4)y (cứ mol O2- thay mol SO42-) * Chú ý: Các điều kim loại không thay đổi hóa trị Bài toán 6: Bài toán phản ứng este hóa: RCOOH + HO – R’ ↔ RCOOR’+ H2O - meste < m : ∆m tăng = mmuối – meste - meste > m : ∆m giảm = meste– mmuối Bài toán 7:Bài toán phản ứng trung hòa: - OHaxit,phenol + kiềm - OH(axit, phenol) + NaOH →- ONa + H2O (cứ mol axit (phenol) →muối: ∆m↑= 23 – = 22) THÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ1: Khi oxi hoá hoàn toàn 2,2 gam anđehit đơn chức thu gam axit tương ứng Công thức anđehit A HCHO B C2H3CHO C C2H5CHO D CH3CHO Ví dụ2: Oxi hoá m gam X gồm CH3CHO, C2H3CHO, C2H5CHO oxi có xúc tác, sản phẩm thu sau phản ứng gồm axit có khối lượng (m + 3,2) gam Cho m gam X tác dụng với lượng dưdung dịch AgNO3/NH3thì thu x gam kết tủa Giá trị x A 10,8 gam B 21,6 gam C 32,4 gam D 43,2 gam Ví dụ3: Cho 3,74 gam hỗn hợp axit, đơn chức tác dụng với dung dịch Na2CO3thu V lít khí CO2(đktc) dung dịch muối Cô cạn dung dịch thu 5,06 gam muối Giá trị V lít là: A 0,224 B 0,448 C 1,344 D 0,672 Ví dụ4: Cho 2,02 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, đồng đẳng kếtiếp tác dụng vừa đủ với Na 3,12 gam muối khan Công thức phân tửcủa hai ancol : A CH3OH, C2H5OH B C2H5OH, C3H7OH C C3H7OH, C4H9OH D C4H9OH, C5H11OH Ví dụ5: Trung hoà 5,48 gam hỗn hợp X gồm axit axetic, phenol axit benzoic cần dùng 600ml dung dịch NaOH 0,10M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu hỗn hợp chất rắn khan có khối lượng là: A 8,64 gam B 6,84 gam C 4,90 gam D 6,80 gam Ví dụ6: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp este no, đơn nhức, mạch hở Dẫn toàn sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 1,55 gam Khối lượng kết tủa thu là: A 2,5 gam B 4,925 gam C 6,94 gam D 3.52 gam Ví dụ7: Cho m gam hỗn hợp bột Zn Fe vào lượng dưdung dịch CuSO4 Sau kết thúc phản ứng lọc bỏphần dung dịch thu m gam bột rắn Thành phần % theo khối lượng Zn hỗn hợp ban đầu là: A 90,28% B 85,30% C 82,20% D 12,67% Ví dụ8: Cho 4,48 lít CO (đktc) tác dụng với FeO nhiệt độ cao thời gian, sau phản ứng thu chất rắn X có khối lượng bé 1,6gam so với khối lượng FeO ban đầu Khối lượng Fe thu % thể tích CO2 hỗn hợp khí sau phản ứng là: A 5,6gam; 40% B 2,8gam; 25% C 5,6gam; 50% D 11,2gam; 60% Ví dụ9: Tiến hành thí nghiệm: - TN1: Cho m gam bột Fe dư vào V1(lít) dung dịch Cu(NO3)2 1M - TN2: Cho m gam bột Fe dư vào V2(lít) dung dịch AgNO3 0,1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng chất rắn thu thí nghiệm Giá trịcủa Vl so với V2 A V1= V2 B Vl= l0V2 C Vl= 5V2 D Vl= 2V2 Ví dụ10: Nung hỗn hợp rắn gồm a mol FeCO3 b mol FeS2 bình kín chứa không khí dư Sau phản ứng xảy hoàn toàn, đưa bình nhiệt độ ban đầu thu chất rắn Fe2O3và hỗn hợp khí Biết áp suất khí bình trước sau phản ứng sau phản ứng lưu huỳnh mức oxi hoá +4, thể tích chất rắn không đáng kể Mối liên hệ a b A a = 0,5b B a = b C a = 4b D a = 2b Ví dụ11: Cho 5,90 gam amin đơn chức X tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y Làm bay dung dịch Y 9,55 gam muối khan Số công thức cấu tạo ứng với công thức phân tử X là: A B C D Ví dụ12: Trong phân tử amino axit X có nhóm amino nhóm cacboxyl Cho 15,0 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 19,4 gam muối khan Công thức X A H2NC3H6COOH B H2NCH2COOH C H2NC2H4COOH D H2NC4H8COOH Ví dụ13: Đốt cháy hoàn toàn 4,40 gam chất hữu cơX đơn chức thu sản phẩm cháy gồm 4,48 lít CO2(đktc) 3,60 gam H2O Nếu cho 4,40 gam X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ đến phản ứng hoàn toàn 4,80 gam muối axit hữu Y chất hữu Z Tên X A etyl propionat B metyl propionat C isopropyl axetat D etyl axetat Ví dụ14: Hỗn hợp X gồm HCOOH CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1) Lấy 5,30 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75 gam C2H5OH (xúc tác H2SO4 đặc) thu m gam este (hiệu suất phản ứng este hoá 80%) Giá trị m là: A 10,12 gam B 6,48 gam C 16,20 gam D 8,10 gam Ví dụ15:Dẫn từ từ hỗn hợp khí CO H2 qua ống sứ đựng 55,4 gam hỗn hợp bột CuO, MgO, ZnO, Fe3O4 đun nóng Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 10,08 lít (đktc) hỗn hợp khí chỉchứa CO2và H2O, ống sứ lại lượng chất rắn có khối lượng A 48,2 gam B 36,5 gam C 27,9 gam D 40,2 gam Ví dụ16: Nung 47,40gam kali pemanganat thời gian thấy lại 44,04 gam chất rắn % khối lượng kali pemanganat bị nhiệt phân A 50% B 70% C 80% D 65% Ví dụ17 :Nhiệt phân a gam Zn(NO3)2 sau thời gian dừng lại làm nguội đem cân thấy khối lượng giảm 2,7 gam (hiệu suất phản ứng 60%) Giá trị a A 4,725 gam B 2,835 gam C 7,785 gam D 7.875 gam Ví dụ18 :Cho 3,06 gam hỗn hợp K2CO3và MgCO3 tác dụng với dung dịch HCl thu V lít khí (đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X 3,39 gam muối khan Giá trị V (lít) là: A 0,224 B 0,448 C 0,336 D 0,672 Ví dụ19: Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO 500ml dung dịch H2SO4 0,1M vừa đủ Sau phản ứng hỗn hợp muối sunfat khan thu cô cạn dung dịch có khối lượng A 7,71 gam B 6,91 gam C 7,61 gam D 6,81 gam PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON I CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP Cơ sở phương pháp Trong phản ứng oxi hóa khử: ∑ số electron nhường = ∑ số electron nhận ∑ số mol electron nhường = ∑ số mol electron nhận Một số ý - Chủ yếu áp dụng cho toán oxi hóa khử chất vô - Có thể áp dụng bảo toàn electron cho phương trình, nhiều phương trình toàn trình - Xác định xác chất nhường nhận electron Nếu xét cho trình, cần xác định trạng thái đầu trạng thái cuối số oxi hóa nguyên tố, thường không quan tâm đến trạng thái trung gian số oxi hóa nguyên tố - Khi áp dụng phương pháp bảo toàn electron thường sử dụng kèm phương pháp bảo toàn khác (bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố) - Khi cho kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 dung dịch sau phản ứng không chứa muối amoni: nNO3- = ∑ sốmol electron nhường (hoặc nhận) II CÁC DẠNG BÀI TOÁN THƯỜNG GẶP Ví dụ1: Hoà tan hoàn toàn 19,2 gam Cu dung dịch HNO3 toàn bộlượng khí NO (sản phẩm khử nhất) thu đem oxit hoá thành NO2 chuyển hết thành HNO3 Thể tích khí oxi (đktc) tham gia vào trình A 2,24 lít B 4,48 lít C 3,36 lít D 6,72 lít Ví dụ2: Oxi hoá hoàn toàn 0,728 gam bột Fe ta thu 1,016 gam hỗn hợp X gồm hai oxit sắt Hoà tan hoàn toàn X dung dịch axit HNO3 loãng dư Thể tích khí NO (sản phẩm khử đktc) thu sau phản ứng A 2,24ml B 22,4ml C 33,6ml D 44,8ml Ví dụ3 :Nung m gam bột sắt oxi, thu gam hỗn hợp rắn X Hoà tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 dư thu 0,56 lít NO (sản phẩm khử đktc) Giá trị m A 2,52 gam B 2,22 gam C 2,62 gam D 2,32 gam Ví dụ4: Cho m gam bột Fe vào dụng dịch HNO3 lấy dư, ta hỗn hợp gồm hai khí NO2 NO có VX = 8,96 lít (đktc) tỉ khối O2 1,3125 Thành phần % NO % NO2 theo thể tích hỗn hợp X khối lượng m Fe dùng A 25% 75% ; 1,12 gam B 25% 75% ; 11,2 gam C 35% 65% ; 11,2 gam D 45% 55% ; 1,12 gam Ví dụ5: Đểm gam bột sắt không khí, sau thời gian chuyển thành hỗn hợp X có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3và Fe3O4 Cho hỗn hợp X phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng thu 6,72 lit khí SO2 (đktc) Giá trị m là: A 56 B 11,2 C 22,4 D 25,3 Ví dụ6: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1 axit HNO3 thu V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO NO2và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối axit dư) Tỉ khối X H2 19 Giá trị V A 2,24 lít B 4,48 lít C 5,6 lít D 3,36 lít Ví dụ7 :Hoà tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg Al vào dung dịch Y gồm HNO3 H2SO4 đặc thu 0,1 mol khí SO2,NO, NO2, N2O Thành phần % khối lượng Al Mg X A 63% 37% B 36% 64% C 50% 50% D 46% 54% Ví dụ8: Hỗn hợp X gồm kim loại R1, R2có hoá trịx,y không đổi (R1, R2 không tác dụng với nước đứng trước Cu dãy hoạt động hoá học kim loại) Cho hỗn hợp X tan hết dung dịch Cu(NO3)2 sau lấy chất rắn thu phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu 1,12 lít khí NO đktc Nếu lượng hỗn hợp X phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng dư thu lít N2 (sản phẩm khử đktc) ? A 0,224 lít B 0,336 lít C 0,448 lít D 0,672 lít Ví dụ9: Hỗn hợp X gồm hai kim loại đứng trước H dãy điện hoá có hoá trị không đổi hợp chất Chia m gam X thành hai phần - Phần :Hoà tan hoàn toàn dung dịch chứa axit HCl H2SO4 loãng tạo 3,36 lít khí H2 - Phần :Tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thu V lít khí NO (sản phẩm khử nhất) Biết thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Giá trị V A 2,24 lít B 3,36 lít C 4,48 lít D 6,72 lít Ví dụ10: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu hỗn hợp khí gồm 0,01 mol NO 0,04 mol NO2 Biết phản ứng không tạo muối NH4NO3 Khối lượng muối tạo dung dịch là: A 10,08 gam B 6,59 gam C 5,69 gam D 5,96 gam Ví dụ11: Cho kim loại Al, Fe, Cu vào lít dung dịch HNO3 phản ứng vừa đủ thu 1,792 lít khí X (đktc) gồm N2và NO2 có tỉ khối so với He 9,25 Nồng độ mol HNO3 dung dịch đầu là: A 0,28 M B 1,4 M C 1,7 M D 1,2 M Ví dụ12 : Chia m gam hỗn hợp X gồm Al, Fe thành hai phần : - Phần 1: Hoà tan hoàn toàn dung dịch HCl dưthu 7,28 lít H2 - Phần 2: Hoà tan hoàn toàn dung dịch HNO3 loãng dư thu 5,6 lít NO (sản phẩm khử nhất) - Biết thể tích khí đo đktc Khối lượng Fe, Al có X là: A 5,6 gam 4,05 gam B 16,8 gam 8,1gam C 5,6 gam 5,4 gam D 11,2 gam 4,05gam Ví dụ13: Hoà tan hoàn toàn 11,2 gam hỗn hợp Cu - Ag 19,6 gam dung dịch H2SO4 đặc đun nóng sau phản ung thu khí X dung dịch Y Toàn khí X dẫn chậm qua dung dịch nước clo dư, dung dịch thu cho tác dụng với BaCl2 dư thu 18,64 gam kết tủa Khối lượng Cu, Ag nồng độ dung dịch H2SO4 ban đầu là: A 2,56 ; 8,64 96% B 4,72 ; 6,48 80% C 2,56 ; 8,64 80% D 2,56 ; 8,64 90% Ví dụ14: Cho hỗn hợp X gồm 0,1 mol Al 0,1 mol Fe vào 100ml dung dịch Y gồm Cu(NO3)2 AgNO3 sau phản ứng kết thúc thu chất rắn Z gồm kim loại Hoà tan hoàn toàn Z dung dịch HCl dư thu 0,05 mol H2và lại 28 gam chất rắn không tan Nồng độ mol Cu(NO3)2 AgNO3 Y : A 2M 1M B 1M 2M C 0,2M 0,1M D 0,5M 0,5M Ví dụ15: Trộn 0,54 gam bột Al với hỗn hợp bột Fe2O3và CuO tiến hành phản ứng nhiệt nhôm điều kiện không khí thời gian thu hỗn hợp chất rắn X Hoà tan hoàn toàn X dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư thể tích NO2(sản phẩm khử đktc) thu A 0,672 lít B 0,896 lít C 1,12 lít D 1,344 lít