PHƯƠNG PHÁP tự CHỌN LƯỢNG CHẤT

- Trong Phương pháp Tự chọn lượng chất, giá trị của số liệu đưa thêm là tùy ý nên cần khéo léo chọn giá trị này sao cho thuận lợi cho việc tính toán, xử lý số liệu sau này giá trị đó có

Trang 1

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp tự chọn lượng chất

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -

I CƠ SỞ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP

- Phương pháp này có đặc trưng là chỉ áp dụng cho các bài toán mà số liệu ở cả giả thiết và yêu cầu đều được cho dưới dạng số liệu tương đối (tỷ lệ, tỷ khối, hiệu suất, C%, …)

*

Số liệu tương đối là những số liệu biểu diễn tỷ lệ giữa các thành phần đang xét

- Một điều kiện quan trọng của Phương pháp Tự chọn lượng chất là chỉ áp dụng cho hỗn hợp đồng nhất

Đó là hỗn hợp mà sự pha trộn, phân tán trong hỗn hợp là hoàn toàn đều nhau (đồng nhất) trong mọi phần của nó Do đó, thành phần và tỷ lệ lượng chất (tỷ lệ khối lượng, số mol, thể tích, ) giữa các thành phần trong hỗn hợp là một hằng số không đổi, không phụ thuộc vào lượng chất của hỗn hợp

- Trong Phương pháp Tự chọn lượng chất, giá trị của số liệu đưa thêm là tùy ý nên cần khéo léo chọn giá trị này sao cho thuận lợi cho việc tính toán, xử lý số liệu sau này (giá trị đó có thể là mẫu số của phân thức, hoặc bội số của KLPT chất tan trong dung dịch tính bằng C%, hoặc có thể suy ngược giá trị tự chọn này, ), thường là để cho số mol là số tròn

II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Tùy thuộc vào cách chọn đại lượng mà ta có các dạng bài dưới đây:

Dạng 1: Chọn giá trị lượng chất ứng với 1 mol chất tham gia/tạo thành trong phản ứng hoặc 1 mol chất

Nhận dạng: Bài toán không có số liệu tuyệt đối (gam, lít, mol, …) mà chỉ cho số liệu tương đối (C%)

Không làm mất tính tổng quát của bài toán, ta giả sử có 1 mol muối cacbonat tham gia phản ứng

Từ đó dễ dàng có đáp án đúng là C Fe

VD 3 : Đốt cháy hoàn toàn hợp chất A (chứa các nguyên tố C, H, O, N) thu được hỗn hợp B gồm CO2, hơi

H2O và N2 có tỷ khối hơi so với H2 là 13,75 Cho B qua bình I đựng P2O5 dư và bình II đựng KOH rắn dư thì thấy tỉ lệ tăng khối lượng của bình II so với bình I là 1,3968 Số mol O2 cần dùng bằng một nửa tổng số mol CO2 và H2O Biết M < MA anilin Công thức phân tử của A là:

A C2H7O2N B C3H7O2N C C3H7O2N2. D C2H5O2N

Hướng dẫn giải:

Gọi CTPT của A là CxHyOzNt

Nhận dạng: Vì các giá trị cho trong bài đều biểu thị tỷ lệ các chất nên có thể áp dụng tự chọn lượng chất

Giả sử lượng khí CO2 sinh ra ở trong B là 1 mol

Trang 2

Cách 2: Chọn 1 mol chất ban đầu

Giả sử ban đầu có 1 mol khí O2

Gọi số mol khí O2 bị ozôn hóa là a (mol)

VD 3 :Nung m gam hỗn hợp X gồm FeS và FeS2 trong một bình kín chứa không khí (gồm 20% thể tích O2

và 80% thể tích N2) đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một chất rắn duy nhất và hỗn hợp khí

Y có thành phần thể tích: 84,8% N2, 14% SO2, còn lại là O2 Phần trăm khối lượng của FeS trong hỗn hợp

X là

A 26,83% B 59,46% C 19,64% D 42,31%

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2011)

chắn phải sử dụng phương pháp Tự chọn lượng chất và trong trường hợp đề bài cho tỷ lệ thì ta nên chọn số liệu theo đúng tỷ lệ

Giả sử có 100 mol hỗn hợp khí Y  số mol N2, SO2 và O2 dư lần lượt là 84,8 mol, 14 mol và 1,2 mol

Dạng 3: Chọn khối lượng dung dịch biểu diễn bằng C%

Thông thường, đề bài sẽ cho trước giá trị C% và ta phải chọn mdd, khi đó có 2 cách chọn:

Nếu C% không chia hết cho Mchất tan  chọn mdd là một giá trị chia hết cho Mchất tan (là bội số của Mchất tan) Nếu C% chia hết cho Mchất tan  chọn mdd là một giá trị bất kỳ (thường chọn 100 gam)

VD1: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe và Mg bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl 20% thu được

dung dịch Y Nồng độ của FeCl2 trong dung dịch Y là 15,76% Nồng độ phần trăm của MgCl2 trong dung dịch Y là:

A 24,24% B 28,21% C 11,79% D 15,76%

(Trích đề thi tuyển sinh CĐ khối A – 2007)

Cách 1: Chọn khối lượng dung dịch là bội số của M chất tan

Nồng độ của dung dịch HCl đã cho là 20%, không chia hết cho 36,5

Do đó, ta phải giả sử khối lượng dung dịch HCl 20% đã dùng là 365 gam

Trang 3

Cách 2: Chọn 1 mol chất trong hỗn hợp ban đầu

Giả sử khối lượng của Fe ban đầu là 56 gam (ứng với 1 mol), tương tự như trên, ta dễ dàng suy ra các kết quả còn lại

Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc

Trang 4

Khúa học LTĐH KIT-1: Mụn Húa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương phỏp trung bỡnh

Hocmai.vn – Ngụi trường chung của học trũ Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -

I ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP TRUNG BèNH

1 Khỏi niệm giỏ trị trung bỡnh

- Là giỏ trị trung gian đại diện cho hỗn hợp và là giỏ trị trung bỡnh của tất cả cỏc thành phần trong hỗn hợp

- Giỏ trị đú được tớnh theo biểu thức:

: đại lượng lớn nhất trong tất c°

2 Dấu hiệu lựa chọn giỏ trị Trung bỡnh

- Đối với phương phỏp Trung bỡnh, điểm mấu chốt để giải quyết được bài toỏn là phải chỉ ra được đại lượng thớch hợp nhất để lấy giỏ trị trung bỡnh

- Nhỡn chung, đại lượng được chọn để lấy giỏ trị trung bỡnh phải thỏa món phần lớn trong cỏc yờu cầu sau: (4 dấu hiệu)

3 Ứng dụng giỏ trị Trung bỡnh vào giải toỏn

Giỏ trị Trung bỡnh cú 2 ứng dụng quan trọng trong giải toỏn:

-Sử dụng tớnh chất của giỏ trị Trung bỡnh để xỏc định CTPT cỏc chất

- Sử dụng giỏ trị Trung bỡnh làm trung gian đại diện để tớnh nhanh lượng chất của cả hỗn hợp đang xột (mà khụng cần quan tõm đến lượng chất cụ thể của từng thành phần trong hỗn hợp đú)

II PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1 Biện luận để xỏc định cụng thức phõn tử

Tựy theo đại lượng được chọn để lấy giỏ trị trung bỡnh mà ta cú thể phương phỏp Trung bỡnh thành cỏc dạng bài sau:

* Dạng 1: Phương phỏp KLPT trung bỡnh

Áp dụng cho cỏc bài toỏn mà cỏc chất trong hỗn hợp: (cỏc dấu hiệu)

VD 1 : Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại ở 2 chu kỳ liờn tiếp thuộc nhúm IIA (phõn nhúm chớnh

nhúm II) tỏc dụng hết với dung dịch HCl (dư), thoỏt ra 0,672 lớt khớ H2 (ở đktc) Hai kim loại đú là:

A Be và Mg B Mg và Ca C Sr và Ba D Ca và Sr

(Trớch đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2007)

VD 2 : Một dung dịch chứa hai axit cacboxylic đơn chức kế tiếp nhau trong dóy đồng đẳng Để trung hũa

dung dịch này cần dựng 40 ml dung dịch NaOH 1,25M Cụ cạn dung dung dịch sau phản ứng thu được 3,68 gam hỗn hợp muối khan Cụng thức phõn tử hai axit là:

A CH3COOH; C3H7COOH B C2H5COOH; C3H7COOH

C HCOOH; CH3COOH D CH3COOH; C2H5COOH

VD 3 : Cho hai axit cacboxylic A và B đơn chức (MA < MB) Trộn 20 gam dung dịch A 23% với 50 gam dung dịch B 20,64% được dung dịch D Để trung hoà hoàn toàn dung dịch D cần 200 ml dung dịch NaOH

Trang 5

KIT-Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp trung bình

1,1M Xác định công thức của A và B?

* Dạng 2: Phương pháp số nguyên tử C trung bình

Áp dụng cho các bài toán Hóa hữu cơ mà các chất trong hỗn hợp: (các dấu hiệu)

VD 1 : Có V lít khí A gồm H2 và hai olefin là đồng đẳng liên tiếp, trong đó H2 chiếm 60% về thể tích Dẫn hỗn hợp A qua bột Ni nung nóng được hỗn hợp khí B Đốt cháy hoàn toàn khí B được 19,8 gam CO2 và 13,5 gam H2O Giá trị của V và công thức phân tử của hai olefin là:

A 11,2 lít; C2H4 và C3H6. B 6,72 lít; C3H6 và C4H8.

C 8,96 lít; C4H8 và C5H10. D 4,48 lít; C5H10 và C6H12.

VD 2 : Đốt cháy hoàn toàn 3,24 gam hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ A, B trong đó B hơn A một nguyên tử

C, thu được H2O và 9,24 gam CO2 Biết tỷ khối hơi của X so với H2 là 13,5 Xác định công thức phân tử của A và B?

* Dạng 3: Phương pháp số nguyên tử H trung bình

VD: Đốt cháy hoàn toàn 0,672 lít hỗn hợp A gồm hai hiđrocacbon (đktc) có cùng số nguyên tử cacbon thu

được 2,64 gam CO2 và 1,26 gam H2O Mặt khác, khi cho A qua dung dịch [Ag(NH3)2]OH đựng trong ống nghiệm thấy có kết tủa bám vào thành ống nghiệm Công thức phân tử các chất trong A là:

A C2H4; C2H6. B C2H2; C2H6. C C3H4; C3H8. D C3H4; C3H6.

* Dạng 4: Phương pháp số nguyên tử C và số nguyên tử H trung bình

VD 1 : Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp hai hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp của nhau, thu được 7,168

lít CO2 Tỷ khối hơi của hỗn hợp này với H2 là 22,4 Biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện Xác định công thức phân tử của 2 hiđrocacbon đã cho?

VD 2 : Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp hai hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp của nhau, thu được 7,84

lít CO2 Tỷ khối hơi của hỗn hợp này với H2 là 25,2 Biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện Xác định công thức phân tử của 2 hiđrocacbon đã cho?

* Dạng 5: Phương pháp độ bất bão hòa trung bình

- Một số khái niệm cơ bản về độ bất bão hòa

- Áp dụng cho các bài toán Hóa hữu cơ mà các chất trong hỗn hợp: (các dấu hiệu)

VD: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (đktc) gồm hai hiđrocacbon mạch hở tác dụng vừa đủ với 700 ml dung dịch

Br2 0,5M Sau khi toàn bộ lượng khí bị hấp thụ hết thì khối lượng bình tăng thêm 5,3 gam Công thức phân

tử của hai hiđrocacbon là:

A C2H2 và C2H4. B C2H2 và C3H8. C C3H4 và C4H8. D C2H2 và C4H6.

* Dạng 6: Phương pháp số nhóm chức trung bình hoặc hóa trị trung bình

VD: Nitro hoá benzen bằng HNO3 đặc thu được 2 hợp chất nitro là A và B hơn kém nhau 1 nhóm NO2 Đốt cháy hoàn toàn 2,3 gam hỗn hợp A, B thu được CO2, H2O và 255,8 ml N2 (ở 270C và 740mmHg) Tìm công thức phân tử của A, B?

Đáp số: C6H5NO2 và C6H4(NO2)2

Cách 1: Phương pháp Số nhóm chức trung bình

Cách 2: Tỷ lệ nguyên tử trung bình

2 Tính các giá trị chung của cả hỗn hợp thông qua giá trị trung bình

VD: Đem hóa hơi 6,7 gam hỗn hợp X gồm CH3COOH, CH3COOC2H5, CH3COOCH3 và HCOOC2H5 thu được 2,24 lít hơi (đktc) Khối lượng nước thu được khi đốt cháy hoàn toàn 6,7 gam X là:

A 4,5 gam B 3,5 gam C 5,0 gam D 4,0 gam

Mở rộng các biến đổi về phương pháp trung bình

Hỗn hợp khí và hơi A gồm: hơi ruợu etylic, hơi rượu metylic và khí metan Đem đốt cháy hoàn toàn

20 cm3 hỗn hợp A thì thu được 32 cm3 khí CO2 Thể tích các khí, hơi đo trong cùng điều kiện về nhiệt độ

và áp suất Kết luận nào dưới đây là đúng:

A Hỗn hợp A nặng hơn khí Propan B Hỗn hợp A nhẹ hơn không khí

C Hỗn hợp A nặng hơn không khí D Hỗn hợp A nặng tương đương không khí

Trang 6

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp đường chéo

tỷ lệ của 2 thành phần suy ngược lại giá trị của 1 trong 2 thành phần ban đầu (“đường chéo ngược”)

* Chú ý rằng khái niệm “2 thành phần” ở đây cần phải hiểu một cách đầy đủ Đó có thể là 2 chất, 2 nhóm chất, 2 hỗn hợp đồng nhất có tỷ lệ khác nhau, … Và cũng giống như trong phương pháp Trung bình, đại lượng trung bình đại diện cho hỗn hợp hai thành phần này có thể là một đại lượng quen thuộc như: KLPT, KLNT, số nguyên tử C, số nguyên tử H … nhưng trong nhiều trường hợp cũng có thể là những đại lượng đặc biệt như: hóa trị, độ bất bão hòa, số nhóm chức, tỷ lệ số mol của 2 loại nguyên tử, …

2 Bài toán tổng quát:

Công thức tính và khả năng áp dụng của phương pháp đường chéo có thể được hình dung qua bài toán tổng quát dưới đây:

Cho hỗn hợp X gồm 2 thành phần A và B được đặc trưng bởi 2 giá trị tương ứng là XA, XB và mỗi thành phần có lượng chất tương ứng là a và b Gọi X là giá trị trung bình của XA và XB trong hỗn hợp Khi đó,

- XA, XB có thể là: KLPT, KLNT, số nguyên tử C, số nguyên tử H, …., hóa trị, độ bất bão hòa, số nhóm chức, tỷ lệ số mol của 2 loại nguyên tố, …

- a và b thông thường là số mol, nhưng cũng có thể là một đại lượng đặc trưng cho lượng chất và tỷ lệ với

Giá trị % này có thể là tỷ lệ về số mol/thể tích/khối lượng, tùy thuộc vào ý nghĩa của a và b

Chứng minh biểu thức của phương pháp đường chéo:

Dựa trên biểu thức tính giá trị trung bình:

Trang 7

VD 1 : Nguyên tử khối trung bình của brom là 79,91 Brom có hai đồng vị bền là 79

*Dạng 2: Tính toán trong pha chế các dung dịch có cùng chất tan

Đối với dung dịch biểu diễn bằng C M :

- Khi pha VA lít dung dịch A nồng độ

Đối với dung dịch biểu diễn bằng C%:

- Khi pha mA gam dung dịch A nồng độ A% với mB gam dung dịch B nồng độ B% có cùng chất tan, ta thu được m gam dung dịch mới có nồng độ C% (A% < C% < B%) trong đó tỷ lệ khối lượng của 2 dung dịch ban đầu là:

Đối với các dung dịch có tỷ khối không đổi:

Vì m = d.V với d là khối lượng riêng/tỷ khối của chất lỏng nên nếu tỷ khối của 2 dung dịch ban đầu bằng nhau và bằng với tỷ khối của dung dịch mới sinh ra (tỷ khối dung dịch thay đổi không đáng kể) thì tỷ

lệ về khối lượng cũng chính là tỷ lệ thể tích của 2 dung dịch:

Đối với các dung dịch có tỷ khối thay đổi:

- Trong trường hợp tỷ khối của 2 dung dịch bị thay đổi sau khi pha trộn: Khi pha VA lít dung dịch A có tỷ khối d1 với VB lít dung dịch B có tỷ khối d2 có cùng chất tan, ta thu được V lít dung dịch mới có tỷ khối d(d1 < d < d2) trong đó tỷ lệ thể tích của 2 dung dịch ban đầu là:

Trang 8

V d - d =

- Khi làm các bài tập dạng này, ta còn phải chú ý một số nguyên tắc mang tính giả định dưới đây:

- Chất rắn khan coi như dung dịch có nồng độ C% = 100%

- Chất rắn ngậm nước coi như một dung dịch có C% bằng % khối lượng của chất tan trong đó

- Oxit/quặng thường được coi như dung dịch của kim loại có C% bằng % khối lượng của kim loại trong oxit/quặng đó (hoặc coi như dung dịch của oxi có C% bằng % khối lượng của oxi trong oxit/quặng đó)

- H2O (dung môi) coi như dung dịch có nồng độ 0% hay 0M

- Oxit tan trong nước (tác dụng với nước) coi như dung dịch axit hoặc bazơ tương ứng có nồng độ C% > 100%

- Khối lượng riêng của H2O là d = 1 g/ml (hay tỷ khối d = 1)

VD 1 : Thể tích dung dịch HCl 10M và thể tích H2O cần dùng để pha thành 400 ml dung dịch 2M lần lượt là:

A 20 ml và 380 ml B 40 ml và 360 ml C 80 ml và 320 ml D 100 ml và 300 ml

VD 2 : Trộn m1 gam dung dịch NaOH 10% với m2 gam dung dịch NaOH 40% thu được 60 gam dung dịch 20% Giá trị của m1, m2 tương ứng là:

A 10 gam và 50 gam B 45 gam và 15 gam

C 40 gam và 20 gam D 35 gam và 25 gam

VD 3 : Khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O và dung dịch CuSO4 8% cần dùng để pha thành 280 gam dung dịch CuSO4 16% lần lượt là:

A 180 gam và 100 gam B 330 gam và 250 gam

C 60 gam và 220 gam D 40 gam và 240 gam

VD 4 : Hòa tan 200 gam SO3 vào m gam dung dịch H2SO4 49% ta được dung dịch H2SO4 78,4% Giá trị của

m là:

A 133,3 gam B 300 gam C 150 gam D 272,2 gam

VD 5 : Hòa tan hoàn toàn m gam Na2O nguyên chất vào 40 gam dung dịch NaOH 12% thu được dung dịch NaOH 51% Giá trị của m là:

A 10 gam B 20 gam C 30 gam D 40 gam

VD 6 : Một loại rượu có tỷ khối d = 0,95 thì độ rượu của nó là bao nhiêu Biết tỷ khối của H2O và rượu nguyên chất lần lượt là 1 và 0,8:

*Dạng 3: Tính toán trong pha chế các dung dịch chứa nhiều chất tan khác nhau

VD: Trộn lẫn dung dịch Na2SO4 1M với dung dịch Fe2(SO4)3 1M thu được 600 ml hỗn hợp dung dịch X Cho X tác dụng hoàn toàn với một lượng Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa rồi nung đến khối lượng không đổi thì m gam chất rắn Biết 40 ml dung dịch X phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch BaCl2 1M Giá trị của m là:

A 349,5 gam B 445,8 gam C 421,5 gam D 397,65 gam

*Dạng 4: Đường chéo trong các bài toán vô cơ

VD 1 : Thêm 250 ml dung dịch NaOH 2M vào 200 ml dung dịch H3PO4 1,5M Tính khối lượng các muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng?

m = 0,1 120 = 12 gam vµ m = 0,2 142 = 28,4 gam

VD 2 : Hòa tan 3,164 gam hỗn hợp 2 muối CaCO3 và BaCO3 bằng dung dịch HCl dư, thu được 448 ml khí

CO2 (đktc) Phần trăm số mol của BaCO3 trong hỗn hợp là:

VD 3 : Một loại oleum có công thức H2SO4.nSO3 Lấy 3,38 gam oleum nói trên pha thành 100 ml dung dịch

A Để trung hoà 50 ml dung dịch A cần dùng vừa đủ 100 ml dung dịch NaOH 0,4M Giá trị của n là:

*Dạng 5: Đường chéo trong các bài toán hữu cơ

Trang 9

VD 1 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp, thu được 0,9 mol CO2 và 1,4 mol

H2O Thành phần phần trăm về thể tích của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:

A 25% và 75% B 20% và 80% C 40% và 60% D 15% và 85%

VD 2 : Cho Na dư tác dụng hoàn toàn với 0,1 mol hỗn hợp rượu X, thu được 2,688 lít khí ở điều kiện tiêu

chuẩn Biết cả 2 rượu trong X đều có khả năng hòa tan Cu(OH)2 tạo thành dung dịch màu xanh thẫm và khi đốt cháy mỗi rượu đều thu được thể tích CO2 nhỏ hơn 4 lần thể tích rượu bị đốt cháy Số mol của mỗi rượu trong X là:

A 0,025 mol và 0,075 mol B 0,02 mol và 0,08 mol

C 0,04 mol và 0,06 mol D 0,015 mol và 0,085 mol

*Dạng 6: Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp nhiều hơn 2 chất

*Dạng 7: Phương pháp “đường chéo ngược”

VD: Hỗn hợp khí X gồm 3 hiđrocacbon A, B, C Trong đó B, C có cùng số nguyên tử cacbon trong phân

tử, số mol A gấp 4 lần tổng số mol B và C trong hỗn hợp Đốt cháy hoàn toàn 1,12 lít hỗn hợp khí X (đktc) thu được 3,08 gam CO2 và 2,025 gam H2O Mặt khác, khi cho X đi qua dung dịch AgNO3/NH3 thì trong dung dịch xuất hiện kết tủa Xác định CTCT của A, B, C?

Đáp số: CH4, C3H8 và C3H4 (CH≡C-CH3)

Trang 10

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp bảo toàn electron

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

- Trong một hệ oxi hoá khử: “tổng số e do chất khử nhường bằng tổng số e mà chất oxi hoá nhận” Hay

“tổng số mol e chất khử nhường bằng tổng số mol e chất oxi hoá nhận”

Áp dụng phương pháp bảo toàn e thì: 3x + 2y + 3z = 3t

- Quan trọng nhất là khi áp dụng phương 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 phương pháp bảo toàn electron ta phải làm các bước sau:

+ B1: Từ dữ kiện của ví dụ đổi ra số mol

+ B2: Viết quá trình oxi hoá, quá trình khử, đồng thời thiết lập các đại lượng theo số mol

+ B3: Áp dụng định luật bảo toàn e cho hai quá trình trên: “Tổng số mol e chất nhường bằng tổng số mol e chất nhận” Từ đó thiết lập phương trình đại số (nếu cần), kết hợp với giả thiết của Ví dụ để tìm ra két quả nhanh nhất và chính xác nhất

II PHẠM VI SỬ DỤNG:

Gặp nhiều chất trong ví dụ mà khi xét phương 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 phương pháp bảo toàn e

- Cần kết hợp các phương pháp như bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố để giải bài toán

- Cần có nhiều chất oxi hoá và nhiều chất khử cùng tham gia trong Ví dụ ta cần tìm tổng số mol e nhận

và tổng số mol e nhường rồi mới cân bằng

III VÍ DỤ ÁP DỤNG

Ví dụ 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 HNO3 0,8 M và H2SO4 0,2 M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh ra V lít khí NO

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON

(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)

Trang 11

- Phần 1 tác dụng với H2SO4 loãng dư sinh ra 3,08 lít khí hiđrô (đktc)

- Phần 2 tác dụng NaOH dư 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 P2 + NaOH dư nên Al dư còn Fe2O3 hết:

Như vậy hỗn hợp Y: Fe, Al2O3 và Al dư

Gọi x, y, z lần lượt là số mol Al2O3, Fe và Al dư trong mỗi phần:

Ví dụ 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối B-2007) Nung m gam bột Fe trong ôxi thu được 3 gam

hỗn hợp chất rắn X.Hoà tan hết hỗn hợp X bằng HNO3 dư, thu được 0,56 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m gam là:

0,02

0,5

B đúng

Trang 12

Ví dụ 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 HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO2 (đktc) và dung dịch Y ( chỉ chứa 2 muối và axit dư) Tỉ khối của X so với H2 bằng 19 Giá trị V lít là:

Ví dụ 7: (Đề thi thử ĐH Vinh) Hoà tan hết hỗn hợp bột gồm m gam Cu và 4,64 gam Fe3O4 vào dung dịch

H2SO4 loãng dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X Dung dịchX làm mất màu vừa đủ 100 ml dung dịch KMnO4 0,1 M Giá trị của m gam là:

Dung dịch X là H2SO4 dư FeSO4, CuSO4.

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8 H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

Trang 13

+ Quá trình oxi hoá:

Ví dụ 10: Để m gam bột sắt ngoài không khí 1 thời gian thu được 11,8 gam hỗn hợp các chất rắn FeO,

Fe2O3, Fe, Fe3O4 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO3 loãng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc) Giá trị m gam là:

ne nhường = ne chất oxi hoá nhận (O2, NO ) 3

0, 3

m = 9,94 gam B đúng

Ví dụ 11: Hoà tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra

13,44 lít khí, nếu cho 34,8 gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu được sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 nóng dư, thu được V lít khí NO2 đktc Giá trị V là:

A 15,12 lít B 7,56 lít C 6,72 lít D 8,96 lít

Trang 14

O

Ví dụ 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 H2 đktc

- Phần 2 nung trong oxi thu được 2.84 gam hỗn hợp oxit Giá trị của m là

Ví dụ 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 H2 đktc

- P2 tan hoàn toàn trong dung dich HNO3 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 lượng hỗn hợp muối clorua khan thu được khi cô cạn dung dịch sau pư ở P1 là:

3 Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là:

Trang 15

Vậy a = 2; M = 24(Mg) là phù hợp

Ví dụ 15: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe2O3 nung nóng thu được 14 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn Cho hỗn hợp X hòa tan hoàn toàn bằng HNO3 dư, thu được 2,24 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m là:

Bài giải:

CO là chất khử (ta coi Fe2O3 không tham gia vào phản ứng oxi hoá khử)

moxi(trong oxit) = m - 14g nCO = nO(oxit) = m 14

16

A đúng

Ví dụ 16: Cho tan hoàn toàn 58 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO3 2M loãng nóng

thu được dung dich B và 0,15 mol khí NO và 0,05 mol NO2 Cô cạn dung dich B khối lượng muối khan thu được là:

A 120,4 gam B 89.8 gam C 116.9 gam D kết quả khác

- Phần 1 hoà tan bằng HNO3 dư, thu được 0,02 mol khí NO và 0,03 mol N2O

- Phần 2 hoà tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được V lít SO2 (đktc) Giá trị V là:

- Phần 1 tác dụng NaOH dư thu được 0,3 mol khí

- Phần 2 tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thu được 0,075 mol khí Y duy nhất Y là:

A NO2 B NO C N 2 O D N2

Bài giải:

Trong X chỉ có Al có tính khử: 2H2O + 2e H2 + 2OH

Trang 16

-Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp bảo toàn electron

0,6 0,3 Khi tác dụng với HNO3, chất oxi hoá là HNO3.

2 Khối lượng HNO3 đã tham gia phản ứng là

A 44,1 gam B 25,2 gam C 63 gam D kết quả khác

19, 2 M

.n Chất oxi hoá:

Trang 17

- 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 dư thu được 3,36 lít khí

- Phần 3 cho tác dung dịch CuSO4 dư, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu được sau phản ứng đem hoà tan trong dung dịch HNO3 dư thì thu được V lít khí NO2 ( các khí đều đo đktc) Giá trị V lít thu được là:

Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

- Ở P3 khi các kim loại tác dụng với dung dịch CuSO4 tạo thành Cu, lượng Cu này tác dụng với HNO3tạo ra Cu2+

Ví dụ 23: Chia hỗn hợp X gồm Al, Al2O3, ZnO thành 2 phần bằng nhau

– Phần 1 cho tác dụng dung dịch NaOH dư thu được 0,3 mol khí

– Phần 2 tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thu được 0,075 mol khí Y duy nhất Khí Y là:

Trang 18

2 1

2

Fe S tương đương với Fe2+ S-2 S0, 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)

Ví dụ 25: Cho tan hoàn toàn 3,6 gam hỗn hợp gồm Fe và Mg trong dung dịch HNO3 2M loãng nóng thu

được dung dịch D, 0,04 mol khí NO và 0,01 mol N2O Cho dung dịch D tác dụng với NaOH lấy dư, lọc và nung kết tủa đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn

y 0,06mol Fe 0,03mol Fe O2x 3y 0, 2

Trang 19

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp bảo toàn điện tích

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐẶC ĐIỂM PHƯƠNG PHÁP

- Là phương pháp giải toán dựa vào mối quan hệ về số mol: số mol của các chất được tính gián tiếp qua số mol của các điện tích (suy ra số mol các ion) trong chất đó

Mối liên hệ giữa các số mol đó là:

- Dấu hiệu nhận biết phương pháp bảo toàn điện tích:

+ Đề bài cho các số liệu ở dạng ion (số mol/khối lượng của ion đã biết, …)

+ Quá trình phản ứng xảy ra vừa đủ/hoàn toàn/tạo ra sản phẩm “duy nhất”

II LUYỆN TẬP

Xem các ví dụ trong bài giảng

Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc Nguồn: Hocmai.vn

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

Trang 20

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐẶC ĐIỂM PHƯƠNG PHÁP

1 Các phản ứng xảy ra trong dung dịch

- Phản ứng không oxi hóa – khử:

+ Phản ứng axit – bazơ

+ Phản ứng trao đổi ion

- Phản ứng oxi hóa – khử

2 Cách viết phương trình ion thu gọn

Ý nghĩa của phương trình ion thu gọn: thể hiện được bản chất của phản ứng (những chất/ion thực sự tham gia vào phản ứng)

3 Dấu hiệu

Bài toán liên quan tới phản ứng của hỗn hợp nhiều chất, nhiều giai đoạn xảy ra trong dung dịch

II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1 Dạng 1: Phản ứng axit – bazơ và pH của dung dịch

VD 1 : Trộn 100 ml dung dịch (gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M) với 400 ml dung dịch (gồm H2SO40,0375M và HCl 0,0125M), thu được dung dịch X Giá trị pH của dung dịch X là

Phương trình ion rút gọn của dung dịch axit với dung dịch bazơ là

PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHƯƠNG TRÌNH ION THU GỌN

Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC

Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn” thuộc Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn Để có thể nắm vững kiến thức phần “Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này

Trang 21

2 Dạng 2: Bài toán CO 2 , SO 2 tác dụng với dung dịch kiềm

VD: Dung dịch X chứa dung dịch NaOH 0,2M và dung dịch Ca(OH)2 0,1M Sục 7,84 lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là

A 15 gam B 5 gam C 10 gam D 0 gam

Trang 22

m = 0,3 197 + 0,1 233 = 82,4 gam

4 Dạng 4: Phản ứng của oxit/hiđroxit lưỡng tính

VD: Hòa tan hết hỗn hợp gồm một kim loại kiềm và một kim loại kiềm thổ trong nước được dung dịch A và

có 1,12 lít H2 bay ra (ở đktc) Cho dung dịch chứa 0,03 mol AlCl3 vào dung dịch A khối lượng kết tủa thu

5 Dạng 5: Chất khử tác dụng với dung dịch chứa H + và NO 3

VD 1 : Hòa tan 0,1 mol Cu kim loại trong 120 ml dung dịch X gồm HNO3 1M và H2SO4 0,5M Sau khi phản ứng kết thúc thu được V lít khí NO duy nhất (đktc) Giá trị của V là

3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

Ban đầu: 0,1 0,24 0,12 mol

A 0,75 mol B 0,9 mol C 1,05 mol D 1,2 mol

VD 3 : Thực hiện hai thí nghiệm:

1) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO

2) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5 M thoát ra V2 lít NO

Trang 23

Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện Quan hệ giữa V1 và V2 là

3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

Ban đầu: 0,06 0,08 0,08 mol H+ phản ứng hết

3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

Ban đầu: 0,06 0,16 0,08 mol Cu và H+ phản ứng hết

3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

Ban đầu: 0,15 0,03 mol H+ dư

Phản ứng: 0,045 0,12 0,03 mol

mCu tối đa = (0,045 + 0,005) 64 = 3,2 gam

VD 5 : Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hòa tan hết vào dung dịch

Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch

Z cho tới khi ngừng thoát khí NO Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc lần lượt là

A 25 ml; 1,12 lít B 0,5 lít; 22,4 lít C 50 ml; 2,24 lít D 50 ml; 1,12 lít

Hướng dẫn giải

Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4

Hỗn hợp X gồm: (Fe3O4 0,2 mol; Fe 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y

Trang 24

VD 6 : Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2 Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa Mặt khác, nếu thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn Giá trị của m và a là:

A 111,84 gam và 157,44 gam B 111,84 gam và 167,44 gam

C 112,84 gam và 157,44 gam D 112,84 gam và 167,44 gam

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	49,07 MB