Nguyễn Đức Hưng ĐôLương I ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Chuyên đề 2: ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG I Lý thuyết: Nguyên tắc phương pháp đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn khối lượng: “Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành phản ứng” Một số lưu ý * Hệ 1: Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành Phản ứng : A+ B C + D Thì mA + mB = mC + mD * Hệ 2: Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng Gọi mS tổng khối lượng chất sau phản ứng phản ứng xảy vừa đủ hay có chất dư ta mS = mT * Hệ 3: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo hợp chất (như oxit, hiđroxit, muối) ta có: Khối lượng hợp chất = khối lượng kim loại + khối lượng gốc phi kim *Hệ 4: Khi cation kim loại thay đổi, anion để sinh hợp chất chênh lệch khối lượng hai hợp chất chênh lệch khối lượng cation Đối với toán hữu sử dụng định luật bảo toàn khối lượng trình giải số toán, sử dụng bảo toàn nguyên tố toán đốt cháy - Khi đốt cháy hợp chất A thì: n o ( CO ) n ( H O ) n ( O 2 đốt cháy) => m ( CO ) m ( H O ) m ( O đốt cháy) Nguyễn Đức Hưng ĐôLương I ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Giả sử đốt cháy hợp chất hữu A (chứa C, H, O) A + O2 CO2 + H2O mA + mO2 m CO2 m H2O mA = mC + mH + mO II Bài tập có lời giải: Bài Hòa tan hoàn toàn 10g hỗn hợp kim loại dung dịch HCl dư thấy tạo 2,24 lít khí H2(đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Giá trị m là: A 1,71g B 17,1g C 3,42g D 34,2g Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m mACl mBCl mAB mHCl mH n m Áp dụng bảo toàn nguyên tố: nHCl phản ứng = 2nH2 = 0,2 mol Ta có m = 10 + 0,2 x 36,5 - 0,2 = 17,1 (g) Chọn đáp án B Bài Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 63% Sau phản ứng thu dung dịch A 11,2 lít khí NO2 (đktc) Tính nồng độ % chất có dung dịch A A 36,66% 28,48% B 27,19% 21,12% C 27,19% 72,81% D 78,88% 21,12% Hướng dẫn giải Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O n NO2 0,5 mol n HNO3 2n NO2 mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: Nguyễn Đức Hưng ĐôLương I ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG m d muèi m h2 k.lo¹i m d HNO m NO2 63 100 12 46 0,5 89 gam 63 Đặt nFe = x mol, nCu = y mol ta cú: 56x 64y 12 3x 2y 0,5 % m Fe( NO )3 %mCu(NO3 )2 x 0,1 y 0,1 0,1 242 100 27,19% 89 0,1188 100 21,12% 89 Đáp án B Bài Cho 24,4g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 Sau phản ứng thu 39,4g kết tủa Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu m(g) muối clorua Vậy m có giá trị là: A 2,66g B 22,6g C 26,6g D 6,26g Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mhh + mBaCl2 = mkết tủa + m => m = 24,4 + 0,2 x 208 - 39,4 = 26,6 (g) Chọn đáp án C Bài Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại hoá trị (I) muối cacbonat kim loại hoá trị (II) dung dịch HCl Sau phản ứng thu 4,48 lít khí (đktc) Đem cô cạn dung dịch thu gam muối khan? A 13 gam B 15 gam C 26 gam D 30 gam Hướng dẫn giải M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O R2CO3 + 2HCl 2MCl2 + CO2 + H2O n CO2 4,88 0,2 mol 22,4 Nguyễn Đức Hưng ĐôLương I Tổng nHCl = 0,4 mol n H O 0,2 mol ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 23,8 + 0,436,5 = mmuối + 0,244 + 0,218 mmuối = 26 gam Chọn đáp án C Bài Hòa tan 9,14g hợp kim Cu, Mg, Al lượng vừa đủ dung dịch HCl thu 7,84 lít khí X (đktc) 2,54g chất rắn Y dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu m(g) muối, m có giá trị là: A 31,45g B 33,25(g) C 3,99(g) D 35,58(g) Hướng dẫn giải: Áp dụng bảo toàn khối lượng: m m ( Al Mg ) m Cl (9,14 2,54) 0,7 x 35,5 6,6 24,85 31,45 (g) Chọn đáp án A Bài Đốt cháy hoàn toàn m(g) hỗn hợp X gồm CH4, C3H6 C4H10 thu 4,4g CO2 2,52g H2O Vậy m có giá trị là: A 1,48g B.2,48 g C 14,8g D.24,7 Hướng dẫn giải: Áp dụng bảo toàn khối lượng: m X mC m H 4, 2,52 x12 x2 1,2 0,28 1,48(g) 44 18 Chọn đáp án A Bài Hỗn hợp X gồm Fe, FeO Fe2O3 Cho luồng CO qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng Sau kết thúc thí nghiệm thu 64 gam chất rắn A ống sứ 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 20,4 Tính giá trị m A 105,6 gam B 35,2 gam C 70,4 gam D 140,8 gam Hướng dẫn giải Nguyễn Đức Hưng ĐôLương I Ta có : n B ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG 11,2 0,5 mol 22,5 Gọi x số mol CO2 ta có phương trình khối lượng B: 44x + 28(0,5 x) = 0,5 20,4 = 20,4 nhận x = 0,4 mol số mol CO tham gia phản ứng Theo ĐLBTKL ta có: mX + mCO = mA + mCO m = 64 + 0,4 44 0,4 28 = 70,4 gam Chọn đáp án C Bài Cho 1,24g hỗn hợp rượu đơn chức tác dụng vừa đủ với Na thấy thoát 336 ml H2(đktc) m(g) muối natri Khối lượng muối Natri thu là: A 1,93 g B 2,93 g C 1,9g D 1,47g Hướng dẫn giải: n H2 0,015mol n H 0,03(mol) R OH Na R ONa H 2 Theo định luật bảo toàn khối lượng: m = 1,24 + 0,03 (23 - 1) = 1,9 (g) Chọn đáp án C Bài Cho 3,38g hỗn hợp Y gồm CH3OH, CH3COOH, C6H5OH tác dụng vừa đủ với Na thấy thoát 672 ml khí( đktc) dung dịch Cô cạn dung dịch thu hỗn hợp rắn Y1 Khối lượng Y1 là: A 3,61g B 4,7g C 4,76g D 4,04g Hướng dẫn giải: n H 2n H 0, 03(mol) Vì chất hỗn hợp Y có nguyên tử H linh Nguyễn Đức Hưng ĐôLương I động n N a n 0, 06( mol ) H ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Theo phương trình, áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m Y1 3,38 (23 1)x 0, 06 4,7(g) Chọn đáp án B Bài 10 Chia hỗn hợp anđehit no đơn chức thành phần nhau: - Đốt cháy hoàn toàn phần thu 0,54g H2O - Phần cộng H2(Ni, t0 ) thu hỗn hợp A Nếu đốt cháy hoàn toàn A thể tích khí CO2 thu được(ở đktc) là: A 0,112 lít B 0,672 lít C.1,68 lít D.2,24 lít Hướng dẫn giải: P1: hỗn hợp anđehit no đơn chức n CO2 n H2O 0,03(mol) Theo định luật bảo toàn nguyên tử bảo toàn khối lượng n C ( P1 ) n C ( A ) , ( m o l) => n C O ( P2 ) n C ( A ) 0, 03 (m ol) VCO 0, 672lÝt(ëdktc) Chọn đáp án B Bài 11 Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm rượu A B ta hỗn hợp Y gồm olefin Nếu đốt cháy hoàn toàn X thu 1,76g CO2 Vậy đốt cháy hoàn toàn Y tổng khối lượng nước CO2 tạo là: A 2,94g B 2,48g C 1,76g D 2,76g Hướng dẫn giải: H 2O X Y n C ( X ) n C ( Y ) n CO ( X ) n CO ( Y ) 0, 04 (mol) Nguyễn Đức Hưng ĐôLương I ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG O2 Mà Y số mol CO2 = n H2O = 0,04 mol mCO2+H2O = 17,6 + ( 0,04x18) = 2,48 ( g) Chọn đáp án B Bài 12 Đun 132,8 gam hỗn hợp rượu no, đơn chức với H2SO4 đặc 140oC thu hỗn hợp ete có số mol có khối lượng 111,2 gam Số mol ete hỗn hợp bao nhiêu? A 0,1 mol B 0,15 mol C 0,4 mol D 0,2 mol Hướng dẫn giải Ta biết loại rượu tách nước điều kiện H2SO4 đặc, 140oC tạo thành loại ete tách phân tử H2O Theo ĐLBTKL ta có m H O m rîu m ete 132,8 11, 21,6 gam n H2O 21,6 1,2 mol 18 Mặt khác hai phân tử rượu tạo phân tử ete phân tử H2O số mol H2O số mol ete, suy số mol ete 1,2 0,2 mol Chọn đáp án D Bài 13 Đốt cháy hoàn toàn 1,88 gam chất hữu A (chứa C, H, O) cần 1,904 lít O2 (đktc) thu CO2 nước theo tỉ lệ thể tích 4:3 Hãy xác định công thức phân tử A Biết tỉ khối A so với không khí nhỏ A C8H12O5 B C4H8O2 C C8H12O3 D C6H12O6 Hướng dẫn giải 1,88 gam A + 0,085 mol O2 4a mol CO2 + 3a mol H2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m CO2 m H2O 1,88 0,085 32 46 gam Ta có: 444a + 183a = 46 a = 0,02 mol Trong chất A có: