On thi DH phuong phap bao toan electron

Chuyờn : Phng phỏp bo ton electron Ni dung Ni dung phng phỏp Phm vi ỏp dng u im v phng phỏp gii Cỏc dng bi toỏn v bi minh I Ni dung phng phỏp: Tng s mol electron cỏc cht kh cho phi bng tng s mol electron cỏc cht oxi húa nhn: n e(cho) = n e(nhận) II Phm vi ỏp dng: Ch ỏp dng cho cỏc quỏ trỡnh OXH - K u im v phng phỏp gii III u im v phng phỏp gii: u im: Cho kt qu rt nhanh, tớnh toỏn rt nh nhng (phự hp thi trc nghim) Khc: sõu bn cht nhng e v thu e ca cỏc quỏ trỡnh húa hc Cho phộp gii nhanh chúng nhiu bi toỏn ú cú nhiu cht OXH v cht kh (c bit l nhng bi toỏn cú rt nhiu ptp, vic vit cỏc ptp v cõn bng rt mt thi gian, thm nhiu bi toỏn khụng th vit c ptp cha bit phn ng cú hon ton hay khụng) u im v phng phỏp gii III u im v phng phỏp gii (tt): Phng phỏp gii: Mu cht quan trng nht l ch cn bit trng thỏi u v trng thỏi cui cựng ca cỏc cht phn ng v sn phm (khụng cn quan tõm ti ptp cng nh cỏc sn phm trung gian : nh chớnh xỏc TTu v TTcui nờn lp s hỡnh tam giỏc (Chỳ ý xỏc ti cỏc nh ca tam giỏc) Xỏc nh chớnh xỏc cỏc cht kh (cho e) v cỏc cht OXH (nhn e) t u quỏ trỡnh n cui quỏ trỡnh sau ú da vo d kin bi toỏn tỡm ri ỏp dng LBTe ne cho ne nhận v Cỏc dng bi toỏn v bi minh IV Cỏc dng bi toỏn v bi minh ha: Dng 1: cht kh + cht OXH: n e(1chất khử cho) = n e(1chất OXH nhận) Dng Vớ d 1: Cho khớ CO núng qua ng s ng m(g) Fe2O3 mt thi gian c 6,72g h2 X Hũa tan hon ton X vo dung dch HNO3 d thy to thnh 0,448 lớt khớ NO (sn phm kh nht) Giỏ tr ca m l: A 5,56 B 6,64 C 7,2 D 8,8 Dng Bi gii T bi toỏn theo s : +3 m(g) Fe O3 +4 +2 CO2 s 2e CO+ uuuuuuu +3 X 6,72 +2 Fe + NO +H2O +5 +HNO3 +3e +2 2e C +4 chất khử : C 0,06 0,03 0,03 +5 +2 ch ấ t OXH: N +3e N 0,02 0,06 ĐLBTe nCO(pứ ) = nCO2 ( t ạo thành) = 0,03 Theo ĐLBTKL : mCO(pứ ) + m Fe2O3 (bđ ) = m 64 48 0,03.28 ( Đáp ánC) 64 48 m X 64 48 6,72 + m CO2 (t ạo thành) m = 7, 44 48 0,03.44 Dng Vớ d 2: Trn 0,54 bt Al vi h2 bt Fe2O3 v CuO ri tin hnh phn ng nhit nhụm iu kin khụng cú khụng khớ mt thi gian, c h rn X Hũa tan X dung dch HNO3 c, núng d thỡ th tớch NO2 (sn phm kh nht) thu c ktc l: A 0,672 lớt B 0, 896 lớt C 1,12 lớt D 1,344lớt Dng Vớ d 1: (TSH Khi A 2007) Hũa tan hon ton 12g h2 Fe, Cu (t l mol 1: 1) bng axit HNO3, thu c V lớt (ktc) h2 X (gm NO v NO2) v dung dch Y (ch cha mui v axit d) T ca X i vi H2 bng 19 Giỏ tr ca V l: A 4,48 B 5,6 C 2,24 D 3,36 Bi gii Vỡ axit d nờn Fe, Cu b OXH ht to Fe+3 v Cu+2 nFe = nCu = a 56a + 64a = 12 a = 0,1 Gọ i nNO = x; nNO = y 30x + 46y = 38 x = y x+ y +3 Fe 3e Fe 0,1 0,3 n OXH echo = 0,5 Cu 2e Cu+ 0,1 0,2 Tacó : +5 +2 N + 3e N x 3x n s ự kh e nhận = 4x N+5 + 1e N+ x x ( Đáp án B) ĐLBTe n 0,5 = 4x x = 0,125 V = 22,4 (NO+ NO2 ) = 5.6 64 48 0,125.2 Dng Vớ d 2: Hn hp X gm Cu v Fe cú t l lng tng ng l 7: Ly m (g) X cho phn ng hon ton vi dd cha 0,7 mol HNO 3; Sau phn ng cũn li 0,75m g cht rn v cú 0,25 mol khớ Y gm NO v NO Giỏ tr ca m l: A 40,5 B 50,4 C 50,2 D 50 mFe = m = 0,3m; mCu = 0,7m Bi gii Cu chư a pư 0,7m 3+7 Ta cú: Fe dư 0,05m Fepư = 0,25m(g) Vỡ Fe p trc Cu v cũn 0,75m )(g) chsau ỉ t ạop mu ối Fe(NO + Fe d HNO3 hết (lư u ý H hết; NO3 muối) NO + 4H+ + 3e NO+ 2H O a = 0,1 a + b = 0,25 4a 3a a 4a + 2b = 0,7 b = 0,15 + + 1e NO2 + H2O n NO3 + 2H e(nhận) = 3a + b = 0,45 2b b b } } 0,7 0,25 Quỏ trỡnh OXH K 0,25m Fe 2e Fe2+ Đ LBTer = 0,45 m = 50,4 ( Đáp án B) uuuuuuuu 0,25m 28 0,25m 56 28 Dng Vớ d 3: Cho h2 cha 0,15 mol Cu v 0,15 mol Fe p va vi dung dch HNO3 c 0,2 mol khớ NO (sn phm kh nht) Tng lng cỏc mui dung dch sau pn ng l: A 64,5 B 40,8 C 51,6 D 55,2 Bi gii Cỏch 1: Dựng LBTe Cu 2e Cu2+ n 0,15 0,3 e cho (0,75mol) > ne nhận (0,6mol) : v ô lí 3+ Fe 3e Fe Phải có thê m chất nhận e(0,15mol) v ch ỉ Fe +3 0,15 0,45 0,15 +3 2+ 3+ Fe + 1e Fe h ế t Fe +5 +2 N + 3e N 0,15 0,15 0,15 0,2 0,6 Fe(NO3 )2 : 0,15mol dung dịch có Cu(NO3 )2 : 0,15mol mmuối = 0,15(180 + 188) = 55,2 (g) ( Đáp án D) Dng Cỏch 2: S dng CT: mmuối = mKL + m NO3 ( t ạo muối) Ta cú: n NO3 (t ạo muối) = nNO3 (bđ ) nNO3 (bị khử ) n = n nNO (t ạo muối) = 0,8 0,2 = 0,6 H+ NO3 (bđ ) NO + 4H+ + 3e NO+ 2H O 0,2 0,2 0,8 mmuối = 0,15(64 + 56) + 0,6.62 = 55,2(g) Dng Vớ d 4: Hũa tan 5,6g h2 Fe, Cu vo dung dch HNO3 1M, sau phn ng xy hon ton c 3,92g cht rn khụng tan v khớ NO l sn phm kh nht Bit rng h2 ban u Cu chim 60% v lng Th tớch dung dch HNO3 ó dựng l: A 0,07lớt Ta cú B 0,08lớt C 0,12lớt D 0,16lớt Bi gii mCu = 3,36g; mFe = 2,24g V ì Fe pư trước Cu mà mr ắn = 3,92g Cu chư a pư 3,36g Fe dư : 3,92 3,36 = 0,56 mFepư = 1,68g(0,03mol) Do Fe d nờn ch to Fe2+: 0,08 Fe 2e Fe2+ ; NO3 + 4H+ + 3e NO + 2H2O (*) VHNO3 = = 0,08 0,08 0,03 0,06 0,06 ( Đáp án B) +5 toỏn hi v Chỳ ý: KhiNbi + 3e N+2 HNO3 hoc mui nờn s dng bỏn p (*) khụng s dng Dng Vớ d 5: Cho 1,78g h2 HCHO v CH3CHO phn ng hon ton vi lng d Cu(OH)2 NaOH núng, thu c 11,52g kt ta Khi lng HCHO h2 l: A 0,45 B 0,88 C 0,60 D 0,90 Bi gii Gi a, b ln lt l s mol ca HCHO v CH3CHO: 30a + 44b = 1,78 (1); nCu2O = 0,08 o HCHO 4e C+4 4a a +1 +3 CH3 CHO 2e CH3 CO ONa 2b b 2+ +1 2Cu+ 2e Cu O 0,16 0,08 a = 0,03 mHCHO = 0,9(g) (1) uuuuur b = 0,02 ( Đáp án D) ĐLBTe 4a + 2b = 0,16 Dng Dng 4: cht OXH + cht kh: n e (2 chất khử cho) = n e (2 chất OXH nhận) Dng Vớ d 1: Hũa tan hon ton 14,8g h2 (Fe, Cu) vo lng d dung dch hn hp HNO3 v H2SO4 c, núng Sau phn ng thu c 10,08 lớt NO v 2,24(l) SO2 (ktc) Khi lng ca Fe h2 ban u l: A 5,6 B 8,4 C 18,0 D 18,2 Bi gii Gi a, b ln lt l s mol ca Fe, Cu: 56a + 64b = 14,8 (1) Ta cú: +3 Fe 3e Fe a 3a n e cho = 3a + 2b OXH Cu 2e Cu2+ b 2b +5 1e N+ N + 0,45 0,45 Sự khử ne nhận = 0,65 S+ + 2e S +4 0,2 0,1 ĐLBTe a = 0,15 mFe = 8,4g (1)r 3a + 2b = 0,65 uuuu b = 0,1 ( Đáp án B) Dng Vớ d 2: Cho h2 X cha 0,05 mol Fe v 0,03 mol Al tỏc dng vi 100ml dung dch Y gm AgNO3 v Cu (NO3)2 cú cựng nng mol Sau phn ng c cht rn Z gm kim loi Cho Z tỏc dng vi axit HCl d c 0,035 mol khớ Nng mol ca mi mui Y l: A 0,3M B 0,4M C 0,42M D 0,45M Bi gii kim loi l Ag, Cu v Fe d Al v mui Y ht Z + HCl: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 nFe(pư với Y) = 0,015 0,035 Al 3e Al3 + 0,03 0,09 S OXH K Fe 2e Fe2+ 0,015 0,03 Ag+ + 1e Ag x x Cu2+ + 2e Cu 2x x ( Đáp án B ) 0,035 n e cho = 0,12 n e nhận ĐLBTe 0,04 = 0,4M x = 0,04 CM = 0,1 = 3x Dng Dng 5: Cựng lng cỏc cht kh tỏc dng vi cht OXH khỏc nhau: n n Ta cú: e (OXH1 nhận) e (OXH2 nhận) = Chỳ ý cht kh ch th hin mc OXH vi mi cht OXH Dng Vớ d 1: Chia 10g h2 X (Mg, Al, Zn) thnh phn bng Phn t hon ton O2 d c 21g h2 oxit Phn hũa tan HNO3 (, núng d) c V lớt NO2 (sn phm kh nht) Giỏ v ca V l: A 44,8 B 22,4 C 89,6 D 30,8 Bi gii moxit = mKL + mO mO = 21 = 16 nO = 1mol Số mol e X phóng để O + 2e O hay để N+5 + 1e N+4 2mol 2mol V = 2.22,4 = 44,8lít ỏp ỏn A 2mol Dng Vớ d 2: Chia h2 X (Mg, Al, Zn) lm phn bng Phn tỏc dng vi HCl d c 0,15 mol H2; Phn cho tan ht HNO3 d c V lớt NO (sn phm kh nht, ktc) Giỏ tr ca V l: A 2,24 B 3,36 C 4,48 D 5,6 Bi gii ne để 2H+ + 2e H2 hay để N+5 + 3e N+2 luụn (v ì n e cho) 0,3 0,15 0,3 V = 0,1.22,4 = 2,24lít ( Đáp án A) 0,1 Dng Dng 6: LBTe ỏp dng in phõn: Chỳ ý: ỏp dng tt LBTe in phõn cn: Nm vng th t in phõn (A) v (K) p dng cụng thc: ne = It ( F = 26,8 t (h);F = 96500 t(s) ) F Dng Vớ d 1: in phõn dung dch cha 0,2 mol FeSO4 v 0,06 mol HCl vi I = 1,34A gi (in cc tr, mng ngn) B qua s hũa tan ca Clo nc, coi Hp = 100% Khi lng KL thoỏt (K) v V khớ (ktc) thoỏt (A) l: A.11,2g; 8,96lớt B 5,6g; 4,48lớt It 1,34x2 ne = = = 0,1 mol e F 26,8 Thứ tự điện phân (K) 2H+ + 2e H2 0,06 0,06 Fe2+ + 2e Fe 0,02 0,04 0,02 C 1,12g; 0,896lớt D 0,56g; 0,448lớt Bi gii Thứ tự điện phân (A) 2Cl 2e Cl2 0,06 0,06 H2O 2e 0,04 mFe = 0,02x56 = 1,12g Vkhí ( A ) = (0,03 + 0,01)22,4 = 0,896lít Đáp án C 0,03 O2 + 2H+ 0,01 Dng Vớ d 2: Dung dch X cha HCl, CuSO4, Fe2(SO4)3 Ly 400ml X em in phõn vi in cc tr, I = 7,72A n (K) c 0,08mol Cu thỡ dng li Khi ú (A) cú 0,1 mol cht khớ bay Thi gian in phõn v nng [Fe2+] ln lt l: A 2300s; 0,1M B 2500s; 0,1M C 2300s; 0,15M D 2500s; 0,15M Bi gii Thứ tự điện phân (K) Fe3+ + 1e Fe 2+ (1) 0,04 0,04 0,04 Thứ tự điện phân (A) 2Cl 2e Cl2 0,2 0,1 Cu2+ + 2e Cu (2) 0,08 0,16 ne = 0,2 = 0,08 I.t 0,04 t = 2500(s); [Fe 2+ ] = = 0,1M ( Đáp án B) 96500 0,4