Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 43 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 CHUN ĐỀ : PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN ELECTRON I Phương pháp bảo tồn electron Nội dung phương pháp bảo tồn electron - Cơ sở phương pháp bảo tồn electron định luật bảo tồn electron : Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số electron mà chất khử nhường ln tổng số electron mà chất oxi hóa nhận - Hệ của định luật bảo tồn electron : + Hệ : Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số mol electron mà chất khử nhường ln tổng số mol electron mà chất oxi hóa nhận + Hệ : Đối với tập liên quan đến phản ứng oxi hóa – khử, số mol electron mà chất khử nhường lớn số mol electron mà chất oxi hóa nhận chất khử dư ngược lại - Phương pháp bảo tồn electron phương pháp giải tập hóa học sử dụng hệ định luật bảo tồn electron Ưu điểm phương pháp bảo tồn electron a Xét hướng giải tập sau : Câu 40 – Mã đề 359: Dẫn luồng khí CO qua hỗn hợp gồm CuO Fe2O3 nung nóng, sau thời gian thu chất rắn X khí Y Cho Y hấp thụ hồn tồn vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu 29,55 gam kết tủa Chất rắn X phản ứng với dung dịch HNO3 dư thu V lít khí NO (sản phẩm khử đktc) Giá trị V : A 2,24 B 4,48 C 6,72 D 3,36 (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2012) Hướng dẫn giải ● Cách : Giải theo phương pháp thơng thường – Tính tốn theo phương trình phản ứng Chất rắn X gồm chất : Cu, Fe, (Fe2O3 CuO) dư; Y khí CO2 CO dư Gọi số mol CuO Fe2O3 bị khử CO x y mol Các phản ứng xảy : CO + CuO Cu + CO2 (1) x x mol: x 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 (2) mol: y 2y 3y (3) CuO + 2HNO3 Cu(NO3)2 + H2O Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (4) 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)3 + 2NO + 4H2O (5) mol: mol: mol: 2x Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 2y 2y CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (x+3y) (x+3y) x (6) (7) Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Theo phương trình phản ứng giả thiết, ta có : 29,55 0,15 nCO2 nBaCO3 nCO x 3y 0,15 197 VNO 2,24 lít n CO2 x 3y 2(x 3y) 0,1 n NO n NO 2x 2y Cách : Sử dụng phương pháp bảo tồn electron Sơ đồ phản ứng : 4 dd Ba(OH ) C O2 BaCO3 3 Fe2 O3 2 Cu O 2 C O, t o 2 Fe3 2 N O Y Cu Sau phản ứng có C N thay đổi số oxi hóa Vậy chất khử CO chất oxi hóa HNO3 Q trình oxi hóa – khử : Q trình oxi hóa Q trình khử 5 dd H N O3 2 4 C (CO) C (CO ) 2e 5 (1) 2 N (NO3 ) 3e N (NO) (2) (1) q trình oxi hóa, sản phẩm sinh (2) q trình khử, sản phẩm sinh q q trình oxi hóa gọi sản phẩm oxi hóa trình khử gọi sản phẩm khử (NO) (CO2) Theo bảo tồn ngun tố C bảo tồn electron, ta có : n CO phản ứng n CO2 n BaCO3 0,15 n NO 0,1 mol VNO 2,24 lít 2n CO phản ứng 3nNO mol electron nhường mol electron nhận b Kết luận : So sánh cách giải trên, ta thấy : Phương pháp bảo tồn electron có ưu điểm q trình làm tập thay phải viết phương trình phản ứng, học sinh cần lập sơ đồ phản ứng, tính tốn đơn giản cho kết nhanh Như vậy, sử dụng phương pháp bảo tồn electron cách hiệu tăng đáng kể tốc độ làm so với việc sử dụng phương pháp thơng thường Đây điều có ý nghĩa em học sinh q trình làm thi trắc nghiệm Phạm vi áp dụng : Phương pháp bảo tồn electron giải hầu hết tập liên quan đến phản ứng oxi hóa – khử hóa vơ số tập hóa hữu Một số dạng tập thường dùng phương pháp bảo tồn electron : + Kim loại tác dụng với phi kim, với dung dịch muối, với dung dịch axit + Hỗn hợp Fe oxit tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc dung dịch HNO3 + Muối Fe2+, muối Cl phản ứng với dung dịch KMnO4/H+, K2Cr2O7/H+ + Khử oxit kim loại khí CO, H2; phản ứng nhiệt nhơm + Phản ứng điện phân dung dịch chất điện ly Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Bảng tính nhanh số mol electron cho, nhận (số electron trao đổi) Từ ví dụ trên, ta thấy tính nhanh số mol electron trao đổi sau : - Số mol electron mà chất khử nhường = số electron chất khử nhường số mol chất khử = số electron chất khử nhường số mol sản phẩm oxi hóa - Số mol electron mà chất oxi hóa nhận = số electron chất oxi hóa nhận số mol chất oxi hóa = số electron chất oxi hóa nhận số mol sản phẩm khử Bảng tính nhanh số electron trao đổi số q trình oxi hóa – khử thường gặp Q trình oxi hóa Q trình khử Số mol electron trao đổi M o M n ne (M kim loại, n số electron nhường) M n ne M o n.n M n.n Mn 2X X 2e X 2e 2X n X 2n X O2 4e 2O2 4n O 2n O2 (X Cl, Br, I) 2O2 O2 4e H 2H 2e 2H 2e H 2n H nH Sn Sm (m n)e Sm (m n)e Sn (m n)nSn (m, n số oxi hóa, n < m) 6 (m n)nSm 4 Ví dụ : S S 2e Cn Cm (m n)e 2nS6 2nS4 Cm (m n)e Cn (m, n số oxi hóa, n < m) (m n)nCn (m n)nCm Ví dụ : C2 C 4 2e 2n C2 2n C4 Fe3O4 3Fe3 1e nFe O n 3 Fe nNO n (*) H 2H NO3 1e NO H O 4H NO3 3e NO 2H O 10H 2NO3 8e N O 5H2 O 3n NO 8n N O 12H 2NO3 10e N 6H 2O 10n N 10H NO3 8e NH 3H2 O 8n NH 2 4H SO 2e SO 2H 2O 2n SO 8H SO 42 6e S 4H O 6n S 10H SO 8e H S 4H O 8n H S Fe3O 8e 3Fe 8n Fe O Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng n (*) H n (*) H Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Fe3O4 2e 3Fe2 2n Fe O Mna (a b)e Mn b (a b)n Mn (a, b số oxi hóa Mn, a > b) (a b)n Mnb Ví dụ : Mn 7 5e Mn 2 5n Mn7 5n Mn2 Cr a (a b)e Cr b (a b)n Cra (a, b số oxi hóa Cr, a > b) (a b)n Cr b Ví dụ : Cr 6 3e Cr 3 3nCr6 3nCr3 (*) cho trường hợp chất khử kim loại Đối với q trình oxi hóa – khử khác ta tính tương tự * Bổ sung kiến thức: Viết bán phản ứng oxi hóa – khử mơi trường axit Ví dụ: Viết q trình khử phản ứng sau : Cu + H+ + NO3 Cu2+ + NO + H2O ● Cách : Bảo tồn ngun tố N, O H Bước 1: NO3 + 3e NO Bước 2: Số ngun tử N hai vế Vế phải thiếu 2O nên thêm 2H2O vào vế phải để bảo tồn O, để bảo tồn H vế trái phải thêm 4H+ : 4H+ + NO3 + 3e NO + 2H2O ● Cách : Bảo tồn N, bảo tồn điện tích bảo tồn H Bước : NO3 + 3e NO Bước 2: Số ngun tử N hai vế Quan sát thấy vế trái, tổng điện tích âm 4(điện tích ion NO3 1-, điện tích 3e 3-), để cân điện tích vế phải ta thêm 4H+ Để bảo tồn H ta thêm 2H2O vào vế phải : 4H+ + NO3 + 3e NO + 2H2O Nếu viết bán phản ứng khử mơi trường kiềm nên sử dụng cách Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 II Phân dạng tập ví dụ minh họa Dạng 1: Tính lượng chất phản ứng oxi hóa – khử Phương pháp giải - Bước 1: Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn q trình chuyển hóa chất Bước thường sử dụng gặp tập mà q trình phản ứng xảy nhiều giai đoạn - Bước : Nhận dạng nhanh phương pháp giải tập : Khi gặp tập liên quan đến phản ứng oxi hóa – khử mà thơng tin đề cho u cầu đề có mối liên hệ với biểu thức số e nhường số mol chất khử số e nhận số mol chất oxi hóa sản phẩm khử ta nên dùng phương pháp bảo tồn electron - Bước 3: Dựa vào thay đổi số oxi hóa để xác định chất khử chất oxi hóa tồn q trình phản ứng Từ suy số mol electron trao đổi theo số mol chất khử (hoặc sản phẩm oxi hóa), chất oxi hóa (hoặc sản phẩm khử) - Bước : Thiết lập phương trình: Tổng số mol electron chất khử nhường tổng số mol electron chất oxi hóa nhận Ngồi ra, kết hợp với giả thiết khác để lập phương trình tốn học có liên quan Giải hệ phương trình để suy số mol chất, từ suy lượng chất cần tìm PS (postscript: thích, ghi chú, tái bút): - Đối với ngun tố mà số oxi hóa thay đổi phức tạp (thường Fe, N, ) cần quan tâm đến số oxi hóa trạng thái cuối - Trong phương pháp bảo tồn electron, xác định sai thiếu chất oxi hóa, chất khử phương pháp bảo tồn electron khơng ► Các ví dụ minh họa ◄ a Phản ứng oxi hóa khử giai đoạn Là phản ứng mà chất oxi hóa – khử tác dụng với kết thúc phản ứng Do đặc điểm nên việc xác định chất khử, chất oxi hóa thay đổi số oxi hóa nhìn chung dễ dàng Vì nhận định dạng tập đơn giản (trừ trường hợp phản ứng tạo muối amoni nitrat) Ví dụ 1: Cho m gam bột Fe phản ứng hết với x mol Cl2, m gam bột Fe phản ứng vừa hết với dung dịch chứa y mol HCl Tính tỉ lệ y : x A : B : C : D : (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2011 – 2012) Hướng dẫn giải ● Cách : Tính tốn theo phương trình phản ứng Phương trình phản ứng : Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) mol 0,5y y 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (2) 2x x mol Vì khối lượng Fe tham gia hai phản ứng nên số mol Fe tham gia hai phản ứng Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Từ giả thiết (1), (2), ta có : 2x y 0,5y x ● Cách : Sử dụng phương pháp bảo tồn electron Hướng : Viết đầy đủ q trình oxi hóa – khử, từ áp dụng bảo tồn electron để suy kết Phản ứng Q trình oxi hóa Q trình khử 2 1 Fe + HCl FeCl2 + H2 (1) H + 2e H2 Fe Fe + 2e mol: y y mol: a 2a 1 Fe + Cl2 FeCl3 (2) Cl + 2e Cl Fe Fe + 3e mol: a 3a mol: x 2x Gọi số mol Fe tham gia hai phản ứng a mol Căn vào q trình oxi hóa – khử phản ứng (1), (2) áp dụng bảo tồn electron, ta có: ở (1) : 2a y y y 2x x ở (2) : 3a 2x Hướng : Nhẩm nhanh số electron nhường nhận q trình oxi hóa – khử, từ áp dụng bảo tồn electron để suy kết 2 1 Trong phản ứng Fe với HCl (1), Fe bị oxi hóa lên Fe , H bị khử xuống H Suy : ngun tử Fe nhường electron, nên số mol electron Fe nhường lần số mol 1 1 ( 2n Fe ); ion H nhận vào electron, nên số mol electron H nhận số mol ( n H ) 3 1 Trong phản ứng Fe với Cl2 (2), Fe bị oxi hóa lên Fe , Cl bị khử xuống Cl Suy : ngun tử Fe nhường electron, nên số mol electron Fe nhường lần số mol ( 3n Fe ); phân tử Cl2 nhận vào electron, nên số mol electron Cl2 nhận lần số mol ( 2nCl2 ) Ta có : 2n Fe n H bảo nH (HCl) nH (HCl) toàn electron cho (1) y 2n Cl2 nCl2 x Fe 2n Cl 3n bảo toàn electron cho (2) PS : Việc nhẩm nhanh số mol electron trao đổi dễ dàng giúp cho việc tính tốn diễn nhanh so với việc phải viết rõ q trình oxi hóa – khử Nó đặc biệt tỏ có hiệu tập có nhiều phản ứng oxi hóa – khử (xem thêm ví dụ 6) Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Ví dụ 2: Cho m gam bột sắt vào dung dịch hỗn hợp gồm 0,15 mol CuSO4 0,2 mol HCl Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu 0,725m gam hỗn hợp kim loại Giá trị m : A 16,0 B 18,0 C 16,8 D 11,2 (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2012) Hướng dẫn giải 2+ + Chất khử Fe, chất oxi hóa Cu , H Sau phản ứng, thu hỗn hợp kim loại chứng tỏ Fe dư, nên Cu2+ H+ phản ứng hết Sơ đồ phản ứng : Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (1) + 2+ Fe + H Fe + H2 (2) Áp dụng bảo tồn electron (với cách thức nhẩm số mol electron trao đổi trên), ta có : 2n Fe phản ứng 2n Cu2 n H n Fe phản ứng 0,25 mol Khối lượng chất rắn sau phản ứng : m chất rắn m Fe dư m Cu tạo thành (m 0,25.56) 0,15.64 0,725m m 16 gam Ví dụ 3: Hòa tan 25 gam hỗn hợp X gồm FeSO4 Fe2(SO4)3 vào nước, thu 150 ml dung dịch Y Thêm H2SO4 (dư) vào 20 ml dung dịch Y chuẩn độ tồn dung dịch dung dịch KMnO4 0,1M dùng hết 30 ml dung dịch chuẩn Phần trăm khối lượng FeSO4 hỗn hợp X là: A.13,68% B 68,4% C 9,12% D 31,6% (Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2011) Hướng dẫn giải Bản chất phản ứng chuẩn độ dung dịch Y dung dịch KMnO4 nhằm xác định nồng độ mol/lít ion Fe2+ : 7 Fe2+ + Mn O + H+ Fe3+ + Mn2+ + H2O 7 2 Chất khử Fe FeSO4, chất oxi hóa Mn KMnO4 Áp dụng bảo tồn electron, ta có : nFeSO 5n KMnO 5.0,1.0,03 0,015 mol 4 Phần trăm khối lượng FeSO4 hỗn hợp X : 0,015.152 %FeSO4 100% 68,4% 3,333 PS : Trong 150 ml dung dịch Y có 25 gam hỗn hợp FeSO4 Fe2(SO4)3 Suy : 20.25 3,333 gam hỗn hợp FeSO4 Fe2(SO4)3 Trong 20 ml dung dịch Y có 150 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Ví dụ 4: Cho 100 ml dung dịch AgNO3 2a mol/l vào 100 ml dung dịch Fe(NO3)2 a mol/l Sau phản ứng kết thúc thu 8,64 gam chất rắn dung dịch X Cho dung dịch HCl dư vào X thu m gam kết tủa Giá trị m : A 11,48 B 14,35 C 17,22 D 22,96 (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2012) Hướng dẫn giải Phản ứng dung dịch AgNO3 với dung dịch Fe(NO3)2 phản ứng oxi hóa - khử Ag+ Fe2+, chất rắn thu Ag, dung dịch X gồm Fe(NO3)3 AgNO3 dư Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag (1) Phản ứng dung dịch X với dung dịch HCl phản ứng trao đổi Ag+ dư Cl Ag+ + Cl Ta có : AgCl (2) 8, 64 nAg phản ứng n Ag 108 0,08 0,1a 0,08 a 0,8 n n Fe2 0,1a Ag phả n ứ n g bảo toàn electron cho (1) nAgCl n Ag dư nAg ban đầu n Ag phản ứng 0,1a 0,08 m AgCl 11,48 gam 0,2a 0,1a Ví dụ 5: Cho 2,8 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch gồm AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,5M; phản ứng xảy hồn tồn thu m gam chất rắn X Giá trị m : A 4,72 B 4,08 C 4,48 D 3,20 (Đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2012) Ta thấy : nAg n Fe n Ag n Cu2 0,05 0,02 0,02 Hướng dẫn giải Ag+ Fe phản ứng hết, Cu2+ dư, muối sắt tạo thành 0,1 Fe(NO3)2 Chất rắn Ag Cu Theo bảo tồn electron, ta có : n Fe n Ag n Cu2 phản ứng n Cu2 phản ứng 0,04 m chất rắn m Ag m Cu 4,72 gam 0,05 0,04.64 0,02.108 0,02 ? PS : Tại n Ag 2n Fe n A g 2nCu 2 suy Ag+ Fe phản ứng hết, Cu2+ dư ? Trả lời : Ta thấy n Ag mol electron mà Ag+ nhận để tạo Ag, 2nCu 2 số mol electron mà Cu2+ nhận để chuyển thành Cu, 2n Fe số mol electron mà Fe nhường phản ứng Nên n Ag 2n Fe chứng tỏ Ag+ phản ứng hết; 2n Fe n Ag 2nCu 2 chứng tỏ Fe phản ứng hết muối dư Vì Ag+ phản ứng hết nên có Cu2+ dư Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Ví dụ 6: Cho hỗn hợp X dạng bột gồm Al, Fe, Cu Hòa tan 23,4 gam X vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu 0,675 mol SO2 (là sản phẩm khử nhất) Cho 23,4 gam X vào bình chứa 850 ml dung dịch H2SO4 lỗng 1M (dư) sau phản ứng hồn tồn thu khí Y, dẫn tồn khí Y vào ống đựng bột CuO đun nóng, thấy khối lượng chất rắn ống giảm 7,2 gam so với ban đầu Số mol Al, Fe, Cu hỗn hợp X : A 0,15; 0,2; 0,2 B 0,2; 0,2; 0,15 C 0,2; 0,15; 0,15 D 0,15; 0,15; 0,15 Hướng dẫn giải 6 Phản ứng X với H2SO4 đặc (1), chất khử Al, Fe, Cu; chất oxi hóa S H2SO4 đặc ; sản phẩm khử SO2 1 Phản ứng X với H2SO4 lỗng (2), chất khử Fe, Al; chất oxi hóa H H2SO4 lỗng ; sản phẩm khử H2 Phản ứng H2 với CuO (3), chất khử H2, chất oxi hóa CuO Ở (3) khối lượng chất rắn giảm khối lượng O oxit CuO bị tách để chuyển vào nước (CuO + H2 Cu + H2O) Suy : n CuO (phản ứng) n O 7,2 0,45 mol 16 Ta có : (4) (5) (6) (7) 27n Al 56n Fe 64n Cu 23,4 khối lượng hỗn hợp Al, Fe, Cu 3n Al 3n Fe 2n Cu 2n SO2 2.0,675 bảo toàn electron cho (1) 3n Al 2n Fe 2n H2 bảo toàn electron cho (2) 27n Al 56n Fe 64n Cu 23,4 3n Al 3n Fe 2n Cu 1,35 3n 2n 0,9 Fe Al 2n H2 2n CuO 2.0,45 bảo toàn electron cho (3) Thay (7) vào (6), ta hệ phương trình ẩn n Al , n Fe , n Cu Giải hệ phương trình ta kết n Al 0,2; n Fe 0,15; n Cu 0,15 PS : Việc biểu diễn trực tiếp số mol chất ẩn số hệ phương trình bước đầu gây khó khăn hầu hết em học sinh tham khảo sách này, em thường quen biểu diễn số mol chất theo ẩn x, y, z, Vậy tơi lựa chọn cách biểu diễn này, có hai lý : + Thứ : Chúng ta muốn tăng tốc độ tính tốn điều quan trọng phải nhẩm nhanh số electron trao đổi, việc biểu diễn trực tiếp số mol chất nhằm mục đích Ví dụ để thiết lập biểu thức bảo tồn electron cho phản ứng (1), ta làm sau : Viết biểu thức với bên tổng số mol chất khử, bên số mol sản phẩm khử : n Al n Fe nCu nSO2 Sau nhẩm nhanh hệ số ẩn : Al Fe nhường electron nên hệ số mol Al Fe 3, Cu nhường 6 electron nên hệ số mol Cu 2, để tạo SO2 S nhận vào electron để tạo 4 S (SO2 ) nên hệ số mol SO2 Như biểu thức bảo tồn electron : 3n A l 3n Fe nCu 2nSO2 + Thứ : Việc biểu diễn trực tiếp số mol chất ẩn số rõ ràng trực quan (dễ nhìn hơn) so với việc biểu diễn dạng ẩn x, y, z, có điều em chưa quen mà thơi Thầy tin em nhanh chóng quen với cách biểu diễn Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm 14 gam Fe 5,4 gam Al Cho X tác dụng với dung dịch HNO3, khí N2 (sản phẩm khử nhất) Thể tích dung dịch HNO3 2M tối thiểu cần dùng để hòa tan hồn tồn hỗn hợp X là: A 720 ml B 840 ml C 660 ml D 780 ml Hướng dẫn giải Thể tích HNO3 tối thiểu cần dùng để hòa tan hết hỗn hợp kim loại X muối sắt tạo thành muối Fe(II) Vì tạo thành muối Fe(III) lượng electron nhường nhiều nên số mol electron nhận nhiều hơn, tức HNO3 cần dùng nhiều Áp dụng bảo tồn electron, ta có : nelectron trao đổi 10n N2 n Fe 3n Al 1,1 n N2 0,11 mol 0,25 0,2 Theo bảo tồn ngun tố N, ta có : n HNO3 n NO tạo muối n N sản phẩm khử n electron trao đổi n N n HNO3 1,1 0,11.2 1,32 mol VHNO3 Ở đây, n N N2 1,32 0,66 lít 660 ml mol N ngun tử phân tử N2 N2 Ví dụ 8: Cho m gam hỗn hợp Fe Cu có tỉ lệ số mol 1:1 tác dụng với lượng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3 1M Khi phản ứng kết thúc thu dung dịch A (khơng chứa muối amoni), m gam chất rắn Giá trị 13,44 lít hỗn hợp khí NO NO2 (đktc) có tỉ khối so với hiđro 19 15 m V : A 60 1,8 B 48 1,8 C 48 1,2 D 72 1,2 Hướng dẫn giải nNO n NO 0,6 n NO 0,3 Theo giả thiết, ta có : 30nNO 46n NO2 19.2 n NO2 0,3 n n NO NO2 Khối lượng chất rắn lại nhỏ khối lượng Cu, chứng tỏ Cu phản ứng phần Fe phản ứng hết (vì Fe có tính khử mạnh Cu) Chất rắn Cu dư Do Cu dư nên dung dịch A có chứa Fe(NO3)2 Cu(NO3)2 Theo giả thiết bảo tồn electron, ta có : m n Fe n Cu 120 m m 4m ) 1,2 m 48 gam 2.( 120 120 15.64 Fe 2n Cu (phản ứng) 3n NO n NO2 2n bảo toàn electron Theo bảo tồn electron bảo tồn ngun tố N, ta có : nNO3 (tạo muối ) n electron trao đổi 3n NO n NO2 nHNO3 n NO3 (tạo muối ) n N (NO2 , NO) bảo toàn nguyên tố N n HNO3 (3n NO nNO2 ) (n NO n NO2 ) 1,8 mol V 1,8 lít 10 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Câu 37*: Hỗn hợp A gồm Al đơn chất X - Cho 8,6 gam A tác dụng với dung dịch HCl dư thu 6,72 lít khí - Nung 17,2 gam A khơng khí thu 20,4 gam chất rắn - Cho 17,2 gam A tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng vừa đủ thu V lít SO2 (đktc) Giá trị V : A 21,28 B 20,16 C 26,88 D 32,256 Câu 38*: Cho hỗn hợp gồm (0,02 mol Cu2S; 0,01 mol Fe3C; x mol FeS2) tác dụng với dung dịch HNO3 vừa đủ, sau phản ứng thu dung dịch chứa muối sunfat V lít hỗn hợp khí (đktc) Biết NO2 sản phẩm khử Vậy giá trị V : A 50,4 lít B 47,712 lít C 51,296 lít D 51,072 lít Câu 39: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M H2SO4 0,25M Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m V A 17,8 4,48 B 17,8 2,24 C 10,8 4,48 D 10,8 2,24 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2009) Câu 40: Một hỗn hợp bột gồm kim loại Mg R (R có hóa trị nhất) chia thành phần - Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu 1,68 lít N2O (sản phẩm khử đktc) - Phần 2: Hòa tan 400 ml dung dịch HNO3 0,7M thu V lít khí khơng màu hóa nâu khơng khí (sản phẩm khử đktc) Giá trị V A 2,24 B 1,568 C 1,68 D 4,48 Câu 41*: Hỗn hợp A gồm 0,04 mol Al 0,06 mol Mg Nếu đem hỗn hợp hòa tan hồn tồn dung dịch HNO3 thu 0,03 mol sản phẩm X khử N+5 Nếu đem hỗn hợp hòa tan hồn tồn dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 0,03 mol sản phẩm Y khử S+6 Tổng khối lượng phân tử X Y A 114 B 78 114 C 78 D 78 94 Câu 42: Cho hỗn hợp A gồm 0,200 mol Al, 0,350 mol Fe phản ứng hết với V lít dung dịch HNO3 1M, thu dung dịch B, hỗn hợp G gồm 0,050 mol N2O 0,040 mol N2 2,800 gam kim loại Giá trị V : A 1,200 B 1,480 C 1,605 D 1,855 Câu 43: Cho 4,48 gam Fe phản ứng với dung dịch chứa 19,6 gam H2SO4 đặc nóng thu dung dịch X SO2 (sản phẩm khử đktc) Số gam muối chứa dung dịch X A 22,08 B 12,16 C 32 D 14,08 (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chun – Đại học Sư Phạm Hà Nội, năm học 2011 – 2012) Câu 44: Cho m gam hỗn hợp A gồm Mg, Fe, Al vào dung dịch HCl dư, sau kim loại tan hết thu 6,72 lít khí (đktc) Nếu hòa tan m gam hỗn hợp A lượng tối thiểu dung dịch HNO3 1M tạo khí NO (sản phẩm khử đktc) dùng hết V ml dung dịch HNO3 1M Tìm V A 800 B 700 C 900 D 750 (Đề thi thử Đại học lần trường THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ năm 2009) Câu 45: Cho hỗn hợp gồm gam Fe gam Cu tác dụng với dung dịch HNO3 thu dung dịch X 0,448 lít NO (sản phẩm khử đktc) Cơ cạn dung dịch X thu gam muối khan? A 5,4 B 2,6 C 4,8 D 6,4 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 29 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Câu 46: Cho hỗn hợp A chứa 0,15 mol Cu 0,15 mol Fe tác dụng vừa đủ với HNO3 lỗng thu sản phẩm khử 0,2 mol khí khơng màu hóa nâu khơng khí Khối lượng muối khan thu sau cạn dung dịch sau phản ứng là? A 64,5 gam B 55,2 gam C 45,8 gam D 38,6 gam Câu 47: Cho m gam Fe tan hết dung dịch HNO3 thu 6,72 lít NO (sản phẩm khử đktc) dung dịch X Số mol Fe phản ứng 32,5% số mol HNO3 phản ứng Giá trị m khối lượng muối khan thu sau cạn dung dịch X A 20,48 29,04 B 21,84 29,04 C 29,04 21,84 D 21,84 77,64 Câu 48*: Lấy 19,2 gam Cu m gam Fe(NO3)2 cho vào lít dung dịch H2SO4 lỗng aM khuấy thấy tạo sản phẩm khử NO dung dịch X chứa muối Xác định m a ? A 18 gam 0,2 M B 18 gam 0,2M 21,6 gam 0,24M C 21,6 gam 0,24M D 18 gam 0,24M 27 gam 0,28M Câu 49: Cho x mol Al y mol Zn vào dung dịch chứa z mol muối Fe2+ t mol muối Cu2+ Biết 2t 3x , phản ứng xảy hồn tồn Tìm điều kiện y theo x, t, z để dung dịch sau phản ứng chứa muối A 2y 2t 2z 3x B 2y 2t 2z 3x C 2y 2t 2z 3x D 2y 2t 2z 3x Câu 50: Cho a mol Al vào dung dịch chứa b mol Fe2+ c mol Cu2+ Kết thúc phản ứng thu dung dịch chứa loại ion kim loại Kết luận sau đúng? A 2c 2( b c ) 2b 2( b c ) 2b 2( b c ) 2c 2( b c ) B C D a a a a 3 3 3 3 (Đề thi thử Đại học lần – Trường THPT Quỳnh Lưu – Nghệ An năm học2012 –2013) Câu 51*: Cho a gam bột Al vào dung dịch chứa 0,1 mol AgNO3 ; 0,15 mol Cu(NO3)2 0,2 mol Fe(NO3)3 thu dung dịch X kết tủa Y Hãy lựa chọn giá trị a để kết tủa Y thu chứa kim loại A a 3,6 gam B 2,7 gam < a < 5,4 gam C 3,6 gam < a gam D 5,4 gam < a gam Câu 52: Nhiệt phân 50,56 gam KMnO4 sau thời gian thu 46,72 gam chất rắn Cho tồn lượng khí sinh phản ứng hết với hỗn hợp X gồm Mg, Fe thu hỗn hợp Y nặng 13,04 gam Hòa tan hồn tồn hỗn hợp Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu 1,344 lít SO2 (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng Mg X A 52,17% B 46,15% C 28,15% D 39,13% Câu 53: Cho m gam Fe vào dung dịch chứa đồng thời H2SO4 HNO3 thu dung dịch X 4,48 lít NO (duy nhất) Thêm tiếp H2SO4 vào X lại thu thêm 1,792 lít khí NO dung dịch Y Dung dịch Y hồ tan vừa hết 8,32 gam Cu khơng có khí bay (các khí đo đktc) Khối lượng Fe cho vào : A 11,2 gam B 16,24 gam C 16,8 gam D 9,6 gam Câu 54: Cho 2,8 gam Fe tác dụng hồn tồn với V lít dung dịch HNO3 0,5M thu dung dịch X NO (sản phẩm khử đktc) Dung dịch X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,03 mol AgNO3 Tìm V A 0,32 B 10,08 C 6,72 D 0,25 Câu 55: Hòa tan hồn tồn 5,6 gam Fe vào 500 ml dung dịch HNO3 thu 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử đktc) Dung dịch thu hòa tan tối đa 5,12 gam Cu Nồng độ mol/l dung dịch HNO3 ban đầu A 1,226 B 0,69 C 0,96 D 0,8 (Đề thi thử Đại học lần trường THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ năm học 2013) 30 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Câu 56: Sau đun nóng 23,7 gam KMnO4 thu 22,74 gam hỗn hợp chất rắn Cho hỗn hợp chất rắn tác dụng hồn tồn với dung dịch axit HCl 36,5% (d = 1,18 g/ml) đun nóng Thể tích khí Cl2 thu (đktc) : A 2,24 B 4,48 C 7,056 D 3,36 Câu 57: Cho m gam hỗn hợp Cu Fe2O3 dung dịch H2SO4 lỗng dư thu dung dịch X 0,328m gam chất rắn khơng tan Dung dịch X làm màu vừa hết 48 ml dung dịch KMnO4 1M m có giá trị : A 40 gam B 43,2 gam C 56 gam D 27,208 gam Câu 58: Nung nóng m gam bột Fe với S bình kín khơng có khơng khí, sau thời gian thu 12,8 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeS, FeS2 , S Hồ tan hồn tồn X dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu 10,08 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất) Giá trị m : A 5,6 B 8,4 C 11,2 D 2,8 Câu 59*: Cho 8,3 gam hỗn hợp Al, Fe vào 600 ml dung dịch HCl 1M, thu dung dịch X thu 5,6 lít khí (đktc) Cho dung dịch X tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch KMnO4 x mol/lít H2SO4 Giá trị x : A 0,28M B 0,24M C 0,48M D 0,04M Câu 60: Nung nóng m gam hỗn hợp Al Fe2O3 (trong mơi trường khơng có khơng khí) đến phản ứng xảy hồn tồn, thu hỗn hợp rắn Y Chia Y thành hai phần : - Phần tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng (dư), sinh 3,08 lít khí H2 (ở đktc); - Phần tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sinh 0,84 lít khí H2 (ở đktc) Giá trị m : A 22,75 B 29,4 C 29,43 D 21,40 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008) Câu 61: Thổi khí CO qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng Sau phản ứng thu m1 gam chất rắn Y gồm chất Hồ tan hết chất rắn Y dung dịch HNO3 dư thu 0,448 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đo điều kiện chuẩn) dung dịch Z Cơ cạn dung dịch Z thu (m1 + 16,68) gam muối khan Giá trị m : A 8,0 gam B 16,0 gam C 12,0 gam D gam Câu 62: Có hỗn hợp X gồm nhơm oxit sắt Nung nóng hỗn hợp X điều kiện khơng có khơng khí đến phản ứng xảy hồn tồn, thu 96,6 gam chất rắn Y Hồ tan 96,6 gam chất rắn Y NaOH dư thu 6,72 lít khí (đktc) lại phần khơng tan A Hồ tan hồn tồn A H2SO4 đặc nóng 30,24 lít (đktc) khí B Cơng thức sắt oxit : A Fe2O3 B Fe3O4 C FeO D FeO Fe3O4 Câu 63: Khử hồn tồn m gam oxit MxOy cần vừa đủ 17,92 lít khí CO (đktc), thu a gam kim loại M Hòa tan hết a gam M dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu 20,16 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Oxit MxOy A Cr2O3 B FeO C Fe3O4 D CrO (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010) Câu 64: Điện phân (điện cực Pt) 200 ml dung dịch chứa AgNO3 0,2M Cu(NO3)2 0,3M với dòng điện có cường độ 9,65 A 10 phút Khối lượng kim loại bám lên catot A 8,16 gam B 4,96 gam C 4,32 gam D 5,6 gam Câu 65: Điện phân (điện cực trơ) 100 ml dung dịch CuSO4 0,2M AgNO3 0,1M với cường độ dòng điện I = 3,86 A Tính thời gian điện phân để thu 1,72 gam kim loại bám vào catot A 500 giây B 1000 giây C 250 giây D 750 giây Câu 66: Dung dịch X có a mol AgNO3, b mol Cu(NO3)2 Điện phân dung dịch (với điện cực trơ) đến khí hai điện cực V lít (đktc) Giá trị V theo a, b (hiệu suất điện phân 100%) A 11,2(2a + b) B 22,4(a + 2b) C 11,2(a + 2b) D 22,4(2a + b) Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 31 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Câu 67: Hòa tan m gam CuSO4 vào H2O thu dung dịch X Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, nhận thấy: Sau t giây thu 0,014 mol khí anot, chưa có khí catot Sau 2t giây thu 0,048 mol khí hai điện cực Giá trị m A 5,76 B 6,4 C 4,8 D 7,2 Câu 68: Điện phân lít dung dịch hỗn hợp gồm NaCl CuSO4 đến H2O bị điện phân hai cực dừng lại, catot thu 1,28 gam kim loại anot thu 0,336 lít khí (đktc) Coi thể tích dung dịch khơng đổi pH dung dịch thu : A B C 12 D 13 Câu 69: Tiến hành điện phân 500 ml dung dịch Cu(NO3)2 0,1M (điện cực trơ) với cường độ dòng điện 19,3A, sau thời gian 400 giây ngắt dòng điện để n bình điện phân để phản ứng xảy hồn tồn (tạo khí NO sản phẩm khử nhất) thu dung dịch X Khối lượng dung dịch X giảm gam so với dung dịch ban đầu? A 1,88 B 1,28 C 3,8 D 1,24 Câu 70: Khi chuẩn độ 25,0 gam huyết tương máu người lái xe có uống rượu, cần dùng 20 ml dung dịch K2 Cr2 O7 0,010M Xác định % khối lượng C2 H5 OH có máu người lái xe Cho biết phương trình phản ứng : C2 H5 OH + K2 Cr2 O7 + H2 SO4 CH3 COOH + K2SO4 + Cr2 (SO4)3 + H2 O A 0,0552% B 0,046% C 0,092% D 0,138% 32 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Phân tích hướng dẫn giải 1A 2C 3B 4B 5A 6B 11B 12D 13C 14D 15B 16D 21A 22C 23C 24B 25A 26C 31B 32A 33B 34A 35D 36C 41B 42B 43D 44A 45A 46B 51D 52D 53B 54A 55C 56C 61A 62B 63C 64B 65D 66C Câu 1: Hỗn hợp X gồm oxit sắt (FexOy) sắt dư Sơ đồ phản ứng : 7A 17A 27D 37D 47D 57A 67A 8B 18B 28C 38C 48B 58C 68B 9D 19D 29C 39B 49A 59A 69A 10C 20D 30A 40B 50A 60A 70A 2 5 2 Fex O y dd H N O3 3 Fe(NO3 )3 N O Fe (X) Fe 0 O2 gam Dựa vào thay đổi số oxi hóa ta thấy : Chất khử Fe; chất oxi hóa O2 HNO3; sản phẩm khử HNO3 NO Sau phản ứng, số oxi hóa Fe +3, O -2, N +2 Theo bảo tồn khối lượng bảo tồn electron, ta có : mX 56n Fe 32nO2 56n Fe 32nO2 nFe 0,045 bảo toàn khối lượng 3n 4n O2 3n NO n 0,015 Fe 3n Fe 4nO2 0,075 O2 0,025 nelectron nhường nelectron nhận Vậy khối lượng sắt : m Fe 0,045.56 2,52 gam Câu 2: Theo giả thiết, ta có : 56n Fe 64n Cu 12 n Fe n Cu 0,1 mol n Fe n Cu 5 Trong phản ứng Fe, Cu với dung dịch HNO3, chất khử Fe, Cu; chất oxi hóa N HNO3; sản phẩm khử NO, NO2 0 3 2 5 2 4 Bản chất phản ứng : Fe, Cu bị oxi hóa lên Fe , Cu ; N bị khử N NO N NO2 Theo giả thiết bảo tồn electron, ta có : 30n NO 46n NO2 19.2 8n 8n M(NO, NO2 ) NO2 NO n NO n NO2 n 3n NO n NO2 0,5 Fe n Cu 3n NO n NO2 0,1 0,1 n NO n NO2 0,125mol V(NO, NO2 ) 0,125.2.22,4 5,6 lít Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 33 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Câu 3: Theo giả thiết bảo tồn khối lượng, ta có : 11,2 nCl2 nO2 22,4 0,5 n Cl n O2 0,5 nCl 0,24 42,34 Cl 32n O2 16,98 71n 71nCl2 32nO2 25,36 nO2 0,26 m m ( Al, Mg ) (oxit, muố i ) m O2 mCl2 Trong phản ứng Mg, Al với Cl2, O2, chất khử Mg, Al; chất oxi hóa Cl2 O2 Sơ đồ phản ứng : o t (Mg, Al) + (O2, Cl2) (MgO, MgCl2, Al2O3, AlCl3) 0 3 2 0 2 1 Bản chất phản ứng : Al, Mg bị oxi hóa lên Al, Mg ; O2 , Cl2 bị khử xuống O, Cl Theo giả thiết bảo tồn electron, ta có : 0,55.24 27n Al 24n Mg 16,98 100% 77,74% n Al 0,14 %Mg 16,98 3n Al 2n Mg n Cl2 n O2 n Mg 0,55 0,24 0,26 %Al (100 77,74)% 22,26% Câu 4: Ta có : (1) n O2 n Cl2 0,25 O2 71n Cl2 7,2 23 (2) 32n n O 0,05 bảo toàn khối lượng n n Cl2 0,2 7,2 4n O2 2n Cl2 (3) M 24 (Mg) n M M 12 bảo toàn electron n PS : Giải phương trình (1), (2) tìm số mol Cl2, O2; thay số mol Cl2, O2 tìm vào phương trình (3), giải phương trình (3) tìm biểu thức liên quan M n Câu 5: Xét q trình khử chất 2Cl+1 + 2e Cl2 - CaOCl2: 1 +7 - KMnO4 : Mn + 5e Mn+2 +6 - K2Cr2O7: Cr + 3e Cr+3 ( n Cr6 2n K2Cr2O7 mol) +4 - MnO2 Mn + 2e Mn+2 Xét q trình oxi hóa: Cl Cl2 + 2e Theo bảo tồn electron: số mol electron Cr+6 nhận nhiều nên Cl nhường electron nhiều để tạo Cl2 nhiều 34 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Câu 6: Sơ đồ phản ứng : 2 7 2 Mn SO4 dd H SO4 loãng dd K Mn O Fe Fe SO4 3 Fe 2(SO4 )3 , K SO4 H SO4 Căn vào thay đổi số oxi hóa ta thấy : Trong phản ứng X với dung dịch KMnO4, chất 7 2 khử Fe FeSO4, chất oxi hóa Mn KMnO4 Sau phản ứng, số oxi hóa Fe +3, Mn +2 n Fe n Fe2 0,1 0,02 Ta có : n 2 5n KMnO n KMnO 0,02 V dd KMnO 0,04 lít 40 ml 4 Fe 0,5 n electron nhường nelectron nhận Câu 7: Gọi n số electron mà kim loại M nhường phản ứng Ta có : x M NxOy 22.2 44 14x 16y 44 N x O y N O y n.nM 8n N2O nelectron nhường n electron n 3,02n M 0,042.8 9 M n M 27 (Al) nhận Câu 8: Nếu dung dịch H2SO4 dung dịch axit lỗng khí giải phóng H2 phản ứng Fe với H2SO4 diễn theo tỉ lệ mol : 1, H2SO4 dư : Trái với giả thiết (loại) Vậy H2SO4 tham gia phản ứng axit đặc khí giải phóng SO2 (do Fe có tính khử trung bình) Ta có : n electron nhường (max) 3n Fe 3x n electron nhận (max) n H n H2SO4 y x 3x mol electron nhường > mol electron nhận nên sắt khơng thể nhường 3x y y mol electron mà nhường y mol electron Vì PS : Tại phản ứng n electron nhận n H ? Vì : 4H SO 42 2e SO2 2H O Câu 9: Khí SO2 tác dụng với dung dịch NaOH xảy khả : - Tạo muối NaHSO3 (1) - Tạo muối Na2SO3 (2) - Tạo muối NaHSO3 Na2SO3 (3) - Tạo muối Na2SO3 dư NaOH (4) Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 35 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Ta có : 104n NaHSO3 126n Na2SO3 18,9 n NaHSO3 n SO2 n NaHSO3 n Na2SO3 0,15 n NaOH n NaHSO3 2n Na2SO3 0,3 n 0,15 Na2SO3 bảo toàn nguyên tố S bảo toàn nguyên tố Na Gọi n hóa trị kim loại M Áp dụng bảo tồn electron, ta có : n 9, n 2.0,15 M 32n M M 64 Vậy kim loại M Cu n.n M 2.n SO2 PS : Khi ta sử dụng hệ phương trình xét ba trường hợp (1), (2), (3) : Nếu n NaHSO nNa SO xảy trường hợp (1); Nếu nNaHSO xảy trường hợp (2); Nếu 3 n Na2SO3 xảy trường hợp (3) Còn số mol hai muối nhỏ xảy trường hợp (4) Câu 10 : 4 mol n Al2 (SO4 )3 mol n SO 2 tạo muối 0,4 mol 15 30 30 nSO 2 tạo sản phẩm khử n X n H2SO4 nSO 2 tạo muối 0,1 mol 4 n Al 0,5 0,4 +6 Gọi n số electron mà S nhận vào để tạo sản phẩm khử X Áp dụng bảo tồn electron ta có : 3.n Al n.n X 7,2 0,1n n S6 8e S2 27 Vậy X H2S Câu 11: Sơ đồ phản ứng : 4 N O2 Al Cu 5 H N O3 X 3 Al(NO )3 dd NH3 dư Al(OH)3 2 Cu(NO3 )2 Trong phản ứng Al, Cu với HNO3, chất khử Al, Cu; chất oxi hóa HNO3; sản phẩm khử NO2 Theo giả thiết bảo tồn electron, ta có : 27n Al 64n Cu 1,23 27n Al 64n Cu 1,23 n Al 0,01 1,344 3n Al 2n Cu n NO2 3n Al 2n Cu 22,4 0,06 n Cu 0,015 36 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 0,015.64 100% 78,05% %m Cu 1,23 Suy : n Al(OH) n Al 0,01;m Al(OH ) 0,78 gam 3 PS : Các muối Cu2+, Zn2+, Ni2+, Ag+ tạo phức tan dung dịch NH3 dư Câu 12: Hỗn hợp Y gồm hai khí khơng màu, có khí hóa nâu khơng khí Suy Y có NO lại hai khí N2 N2O MY NO (M 30) 5,18 37 Y : 0,14 N2 O (M 44) Dung dịch sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng, khơng có khí mùi khai chứng tỏ phản ứng Al, Mg khơng tạo NH4NO3 Theo giả thiết bảo tồn electron, ta có : (1) n NO n N2O 0,14 n NO 0,07 (2) 30n NO 44n N2O 5,18 0,042.27 n N2 O 0,07 %m Al 100% 12,8% 27n Al 24n Mg 8,862 (3) 8,862 n Al 0,042 3n n Mg 0,322 Al 2n Mg 3n NO 8n N2 O (4) bảo toàn electron PS : Giải phương trình (1), (2) tìm số mol NO, N2O; thay số mol NO, N2O tìm vào phương trình (4), giải phương trình (3), (4) tìm số mol Al, Mg Câu 13: 5 Gọi a số electron N phân tử HNO3 nhận vào để sinh khí NxOy Ta có : Fe3 O a.n N x O y n 0,06 0,02 a 3; N O : NO bảo toàn electron x y n Fe(NO3 )3 0,18 n Fe(NO3 )3 3n Fe3O4 bảo toàn nguyên tố Fe n NO 0,56 Fe(NO3 )3 n HNO3 3n 0,02 n n n HNO3 3.0,18 N N muối nitrat sản phẩm khử bảo toàn nguyên tố N m HNO3 0,56.63 35,28 gam Câu 14: Để đơn giản cho việc tính tốn, ta coi X gồm Fe O Sơ đồ phản ứng : 5 3 2 2 Fe dd H N O Fe(NO ) N O H O 0 3 O Theo giả thiết : n HNO3 ban đầu 0,4.3 1,2 n HNO3 phản ứng với X n HNO3 ban đầu n HNO3 dư 1,1 mol n HNO3 dư n NaOH 0,1 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 37 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Trong phản ứng X với HNO3, ta có : (1) 56n Fe 16n O 19,2 3n 2n 3n (2) Fe O NO n Fe 0,3 bảo toàn electron n HNO3 3n Fe(NO3 )3 n NO 1,1 (3) n O 0,15 VNO 0,2.22,4 4,48 lít n 0,2 bảo toàn nguyên tố N NO n n (4) Fe(NO3 )3 Fe bảo toàn electron PS : Thay (4) vào (3) ta hệ phương trình ẩn n Fe , nO , n N Giải hệ tính số mol Fe, O NO Câu 15: Theo giả thiết, ta có : n N2O n N2 0,06 n N O 0,03 44n N2O 28n N2 18.2 n N2O 0,03 n n N O N 2 Giả sử phản ứng tạo muối NH4NO3, ta có : 12, 42 nAl 27 0,46 nNH4NO3 0,105 mol 3n 8n 10 n 8n Al N O N NH NO 2 0,46 0,03 0,03 ? m muối m Al(NO3 )3 m NH 4NO3 0,46.213 0,105.80 106,38 gam Câu 16: Theo giả thiết suy : Kim loại phản ứng với HNO3 tạo sản phẩm khử muối amoni, ta có : m chất rắn m muối ntrat kim loại m NH 4NO3 (m kim loại m NO tạo muối ) m NH 4NO3 (m kim loại 62.n electron trao đổi ) 17, 765 5,525 62.n electron trao đổi n HNO3 n N muối nitrat kim loại nN n electron trao đổi n electron trao đổi 80 80 n electron trao đổi 0,17 mol 0,17 muối amoninitrat 0,17 0,2125 mol Câu 17: Theo giả thiết : n Ag n Ag 0,005 n electron nhường (max) n Ag 2n Cu 0,045 mol (1) n Cu n 0,02 108n 64n 1,82 Cu Ag Cu n H n NO 0,09 1,5 H thiếu n electron nhận (max) n H 0,675 mol (2) 0,06 38 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Từ (1) (2) ta thấy kim loại phản ứng hết, H+ NO3 dư Ta có : 3n NO n Ag 2n Cu n NO 0,015 mol bảo toàn electron 2 o 4 2 5 o O2 O , H 2O N O2 H N O3 Sơ đồ chuyển hóa NO thành HNO3 : N O Vì 3n NO 4n O2 nên O2 dư, NO chuyển hết thành HNO3 Suy : n HNO3 n NO 0, 015 mol [HNO3 ] 0, 015 0,1M pH 0,15 Câu 18: Nhận xét : 3n NH 2nCuO CuO dư, NH phản ứng hết Sơ đồ phản ứng : N2 2 3 N H3 Cu O, t o 5 2 2 Cu H N O3 Cu(NO3 )2 N O CuO Căn vào sơ đồ phản ứng ta thấy : Chất khử NH3, chất oxi hóa HNO3 Ta có : 3n NH3 3n NO n NO 0,02 mol VNO 0,448 lít n electron nelectron nhường nhận Câu 19: Sơ đồ phản ứng : 3 3 7 3 3 2 H3 C C6 H C H K Mn O H 2SO HOO C C6 H C OOH Mn SO K SO H 2O Suy : Chất khử o-xilen, có hai ngun tử C thay đổi số oxi hóa từ -3 lên +3; chất oxi hóa KMnO4, số oxi hóa Mn thay đổi từ +7 +2 Ta có : n o xilen 0,1 n KMnO4 phản ứng 0,24 mol 5nKMnO4 phản ứng 12n o xilen n electron nhường nelectron nhận 0,288 n KMnO4 ban đầu 0,24 0,24.20% 0,288 mol Vdd KMnO4 0,576 lít 0,5 Câu 20: 1,26 0,01 mol 126 Sơ đồ phản ứng : n(COOH)2 2H2O 3 4 (C OOH)2 2H O + KMnO4 + H2SO4 C O2 + K2SO4 + MnSO4 + H2O Trong phản ứng trên, số oxi hóa C thay đổi từ +3 lên +4; số oxi hóa Mn thay đổi từ +7 +2 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 39 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Áp dụng bảo tồn electron, ta có : 0,004 2.n COOH 2H O 5.nKMnO4 nKMnO4 0,01 0,004 mol [KMnO ] 0,016M 2 0,25 Câu 21: Nếu chất rắn có Cu, m Cu(max) 0,2.64 12,8 gam 18,4 gam Suy 18,4 gam chất rắn có 12,8 gam Cu tạo thành 5,6 gam Fe dư (khơng thể có Mg dư, Mg dư Fe chưa phản ứng, khối lượng chất rắn thu lớn 18,4) Số mol Fe tham gia phản ứng 0,1 mol Bản chất phản ứng x mol Mg 0,1 mol Fe khử hết Fe3+ Fe2+ Cu2+ Cu Áp dụng định luật bảo tồn electron, ta có : 2n Mg 2n Fe (phản ứng) n Fe3 2n Cu2 nMg 0,3 mol Câu 22: 65.n M.n 19 Zn M 65.n Zn M.n M 19 n M 1,25 1,25n Zn nM (*) n Zn 2n Zn n.nM 0,9 2n n.n 2n 2n M Cl2 H2 Zn n Zn 0,1 Thử với n = 1; 2; vào (*) có n = thỏa mãn, : M.n M M 24 n 0,25 M Câu 23: Điện phân dung dịch AgNO3 (1) thu sản phẩm HNO3, Ag O2 Vậy dung dịch Y chứa HNO3 AgNO3 dư Cho Fe vào Y (2), sau phản ứng thu hỗn hợp kim loại chứng tỏ: Fe dư nên muối sắt tạo thành Fe(NO3)2; Y có AgNO3 dư chất Y phản ứng hết Ở (2), chất khử Fe, chất oxi hóa AgNO3, HNO3 Do khơng biết lượng NO sinh nên ta tính số electron mà HNO3 nhận theo H+ Ta có : nAgNO nHNO nAgNO ban đầu 0,15 3 bảo toàn nguyên tố N cho (1) nAgNO nHNO 0,15 n 3 2nFe (phản ứng) nAgNO3 nHNO3 0,0625 Fe (phản ứng) bảo toàn electron cho (2) 2nFe (phản ứng) nAgNO nHNO nAgNO 0,05 3 12,6 56nFe (phản ứng) 108nAg 14,5 108nAgNO3 56nFe (phản ứng) 1,9 nHNO3 0,1 khối lượng Fe dư n n Ag AgNO3 bảo toàn nguyên tố Ag cho (2) Ta có : n electron trao đổi 40 n electron trao đổi F n AgNO3 phản ứng F (0,15 0,05).96500 It t 3600s 1h F I I 2,68 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Câu 24: Để cho đơn giản, ta coi V lít khí H2 ứng với mol khí, suy 0,25V lít khí ứng với 0,25 mol khí Sơ đồ phản ứng : 2 dd H SO4 loãng Fe Fe SO4 H (2) 1 Fe H O dư 0 Al, Na 1 3 Na Al O2 H 1 Na OH Ta có : n Na n Na 0,8 n Al n 3n Al 1.2 n Al 0,4 Fe n Na bảo toàn electron cho (1) n 0,25 n Al Fe 2n 0,25.2 Fe bảo toàn electron cho (2) Câu 25: Phản ứng nhiệt nhơm xảy hồn tồn Hỗn hợp Z tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng H2, chứng tỏ Al dư Suy tồn Fe X bị khử thành Fe, O X chuyển hết vào Al2O3 3n Al dư 2nH 2.0,3 n Al dư 0,2 3n Al dư 3n Fe tạo thành 3nNO 3.0,85 n Fe tạo thành 0,65 n n n Al ban đầu Al dư 0,3 nAl2O3 sinh Al2O3 sinh n 0,9 3n Al2O3 sinh nO n O O X Al O3 sinh X m X m Fe m O 0,65.56 0,9.16 50,8 gam Câu 26: Cho X vào dung dịch H2SO4 dư xảy phản ứng : (1) Các oxit sắt phản ứng với axit tạo hỗn hợp muối Fe(II) Fe(III); (2) Fe phản ứng với axit tạo muối Fe(II) giải phóng H2; (3) Fe phản ứng với muối Fe(III) tạo Fe(II) Dung dịch Y có muối Fe(II), H+ dư và Fe(III) Khi cho Y tác dụng với NaNO3 (4) Fe(II) bị oxi hóa thành Fe(III) Ta có : 2n 2n H2 Fe Fe phản ứng với axit n 0,15 bảo toàn electron cho (2) FeFe phản ứng với axit VNO 1,12 lít nFe2 n Fe phản ứng với axit n Fe2 0,15 Y Y n 2 3nNO n NO 0,05 Fe bảo toàn electron cho (4) Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 41 Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Câu 27: Trong phản ứng Fe, Cu với dung dịch HNO3, ta có : 64n Cu 56nFe 6,08 n 0,06 Cu 2n Cu 3nFe 3nNO 3.0,08 n Fe 0,04 Bản chất phản ứng : Mg, Fe, Cu tác dụng với dung dịch HNO3 Mg có tính khử mạnh nên phản ứng trước, đến Fe (Fe bị oxi hóa lên Fe(II)) sau đến Cu Vì : 2n Mg 3 n NO 2n Mg 2n Fe 3 n NO Suy Mg phản ứng hết, Fe phản ứng phần, Cu chưa phản ứng Ta có : 2n Mg 2n Fe phản ứng 3 n NO n Fe phản ứng 0,03 mol m chất rắn m Cu m Fe dư 0,06.64 0,01.56 4,4 gam Câu 28: n H n NO 0, : H dư Tính mol electron nhận theo NO3 0, 08 nelectron nhường (max) 3n Fe 2n Cu 0,12 Cu, Fe phản ứng hết; H , NO3 dư nelectron nhận (max) 3n NO3 0,24 Suy : 3n NO phản ứng 2n Cu 3n Fe n NO phản ứng 0,04 mol 3 Dung dịch X có : Fe3 : 0, 02 mol; Cu2 : 0,03 mol 2 SO4 NO3 dư : 0,08 0,04 0,04 mol H dư : 0,4 4.0,04 0,24 mol n NaOH (min) để kết tủa lớn nOH (min) để kết tủa lớn n H 3n Fe3 2n Cu2 0,36 mol trung hòa điện tích VNaOH (min) để kết tủa lớn 360 ml Câu 29: Giả sử 2,4 gam kim loại có chứa Al Fe, suy dung dịch Z có AlCl3 Khi đó, Z khơng phản ứng với dung dịch KMnO4 Vậy 2,4 gam kim loại Fe, dung dịch Z chứa AlCl3 FeCl2 Khối lượng kim loại phản ứng 16,2 – 2,4 = 13,8 gam Sơ đồ phản ứng : 2,4 gam Fe 0 Al Cl2 , to Y +H2O Fe 16,2 gam 7 Al3 , SO 2 AlCl3 K Mn O4 / H SO4 Cl (Z) 3 2 FeCl Fe , Mn 42 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 Căn vào sơ đồ ta thấy : Chất khử Fe, Al bị oxi hóa thành Al3+, Fe3+; chất oxi hóa 7 K Mn O bị khử thành Mn2+ Ta có : 27n Al 56n Fe 13,8 khối lượng Al Fe phản ứng n 0,2 Al n 0,15 Al 3n Fe 5n KMnO 3n Fe bảo toàn electron Vậy Phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp X : %Fe 0,15.56 2,4 66,67% 16,2 Câu 30: Trong phản ứng A với H2SO4 đặc nóng, dư (1), A chất khử H2SO4 đặc chất oxi hóa Trong phản ứng A với CO (2) chất rắn B, hòa tan B dung dịch HNO3 dư (3) chất khử A CO, chất oxi hóa HNO3 Ta có : nCO n CO n CaCO 0,12 3 bảo toàn nguyên tố C nelectron A nhường 2nSO 2.0,05 2 3nNO n NO 0,34 n NO 0,08 bảo toàn electron cho (1) n 2n CO 3n NO nNO2 0,1 n electron A nhường 8,88n NO 7,12n NO2 NO2 bảo toàn electron cho (2), (3) 30nNO 46n NO2 19,44.2 n n NO NO2 V 22, 4(0,08 0,1) 4,032 lít Đáp án A Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 43 [...]... của H thay đổi từ +1 về 0 Ta có : 3n Al 2n Fe2 O3 2 nH2 0,35 bảo toàn electron cho (1) và (2) 3n Al 2n Fe2O3 0,7 nAl 0,3 3n 6n 2 n 3n 6n 0,3 Al Fe O H Al Fe O nFe2O3 0,1 2 3 2 3 2 0,15 bảo toàn electron cho (1) và (3) Theo bảo tồn khối lượng và bảo tồn ngun tố Fe, ta có : m X m (Al, Fe2O3 ) ban đầu 0,3.27 0,1.160 24,1... HNO3 là NO Sau phản ứng, số oxi hóa của Fe là +3, của O là -2, của N là +2 Theo bảo tồn khối lượng và bảo tồn electron, ta có : mX 56n Fe 32nO2 3 56n Fe 32nO2 3 nFe 0,045 bảo toàn khối lượng 3n 4n O2 3n NO n 0,015 Fe 3n Fe 4nO2 0,075 O2 0,025 nelectron nhường nelectron nhận Vậy khối lượng của sắt là : m Fe 0,045.56 2,52 gam Câu 2:... đặc và khí giải phóng là SO2 (do Fe có tính khử trung bình) Ta có : n electron nhường (max) 3n Fe 3x 1 n electron nhận (max) n H n H2SO4 y 2 x 2 3x 1 mol electron nhường > mol electron nhận nên sắt khơng thể nhường 3x y 5 y mol electron mà chỉ nhường được y mol electron Vì PS : Tại sao trong phản ứng trên n electron nhận 1 n H ? Vì : 4H SO 42 2e SO2 2H 2 O 2 Câu... nhiên, nếu sử dụng bảo tồn electron kết hợp với bán phản ứng ion – electron thì sẽ ngắn gọn hơn 3 Ở thí nghiệm 1 : 2nCu (TN 1) n nCu (TN 1) 0,03 mol 4 H mol electron chất khử nhường mol electron chất oxi hóa nhận Ở thí nghiệm 2 người ta cho thêm H2SO4 nhằm mục đích cung cấp thêm H+ để phản ứng oxi n 0,16 hóa Cu tiếp tục diễn ra Vì H 2 4 NO3 dư, nên số mol electron nhận tính... Na2SO3 18,9 n NaHSO3 0 n SO2 n NaHSO3 n Na2SO3 0,15 n NaOH n NaHSO3 2n Na2SO3 0,3 n 0,15 Na2SO3 bảo toàn nguyên tố S bảo toàn nguyên tố Na Gọi n là hóa trị của kim loại M Áp dụng bảo tồn electron, ta có : n 2 9, 6 n 2.0,15 M 32n M M 64 Vậy kim loại M là Cu n.n M 2.n SO2 PS : Khi ta sử dụng hệ phương trình trên là đã xét... các ion và H2O (Đây là bước rất quan trọng, nếu làm sai bước này thì sẽ khơng tìm được kết quả của bài tốn) - Bước 3 : Áp dụng định luật bảo tồn electron cho q trình điện phân : Số mol electron trao đổi = Số mol electron mà các ion dương và H2O nhận ở catot = Số mol electron mà các ion âm và H2O nhường ở anot PS : - Thứ tự khử tại catot (cực âm) xảy ra theo thứ tự ưu tiên từ trái qua phải Ag Fe3 Cu2... giải 3,136 0,14 mol Cho X vào HCl chỉ có Fe phản ứng, nFe n H2 22,4 bảo toàn electron Suy ra : mCu + mAg = 19,64 – 0,14.56 = 11,8 gam < 12,92 gam, chứng tỏ trong Z có Fe dư Vậy chỉ có Fe phản ứng với HNO3, dung dịch Y chỉ có muối Fe(II) 19,64 12,92 n Fe phản ứng với HNO3 0,12 mol 56 Áp dụng bảo tồn electron, ta có : 3 nNO 2 nFe phản ứng nNO 0,08 mol VNO (đktc) 0,08.22,4... n 2 5n KMnO n KMnO 0,02 V dd KMnO 0,04 lít 40 ml 4 4 Fe 4 0,5 n electron nhường nelectron nhận Câu 7: Gọi n là số electron mà kim loại M nhường trong phản ứng Ta có : x 1 M NxOy 22.2 44 14x 16y 44 N x O y là N 2 O y 2 n.nM 8n N2O nelectron nhường n electron n 3 3,02n M 0,042.8 9 M n M 27 (Al) nhận Câu 8: Nếu dung dịch H2SO4 là... dụng bảo tồn electron, ta có : m n X mol electron X nhường n 2 0,25m X 4 32 32 n X 64 (Cu) mol electron O2 nhận Ví dụ 5: Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt (hợp chất X) tác dụng hết với H2SO4 đặc nóng (dư), chỉ thốt ra 0,112 lít (ở đktc) khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất) Cơng thức của hợp chất sắt đó là: A FeCO3 B Fe3O4 C FeO D FeO hoặc Fe3O4 Hướng dẫn giải Gọi n là số electron. .. đó là: A FeCO3 B Fe3O4 C FeO D FeO hoặc Fe3O4 Hướng dẫn giải Gọi n là số electron mà hợp chất sắt nhường Ta có : nelectron nhận 2nSO 0,01 2 0,01n 0,01 n 1 nelectron nhường 0,01n nelectron nhường nelectron nhận Có ba hợp chất là FeO, Fe3O4 và FeCO3 có thể nhường 1 electron trong phản ứng, nhưng FeCO3 còn cho ra khí CO2 Nên X có thể là FeO hoặc Fe3 O4 Trên bước đường thành cơng