áp dụng phơng pháp quy đổi để làm bài toán hoá họcMột số bài toán hoá học có thể giải nhanh bằng các phơng pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố…Song phơng pháp quy đổi cũng tìm ra
Trang 1áp dụng phơng pháp quy đổi để làm bài toán hoá học
Một số bài toán hoá học có thể giải nhanh bằng các phơng pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố…Song phơng pháp quy đổi cũng tìm ra đáp số rất nhanh và đó là phơng pháp tơng đối u việt có thể vận dụng vào các bài toán trắc nghiệm
VD1: Nung 8,4 gam Fe trong không khí sau phản ứng ta thu đợc m gam chất rắn X gồm
Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Hoà tan m gam hỗn hợp X trong dng dịch HNO3 d thu đợc 2,24 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Tính giá trị của m?
Các chú ý khi dùng phơng pháp quy đổi
1 khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X)- (từ ba chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất hay chỉ còn một chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lợng hỗn hợp
Giải VD1.
Quy hỗn hợp X về hai chất FeO và Fe2O3
Ta có các phơng trình phản ứng
FeO + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O (1)
Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (2)
Ta có nFe = 0,15 mol, nNO2 = 0,1 mol
Theo phơng trình 1 ta có nFeO = nNO2 = 0,1 mol
Ta có 0,15 mol của Fe thì
2Fe + O2 2FeO
0,1 mol 0,1 mol
4Fe + 3O2 2Fe2O3
0,05 mol 0,025 mol
Do đó mx = 0,1x72 + 0,05x160 = 11,2 gam
2 Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kì cặp chất nào thậm chí có thể quy đổi về một chất Tuy nhiên nên chọn cặp chất nào có phản ứng oxi hoá khử là ít nhất để đơn giản trong tính toán
3 Trong quá trình tính toán theo phơng pháp quy đổi đôi ta gặp số âm đó là do sự bù trừ
về khối lợng của các chất trong hỗn hợp Trong trờng hợp này ta vẫn tính toán bình thờng
và kết quả cuối cùng vẫn thoả mãn
Giải VD1:
Quy hỗn hợp chất rắn X về hai chất Fe và FeO có số mol trong hỗn hợp tơng ứng là x và y
áp dụng định luật bảo toàn electron và bảo toàn nguyên tố vào bài toán ta có
x + y = 0,15
3x + y = 0,1 giải hệ ta có x = -0,025 mol và y = 0,175 mol
Vậy m = 56x(-0,025) + 72x0,175 = 11,2 gam
4 Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất FexOy thì oxit FexOy tìm đợc chỉ là oxit giả định không có thực
Giải VD1:
Quy hỗn hợp X về một chất FexOy
FexOy + (6x – 2y)HNO3 xFe(NO3)3 + (3x – 2y)NO2 + (3x – y)H2O
0,1/(3x – 2y) mol 0,1 mol
Ta có nFe = 0,15 = 0,1/(3x – 2y) Vậy x/y = 6/7, Công thức quy đổi là Fe6O7
Vậy m =0,15x448/6= 11,2 gam
Các trờng hợp khác của bài toán HS tự giải.
Trang 2VD 2: Hoà tan hết m gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng HNO3 đặc nóng thu
đ-ợc 4,48 lít khí NO2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đợc 145,2 gam muối khan Tính giá trị của m?
ĐS: 46,4 gam
VD 3: Hoà tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng H2SO4 đặc nóng thu đựoc dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2 (đktc)
a Tính % khối lợng oxi trong hỗn hợp X
b Tính khối lợng muối trong dung dịch Y
ĐS: 20,97% và 140 gam
VD 4: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, và Fe3O4 thì cần 0,05 mol khí H2 Mặt khác hoà tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thể tích khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) là bao nhiêu?
ĐS : 224 ml
VD 5: Nung m gam bột Fe trong oxi, thu đợc 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hoà tan hết hỗn hợp chất rắn X trong dung dịch HNO3 d thoát ra 0,56 lít NO (đktc) (là sản phẩm khử duy nhất) Tính giá trị của m?
ĐS: 2,52 gam
VD 6 Hỗn hợp X gồm (Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hoà tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) d thu đợc dung dịch Z Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z cho tới ngừng thoát khí No ra Tính thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí thoát ra (đktc)?
Đs: 50 ml, 1,12 lít