PHƯƠNG PHÁP Phương pháp này sử dụng khi phản ứng xảy ra là phản ứng oxi hóa – khử, đặc biệt đối với những trường hợp số các phản ứng xảy ra nhiều và phức tạp.. Trước hết ta phải nắm được
Trang 1PHƯƠNG PHÁP DÙNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON
A PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp này sử dụng khi phản ứng xảy ra là phản ứng oxi hóa – khử, đặc biệt đối với những trường hợp số các phản ứng xảy ra nhiều và phức tạp
Trước hết ta phải nắm được thế nào là phản ứng oxi hóa – khử:
Phản ứng oxi hóa – khử là những phản ứng hóa học trong đó có sự cho và nhận electron, hay nói cách khác trong phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố
- Quá trình ứng với sự cho electron gọi là quá trình oxi hóa
- Quá trình ứng với sự nhận electron gọi là quá trình khử
Trong phản ứng oxi hóa – khử: tổng số electron do chất khử những phải đúng bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận
Từ đó suy ra: tổng số mol electron do chất khử nhường bằng tổng số mol electron mà chất oxi hóa nhận
Đó chính là nội dung của định luật bảo toàn electron
Điều kiện để có phản ứng oxi hóa – khử: đó là chất oxi hóa mạnh phải tác dụng với chất khử mạnh tạo thành chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn
Khi giải toán mà phản ứng xảy ra là phản ứng oxi hóa – khử, nhất là khi số phản ứng xảy ra nhiều và phức tạp, chúng ta nên viết các quá trình oxi hóa, các quá trình khử, sau đó vận dụng
Định lật bảo toàn electron cho các quá trình này
B BÀI TẬP MẪU
Bài 1 : Hòa tan hoàn toàn a gam Al trong dung dịch HNO3 thì thu được 8.96 lít (đktc) hỗn hợp khí (X) (gồm NO và N2O) có khối 16 , 75
2
H
A
d a gam có giá trị là :
A 15,3g B 13,5g C 18,5g D 20,6g
Giải : Đặt x mol NO , y mol N2O
Ta có : x + y = 0 , 4
4 , 22
96 , 8
mol (1)
30 44 33 , 5
y x
y x
(2)
x = 0,3 mol và y= 0,1
Quá trình oxi hóa : Al – 3e Al3+
x 3x
quá trình khử : 5 2
0,9 0,3
Và : N e N1 O
2
5 4 2
0,8 0,1
Aùp dụng định luật bảo toàn electron , ta có : 3x = 0,9 + 0,8 =1,7
x =
3
7
,
1
a = 15,3gam Bài 2 : Hòa tan hoàn toàn một lượng bột sắt vào dung dịch HNO3 loãng thu được hỗn hợp khí gồm 0,015mol N2O và 0,01mol NO Lượng sắt đã hòa tan là :
Giải : Thu e :
Trang 2O N
e
N5 8 12
2
0,12 0,015
Tổng số mol e thu là : 0,12 + 0,03 = 0,15mol
O
N
e
N53 2
0,03 0,01
Do đó : Fe đã nhường 0 15mol e
Fe – 3e Fe+3 m Fe 56 0 , 05 2 , 8gam
0,05 0,15
Bài 3 : Hòa tan hỗn hợp gồm 0,05mol Ag và 0,03mol Cu vào dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí A gồm NO vàNO2 có tỉ lệ mol tương ứng 2 : 3 Thể tích hỗn hợp khí A ở đkct là :
A 2,737 lít B 1,366 lít C 2,224 lít D 3,3737lít
Giải : Ag và Cu nhường e , còn 5
N của HNO3 thu e để tạo ra NO và NO2 Đặt số mol NO là 2x thì số mol NO2 là 3x
Tacó nhường e : Ag - 1e Ag+1
0,05 0,05
Cu - 2e Cu2+
0,03 0,06
Thu e : N5 3e N2(NO)
6x 2x
N5 1e N4(NO2)
3x 3x
Theo định luật bảo toàn e :
6x+3x=0,05+0,06 x=0,0122 mol Vậy tổng số mol khí là 5x mol
VA = 0,0122 5 22,4 = 1,366 lít
Bài 4 : Nung m gam bột sắt trong oxi , thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư) thoát ra 0,56lít (đktc) NO (là sản phẩm duy nhất Giá trị của
m là :
A 2,52g B 2,22g C 2,32g D 2,62g
Giải : n NO 0 , 025mol
4 , 22
56 , 0
56
Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng ,ta có :
mo2 3 m nO2 = m mol
32
3
Aùp dụng định luật bảo toàn điện tích n e(cho) n e(nhân)
Số e cho : Fe - 3e Fe3+
56
m
56
3m
n e (cho) Số e nhận : O2 + 4e 2O2 –
32
3 m
32
) 3 (
N5 3e N2(NO)
n e (nhân)
Trang 33 075 ,
0
32
)
3
(
m = 2,52g Bài 5 : Cho hỗn hợp gồm FeO ,CuO , Fe3O4 có số mol 3 chất đều bằng nhau tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,09 mol NO2 và 0,05 mol NO Số mol của mỗi chất là:
A 0,12 B 0,24 C 0,21 D 0,36
Giải:
Phương pháp bảo toàn e:
Coi Fe3O4 là hỗn hợp 2 3
3 2 Fe O O
Fe và đặt số mol của mỗi chất là x thì tổng số mol 2
Fe là 2x
Fe
2x 2x
Thu e : 1 ( )
2
4 5
NO N e
N
0,09 0,09
0,05 0,05
2x = 0,09 + 0,15 = 0,24 x = 0,12
Bài 6 : Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp M có khối lượng 12g gồm: Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Hòa tan hoàn toàn m vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 3,36 lít SO2 duy nhất ở đktc m có giá trị là:
A 10,08g B 1,008g C 10,80g D 8,10g
Bài 7 : Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư thu được 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí NO và NO2 có khối lượng mol trung bình là 42,89 đ.v.C Tổng khối lượng muối nitrat sinh ralà :
Bài 8 : Hòa tan hoàn toàn 19,2g Cu vào dung dịch HNO3 loãng, tất cả khí NO thu được đem oxi hóa thành NO2 rồi sục vào nước có dòng khí O2 để chuyển hết thành HNO3 Thể tích khí O2 (đktc) đã tham gia vào quá trình trên là:
Bài 9 : Hòa tan 3,3g hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M (M có hóa trị không đổi trong dung dịch HCl dư) thu được 2,688 lít khí H2 Nếu hoà tan cũng lượng hỗn hợp X trên trong dung dịch HNO3 dư thu được 0,896 lít hỗn hợp khí gồm NO và N2O có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 20,25 Kim loại M là kim loại nào sau đây:
Bài 10 : Cho 9,94 hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Cu tác dụng với dung dịch HNO3 loãng , dư thu được 3,568 lít khí NO (ở đktc) Tổng khối lượng muối khan tạo thành là :
Bài 11 : Đốt cháy x mol Fe bởi oxi thu được 5,04 gam hỗn hợp A gồm các oxit sắt Hòa tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO3 thu được 0,035 mol hỗn hợp Y gồm NO và NO2 Tỉ khối hơi của Y đối với H2 là 19 Giá trị của x là :
Bài 12 : Hỗn hợp X gồm 2 kimloại R1, R2 có hóa trị x,y không đổi (R1,R2 không tác dụng với nước và đứng trước Cu trong dãy điện hóa của kim loại) Cho hỗn hợp X phản ứng hoàn toàn
) (
5
NO N e
N
Trang 4với dung dịch HNO3 dư được 1,12 lít khí NO duy nhất (đktc) Nếu cho lượng hỗn hợp X trên phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thì thể tích khí N2 ở đktc thu được là:
Bài 13 : Hòa tan hoàn toàn 10,8g kim loại M bằng HNO3 dư được dung dịch A (không thấy có khí thoát ra) Cho NaOH dư vào dung dịch A thấy bay ra 3,36 lít khí (đktc) Kim loại M là :
Bài 14 : Hòa tan hết 4,431 gam hỗn hợp Al và Mg trong HNO3 loãng thu được dung dịch A và 1,568 lít (đktc) hỗn hợp hai khí (đều không màu) có khối lượng 2,59 gam, trong đó có một khí
bị hóa nâu trong không khí
1 Thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp lần lượt là
A 12,8%, 87,2% B 60%,40% C 37%,63% D 45,5%,54,5%
2 Tính số mol HNO3 đã phản ứng
3 Khi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan là
Bài 15 : Cho hỗn hợp Y gồm 2,8g Fe và 0,8g Al vào 200ml dung dịch C chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 Khi phản ứng kết thúc được dung dịch D và 8,12g chất rắn E gồm 3 kim loại Cho chất rắn E tác dụng với dung dịch HCl dư thì được 0,672 lít H2 (đktc) Nồng độ mol của AgNO3 và Cu(NO3)2 trong dung dịch C lần lượt là :
Bài 16 :Cho 2,4g Mg và 3,25g Zn tác dụng với 500ml dung dịch A chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 Sau phản ứng thu được dung dịch B và 26,34g hỗn hợp C gồm 3 kim loại Cho C tác dụng với dung dịch HCl được 0,448 lít H2 (đktc) Nồng độ mol củaAgNO3và Cu(NO3)2 trong dung dịch
A lần lượt là
A 0,44M và 0,04M B 0,5M và 0,6M
Bài 17 : Để m gam một phôi bào sắt ngoài không khí, sau một thời gian người ta thu được 12 gam hỗn hợp gồm sắt và các oxit FeO, Fe3O4 và Fe2O3 Hòa tan hỗn hợp này bằng dung dịch HNO3 người ta thu được dung dịch A và 2,24 lít khí NO (đktc) Tính m = ?
Bài 18 : Trộn 60g bột Fe với 30g bột lưu huỳnh rồi đun nóng (không có không khí) thu được chất rắn A Hòa tan A bằng dung dịch axit HCl dư được dung dịch B và khí C Đốt cháy C cần
V lít O2 (đktc) Tính V, biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn
Bài 19 : Cho 1,08gam một kim loại hóa trị 3 Khi tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit HNO3 loãng thì thu được 0,336 lít khí (đktc) có công thức NxOy 22
2
H
O N
d x y Kim loại là :
Bài 20: Hịa tan hồn tồn 19,2g kim loại M trong dung dịch HNO3 dư thu được 8,96lít(đktc) hỗn hợp khí gồm NO2 và NO cĩ tỉ lệ thể tích 3:1 Xác định kim loại M
Bài 21: Hịa tan hồn tồn 11,2g Fe vào HNO3 dư thu được dung dịch A và 6,72 lít hỗn hợp khí B gồm NO và một khí X, với tỉ lệ thể tích là 1:1 Xác định khí X?
Trang 5Bài 23: Khi cho 1,92g hỗn hợp X gồm Mg và Fe cĩ tỉ lệ mol 1:3 tác dụng hồn tồn với HNO3 tạo ra hỗn hợp khí gồm NO và NO2 cĩ thể tích 1,736 lít (đktc) Tính khối lượng muối tạo thành và
số mol HNO3 đã phản ứng
Bài 24: Cho 3g hỗn hợp gồm Cu, Ag tan hết trong dung dịch gồm HNO3 và H2SO4 thu 2,94g hỗn hợp 2 khí NO2 và SO2 cĩ thể tích 1,344lít (đktc) Tính % khối lượng mỗi kim loại?
Bài 25 : Hồ tan hết 1,88g hỗn hợp gồm Fe và Mg trong dung dịch HNO3 vừa đủ được 985,6 ml hỗn hợp khí (ở 27,30C, 1atm) gồm NO và N2 Tỉ khối của hỗn hợp khí này so với H2=14,75 Tính thành % theo khối lượng mỗi kim loại
Bài 26 : Cho khí CO qua ống sứ chứa 15,2gam hỗn hợp chất rắn CuO và Fe3O4 nung nĩng, thu được khí X và 13,6gam chất rắn Y Dẫn từ từ khí X vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy cĩ kết tủa Lọc láy kết tủa và nung đến khối lượng khơng đổi được mgam rắn Tìm m?
Bài 27 : Nung nĩng 16,8gam bột sắt ngồi khơng khí, sau một thời gian thu được mgam hỗn hợp
X gồm oxit sắt và sắt dư Hịa tan hết hỗn hợp X bằng H2SO4 đặc nĩng thu được 5,6lít SO2 (đktc0 Gía trị của m là?
Bài 28 : Khử 16gam hỗn hợp các oxit kim loại FeO, Fe2O3, Fe3O4, CuO và PbO bằng khí CO ở nhiệt đọ cao, khối lượng chất rắn thu được là 11,2gam Thể tích khí CO đã phản ứng (đktc) là bao nhiêu?
Bài 29 : Nung m gam bột Fe trong oxi thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hịa tan hết hỗn hợp
X trong dung dịch HNO3(dư) thốt ra 0,56 lít(đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất) Gía trị của m là?
Bài 30: Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4 Sau khi kết thúc các phản ứnglọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn Thành phần % theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu là?
A 90,27 B 85,30% C 82,20% D 12,67%
Bài 31 : 0,3 mol FexOy phản ứng với dd HNO3 dư thu được 0,1mol khí NO Xác định FexOy Giải : xFe2y/x – ( 3x-2y) xFe+3 nFexOy = 0,3 nFe2y/x = 0,3x x = 3
0,3x 0,3(3x-2y) y = 4 hoặc x=y=1
N+5 + 3e N+2 0,3.(3x – 2y) = 0,3 3x – 2y = 1
0,3 0,1
Vậy CTPT : Fe3O4 hoặc FeO
Bài 32 :Khi để m gam sắt ngồi khơng khí một thời gian thì bị oxi hĩa thành 28,4 gam hỗn hợp A gồm các oxit sắt và một phần sắt cịn lại Cho hh A tác dụng hồn tồn với dd HNO3 thì thu được 3,36 lít NO (đkc) Giá trị của m là :