Bai toan ap dung dinh luat bao toan electron

TRNG THCS YấN LC T SINH HO Phn I: M U I C s lý lun: Dy v hc hoỏ hc cỏc trng hin ó v ang c i mi tớch cc nhm gúp phn thc hin thng li cỏc mc tiờu ca trng THCS Ngoi nhim v nõng cao cht lng hiu bit kin thc v dng k nng, cỏc nh trng cũn phi chỳ trng n cụng tỏc phỏt hin v bi dng hc sinh gii cỏc cp õy l nhim v rt quan trng vic phỏt trin giỏo dc cỏc a phng c bit cỏc trng THCS ca huyn Xut phỏt t nhim v nm hc Phũng GD & T v Trng THCS Yờn Lc ra, vi mc tiờu: Nõng cao s lng v cht lng cỏc i tuyn HSG cỏc cp, c bit l HSG cp tnh Mt khỏc, chng trỡnh hoỏ hc THCS ng tõm vi chng trỡnh hoỏ hc THPT Do vy lng kin thc i vi HSG l rt rng ( nhiu bi l thi tuyn sinh cỏc trng i hc, cao ng c nc, hoc HSG ca lp 11, 12), nờn hc hoỏ hc khụng ch n thun l s dng kin thc c m cú c tỡm kim kin thc mi v dng kin thc c cỏc tỡnh mi Xut phỏt t thc t ging dy cỏc bi toỏn hoỏ hc cho thy, mt bi toỏn hoỏ hc cú th cú nhiu li gii khỏc nhau: cú nhng cỏch gii di dũng khú hiu, cú nhng cỏch ngn gn, n gin d hiu Vỡ vy ỏp ng c yờu cu ú chỳng ta phi tỡm tũi v phỏt hin cỏc cỏch gii n gin, ngn gn v d hiu Qua thc tin tỡm hiu, tham kho cỏc t liu ging dy hoỏ hc, tụi ó xõy dng v ỏp dng chuyờn : BI TON P DNG NH LUT BO TON ELECTRON nhm giỳp cỏc em hc sinh cú kinh nghim gii toỏn hoỏ hc, cỏc em cú cỏch gii mi, nhanh gn, d hiu v n gin cho cỏc bi toỏn liờn quan n phn ng oxi hoỏ kh Giỳp cỏc em hng thỳ, say mờ hc hoỏ hc THCS núi riờng II Mc ớch v i tng: Mc ớch: Nghiờn cu cỏc kinh nghim v bi dng k nng gii bi hoỏ hc cho hc sinh lp d thi HSG cp tnh Nờu phng phỏp gii cỏc dng toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron nhm giỳp hc sinh nhn dng v gii nhanh cỏc bi hoỏ hc liờn quan n phn ng oxi hoỏ kh i tng: Hc sinh i tuyn hc sinh gii mụn hoỏ hc ca Trng THCS Yờn Lc -1Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO Phn II: NI DUNG A MT S KIN THC CN NH I Mt s khỏi nim c bn Cht oxi hoỏ: l cht nhn electron ca cht khỏc Cht kh: l cht nhng electron cho cht khỏc Quỏ trỡnh oxi hoỏ: l quỏ trỡnh xy s mt electron Quỏ trỡnh kh: l quỏ trỡnh xy s nhn electron VD: Xỏc nh cỏc cht oxi hoỏ, cỏc cht kh v vit cỏc bỏn phn ng oxi hoỏ kh sau: +7 +2 KMn O + HCl KCl + Mn Cl + Cl + H 2O - Cht oxi hoỏ: Mn+7(KMnO4) - Cht kh: Cl-1(HCl) - Quỏ trỡnh nhng electron: 2Cl-1 Cl2 + 2e mol (mol electron) - Quỏ trỡnh nhn electron: Mn+7 + 5e Mn+2 mol mol electron Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2O + H2O - Cht oxi hoỏ: N+5(HNO3) - Cht kh: Al - Quỏ trỡnh nhng electron: Al Al +3 + 3e mol mol electron - Quỏ trỡnh nhn electron: 2N+5 + x 4e 2N+1 2x4 mol electron mol II Ni dung: Nguyờn tc: Trong mt phn ng oxi hoỏ kh: Tng s electron cht kh nhng bng tng s electron cht oxi hoỏ nhn T ú cú th suy ra: Tng s mol electron m cỏc cht kh nhng bng tng s mol electron cỏc cht oxi hoỏ nhn Da trờn nguyờn tc ny chỳng ta cú th gii c nhiu bi toỏn nu dựng cỏc phng phỏp khỏc s khụng gii c hoc li gii di dũng, phc Phm vi ỏp dng Cỏc bi toỏn liờn quan n phn ng oxi hoỏ kh chng trỡnh THCS v THPT, c bit l cỏc bi toỏn oxi hoỏ kh phc nhiu giai on, nhiu quỏ trỡnh -2Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO III Mt s lu ý: Bi toỏn cũn phi kt hp thờm cỏc phng phỏp khỏc nh: phng phỏp bo ton nguyờn t, phng phỏp bo ton lng Tớnh oxi hoỏ ca cỏc axit: HNO3, H2SO4 c núng + Sn phm kh ca HNO3 thng l: N2, NO, NO2, N2O, NH4NO3 + Sn phm kh ca H2SO4 c núng: SO2, S, H2S Mt s axit cú tớnh kh nh: HCl, HBr, HI, H2S Nu mt hoc nhiu kim loi tỏc dng vi cỏc axit cú tớnh oxi hoỏ mnh nh: HNO3, H2SO4 c, núng thỡ ngc axit mui = - n electron nhan dien tich ion Nu bi toỏn to cỏc sn phm cú s oxi hoỏ trung gian thỡ ta ch quan tõm n trng thỏi s oxi hoỏ u v cui ca cht kh v cht oxi hoỏ, m khụng cn quan tõm n giai on trung gian Vớ d : st ngoi khụng khớ mt thi gian thu c hn hp gm st v cỏc oxit st Ho tan hn hp ny bng dung dch HNO3 d thu c dung dch mui st (III) nitrat v khớ NO l sn phm kh nht VD ny ta nhn thy: Fe0 hn hp cú Fe0, Fe+2, Fe+8/3, v Fe+3 Fe+3 Do ú ta cú th b qua giai on trung to thnh hn hp, m bn cht ch t Fe Fe+3 Vớ d 2: Trn bt Al vi Fe2O3 ri tin hnh phn ng nhit nhụm iu kin khụng cú khụng khớ sau mt thi gian thu c hn hp cht rn Ho tan hn hp cht rn trờn bng lng va dd H2SO4 c núng, thu c khớ SO2 l sn phm kh nht VD ny ta nhn thy: Al0 Al+3 Fe+3 hn hp cú Fe0, Fe+2, Fe+8/3, v Fe+3 Fe+3 Do vy ta cú th b qua quỏ trỡnh nhn electron ca Fe+3 v quỏ trỡnh nhng electron ca Fe v cỏc oxit st Vỡ vy quỏ trỡnh nhng electron ch Al0 Al+3 Quỏ trỡnh nhn electron ca S+6 S+4 Da vo phng phỏp nh lut bo ton electron, theo tụi chia lm dng bi c bn: Bi toỏn cú mt cht kh v mt cht oxi hoỏ Bi toỏn cú nhiu cht kh v mt cht oxi hoỏ ( hoc mt cht kh v nhiu cht oxi hoỏ) Bi toỏn cú nhiu cht kh v nhiu cht oxi hoỏ -3Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO B P DNG I Bi toỏn cú mt cht kh v mt cht oxi hoỏ Vớ d ( thi HSG tnh Phỳ Th nm 2005 - 2006) Ho tan ht 2,16 gam FeO HNO3 sau phn ng thy thoỏt 0,244 lit khớ X (ktc) l sn phm kh nht Tỡm X? Hng dn Khớ X sinh cha nit: NxOy (x= 1, y = 0, 1, 2, 3) Ta cú: nFeO = 0,03 mol, nX = 0,01 mol Ta cú cỏc bỏn phn ng oxi hoỏ kh: Fe+2 Fe+3 + 1e xN+5 + (5x- 2y)e xN+2y/x 0,03 mol 0,03 mol (5x 2y)0,01mol 0,01x mol p dng nh lut bo ton electron ta c: 0,03 = (5x 2y)0,01 Vy 5x 2y = x y (nhn) 2,5 (loi) Vy X l: NO Vớ d 2: (PP gii nhanh cỏc bi toỏn trc nghim - Xuõn Hng) Trn 5,4 gam Al vi hn hp Fe2O3 v CuO, ri tin hnh phn ng nhit nhụm iu kin khụng cú khụng khớ sau mt thi gian thu c hn hp cht rn A Ho tan hn hp cht rn A bng lng va dung dch HNO3 thỡ thu c bao nhiờu lớt khớ N2O (ktc)( N2O l sn phm kh nht) Hng dn: n Al = 5, = 0, 2( mol ) 27 Cỏc quỏ trỡnh nhng v nhn electron Al Al+3 + 3e 0,2 mol 0,6 mol +5 2N + x 4e 2N+1 8a mol a mol Theo nh lut bo ton electron ta cú: 8a = 0,6 a = 0,075 (mol) Vy: V N O = 0, 075 x 22, = 1, 68 (lớt) Nhn xột: õy ta b qua quỏ trỡnh nhng v nhn electron ca Fe+3 v Cu+2 vỡ ban u l Fe+3 v Cu+2 cỏc hp cht, nhn electron thnh Fe v Cu nhng phn ng vi HNO3 thỡ li thnh Fe+3 v Cu+2 -4Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO Vớ d 3: (PP gii nhanh cỏc bi toỏn trc nghim - Xuõn Hng) Nung m(g) Fe2O3 vi khớ CO thiu thu c 6,52(g) hn hp Y gm cht rn Hũa tan Y ht vo dd HNO3 thỡ thu c 6,72lớt khớ NO (ktc) nht Tỡm m Hng dn: nNO = 0,3 (mol) Ta cú cỏc bỏn phn ng oxi hoỏ kh: C+2 C+4 + 2e a mol a mol 2a mol +5 N + 3e N+2 0,9 mol 0,3 mol p dng nh lut bo ton electron ta c: n CO = 0, 45(mol ) = n CO p dng nh lut bo ton lng ta tớnh c: m Fe O = m + mCO m m = 13,92( gam) Fe O Y 2 CO II Bi toỏn cú nhiu cht kh v mt cht oxi hoỏ ( hoc mt cht kh v nhiu cht oxi hoỏ) Vớ d 1: ( thi HSG tnh lp - Gia Lai nm hc 2009 - 2010) m gam st ngoi khụng khớ, sau mt thi gian thu c cht rn X cú lng (m + 1,6) gam Nu cho ton b X tỏc dng vi dung dch H2SO4 c, núng, d thỡ thu c 4,48 lớt khớ SO2 (ktc) nht thoỏt Tớnh m Hng dn Trong cht X cú th cú: Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 nờn ta cú s : +O H SO 4,48 lớt SO2 m (g) Fe m + 1,6 (g) hh X cú: Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 dd Fe2(SO4)3 2 4, 48 = 0, 2(mol ) 22, 1, nO = 32 = 0, 05(mol ) n SO = Vy ta cú cỏc quỏ trỡnh nhng v nhn electron ca cỏc cht: Quỏ trỡnh nhng electron Fe Fe+3 + 3e m mol 56 - 3m mol 56 Quỏ trỡnh nhn electron -5Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO -2 O2 + 4e 2O 0,05 mol 0,2 mol +6 S (H2SO4) + 2e S+4(SO2) 0,4 mol 0,2 mol Theo nh lut bo ton electron ta cú: Tng s mol electron nhng = tng s mol electron nhn 3m = 0, + 0, m = 11, 2( gam) 56 Vớ d 2: ( thi Olympic 30/04/2006) Cho 2,52 g hh X gm Al v Mg trn theo t l mol : tỏc dng vi H 2SO4 c thỡ thu c mui sunfat v 0,03 mol mt sn phm nht cha lu hunh Xỏc nh sn phm to thnh v vit cỏc phng phn ng Hng dn: Theo bi ta tớnh c s mol ca Al v Mg nAl = 0,04 (mol) nMg = 0,06 (mol) Ta cú cỏc bỏn phn ng oxi hoỏ kh nh sau: Al Al+3 + 3e Mg Mg+2 + 2e 0,04 mol 0,12 mol 0,06 mol 0,12 mol +6 +(6 - n) S + ne S 0,03n 0,03 Theo nh lut bo ton electron ta cú: 0,03n = 0,24 n = Vy sn phm kh l: H2S Vớ d 3: (Cỏc dng toỏn v PP gii hoỏ hc 12 - phn vụ c - Lờ Thanh Xuõn) Cho hn hp kim loi A gm Zn v Al Ly na hn hp A tỏc dng vi dung dch CuSO4 d Phn ng xong em ton b cht rn to thnh cho tỏc dng ht vi HNO thu c 4,48 lớt NO nht (ktc) a Nu cho hn hp A tỏc dng ht vi HNO3 Tớnh th tớch khớ N2 nht (ktc) sinh b Nu lng hn hp A l 24,9 gam Tớnh lng tng kim loi A Hng dn: S mol NO = 0,2 (mol) Gi x, y l s mol Zn, Al na hn hp A Zn Zn+2 + 2e Al Al+3 + 3e x mol 2x mol y mol 3y mol +5 +2 N (HNO3) + 3e N (NO) 0,6 mol 0,2 mol 2x + 3y= 0,6 (1) a) Hn hp A tỏc dng ht vi HNO3 : Zn Zn+2 + 2e Al Al+3 + 3e 2x 4x 2y 6y -6Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC +5 2N (HNO3) + 10e 10a mol Ta cú: 4x + 6y = 10a Vy a = V N2 T SINH HO N2 a mol 2(2 x + y ) = 0,12(mol ) 10 = 0,12 x 22, = 2, 688 (lớt) b) 65x + 27y = 12,45 (2) x = 0,15 ; y = 0,1 mZn= 0,15.65 = 19,5 (g); mAl = 24,9 - 19,5 = 5,4 (g) III Bi toỏn cú nhiu cht kh v nhiu cht oxi hoỏ Vớ d 1: ( thi HSG tnh lp - Phỳ Yờn nm hc 2006 - 2007) 1- Ho tan m gam hn hp A gm Fe v kim loi M (cú hoỏ tr khụng i) dung dch HCl d thỡ thu c 1,008 lớt khớ (ktc) v dung dch cha 4,575 gam mui khan Tớnh m 2- Mt khỏc cng ho tan m gam hn hp A trờn dung dch cha hn hp HNO c v H2SO4 nhit thớch hp thỡ thu c 1,8816 lớt hn hp khớ (ktc) cú t hi so vi H2 l 25,25 Xỏc nh kim loi M Hng dn 1- Cỏc phng trỡnh phn ng xy ra: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 2M + 2nHCl 2MCln + nH2 S mol H2 = 1,008 : 22,4 = 0,045 s mol HCl phn ng = 0,045.2 = 0,09 Bo ton lng : Khi lng kim loi + lng HCl phn ng = lng mui + lng H2 m + 0,09.36,5 = 4,575 + 0,045.2 m = 1,38 (g) 2- Gi x, y l s mol Fe, M 56x + My = 1,38 (1) 2x + ny = 0,09 (2) - Tỏc dng vi HNO3 c, H2SO4 : S mol khớ = 1,8816 : 22,4 = 0,084 ; M khớ = 25,25.2 = 50,5 Khi lng mol NO2 = 46 < 50,5 lng mol khớ cũn li > 50,5 SO2 n NO = 0, 063(mol ) n SO = 0, 021(mol ) 2 -7Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO Ta cú cỏc bỏn phn ng oxi hoỏ kh nh sau: Fe Fe+3 + 3e x mol 3x mol +n M M + ne y mol ny mol +5 N (HNO3) + 1e N+4(NO2) 0,063 mol 0,063 mol +6 +4 S (H2SO4) + 2e S (SO2) 0,042 mol 0,021 mol Theo nh lut bo ton electron ta cú: 3x + ny = 0,105 (3) T (2), (3) x = 0,015 ny = 0,06 th vo (1): 56.0,015 + M 0,06 : n = 1,38 M = 9n chn n = M = 27(Al) Vớ d 2: (PP gii toỏn hoỏ vụ c - Quan Hỏn Thnh) Cho 7,22g hn hp X gm Fe v kim loi M cú húa tr khụng i Chia hn hp thnh phn bng nhau: - Ho tan ht phn dung dch HCl c 2,128 l H2 - Ho tan ht phn dung dch HNO3 c 1,792 l khớ NO nht Xỏc nh kim loi M v % lng mi kim loi hn hp X? Cho 3,61g X tỏc dng vi 100ml dung dch A cha Cu(NO 3)2 v AgNO3 Sau phn ng thu c dung dch B v 8,12g cht rn D gm kim loi Cho cht rn D tỏc dng vi dung dch HCl d thu c 0,672 l H Cỏc cht khớ o kc v cỏc phn ng xy hon ton Tớnh CM ca Cu(NO3)2 v AgNO3 dung dch A Hng dn: t s mol ca kim loi Fe v M mt na hn hp l x, y v hoỏ tr ca M l n: n H = 0, 095(mol ) n = 0, 08(mol ) NO Theo bi ta cú: 56x +My =3,61(1) Cỏc bỏn phn ng oxi hoỏ kh xy ra: Phn 1: Fe Fe+2 + 2e x mol 2x mol +n M M + ne y mol ny mol + 2H + 2e H2 -8Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO 0,19 mol 0,095 mol Theo nh lut bo ton electron ta c: 2x + ny = 0,19(2) Phn 2: Fe Fe+3 + 3e x mol 3x mol +n M M + ne y mol ny mol +5 N (HNO3) + 3e N+2(NO) 0,24 mol 0,08 mol Theo nh lut bo ton electron ta c: 3x + ny = 0,24(3) T (1), (2), (3) ta tớnh c: x = 0,05 mol y= 0, 09 mol n M = 9n n M 9(loi) 18 (loi) 27(nhn) Vy M l Al x = 0,05 mol y = 0,03 mol %mFe = 77,56%; %mAl = 22,44% t nng mol ca Cu(NO3)2 v AgNO3 100 ml dung dch A l a v b S mol ca Cu(NO3)2 v AgNO3 100 ml dung dch A: 0,1a v 0,1b Vỡ cht rn D gm kim loi nờn Fe d, cỏc mui dung dch A ht Cht rn D tỏc dng vi dung dch HCl ch cú Fe phn ng: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 S mol ca st d: nFed = nH = 0, 672 = 0, 03(mol ) 22, Vy s mol Fe phn ng vi dung dch A: 0,03 mol Ta cú cỏc bỏn phn ng oxi hoỏ kh: Fe Fe+2 + 2e Cu+2 + 2e 0,02 mol Al 0,03 mol 0,04 mol 0,1a mol Al+3 + 3e Ag+ 0,09 mol 0,1b mol + Cu 0,2a mol 0,1a e 0,1b mol Ag 0,1b mol -9Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron mol TRNG THCS YấN LC T SINH HO p dng nh lut bo ton electron ta cú: 0,2a + 0,1b = 0,13(1) mD = mFed + mCu + mAg mCu + mAg =6,44 64.0,1a + 108.0.1b = 6,44(2) T (1) v (2) ta tớnh c: a = 0,5M b = 0,3M Vớ d 3: (PP gii nhanh cỏc bi toỏn trc nghim - Xuõn Hng) Hn hp A gm Mg v Al, hn hp B gm O2 v Cl2 Cho 1,29 gam hụn hp A phn ng ht vi 1,176 lớt hn hp B (ktc) thu dc 4,53 gam hn hp X gm cỏc oxit v mui clorua Tớnh % theo lng ca mi kim loi hn hp u Hng dn: nB = 0,0525(mol) - t a, b l s mol ca Mg v Al 1,29 gam hn hp A Ta cú: 24a + 27b = 1,29 (1) - t x, y l s mol ca O2 v Cl2 hn hp B Ta cú: x + y = 0,0525 (2) Theo nh lut bo ton lng ta cú: mA + m B = m X mB = 4,53 - 1,29 = 3,24 (gam) 32x + 71y = 3,24 (3) Cỏc bỏn phn ng oxi hoỏ kh xy ra: Mg Mg+2 + 2e O2 + 4e 2O-2 a mol 2a mol x mol 4x mol +3 Al Al + 3e Cl2 + 2e 2Cl-1 b mol 3b mol y mol 2y mol p dng nh lut bo ton electron ta cú: 2a + 3b = 4x + 2y (4) T 1, 2, v ta cú: a = 0,02 (mol) b = 0,03 (mol) x = 0.0125 (mol) y = 0,04 (mol) %mMg = 37,2% ; %mAl = 62,8% - 10 Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO LUYN TP Bi 1: (PP gii toỏn hoỏ vụ c - Quan Hỏn Thnh) Hn hp X gm FeS2 v MS cú s mol nh nhau, M l kim loi cú hoỏ tr khụng i Cho 6,51g X tỏc dng hon ton vi lng d dd HNO un núng, thu c dd A1 v 13,216 lit (kc) hn hp khớ A2 cú lng l 26,34g gm NO2 v NO Thờm lng d dd BaCl2 loóng vo A1, thy to thnh m1 g kt tu trng dd d axit trờn Hóy cho bit kim loi M MS l kim loi gỡ ? Tớnh giỏ tr lng m1.Tớnh % lng cỏc cht X ỏp s: M l Zn, m1 = 20,97g %mFeS2 = 120.0,03 100% = 55,3% %mZnS = 44,7% 6,51 Bi 2: (PP gii nhanh cỏc bi toỏn trc nghim - Xuõn Hng) Ho tan 5,64g Cu(NO3)2 v 1,7g AgNO3 vo nc c 101,43g dd A Cho 1,57g hh X bt kim loi gm Zn v Al vo dd A ri khuy u Sau cỏc phn ng xy hon ton thu c phn rn B v dd D ch cha mui Ngõm B dd H 2SO4 loóng khụng thy cú khớ thoỏt ra.Tớnh C% mi mui cú dd D ỏp s: C% (Zn(NO3)2) =3,78% C% (Al(NO3)3) = 2,13% Bi 3: (PP gii toỏn hoỏ vụ c - Quan Hỏn Thnh) Ho tan 22,064g hn hp X gm Al v Zn va vi 500ml dd HNO loóng thu c dd A v 3,136 lit (kc) hn hp khớ Y gm khớ khụng mu (trong ú cú khớ hoỏ nõu ngoi khụng khớ), lng hn hp khớ Y l 5,18g Tớnh % s mol mi kim loi hn hp X.Cụ cn dd A thu c bao nhiờu gam mui khan ỏp s: %Al = 11,53%, %Zn = 88,47% mmui = 69,804 g Bi 4: ( thi HSG tnh Phỳ Th nm 2003 - 2004) Cho 12,45g hh X gm Al v kim loi M(II) tỏc dng vi dd HNO d thu c 1,12 lit hh khớ (N2O v N2) cú t hi so vi H2 bng 18,8 v dd Y Cho Y tỏc dng vi dd NaOH d thu c 0,448 lit khớ NH3.Tỡm kim loi M v lng mi kim loi X Bit nX = 0,25 mol cỏc khớ o kc ỏp s: M l Zn mAl = 0,1 27 = 2,7 g mZn = 0,15.65 = 9,75 g Bi 5: (PP gii nhanh cỏc bi toỏn trc nghim - Cao Th Thiờn An) Hn hp A gm kim loi R1, R2 cú hoỏ tr x, y khụng i (R 1, R2 khụng tỏc dng vi nc v ng trc Cu dóy hot ng húa hc ca kim loi) Cho hn hp A phn ng hon ton vi dd Cu(NO3)2 thỡ thu c m g Cu Cho m g Cu tỏc dng ht vi dd HNO3 d thu c 1,12 l khớ NO nht ktc Nu cho lng hn hp A trờn phn ng hon ton vi dd HNO3 thỡ thu c bao nhiờu lớt N2 Cỏc th tớch khớ o ktc S: VN = 22,4.0,015 = 0,336 lit - 11 Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO Bi 6: (PP gii nhanh cỏc bi toỏn trc nghim - Cao Th Thiờn An) m(g) Fe khụng khớ b oxi húa phn thnh 22(g) hn hp cỏc oxit v Fe d Hũa tan hn hp ny vo dung dch HNO d thu c 4,48 lit khớ NO nht (kc) Tỡm m ỏp s: m = 18,76 (gam) Bi 7: (PP gii nhanh cỏc bi toỏn trc nghim - Cao Th Thiờn An) Cho 16,2 gam kim loi M (hoỏ tr khụng i) tỏc dng vi 0,15 mol oxi Cht rn thu c sau phn ng cho ho tan hon ton vo dung dch HCl d thu c 13,44 lớt H2 (ktc) Xỏc nh kim loi M (Bit cỏc phn ng xy hon ton) ỏp s: M l Al Bi 8: (PP gii nhanh cỏc bi toỏn trc nghim - Cao Th Thiờn An) Oxi hoỏ chm m gam Fe ngoi khụng khớ gam hn hp A gm FeO , Fe 2O3 , Fe3O4 v Fe d Ho tan A bng lng va 200 ml dd HNO thu c 2,24 lớt NO ( ktc) Tớnh m v CM dd HNO3 ỏp s: m = 10,08 (gam) C M ( HNO ) = 2M Bi 9: Cho m gam kim loi A tỏc dng ht vi dung dch HNO loóng thu c 0,672 lớt NO ( ktc) , cụ cn dd sau phn ng thu c 12,12 gam tinh th A(NO 3)3.9H2O Kim loi A l ỏp s: Kim loi : Fe Bi 10: Ho tan hon ton 17,4 gam hh kim loi Al , Fe , Mg dd HCl thy thoỏt 13,44 lớt khớ ktc Nu cho 34,8 gam hh kim loi trờn tỏc dng vi dd CuSO d , lc ton b cht rn to ri ho tan ht vo dd HNO c núng thỡ th tớch khớ thu c ktc l : ỏp s: V = 53,76 (lớt) Bi 11: ( thi HSG lp - tnh H Nam nm 2009-2010) Cho 13,9 gam hn hp gm Al v Fe trn theo t l s mol l 1: vo 200 ml dung dch A cha Cu(NO3)2 v AgNO3 Sau phn ng hon ton thu c 37,2 gam cht rn B gm kim loi Cho ton b cht rn B vo dung dch HCl d, thu c 1,12 lớt khớ( ktc) Tớnh nng mol ca mi cht dung dch A ỏp s: C Cu ( NO3) = C AgNO = 1M Bi 12: ( thi tuyn sinh lp 10 THPT chuyờn tnh Ninh Bỡnh nm hc 2010-2011) Ho tan a gam mt oxit st bng dung dch H2SO4 c núng ch thu c Fe2(SO4)3, SO2 v H2O Mt khỏc kh hon ton a gam oxit st trờn bng CO d nhit cao ri ho tan hon ton lng st to bng dung dch H2SO4 c núng thu c Fe2(SO4)3, H2O v khớ SO2 nhiu gp ln hm lng khớ SO2 thớ nghim trờn Tỡm cụng thc ca oxit st - 12 Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO ỏp s: Fe3O4 Bi 13: Hũa tan 5,6 gam Fe bng dung dch H2SO4 loóng (d), thu c dung dch X Dung dch X phn ng va vi V (ml) dung dch KMnO4 0,5M Giỏ tr ca V l: ỏp s: V = 40 ml Bi 14: Cho dũng khớ H2 i qua ng s ng 15,075 gam hn hp Fe, Al v CuO nung núng Ly cht rn thu c cho tỏc dng vi dung dch HCl d thu c 6,72 lớt khớ(ktc), ri ho tan tip cht rn cũn li bng dung dch HNO c, d thu c 2,24 lớt khớ(ktc) Tớnh % theo lng cu mi cht hn hp u ỏp s: % CuO = 53,07%; %Al = 30,62%; %Fe = 16,31% Bi 15: Khi cho 9,6 g Mg tỏc dng ht vi ddH 2SO4 m c, thy cú 49 g H2SO4 tham gia phn ng, to mui MgSO4 , H2O v sn phm kh A Xỏc nh A? ỏp s: A l H2S Bi 16: Trn 60g bt Fe vi 30g bt lu hunh ri un núng (khụng cú khụng khớ) thu c cht rn A Ho tan A bng dd axit HCl d c dd B v khớ C t chỏy C cn V lớt O2 (ktc) Tớnh V, bit cỏc phn ng xy hon ton S : VO = 22,4.1,47 = 32,928 lit Bi 17: Cho hn hp bt kim loi A gm 0,02 mol Fe, 0,04 mol Al, 0,03 mol Cu v 0,015 mol Zn hũa tan ht vo dung dch HNO3 thu c V lit hn hp khớ gm NO v N2O cú t so vi Hidro l 16,75.Tớnh V ( ktc) ỏp s: V = 0,896 (lớt) Bi 18: Hn hp A gm 0,05 mol Mg, 0,02 mol Al v 0,04 mol Fe tỏc dng ht vi dd HNO3 thu c V lit hn hp khớ gm N2 v N2O cú t so vi Hidro bng 20 Tớnh V ( o ktc ) ỏp s: V = 1,792 (lớt) Bi 19: Cho 1,35 gam hn hp Cu, Mg, Al tỏc dng vi HNO3 d c 1,12 lớt hn hp X (ktc) gm NO v NO2 cú t so H2 bng 21,4 Hóy tớnh tng lng mui nitrat to thnh ỏp s: mmui = 5,69 gam Bi 20: Ho tan hon ton 4,431 gam hn hp Al, Mg bng dd HNO3 loóng thu c dung dch A v 1,568 lớt (ktc) hn hp khớ khụng mu cú lng 2,59 gam, ú cú mt khớ b hoỏ nõu khụng khớ - 13 Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO Tớnh thnh phn % theo lng mi kim loi hn hp Tớnh s mol HNO3 ó phn ng Khi cụ cn dung dch A thỡ thu c bao nhiờu gam mui khan ỏp s: %Al = 12,798% v % Mg = 87,204% n HNO = 0, 49mol 3 mmui = 28,301 gam Bi 21: t chỏy 5,6 gam bt Fe bỡnh ng O2 thu c 7,36 gam hn hp A gm Fe2O3, Fe3O4 v Fe Ho tan hon ton lng hn hp A bng dung dch HNO3 thu c V lớt hn hp khớ B gm NO v NO2 cú t so H2 bng 19 Vit cỏc phng trỡnh phn ng Tớnh V (ktc) ỏp s: V = 0,896 (lớt) Bi 22: Ho tan hon ton 19,2 gam Cu bng dung dch HNO3, ton b lng khớ NO thu c em oxi hoỏ thnh NO2 ri chuyn ht thnh HNO3 Tớnh th tớch khớ oxi (ktc) ó tham gia vo quỏ trỡnh trờn ỏp s: V = 8,96 (lớt) Bi 23: Cho m1 gam hn hp gm Mg, Al vo m2 gam dung dch HNO3 24%, sau cỏc kim loi tan ht cú 8,96 lớt hn hp khớ X gm NO, N2O v N2 bay (ktc) v c dung dch A Thờm mt lng oxi va vo X, sau phn ng thu c hn hp khớ Y Dn Y t t qua dung dch NaOH d cú 4,48 lớt hn hp khớ Z i (ktc), t hi ca Z so vi H2 bng 20 Nu cho dung dch NaOH vo A c lng kt ta ln nht thỡ thu c 62,2 gam kt ta Tớnh m1, m2 Bit lng HNO3 ó ly d 20% so vi lng cn thit phn ng ỏp s: m1 = 23,1 gam; m2 = 913,5 gam Bi 24: Ho tan a gam hn hp X gm Mg, Al vo dung dch HNO3 c ngui, d thỡ thy thu c 0,336 lớt NO2 00C, 2atm Cng a gam hn hp trờn cho vo dung dch HNO3 loóng, d thỡ thu c 0,168 lớt khớ NO 00C, 4atm Tớnh lng mi kim loi hn hp ban u? ỏp s: mAl = 0,54 gam MMg = 0,36 gam - 14 Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO Bi 25: Th tớch dung dch FeSO4 0,5M cn thit d phnn ng va vi 100 ml dung dch cha KMnO4 0,2M v K2Cr2O7 0,1M mụI trng axit l bao nhiờu? ỏp s: V = 0,32 lớt Bi 26 Hũa tan 2,4 g hn hp Cu v Fe cú ty l s mol 1:1 vo dung dch H 2SO4 c, núng Kt thỳc phn ng thu c 0,05 mol mt sn phm kh nht cú cha lu hunh Xỏc nh sn phm ú ỏp s: SO2 Bi 27: Trn 2,7 gam Al vo 20 g hh Fe 2O3 v Fe3O4 ri tin hnh phn ng nhit nhụm c hn hp A Hũa tan A HNO thy thoỏt 0,36 mol NO l sn phm kh nht X lng ca Fe2O3 v Fe3O4 m Fe O ỏp s : m Fe O = 6, 08( gam) 3 = 13,92( gam) Bi 28: Có 3,04 gam hỗn hợp Fe Cu hoà tan hết dung dịch HNO tạo thành 0,08 mol hỗn hợp NO NO2 có tỷ khối so với H2 21 ác định % theo lng mi kim loại hỗn hợp ban đầu? ỏp s: %Fe = 36,84%; %Cu = 63,16% Bi 29: Đốt nóng hỗn hợp bột gồm Al Fe 3O4 môi trờng không khí Những chất lại sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch NaOH d, thu đợc 6,72 lít khí hiđro (đo đktc) Nếu cho tác dụng với dung dịch HCl d, thu đợc 26,88 lít khí hiđro (đo đktc) a Giải thích thí nghiệm, viết phơng trình phản ứng b Tính thành phần phần trăm chất hỗn hợp ban đầu ỏp s: %Al = 27,95%; %Fe3O4 = 72,05% Bi 30: Hoà tan hoàn toàn lợng oxit FeXOy H2SO4 đặc nóng, thu đợc 2,24 lít SO2 (ở đktc), phần d d chứa 120 gam loại muối sắt 1) Xác định công thức oxit sắt 2) Trộn 10,8 gam bột Al với 34,8 gam bột Fe XOy tiến hành phản ứng nhiệt nhôm Giả sử xảy phản ứng khử Fe XOy thành Fe Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn sau phản ứng dung dịch H 2SO4 20% (d = 1,14 g/ml) thu đợc 10,752 lít H2 (ở đktc) a) Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm b) Tính thể tích tối thiểu dung dịch H2SO4 20% dùng ỏp s: Fe3O4 - 15 Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO a H% = 80% b V H SO = 464, 21(ml ) Phn III: KT LUN Chuyên đề Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron giúp học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức hơn, học sinh có vận dụng linh hoạt với kiểu, dạng tập Trong thực tế giảng dạy đội tuyển HSG nói chung đội tuyển HSG hoá nói riêng nhiều khó khăn Xong cố gắng đầu t hết mức với mong muốn có kết ngày cao Trên số suy nghĩ Bài toán áp dụng định luật bảo toàn electron vấn đề bồi dỡng HSG Hoá Chuyên đề không tránh khỏi thiếu sót mong đợc tham góp bạn đồng nghiệp để chuyên đề đạt kết cao Tôi xin chân thành cảm ơn! Yên Lạc, ngày 14 tháng 10 năm 2010 Ngời viét chuyên đề Phạm Văn Phơng - 16 Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO Phần IV: Phụ lục Các tài liệu tham khảo Phơng pháp giải toán hoá học vô Nguyễn Thanh Khuyến Bồi dỡng hoá học THCS Nguyễn Tuấn Hùng Tuyển tập 351 toán hoá học Võ Tờng Huy Hớng dẫn giải nhanh BT hoá học vô Đỗ Xuân Hng Phơng pháp giải toán hoá vô Nguyễn Phớc Hoà Tân Ôn luyện thi hoá học Đào Hữu Vinh Toán- Hoá- Sinh Nguyễn Thái Hoà Lê Đình Nguyên Nguyễn Văn Sang 350 BT hoá học chọn lọc 12 Ngô Ngọc An Tập san báo Hoá học ứng dụng Đào Hữu Vinh Hoá học sơ cấp chọn lọc Hớng dẫn giải nhanh BT hoá học vô Phơng pháp giải toán hoá vô Đào Hữu Vinh Cao Thi Thiờn An Quan Hỏn Thnh Các đề thi HSG cấp huyện, cấp tỉnh - 17 Chuyờn : Bi toỏn ỏp dng nh lut bo ton electron ... Quỏ trỡnh nhng electron: Al Al +3 + 3e mol mol electron - Quỏ trỡnh nhn electron: 2N+5 + x 4e 2N+1 2x4 mol electron mol II Ni dung: Nguyờn tc: Trong mt phn ng oxi hoỏ kh: Tng s electron cht kh... trỡnh nhn electron ca Fe+3 v quỏ trỡnh nhng electron ca Fe v cỏc oxit st Vỡ vy quỏ trỡnh nhng electron ch Al0 Al+3 Quỏ trỡnh nhn electron ca S+6 S+4 Da vo phng phỏp nh lut bo ton electron, ... ỏp dng nh lut bo ton electron TRNG THCS YấN LC T SINH HO ỏp s: Fe3O4 Bi 13: Hũa tan 5,6 gam Fe bng dung dch H2SO4 loóng (d), thu c dung dch X Dung dch X phn ng va vi V (ml) dung dch KMnO4 0,5M