Muốn chinh phục điểm cao môn hóa học trong kỳ thi THPT Quốc Gia thì các em cần phải có nền tảng kiến thức và phương pháp làm bài thật tốt. Sau đây mình xin giới thiệu bộ tài liệu 20 PHƯƠNG PHÁP, CHUYÊN ĐỀ GIẢI NHANH BÀI TẬP HÓA HỌC của thầy Nguyễn Minh Tuấn, tốp 1 luyện thi đại học môn Hóa Học trong những năm vừa qua. Bộ tài liệu này được biên soạn rất kĩ gồm câu hỏi đáp án và cả đáp án chi tiết được phân hóa theo mức độ cơ bản đọc hiểu vận dụng và vận dung cao. Tài liệu này rất phù hợp với các thầy cô giáo cần giáo án thật hay và chuẩn để giảng dạy cũng như các bạn gia sư cần tài liệu đi dạy thêm. Tài liệu này còn rất phù hợp với các em học sinh đang cần nguồn tài liệu quý để luyện thi đại học môn Hóa Học, nếu nắm vững được những phương pháp này thì chắc chắn các em đã đặt 1 bước chân vào trường đại học mà các em mơ ước.Lưu ý : Bộ tài liệu gồm có 20 chuyên đề phương pháp nên cần tải tất cả xuống để giảng dạy học tập nhé Thân
Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ CHUYÊN ĐỀ 1: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON I Phương pháp bảo toàn electron Nội dung phương pháp bảo toàn electron - Cơ sở phương pháp bảo toàn electron định luật bảo toàn electron : Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số electron mà chất khử nhường tổng số electron mà chất oxi hóa nhận - Hệ của định luật bảo toàn electron : ● Hệ : Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số mol electron mà chất khử nhường 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 toàn electron phương pháp giải tập hóa học sử dụng hệ định luật bảo toàn electron Ưu điểm phương pháp bảo toàn electron a Xét hướng giải tập sau : Câu 40 – Mã đề 359: Dẫn luồng khí CO qua hỗn hợp gồm CuO Fe 2O3 nung nóng, sau thời gian thu chất rắn X khí Y Cho Y hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH) dư, thu 29,55 gam kết tủa Chất rắn X phản ứng với dung dịch HNO 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 thông 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 CuO + 2HNO3 Cu(NO3)2 + H2O (3) Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (4) 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)3 + 2NO + 4H2O (5) 2x mol: x Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (6) mol: 2y 2y CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (7) mol: (x+3y) (x+3y) Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Theo phương trình phản ứng giả thiết, ta có : 29,55 0,15 n CO2 n BaCO3 n CO x 3y 0,15 197 VNO 2,24 lít n CO2 x 3y 2(x 3y) n 0,1 NO n NO 2x 2y ● Cách : Sử dụng phương pháp bảo toàn electron Sơ đồ phản ứng : 4 dd Ba(OH) C O2 2 BaCO3 2 3 Fe2 O3 C O, t o 2 Cu O 5 2 Fe3 dd H NO3 Y 2 N O 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 2 4 C(CO) C(CO2 ) 2e (1) 5 2 N (NO3 ) 3e N (NO) (2) (1) q trình oxi hóa, sản phẩm sinh (2) 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 toàn nguyên tố C bảo toàn electron, ta có : nCO phản ứng nCO2 n BaCO3 0,15 n NO 0,1 mol VNO 2,24 lít 2n CO phản ứng 3n NO mol electron nhường mol electron nhaän b Kết luận : So sánh cách giải trên, ta thấy : Phương pháp bảo toàn 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 toàn electron cách hiệu tăng đáng kể tốc độ làm so với việc sử dụng phương pháp thông thường Đây điều có ý nghĩa em học sinh 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 toàn 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 Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ + Phản ứng điện phân dung dịch chất điện ly 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 n M 2X X 2e X2 2e 2X n X 2n X2 2O2 O2 4e O2 4e 2O2 4n O2 2n O2 H 2H 2e 2H 2e H 2n H2 n H Sn Sm (m n)e Sm (m n)e Sn (m n)n Sn (X Cl, Br, I) (m n)n Sm (m, n số oxi hóa, n < m) Ví dụ : S S 2e 6 4 C n C m (m n)e 2n S6 2n S4 C m (m n)e C n (m n)n Cn (m n)n Cm (m, n số oxi hóa, n < m) Ví dụ : C 2 C 4 2e 2n C2 2n C4 n Fe3O4 n 3 Fe Fe3O 3Fe 3 1e 2H NO3 1e NO2 H 2O n NO2 n (*) H 4H NO3 3e NO 2H O 3n NO 10H 2NO3 8e N 2O 5H 2O 8n N2O 12H 2NO3 10e N 6H 2O 10n N2 10H NO3 8e NH 3H 2O 8n NH 4H SO 2e SO2 2H 2O 2n SO2 n (*) H 8H SO 6e S 4H 2O 6n S 2 Trên bước đường thành công dấu chân kẻ lười biếng n (*) H Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ 10H SO 8e H 2S 4H 2O 8n H2S Fe3O 8e 3Fe 8n Fe3O4 Fe3O 2e 3Fe2 2n Fe3O4 Mn a (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) Ví dụ : Cr 3e Cr 6 3 (a b)n Cr b 3n Cr6 3n Cr3 (*) 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 toàn nguyên tố N, O H Bước 1: Viết : NO3 + 3e NO (1) Bước 2: Số nguyên tử N hai vế (1) Vế phải thiếu 2O nên thêm 2H2O vào vế phải để bảo toàn O, để bảo toàn H phải thêm 4H+ vào vế trái : 4H+ + NO3 + 3e NO + 2H2O ● Cách : Bảo tồn N, bảo tồn điện tích bảo toàn H Bước : Viết : NO3 + 3e NO (1) Bước 2: Số nguyên tử N hai vế (1) Quan sát thấy vế trái, tổng điện tích 4- (điện tích ion NO3 1-, điện tích 3e 3-), tổng điện tích vế phải Để cân điện tích với vế phải, ta thêm 4H + (ứng với điện tích 4+) vào vế trái Để bảo toàn 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 giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ 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 trình chuyển hóa chất, để thấy rõ chất hóa học tốn - Bước : Nhận dạng nhanh phương pháp giải tập : Khi gặp tập liên quan đến phản ứng oxi hóa – khử mà thông tin đề cho yêu 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 toàn 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 bảo tồn electron Ngồi ra, kết hợp với giả thiết khác để lập phương trình tốn học có liên quan Từ suy lượng chất cần tính PS (postscript: thích, ghi chú, tái bút): - Đối với nguyên 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 toàn electron, xác định sai thiếu chất oxi hóa, chất khử phương pháp bảo tồn electron khơng cịn ► Các ví dụ minh họa ◄ a Phản ứng oxi hóa - khử giai đoạn Là phản ứng mà chất oxi hóa chất 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: Hịa tan hồn tồn x mol Fe vào dung dịch chứa y mol FeCl z mol HCl, thu dung dịch chứa chất tan Biểu thức liên hệ x, y z A x = y – 2z B 2x = y + z C 2x = y + 2z D y = 2x (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013) Hướng dẫn giải Ở ví dụ này, chúng tơi xin trình bày lời giải tập hóa học theo phương pháp bảo toàn electron thật chi tiết, để bạn đọc tiện theo dõi, đặc biệt bạn đọc lần đầu tìm hiểu phương pháp Sau này, hiểu vận dụng tốt phương pháp bảo tồn electron, ta lướt nhanh qua bước 1, 2, để vào bước 4, thời gian giải tập rút ngắn đến mức tối đa Đối với chuyên đề khác, ví dụ chúng tơi trình bày chi tiết ● Bước 1: Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn q trình chuyển hóa chất, để thấy rõ chất hóa học toán Fe + HCl FeCl2 + H2 (1) Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Fe + FeCl3 FeCl2 (2) 3 1 Chất khử Fe; chất oxi hóa Fe FeCl3 H HCl Chất tan FeCl2 ● Bước : Nhận dạng nhanh phương pháp giải tập Đây tập liên quan đến phản ứng oxi hóa – khử yêu cầu đề tìm mối liên hệ số mol chất khử số mol chất oxi hóa, tức thơng tin đề cho yêu cầu đề có mối liên hệ với biểu thức : soá e nhường số mol chất khử số e nhận số mol chất oxi hóa sản phẩm khử Vậy dấu hiệu chứng tỏ tập sử dụng phương pháp bảo toàn electron ● Bước : 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) * Hướng : Viết đầy đủ trình oxi hóa – khử, suy số mol electron trao đổi Phản ứng Q trình oxi hóa Q trình khử Fe + HCl FeCl2 + H2 (1) H 2e H 2 Fe Fe 2e mol: z z 3 2 mol: x 2x Fe + FeCl3 FeCl2 (2) Fe 1e Fe mol: y y Căn vào q trình oxi hóa – khử, ta thấy : Số mol electron nhường 2x mol; tổng số mol electron nhận (y + z) mol * Hướng : Nhẩm nhanh số mol electron trao đổi q trình oxi hóa – khử Chất khử Fe, số oxi hóa Fe thay đổi từ lên +2, tức Fe nhường electron, nên số mol electron mà Fe nhường = lần số mol Fe = 2x mol 3 3 1 Chất oxi hóa Fe H ; số oxi hóa Fe FeCl3 thay đổi từ +3 +2, tức Fe nhận 3 vào electron, nên số mol electron nhận = số mol Fe = số mol FeCl3 = y mol; số oxi hóa 1 H HCl thay đổi từ +1 0, tức H nhận vào electron, nên số mol electron nhận = 1 số mol H = số mol HCl = z mol Như vậy, tổng số mol electron mà chất oxi hóa nhận (y + z) mol ● Bước : Thiết lập phương trình: Tổng số mol electron chất khử nhường tổng số mol electron chất oxi hóa nhận Ngoài 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 Theo bảo tồn electron, ta có : n electron nhường nelectron nhận 2x y z PS : Việc nhẩm nhanh số mol electron trao đổi dễ dàng giúp cho việc tính tốn diễn nhanh so với việc phải viết rõ trình oxi hóa – khử Nó đặc biệt tỏ có hiệu tập có nhiều phản ứng oxi hóa – khử (xem thêm ví dụ 6) Ví dụ 2: Cho m gam bột sắt vào dung dịch hỗn hợp gồm 0,15 mol CuSO 0,2 mol HCl Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,725m gam hỗn hợp kim loại Giá trị m : Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ 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 Sau phản ứng, thu hỗn hợp kim loại chứng tỏ Fe dư, nên Cu 2+ H+ phản ứng hết Sơ đồ phản ứng : Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (1) + 2+ Fe + H Fe + H2 (2) Chất khử Fe, số oxi hóa Fe thay đổi từ lên +2; chất oxi hóa Cu 2+ H+, số oxi hóa Cu thay đổi từ +2 0, số oxi hóa H thay đổi từ +1 Áp dụng bảo toàn electron (với cách thức nhẩm số mol electron trao đổi trên), ta có : 2n Fe phản ứng 2nCu2 n H nFe phản ứng 0,25 mol Khối lượng chất rắn sau phản ứng : m chất rắn m Fe dư m Cu tạo thành 0,725m m 16 gam (m 0,25.56) 0,15.64 Ví dụ 3: Cho 2,8 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch gồm AgNO 0,1M Cu(NO3)2 0,5M; phản ứng xảy hoàn toàn 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) Hướng dẫn giải Bản chất phản ứng : Fe + Ag+ Fe2+ + Ag (1) Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (2) + Nếu sau phản ứng mà Ag dư : Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag (3) n n Fe n Ag n Cu2 Ag+ Fe phản ứng hết, Cu2+ dư, muối sắt tạo thành Ta thấy : Ag 0,05 0,02 0,1 0,02 Fe(NO3)2 Chất rắn Ag Cu Vậy xảy hai phản ứng (1) (2) Theo bảo toàn electron, ta có : n Fe n Ag n Cu2 phản ứng n Cu2 phản ứng 0,04 n Cu tạo thành nCu2 phản ứng 0,04 0,05 0,02 ? m chất rắn m Ag tạo thành m Cu tạo thành 4,72 gam 0,02.108 0,04.64 PS : Tại n A g 2n Fe n A g 2nCu 2 suy Ag+ Fe phản ứng hết, Cu2+ dư ? Trả lời : Ta thấy n A g số 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 A g 2n Fe chứng tỏ Ag+ phản ứng hết; 2n Fe n A g 2nCu 2 chứng tỏ Fe phản ứng hết muối cịn dư Vì Ag+ phản ứng hết nên có Cu2+ dư Trên bước đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Ví dụ 4: Hịa tan 25 gam hỗn hợp X gồm FeSO Fe2(SO4)3 vào nước, thu 150 ml dung dịch Y Thêm H2SO4 (dư) vào 20 ml dung dịch Y chuẩn độ toàn 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 KMnO nhằm xác định nồng độ mol/lít ion Fe2+ : 7 Fe2+ + Mn O + H+ Fe3+ + Mn2+ + H2O 2 7 Chất khử Fe FeSO4, chất oxi hóa Mn KMnO4 Áp dụng bảo toàn electron, ta có : n FeSO4 5n KMnO4 5.0,1.0,03 0,015 mol Phần trăm khối lượng FeSO4 hỗn hợp X : 0,015.152 %FeSO 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 Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm Ba Al Cho m gam X vào nước dư, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 8,96 lít khí H (đktc) Mặt khác, hịa tan hồn tồn m gam X dung dịch NaOH, thu 15,68 lít khí H2 (đktc) Giá trị m A 29,9 B 24,5 C 19,1 D 16,4 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013) Hướng dẫn giải Bản chất phản ứng Ba tác dụng với H2O, Al tác dụng với H2O ion OH : Ba + H2O (Ba2+ + OH ) + H2 Al + H2O + OH [Al(OH)4 ] + H2 Coi phản ứng X với H 2O dư thí nghiệm (TN1), phản ứng X với dung dịch NaOH thí nghiệm (TN2) Theo giả thiết ta thấy, TN1 TN2, Ba phản ứng hết Ta thấy : Trong phản ứng với H2O (TN1), nhôm chưa phản ứng hết (vì lượng khí thu X phản ứng với dung dịch NaOH (TN2) lớn lượng khí thu X phản ứng với H2O) Gọi x, y số mol Ba Al ban đầu Ở TN1, Al dư nên dung dịch chứa Ba[Al(OH) 4]2 : x mol Vậy TN1, số mol Al phản ứng 2x mol Trên bước đường thành công dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Áp dụng bảo toàn electron cho phản ứng TN1 TN2, ta có : TN1: n Ba 3n Al phản ứng 2 n H2 x 0,4 x 0,1 2x m X m Al m Ba 24,5 gam TN2 : n 3n n y 0,4 Ba H Al ban đầ u 0,4.27 0,1.137 x 0,7 y Ví dụ 6: Cho hỗn hợp X dạng bột gồm Al, Fe, Cu Hòa tan 23,4 gam X vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư thu 0,675 mol SO (là sản phẩm khử nhất) Cho 23,4 gam X vào bình chứa 850 ml dung dịch H2SO4 lỗng 1M (dư) sau phản ứng hoàn toàn 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 H 2SO4 loãng (2), chất khử Fe, Al; chất oxi hóa H H2SO4 loãng; sản phẩm khử H2 Phản ứng H với CuO (3), chất khử H 2, 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) 7,2 0,45 mol Suy : n CuO phản ứng n O 16 Theo giả thiết áp dụng bảo toàn electron cho phản ứng (1), (2), (3), ta có : (4) (5) (6) (7) 27n Al 56n Fe 64n Cu 23,4 3n Al 3n Fe 2n Cu 2n SO2 2.0,675 3n Al 2n Fe 2n H2 2n H2 2n CuO 2.0,45 27n Al 56n Fe 64n Cu 23,4 3n Al 3n Fe 2nCu 1,35 3n 2n 0,9 Fe Al 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 bạn đọc tham khảo sách này, bạn đọc thường quen với cách biểu diễn số mol chất theo ẩn x, y, z, Vậy 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 mol 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 A l n Fe nCu nSO2 Sau nhẩm nhanh hệ số ẩn : Al Fe nhường electron nên hệ số mol Al Fe 6 3, Cu nhường electron nên hệ số mol Cu 2, để tạo SO S nhận vào electron để 4 tạo S (SO ) nên hệ số mol SO2 Như biểu thức bảo toàn electron : 3n A l 3n Fe 2nCu 2nSO2 Trên bước đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng Biên soạn giảng dạy : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ + 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 bạn chưa quen mà Và tin tưởng bạn nhanh chóng quen với cách biểu diễn Ví dụ 7: Cho 19,64 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu, Ag vào dung dịch HCl dư thu 3,136 lít H (đktc) Mặt khác cho tồn X vào dung dịch HNO lỗng thu V lít NO (sản phẩm khử đktc), dung dịch Y 12,92 gam chất rắn Z Giá trị V : A 1,792 B 2,24 C 4,48 D 3,36 (Đề thi thử Đại học lần – THPT Chuyên – Đại học Sư Phạm Hà Nội, năm 2011) Hướng dẫn giải Cho X vào HCl có Fe phản ứng Theo bảo tồn electron, ta có : n Fe n H2 Suy : 3,136 0,14 mol 22,4 m (Cu, Ag) m X m Fe 11,8 gam 19,64 0,14.56 m m Ag) chứng tỏ Z có Fe Sau phản ứng X với dung dịch HNO 3, thu chaá t raén Z (Cu, 11,8 12,92 dư Vậy dung dịch Y có muối Fe(II), sau HNO phản ứng hết tiếp tục xảy phản ứng : Fe + Ag+ Fe2+ + Ag Fe + Fe3+ Fe2+ Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu 19,64 12,92 n Fe phản ứng với HNO3 0,12 mol 56 Áp dụng bảo toàn electron, ta có : 3n NO 2 n Fe phản ứng nNO 0, 08 mol VNO (ñktc) 0, 08.22,4 1, 792 lít ? 0,12 ● Xét phản ứng kim loại với dung dịch HNO3 : Trong phản ứng kim loại với dung dịch HNO3, electron gốc NO tạo muối nitrat kim loại mang điện tích 1-, nên kim loại nhường electron ion kim loại nhận nhiêu gốc NO để bảo tồn điện tích Nên suy : n NO tạo muối nitrat kim loại n electron trao đổi Mở rộng ra, ta thấy : Trong phản ứng kim loại với dung dịch H2SO4 n SO 2 tạo muối n electron trao đổi ● Bây ta sử dụng kết để giải tập ví dụ 8, 10 : Ví dụ 8: Hỗn hợp X gồm 14 gam Fe 5,4 gam Al Cho X tác dụng với dung dịch HNO 3, khí N2 (sản phẩm khử nhất) Thể tích dung dịch HNO3 2M tối thiểu cần dùng để hịa tan hồn tồn hỗn hợp X là: A 720 ml B 840 ml C 660 ml D 780 ml Hướng dẫn giải 10 Trên bước đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng ... dụng phương pháp bảo toàn 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 trình làm thi trắc nghiệm Phạm vi áp dụng : Phương. .. 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 toàn electron : + Kim loại tác dụng... (1) Bước 2: Số nguyên tử N hai vế (1) Vế phải thiếu 2O nên thêm 2H2O vào vế phải để bảo toàn O, để bảo tồn H phải thêm 4H+ vào vế trái : 4H+ + NO3 + 3e NO + 2H2O ● Cách : Bảo toàn N, bảo tồn