Một số vấn đề phát triển hóa học THCS lớp 8 9 (tài liệu bồi dưỡng giáo viên giỏi; dành cho học sinh khá, giỏi; ôn thi vào lớp 10 chuyên hóa)

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

HOÀNG THÀNH CHUNG

MỘT SỐ VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂNHÓA HỌC THCS 8-9

TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG GIÁO VIÊN GIỎI

DÀNH CHO HS KHÁ GIỎI, HS THI VÀO 10 CHUYÊN HÓA

PHAÀN I: VOÂ CÔ

Lời nói đầu

Các em thân mến!

Toán hóa học có khó không? tại sao khá nhiều em lại gặp rấtnhiều khó khăn trong việc giải quyết một bài toán hóa học trung họccơ sở, mặc dù hiện nay có nhiều kênh thông tin để các em có thể tiếpcận và học tập bộ môn, vậy làm thế nào để các em có phương pháplàm bài toán hóa học bậc THCS từ bài đơn giản đến phức tạp?

Để làm tốt một bài tập hóa học, các em cần phải:

- Nắm vững phần lý thuyết hóa học, sẽ không thể giải được bàitoán hóa học nếu không biết các chất tiếp xúc với nhau có xảy ra phảnứng không, phản ứng nào xảy ra Vì vậy cần nắm chắc tính chất hóahọc của các loại hợp chất vô cơ, các chất vô cơ cụ thể , để có thể dựđoán các phản ứng.

Metan và etilen đều tham gia phản ứng cháy nhưng chỉ có C2H4

làm mất màu dung dịch brom.

Rượu etylic và axit axetic đều phản ứng với natri tạo khí nhưngchỉ có axit axetic phản ứng với CaCO3

- Ngoài việc nắm chắc lý thuyết, còn phải biết sử dụng thànhthạo các phương pháp giải cũng như thủ thuật tính toán đặc biệt.

Để giúp các em nhanh chóng có thể tự giải được các bài toánhóa học từ đơn giản đến phức tạp, tác giả đã đưa ra những hướng dẫncăn bản để giải một bài toán hóa học, xây dựng những cách giải hayvà nhiều cách giải trong một bài toán, ngoài ra trong mỗi chương cònlại của quyển sách này đều có phần tóm tắt lý thuyết và các bài toánđiển hình.

Cuốn sách cũng là tài liệu tham khảo tốt cho các Thầy cô, cácbậc phụ huynh, cũng là tài liệu bồi dưỡng tốt cho các em học sinh khágiỏi, học sinh thi vào các trường chuyên, lớp chọn.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong sưu tầm, biên soạn nhưngchắc chắn không tránh khỏi những hạn chế Chúng tôi rất mong

nhận được ý kiến đóng góp quý báu của bạn đọc để trong những lầnxuất bản sau, cuốn sách được tốt hơn.

Xin chân thành cảm ơn! Tác giả

CHƯƠNG I: CÁC HƯỚNG DẪN CĂN BẢNĐỂ GIẢI CÁC BÀI TOÁN HÓA HỌCI Các công thức cần thiết.

A Mối liên hệ giữa các đại lượng.

1 Mối liên hệ gữa số mol (n), khối lượng (m) và khối lượng mol (M) : n = m

mn2 Mối liên hệ giữa số mol n, thể tích khí (V).a ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc tức 0oc, 1atm) n = V

CM = n

V (5)  nv = CM  V và V = MnC

5 Mối liên hệ giữa khối lượng riêng (D), khối lượng dung dịch (mdd) vàthể tích dung dịch (V):

V(ml) (6)  mdd = D  Vdd và Vdd = mD

6 Mối liên hệ giữa C%, CM, D và M (M là khối lượng mol của chất):CM =10 D C% 

M

7 Công thức tính tỉ khối: dA/B = A

MNếu A và B đều là hỗn hợp khí: dhhA/hhB = A

B Công thức tính % khối lượng và khối lượng mỗi nguyên tốtrong hợp chất

1 Tính % khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất AxBy

% A =

xyAA Ox.M

x yBA By.M

M a mB =

x yBA By M

II Một số hướng dẫn chung khi giải bài toán hóa học.

A Nên quy về số mol làm tính toán căn bản trong tính toánhóa học.

* Các bước chung làm một bài toán hóa học (gồm 4 bước chính):

1 Chuyển các số liệu trong đề về số mol n = m

M n = V

PTPƯ V = n  22,4CM = n

Ví dụ 1: Cho Mg phản ứng hết với dung dịch HCl 2M, sau phản

ứng thu được 11,2 lít H2(đktc).

a Tính khối lượng Mg tham gia.

b Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng.

Hướng dẫn

Phương trình hóa học của phản ứng: Mg + 2HCl  MgCl2 + H2

a Theo phương trình: nMg= n = 0,5 (mol)H2

Khối lượng Mg phản ứng: mMg = n  M = 0,5  24 = 12 (g)

b Theo phương trình: nHCl = 2 n = 0,5 H2  2 = 1 (mol) Thể tích dung dịch HCl cần dùng:

Ví dụ 2: Để hòa tan hoàn toàn 19,5 gam một kim loại hóa trị II

cần 400 ml dung dịch HCl 1,5 M Xác định kim loại.

Ví dụ 3: Cho 11,2 g Fe tác dụng hết với dung dịch HCl 7,3% vừa đủ.

a Tính thể tích H2 tạo thành ở đktc.

b Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng.c Tính C% của dung dịch sau phản ứng.

Hướng dẫn

Số mol Fe tham gia: nFe = 11,2 : 56 = 0,2 (mol)Phương trình: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2

a Theo phương trình: n = nH2 Fe = 0,2 (mol)

Thể tích H2 tạo thành ở đktc: V = n H2  22,4 = 0,2 22,4 = 4,48 (lít)b Theo phương trình: nHCl = 2nFe = 2  0,2 = 0,4 (mol)

Khối lượng HCl tham gia: mHCl = n  M = 0,4.36,5 = 14,6 (g)Khối lượng dung dịch HCl cần dùng: mdd = 14,6 100

c Theo phương trình: nFeCl2= nFe = 0,2 (mol)

Khối lượng FeCl2 tạo thành: M = n  M = 0,2.127 = 25,4 (g)Khối lượng dung dịch sau phản ứng:

mdd = 11,2 + 200 – m = 11,2 + 200 – 0,2.2 = 210,8 (g)H2Vậy nồng độ % của dung dịch sau phản ứng:

C% = 25,4 

B Bài tập cho biết lượng 2 chất tham gia.

* Cách làm chung: Nếu bài tập cho lượng 2 chất tham gia:

- Trong 2 chất tham gia sẽ có một chất phản ứng hết, chất còn lại cóthể hết hoặc dư, ta tính sản phẩm tạo thành theo chất phản ứng hết.

- Để xác định chất hết hay dư trong phản ứng hóa học, ta lập tỉ lệ giữasố mol theo bài chia cho số mol theo phương trình rồi so sánh 2 giá trịphân số đó với nhau, giá trị nào lớn thì chất đó dư, chất còn lại sẽ hết.

A + B  C + D (*) mol: 1 1 1 1

1 < b

1 suy ra A hết, B dư Tính C, D theo A.

(Trong trường hợp này ta giả sử tỉ lệ số mol theo phương trình (*)đều là 1 : 1 và a < b).

Ví dụ 4: Đốt cháy 3,1 gam phốt pho trong bình đựng 4,48 lít khí

oxi (đktc) Sau phản ứng chất nào dư? dư bao nhiêu gam? Tínhkhối lượng sản phẩm tạo thành?

 Sau phản ứng O2 dư, tính theo số mol của P Theo phương trình: nO2tham gia phản ứng = 0,1.5

Theo phương trình: 1 1 1 1

Tỉ lệ: 0,21 <

 Cách 2: Phương pháp 4 dòng.

Theo phương trình: 1 1 1 1Trước phản ứng: 0,2 0,25

Khối lượng CuSO4 còn dư: m = 0,05 160 = 8(g)

- Khi một phản ứng mà cả 2 chất sản phẩm đều không tan, nếu bàiyêu cầu tính nồng của dung dịch sau phản ứng thì dung dịch sau phảnứng sẽ chứa một trong các chất tham gia còn dư.

Ví dụ 6: Cho 200g dung dịch NaOH 8% vào 150g dung dịch FeCl2

12,7% Sau phản ứng được dung dịch X, kết tủa Y.a Tính nồng độ % các chất có trong dung dịch X.

b Lấy kết tủa Y nung ngoài không khí đến khối lượng khôngđổi được m gam chất rắn Tính m?

Hướng dẫn

nNaOH = 200 8

nFeCl2= 150 12,7

PTHH: FeCl2 + 2NaOH  2NaCl + Fe(OH)2

Theo PT: 1 2 Trước PƯ: 0,15 0,4

PƯ: 0,15 0,3

Sau PƯ: 0 0,1 0,3 0,15

a Tổng khối lượng dung dịch X: mdd = 200 + 150 – 0,15.90 = 336,5 (g)

2 nFe(OH)2= 0,075 (mol)

Vậy m = 0,075 160 = 12

Ví dụ 7: Hòa tan một hỗn hợp A gồm 28 g Fe và 40 g CuO

Mol: 1 1Tỉ lệ: 1 0,5

1 1 nên H2 hết, FeO dư.

Nhận thấy: Cứ 0,5 mol FeO bị khử cho ra 0,5 mol Fe

Độ giảm khối lượng của FeO chính là khối lượng oxi mất (tức 0,5 mol FeO mất 0,5 mol O)

Nên: mO= 0,5 16 = 8 gam.

Phần trăm khối lượng các chất sau phản ứng:

Sau phản ứng (3): mFeO= ( 1 – 0,5) 72 = 36 gam và mFe = 0,5 56 = 28 gam

C Phản ứng hoàn toàn hay không hoàn toàn, hiệu suất.

Giả sử phản ứng hóa học là: A + B à C + D

- Một phản ứng được coi là hoàn toàn(H = 100%) khi trong 2 chấttham gia sẽ có một chất A phản ứng hết, chất còn lại B có thể hếthoặc dư Lúc đó ta tính lượng sản phẩm tạo thành( C, D) theo chấtphản ứng hết.

- Một phản ứng được coi là không hoàn toàn(H <100%) khi sau phản

ứng vẫn còn một lượng nhất định cả 2 chất A và B (Rất quan trọngtrong bài hiệu suất)

Ví dụ: Cho 0,5 mol CuO phản ứng với 500 mol H2 ở to cao Nếu: * H= 100% => CuO hết, H2 dư.

* H < 100%, sau phản ứng còn cả CuO và H2 (Số mol CuO còn lại nhỏ hơn 0,5 mol, số mol H2 còn lại nhỏ hơn 500 mol, vì nếu còn nguyên thì H = 0%)

Chú ý: H luôn được tính đối với chất thiếu

Ví dụ: N2 + 3H2 to

Nếu nN2bđ= 1 mol; nH2bđ= 2 mol; nN2 pư = 0,5 mol; nH2 pư= 1,5 mol Ta tính H theo H2 (Vì theo phương trình phản ứng: để phản ứnghết 1 mol N2 cần 3 mol H2, mà ở đây ban đầu chỉ có 2 mol H2, vậythiếu H2)

I Công thức tính hiệu suất(H)

1 H chất tham gia.

Lượng chất tham gia theo phương trình

H = 100% Lượng chất tham gia trên thực tế

2 H chất sản phẩm

Lượng chất sản phẩm trên thực tế

H = .100% Lượng chất sản phẩm theo phương trình

II Khi bài đã cho H

1 Nếu bài yêu cầu tính khối lượng chất tham gia

Lượng chất tham gia = Lượng chất tham gia trên lí thuyết 100

2 Nếu bài yêu cầu tính lượng chất sản phẩm

Lượng chất sản phẩm = Lượng chất sản phẩm trên lí thuyết.

H

Ví dụ 8: Nung 400 gam CaCO3 sau một thời gian thu được 112gam CaO Tính hiệu suất phản ứng.

Hướng dẫn

* Cách 1: Tính H chất tham gia

Ta có: nCaCO3 = 400

100= 4 (mol) nCaO = 112

nCaCO3trên lý thuyết= nCaO = 2(mol)Thực tế có 4 mol CaCO3 tham gia.

(Lưu ý: Đây là một bài tập mà phản ứng xảy ra không hoàn toàn, vì

Ví dụ 9: Nung 420 gam MgCO3 một thời gian thu được 288 gamchất rắn Tính H phản ứng.

Gọi a là số mol MgCO3 bị phân hủy

Suy ra số mol MgCO3 còn lại là: (5 – a) mol

Do số mol MgCO3 ban đầu là 5 mol, bị phân hủy 3 mol nên:

giảm chính là khối lượng CO2 tạo ra trên thực tế: mCO2 420 288 132(  gam)

bị nhầm lẫn theo hướng: Có 5 mol MgCO3 sẽ tạo ra 5mol MgO (tức là

lúc đó tính H sẽ sai.

- Cách 2 là cách tính nhanh vì độ giảm khối lượng chính là lượngCO2 thực tế thu được (3mol) Nếu H= 100% thì phải tạo ra 5 mol CO2

(vì ban đầu có 5 mol MgCO3) Do đó ta tính được kết quả H đúng.

Ví dụ 10: Cho luồng khí H2 đi qua 7,2 gam FeO nung nóng, sauphản ứng thu được 6,4 gam hỗn hợp chất rắn Tính H phản ứng.

Hướng dẫn

* Cách 1:

Số mol trong 7,2 gam FeO: nFeO = 7, 2 0,1( )

mFe + mFeO dư = 6,4 gam  56a + 72( 0,1 - a) = 6,4  56a + 7,2 - 72a = 6,4  a= 0, 05

Vậy hiệu suất phản ứng:

được 6,4 gam hỗn hợp chất rắn, suy ra độ giảm khối lượng là khốilượng oxi tham gia:

mO = 7,2 - 6,4 = 0,8 gam

0, 05( )16

Theo bài tấn : 50 x Số tấn CaO thu dược trên lý thuyết: x = mCaO = 56.50 28

Ví dụ 12: Dẫn luồng khí H2 đi qua ống thuỷ tinh chứa 28 g bộtđồng (II) oxit nung nóng Sau một thời gian thu được 24 g chấtrắn Xác định khối lượng hơi nước tạo thành ?

Hướng dẫn

Số mol CuO ban đầu : nCuO = 28

80= 0,35 (mol) Phương trình phản ứng :

Vậy số g hơi nước tạo thành là :

Phương trình hóa học:

HCl + AgNO3  AgCl  + HNO3 (2)Theo phương trình (2): nHCl = nAgCl= 0,005(mol)

Khối lượng HCl cần dùng ở phản ứng (2):

mHCl = 0,005 36,5 = 0,1825 gamDo đó khối lượng H2O có trong 5 gam dung dịch: m = 5 – 0,1825 = 4,8175 gamNhư vậy: Cứ 4,8175 gam nước hòa tan 0,005 mol HCl Cứ 19,27 gam nước hòa tan x mol HCl Suy ra: 19, 27.0,005

ứng đem cô bớt dung dịch và làm lạnh nó thu được 7,868 gamtinh thể muối với H= 70% Xác định công thức tinh thể của nó.

Hướng dẫn

Ta có:

Khối lượng M2(SO4)m tạo thành: 2( 4)

Theo bài ra ta có:

Do đó M là Fe, công thức oxit là Fe2O3, công thức muối là Fe2(SO4)3

Gọi công thức của tinh thể muối là Fe2(SO4)3.xH2O

Ta có: nFe SO2(4 3) xH O2 nFe SO2(4 3) nFe O2 3= 0,02 molDo H = 70% nên thực tế số mol Fe2(SO4)3.xH2O thu được là:

n= 0,02 70

Ta có: 0,014.(400+18x) = 7,868 Giải ra: x = 9Vậy công thức tinh thể muối là: Fe2(SO4)3.9H2O

Ví dụ 15: Cho 19,5 gam Zn tác dụng với 7 lít Cl2(đktc) thì thuđược 36,72 gam ZnCl2 Tính hiệu suất phản ứng.

a) Tính thể tích khí amoniac thu được.b) Xác định hiệu suất của phản ứng.

(Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất )

 VNH3 0,8 2 1,6(lit) 

b Nếu để phản ứng hoàn toàn thì N2 hết  VNH3   4 2 8(lit) ( lượng lý thuyết )

Hiệu suất phản ứng :

   SO3 (2) SO3 + H2O  H2SO4 (3)

Từ 60 tấn FeS2 điều chế được bao nhiêu tấn dung dịchH2SO4 90% Biết phương trình (1) có H= 80%, phương trình (2)có H= 60%, phương trình (3) có H= 90%.

Hướng dẫn

Ta có phương trình hóa học:

4 FeS2 + 11O2 to

  2Fe2O3 + 8SO2 (1) 2SO2 + O2 t V Oo,2 5

   2SO3 (2) SO3 + H2O  H2SO4 (3)Hiệu suất tổng của quá trình sản suất:

Htổng = 80% 60%.90%= 43,2%Từ các phương trình (1,2,3) ta có sơ đồ sau:

FeS2  2SO2 2SO3 2H2SO4(*) Theo sơ đồ: 120 gam 2 98gam Hay: 120 tấn 2 98 tấn Theo bài: 60 tấn x tấnKhối lượng H2SO4 thu được theo sơ đồ(*):

D Một số thủ thuật tính toán trong trường hợp thiếu mộtphương trình nhưng đề không cho thêm điều kiện nào:

Gọi x là ẩn, y là số phương trình.

Nếu x = y thì ta đủ phương trình để giải

Nếu x > y ta thiếu phương trình, phải dùng một số thủ thuật trong tính toán.

Trong trường hợp này, ta sẽ tìm một hệ thức giữa hai ẩn, ví dụkhối lượng mol của kim loại M với hóa trị a, hoặc giữa hai hệ số x và y

2, 3… và tìm giá trị của ẩn còn lại.

Ví dụ: M = 12a (M là khối lượng mol, a là hóa trị của M):Với a = 1, M = 12 (loại vì C có M = 12 nhưng C là phi kim)Với a = 2, M = 24 (phù hợp vì Mg có M = 24)

Với a = 3, M = 36 ( loại vì không có kim loại nào có M = 36)

Ví dụ 18: Hòa tan hoàn toàn 16,8 gam một kim loại X bằng

dung dịch HCl vừa đủ, sau phản ứng thu được 6,72 lit H2 (đktc).Xác định kim loại.

Hướng dẫn

Ta có: 2

0,3()22, 4

Gọi a là hóa trị của X

Phương trình hóa học: 2X + 2aHCl  2XCla +aH2

mol: 2 aTheo phương trình: nX 2nH2 2.0,3 0, 6(mol)

Ví dụ 19: Hòa tan hoàn toàn 9,6 gam kim loại R trong dung

dịch H2SO4 đặc nóng dư, sau phản ứng được 3,36 lit SO2( đktc).Xác định R.

Hướng dẫn

0,15()22, 4

Ví dụ 20: Để hòa tan hoàn toàn 4 gam một oxit sắt cần 150 ml

dung dịc HCl 1M Xác định công thức oxit.

Hướng dẫn

Ta có: nHCl = 0,15 1 = 0,15(mol)Gọi công thức oxit sắt là FexOy

Phương trình hóa học: FexOy + 2yHCl  xFeCl2y/x + yH2O mol: 1 2y

Trong các oxit sắt, nhậnthấy Fe2O3 phù hợp với tỉ lệ trên.

Ví dụ 21: Để hòa tan hoàn toàn 8 gam một oxit kim loại cần 200

gam dung dịch HCl 7,3% Xác định công thức oxit.

Gọi công thức oxit kim loại là AxOy

Phương trình hóa học: AxOy + 2yHCl  xACl2y/x + yH2O mol: 1 2y

Vậy A là Mg, công thức oxit là MgO

E.áp dụng định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL) vào giảimột số dạng bài tập.

1 Nội dung định luật: Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượngcủa các sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phảnứng.

2 Phương trình của định luật:

Giả sử có phản ứng: A + B  C + D

(Trong đó A,B là các chất tham gia, C,D là các chất sản phẩm)Theo ĐLBTKL: mA + mB = mC + mD.

Ví dụ 22: Cho 16,25 gam một kim loại hóa trị II vào dung dịch

HCl dư, sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch sau phản ứngnặng hơn khối lượng dung dịch ban đầu là 15,75 gam Xác địnhkim loại.

Hướng dẫn

( Gợi ý: Cần thấy rằng dung dịch trước phản ứng là dung dịch HCl , nếu phảnứng giữa kim loại với HCl trong dung dịch mà không giải phóng chất khí thìkhối lượng dung dịch sau phản ứng nặng hơn khối lượng dung dịch ban đầu là16,25 gam, thực tế chỉ nặng hơn khối lượng dung dịch ban dầu là 15,75 gam,lượng chênh lệch chính là lượng khí H2 tạo ra)

Khối lượng H2 tạo ra: m = 16,25 – 15,75 = 0,5 gamSuy ra số mol H2 tạo ra: n = 0,5 0, 25( )

Gọi A là khim loại hóa trị II

Ta có phương trình hóa học: A + 2HCl  ACl2 + H2

mol: 1 1 Theo phương trình: nA nH2 0, 25(mol)

Khối lượng mol của A: A 16, 250, 2565

Do đó A là Zn

Ví dụ 23: Hòa tan hoàn toàn 18,4 gam hỗn hợp 2 kim loại M(II)

và N(III) trong dung dịch HCl, thu được dung dịch Q và 11,2 litH2 (đktc) Cô cạn dung dịch Q được m gam muối khan.

Gọi a, b lần lượt là số mol M và N trong hỗn hợp đầu.

Ta có phương trình hóa học:

M + 2HCl  MCl2 + H2

mol: a 2a a a 2N + 6HCl  2NCl3 + 3H2

mol: b 3b b 1,5ba Có: a + 1,5b = 0,5(mol)

Theo 2 phương trình trên:

Nên: a = b = 0,2(mol)Suy ra: a.M + b.N = 18,4

Mà N(III) nên N là Al , thay vào (*) thì M là Zn

Ví dụ 24 Khử 3,48 g một oxit của kim loại M cần dùng 1,344 lit

CO Toàn bộ lượng kim loại thu được cho tác dụng với dungdịch HCl dư thu được 1,008 lit H2 (Biết các thể tích khí ở đktc) Xác định kim loại M và oxit của nó

  xM + yCO2 (1) 0,06 0,06

Theo phương trình (1) và định luật bảo toàn khối lượng mM = 3,48 + 0,06.2 – 0,06.18 = 2,52 gamGọi n là hóa trị của M trong muối clorua.

2M + 2n HCl   2MCln + nH2  (2)

0,09

Theo phương trình (2) số mol M = 0,09

Do đó công thức oxit là Fe3O4

(Lưu ý: Đây là dạng bài tập cần áp dụng ĐLBTKL một cách linh hoạt,về mặt định tính cần thấy được sự thay đổi hóa trị của M trong oxit ởphương trình (1) và trong muối clorua ở phương trình (2), vì vậy taphải gọi hóa trị khác nhau Nếu hóa trị của M trong hai phương trình

Ví dụ 25: Khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit kim loại bằng CO ở

tocao thành kim loại Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựngdung dịch Ba(OH)2 dư thấy tạo thành 13,79 gam kết tủa Đểhòa tan hết lượng kim loại sinh ra cần vừa đủ 105 ml dungdịch HCl 1M Xác định công thức oxit kim loại.

PTHH: AxOy + yCO t

  xA + yCO2(2)mol: 1 y x yTheo phương trình (2): nCO nCO2 0, 07(mol)

Khối lượng CO cần dùng ở phản ứng (2):mCO = 0,07 28 = 1,96(g)Theo (2) và ĐLBTKL:

Do đó công thức oxit là Fe3O4

F Phương pháp tăng giảm khối lượng.1) Nguyên tắc

- Nguyên tắc giải nhanh : dựa vào sự chênh lệch khối lượng khibiến đổi chất này thành chất khác có thể tính nhanh số mol của mộtchất trong phản ứng

Ví dụ :

Quá trình chuyển muối Cacbonat thành muối Clorua:R2(CO3)x + 2xHCl  2RClx + xH2O + xCO2

(muối tăng 11x gam )

Vậy khi khối lượng muối tăng 11 gam thì có 1mol CO2 sinh ra

khi khối lượng muối tăng a( gam) 

molCO2 sinh ra

2) Một số lưu ý:

* Phản ứng của đơn chất với oxi :

4Rrắn+ xO2  2R2Oxrắn

Độ tăng: mrắn m (phản ứng )O2

* Phản ứng phân huỷ:

Arắn  Xrắn + Yrắn + Z

Độ gảm: mrắn m (thoát ra )Z

* Phản ứng của kim loại với axit HCl, H2SO4loãng

* Phản ứng của kim loại với muối

+) độ giảm: mrắn mKL(mòn ) - mKL(bám )

(cũng là độ tăng khối lượng dd ) +) độ tăng: mrắn mKL(bám ) - mKL(mòn )

(cũng là độ giảm khối lượng dd )

3) Các phương pháp giải bài toán tăng giảm khối lượng:

* Phương pháp đại số :

+) Đặt ẩn cho số mol chất phản ứng

+) Lập phương trình biểu diễn độ tăng ( hoặc giảm ) +) Giải tìm ẩn và kết luận

* Phương pháp suy luận tăng giảm:

Từ độ tăng( giảm) theo đề và tăng (giảm) theo PTHH ta tìm đượcsố mol của các chất

Chất m(theo đề )

m(theo ptpư )

phản ứng trước, Cu phản ứng sau ( vì nếu còn Fe thì không thể tồn tạimuối của Cu )

* Phương pháp tăng giảm khối lượng vẫn có thể áp dụng trongtrường hợp bài tập vừa có phản ứng tăng, vừa có phản ứng giảm.

Ví dụ : Cho Fe và Zn tác dụng với Cu(NO3)2 thì độ tăng khốilượng:

m = mFemZn  mCu (không cần tính riêng theotừng phản ứng)

Ví dụ 26: Hoà tan hoàn toàn 2,17 gam hỗn hợp X gồm 3 kim

loại A,B,C trong dung dịch HCl dư thu được 1,68 lit H2(đktc) vàdung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được m gam hỗn hợp 3muối khan ACl2, BCl2, CCl3 Tính m

Hướng dẫn

Ta có : nH2 = 1,68: 22,4= 0,075(mol)

Phương trình hoá học:

A + 2HCl  ACl2 + H2 (1)Mol: 1 2 1 1 B + 2HCl  BCl2 + H2 (2)Mol: 1 2 1 1

2C + 6HCl  2CCl3 + 3H2 (3)Mol: 1 3 1 1,5

Theo phương trình 1,2,3: nHCl = 2nH2 = 0,075 2= 0,15(mol)Trong HCl: nCl = nHCl = 0,15 (mol)

Nên: mCl = 0,15.35,5= 5,325 gamTa thấy: mmuối = mX + mCl

mmuối= 2,17 + 5,325 = 7,495 gam.

Ví dụ 27: Cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 500ml dung

dịch HCl Khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được34,575g chất rắn Lập lại thí nghiệm trên với 800ml dung dịchHCl rồi cô cạn thu được 39,9g chất rắn Tính nồng độ mol củadung dịch HCl và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Hướng dẫn

Cách 1: Nếu trong thí nghiệm lần thứ nhất với 500 ml dung dịch HCl

hết kim loại thì thí nghiệm lần thứ 2 với 800 ml dung dịch HCl cókhối lượng chất rắn bằng lần thứ nhất Theo đầu bài, khối lượng chấtrắn lần thứ 2 nhiều hơn lần thứ nhất nên ở thí nghiệm 1 dư kim loại,hết axit.

Phương trình hoá học:

Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 (1)Mol: 1 2 1 1 Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (2)Mol: 1 2 1 1

* Thí nghiệm 1:

Khi cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 500ml dung dịchHCl, khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được 34,575g chất rắn,do đó khối lượng tăng là khối lượng clo tham gia phản ứng.

Khi cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 800ml dung dịchHCl, khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được 39,9 g chất rắn,do đó khối lượng tăng là khối lượng clo tham gia phản ứng

Gọi a, b lần lượt là số mol Zn và Fe trong 18,8 gam hỗn hợp.Theo bài và phương trình (1, 2) ta có:

Cho 18,6 g A(Zn, Fe) 500ml HCl

    34,575 g chất rắn khan (1)Cho 18,6 g A(Zn, Fe) 800ml HCl

    39,9 g chất rắn khan (2) - ở (2) khối lượng chất rắn tăng so với ở (1) => Trong trường hợp (1)kim loại dư, HCl hết

Theo bảo toàn nguyên tố: mCl 34,575 18,6 15,975g

15,9740, 4535,5

Zn + 2HCl   ZnCl2 + H2 a mol a mol

Khối lượng Zn là: 0,2.65 = 13 g; Khối lượng Fe là 0,1.56 = 5,6 g

(Lưu ý: bài tập này ta cần hiểu và phân tích tốt đề bài để thấy được trong thínghiệm 1 dư kim loại, thiếu axit, từ đó thấy được 34,575g chất rắn gồm muốitạo thành và kim loại dư Trong thí nghiệm 2 cần thấy được dư axit,hết kim loại như cách làm trong bài đã phân tích, như vậy dựa vào sựtăng giảm khối lượng ta biện luận được bài một cách tốt nhất)

Ví dụ 28: Chia 156,8 gam hỗn hợp L gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3

thành hai phần đều nhau:

- Phần 1 cho tác dụng hết với dung dịch HCl, thu được155,4 gam muối khan

- Phần 2 tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch M là dungdịch hỗn hợp gồm HCl và H2SO4 loãng, thu được 167,9gam muối khan

Xác định phần trăm khối lượng của Fe trong L và nồng độmol của M.

Hướng dẫn

Cách 1:

Số gam mỗi phần: m = 156,8 : 2 = 78,4 (gam)

Phần 1: Các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra:

FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O ( 1)mol: 1 2 1

Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O (2)mol: 1 6 2

Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (3)mol: 1 8 1 2

Theo các phản ứng ở phần 1:

Cứ 1 mol nguyên tử oxi thay bằng 2 mol nguyên tử clo làm tăng: 2.35,5 – 16 = 55 gam

Cứ x mol nguyên tử oxi thay bằng 2x mol nguyên tử clo làm tăng: 155,4 – 78,4 = 77 gam

Suy ra số mol nguyên tử oxi trong phần 1: nO = x = 77 1, 4

Nên số gam nguyên tử oxi trong phần 1:mO = 1,4 16 = 22,4 (gam)Do đó % Fe trong L:

Nhận thấy muối do phần 2 tạo ra là hỗn hợp gồm clorua vàsunphat So sánh khối lượng muối trong 2 thí nghiệm ở 2 phần, thấy:2Cl thay bằng 1SO4 làm tăng 96 – 71 = 25

Số gam mỗi phần: m = 156,8 : 2 = 78,4 (gam)

Phần 1: Các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra:

FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O( 1)mol: 1 2 1

Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O(2)mol: 1 6 2

Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O(3)mol: 1 8 1 2

Theo các phản ứng ở phần 1:

Cứ 1 mol nguyên tử oxi thay bằng 2 mol nguyên tử clo làm tăng: 2.35,5 – 16 = 55 gam

Cứ x mol nguyên tử oxi thay bằng 2x mol nguyên tử clo làm tăng: 155,4 – 78,4 = 77 gam

Suy ra số mol nguyên tử oxi trong phần 1: nO = x = 77 1, 4

Nên số gam nguyên tử oxi trong phần 1:mO = 1,4 16 = 22,4 (gam)Do đó % Fe trong L:

78, 4

Phần 2: Ngoài các phương trình hóa học (1,2,3) còn có thêm các phản

ứng :

FeO + H2SO4  FeSO4 + H2O (4)

Từ (*) và (**) ta có hệ:

a + b = 1,471a+ 96b = 111,9

Ví dụ 29 Nhúng một tấm kẽm vào một dung dịch A chứa 6,8g

AgNO3 Sau khi tất cả Ag bị đẩy ra và bám hết vào thanh Znthì khối lượng thanh Zn tăng lên 4% Xác định khối lượng kẽmban đầu.

Hướng dẫn

Gọi a(g) là khối lượng tấm kẽm trước khi phản ứng.

Ta có khối lượng lá Zn tăng thêm sau khi đưa ra khỏi dung dịch: 4a : 100 = 0,04.a(g)

PTHH: Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag1mol 2mol 2molxmol 0,04mol 2xmol

Vậy trước khi nhúng vào dung dịch AgNO3 thì tấm kẽm có khối lượnglà 75,5g.

G Toán về tìm khoảng biến thiên của một lượng chất.

- Thường gặp: hỗn hợp A,B (có tính chất tương tự) tác dụng với chất X(thường lấy thiếu )

- Nếu lượng chất X lấy vào phản ứng thay đổi thì lượng sản phẩm dohỗn hợp A,B tạo ra cũng thay đổi trong một khoảng nào đó ( gọichung là khoảng biến thiên )

Phương pháp :

1) Nếu hỗn hợp đã biết lượng của mỗi chất thì xét 2 trường hợp :

2) Nếu hỗn hợp chưa biết khối lượng của mỗi chất, xét 2 trường hợp:

3) Có thể dùng phương pháp đại số (dựa vào giới hạn của đại lượng

Mnặng ï Mnhẹ ; Hiệu suất: 0 < H% < 100%

0 < số mol A < số mol hỗn hợp A,B

x A y Bmx y



Ví dụ 30: Cho hỗn hợp gồm 8 gam CuO và 3,6 gam FeO vào

trong 300ml dung dịch HCl 0,8M Sau phản ứng có m gam chấtrắn không tan Hỏi m nằm trong khoảng nào ?

Hướng dẫn Cách 1: Số mol các chất ban đầu:

nCuO = 0,1(mol) nFeO = 0,05(mol) nHCl = 0,24 (mol) Vậy HCl không đủ tác dụng với hỗn hợp oxit

+ Nếu CuO phản ứng trước :

mol: 1 2

Theo phương trình(1): nHCl = 2nCuO = 0,2(mol)

Số mol HCl còn dư: nHCl = 0,24 – 0,2 = 0,04(mol)

mol: 1 2

Theo phương trình(2): nFeO = 1

2nHCl = 0,02(mol) Sau phản ứng :

mFeO ( dư ) = 3,6 – (0,02 72 ) = 2,16 gam

+ Nếu FeO phản ứng trước

mol: 1 2

Theo phương trình(*): nHCl = 2nFeO = 0,1(mol)

Số mol HCl còn dư: nHCl = 0,24 – 0,1 = 0,14(mol)

mol: 1 2

Theo phương trình(**): nCuO = 1

2nHCl = 0,07(mol) Sau phản ứng :

Vì 72< M < 80

 72 0,03 < m < 80 0,03 Vậy: 2,16gam < m < 2,4 gam

Ví dụ 31: Nung 20 gam hỗn hợp MgCO3, CaCO3, BaCO3 ở nhiệtđộ cao thì thu được khí A Dẫn khí A vào trong dung dịch nướcvôi thì thu được 10 gam kết tủa và dd B Đun nóng dung dịch Bhoàn toàn thì tạo thành thêm 6 gam kết tủa Hỏi % khối lượngcủa MgCO3 nằm trong khoảng nào ?

Trong đó x,y,z là số mol MgCO3, CaCO3, BaCO3 trong 100gam hỗn hợpTheo các ptpư : nCO2 nCaCO3( )4 2 nCaCO3( )60 1 2 0 06 0 22mol, ,,

Do đó trong 100 gam hỗn hợp có: 0,22 5 = 1,1 mol CO2

x y z 0 22 5 1 1,,

 

Từ (1) và (2) ta có : 100y 197z 100 84xy z1 1 x,

Suy ra ta có : 100100 84x1971 1 x,

52,5%  86,688 %

Ví dụ 32: Cho 6,2 gam hỗn hợp X gồm Na và K tác dụng với

dung dịch HCl dư Tính khối lượng muối tạo thành.

Hướng dẫn :

Các phương trình phản ứng xảy ra:2Na + 2HCl  2NaCl + H2 2K + 2HCl  2KCl + H2 Ta có : 6, 2

11,84 gam < m < 15,77 gam

H Phương pháp giải toán tự do lựa chọn lượng chất

1) Nguyên tắc áp dụng

Khi gặp các bài toán có lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát(dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chấtđề cho đều có chứa chung một tham số: m (g), V(l), x(mol)…) thì cácbài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đã cho.

Phương pháp :

Tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tínhtoán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản Sau khi đã chọnlượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việcgiải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều.

2) Lưu ý :

Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì thườngchọn hỗn hợp có khối lượng 100 gam (hoặc 100 lít )

Khi khảo sát về 1 PƯHH thì chọn hệ số làm số mol chất phản ứng.

Ví dụ 33: Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dd

H2SO4 4,9% (vừa đủ) thì thu được một dung dịch muối có nồngđộ 5,87% Xác định CTPT của oxit kim loại.

Vậy kim loại là Mg ; oxit kim loại là : MgO

Ví dụ 34: Cho a gam dung dịch H2SO4 loãng nồng độ C% tácdụng hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe (Lấy dư so vớilượng phản ứng) Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là0,04694 a (g) Tìm C%

Hướng dẫn :

Giả sử a = 100 g 

H SOH OH

m100 c(gam)m4, 694(gam)

Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy ra các phản ứng sau :

2K (dư) + 2H2O   2KOH + H2 (3)Theo các ptpư (1),(2),(3) ta có :

Ví dụ 35: Một loại đá gồm CaCO3; MgCO3 và Al2O3 trong đóAl2O3 bằng 1

8khối lượng muối cacbonat Khi nung đá ở 12000Cđến khối lượng không đổi thu được sản phẩm rắn có khốilượng bằng 6

10 khối lượng đá trước khi nung Tính % khốilượng mỗi chất trong đá ban đầu.

Hướng dẫn :

Cách 1: Giả sử khối lượng đá là 100g

Gọi số mol CaCO3, MgCO3, Al2O3 trong 100 gam hỗn hợp lầnlượt là x,y,z

Phương trình hóa học của phản ứng: CaCO3t0

 %CaCO3 = 78,3 % ; % MgCO3= 10,6 %

Cách 2: Giả sử khối lượng đá là 90g