HÓA-HỌC

CƠNG THỨC GIẢI NHANH HĨA HỌC Ví dụ : Cần cho lít dung dịch NaOH 1M lớn vào dung dịch chứa đồng thời 0,6 mol AlCl3 0,2 mol HCl để 39 gam kết tủa Hướng dẫn giải nOH max = n Al3 - nkết tủa + nH = 0,6 - 0,5 + 0,2 =2,1 mol → V = 2,1 lít 22 Cơng thức tính thể tích dung dịch HCl cần cho vào dung dịch NaAlO2 để xuất lượng kết tủa theo yêu cầu Ta có hai kết : n H = nkết tủa n H = n AlO - nkết tủa Ví dụ: Cần cho lít dung dịch HCl 1M vào dung dịch chứa 0,7 mol NaAlO2 để thu 39 gam kết tủa Hướng dẫn giải Ta có hai kết : nH = nkết tủa = 0,5 mol → V = 0,5 lít nH = n AlO - nkết tủa = 4.0,7 – 3.0,5 = 1,3 mol → V = 1,3 lít 23 Cơng thức tính thể tích dung dịch HCl cần cho vào hỗn hợp dung dịch NaOH NaAlO2 để xuất lượng kết tủa theo yêu cầu Ta có hai kết : n H = nkết tủa + nOH n H = n AlO - nkết tủa + nOH Ví dụ: Cần cho lít dung dịch HCl 1M cực đại vào dung dịch chứa đồng thời 0,1 mol NaOH 0,3 mol NaAlO2 Na Al (OH )  để thu 15,6 gam kết tủa nH (max) = n AlO Hướng dẫn giải - nkết tủa + nOH = 4.0,3 – 3.0,2 + 01 = 0,7 mol → V = 0,7 lít 24 Cơng thức tính thể tích dung dịch NaOH cần cho vào hỗn hợp dung dịch Zn2+ để xuất lượng kết tủa theo yêu cầu Ta có hai kết : nOH = 2.nkết tủa nOH max = nZn2 - 2.nkết tủa Ví dụ: Tính thể tích dung dịch NaOH 1M cần cho vào 200 ml dung dịch ZnCl2 2M để 29,7 gam kết tủa Hướng dẫn giải Ta có nZn2 = 0,4 mol, nkết tủa = 0,3 mol nOH = 2.nkết tủa = 2.0,3= 0,6 → V ddNaOH = 0,6 lít nOH max = nZn2 - 2.nkết tủa = 4.0,4 – 2.0,3 = mol → V ddNaOH = lít http://ledangkhuong.com/ MỘT SỐ CÔNG THỨC KINH NGHIỆM DÙNG GIẢI NHANH BÀI TỐN HỐ HỌC HĨA ĐẠI CƯƠNG I TÍNH pH Dung dịch axit yếu HA: pH = – (log Ka + logCa) pH = –log( αCa) (1) α : độ điện li với Ka : số phân li axit Ca : nồng độ mol/l axit ( Ca ≥ 0,01 M ) Ví dụ 1: Tính pH dung dịch CH3COOH 0,1 M 250C Biết KCH COOH = 1,8 10-5 Giải 1 pH = - (logKa + logCa ) = - (log1,8 10-5 + log0,1 ) = 2,87 2 Ví dụ 2: Tính pH dung dịch HCOOH 0,46 % ( D = g/ml ) Cho độ điện li HCOOH dung dịch α=2% Giải 10.D.C % 10.1.0,46 Ta có : CM = = = 0,1 M => pH = - log ( α Ca ) = - log ( 0,1 ) = 2,7 M 46 100 Ca Dung dịch đệm (hỗn hợp gồm axit yếu HA muối NaA): pH = –(log Ka + log ) (2) Cm Ví dụ : Tính pH dung dịch CH3COOH 0,1 M CH3COONa 0,1 M 250C Biết KCH COOH = 1,75 10-5 , bỏ qua điện li H2O 0,1 C ) = 4,74 pH = - (logKa + log a ) = - (log1,75 10-5 + log 0,1 Cm Dung dịch baz yếu BOH: pH = 14 + (log Kb + logCb) (3) với Kb : số phân li bazơ Ca : nồng độ mol/l bazơ Ví dụ : Tính pH dung dịch NH3 0,1 M Cho KNH = 1,75 10-5 1 pH = 14 + (logKb + logCb ) = 14 + (log1,75 10-5 + log0,1 ) = 11,13 2 II TÍNH HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG TỔNG HỢP NH3 : H% = – %VNH - Y MX MY =( (4) MX MY (5) - 1).100 (X: hh ban đầu; Y: hh sau) ĐK: tỉ lệ mol N2 H2 1:3 Ví dụ : Tiến hành tổng hợp NH3 từ hỗn hợp X gồm N2 H2 có tỉ khối so với H2 4,25 thu hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 6,8 Tính hiệu suất tổng hợp NH3 Ta có : nN : nH = 1:3 8,5 M H% = - X = - = 75 % MY 13,6 MỘT SỐ CÔNG THỨC KINH NGHIỆM DÙNG GIẢI NHANH BÀI TỐN HỐ HỌC HĨA VƠ CƠ I BÀI TỐN VỀ CO2 Tính lượng kết tủa hấp thụ hết lượng CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 Ba(OH)2 Điều kiện: n↓ ≤ nCO Công thức: n ↓ = n OH - n CO - 2 (6) Ví dụ : Hấp thụ hết 11,2 lít CO2 (đktc ) vào 350 ml dung dịch Ba(OH)2 1M Tính kết tủa thu Ta có : n CO = 0,5 mol n Ba(OH) = 0,35 mol => nOH − = 0,7 mol nkết tủa = nOH − - nCO = 0,7 – 0,5 = 0,2 mol mkết tủa = 0,2 197 = 39,4 ( g ) Tính lượng kết tủa hấp thụ hết lượng CO2 vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaOH Ca(OH)2 Ba(OH)2 Điều kiện: nCO ≤ nCO 23 Công thức: n CO2- = nOH- - n CO2 (7) (Cần so sánh n CO với nCa nBa để tính lượng kết tủa) 23 Ví dụ : Hấp thụ hết 6,72 lít CO2 ( đktc) vào 300 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1 M Ba(OH)2 0,6 M Tính khối lượng kết tủa thu nCO = 0,3 mol nNaOH = 0,03 mol n Ba(OH)2= 0,18 mol => ∑ nOH − = 0,39 mol nCO 32− = nOH − - nCO = 0,39- 0,3 = 0,09 mol Mà nBa 2+ = 0,18 mol nên nkết tủa = nCO 32− = 0,09 mol mkết tủa = 0,09 197 = 17,73 gam Ví dụ : Hấp thụ hết 0,448 lít CO2 ( đktc) vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,06 M Ba(OH)2 0,12 M ( TSĐH 2009 khối A ) thu m gam kết tủa Tính m ? A 3,94 B 1,182 C 2,364 D 1,97 nCO = 0,02 mol nNaOH = 0,006 mol n Ba(OH)2= 0,012 mol => ∑ nOH − = 0,03 mol nCO 32− = nOH − - nCO = 0,03 - 0,02 = 0,01 mol Mà nBa 2+ = 0,012 mol nên nkết tủa = nCO 32− = 0,01 mol mkết tủa = 0,01 197 = 1,97 gam Tính thể tích CO2 cần hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 Ba(OH)2 để thu lượng kết tủa theo u cầu (Dạng có kết quả) Cơng thức: n CO = n ↓ (8) nCO2 = n OH- - n↓ (9) Ví dụ : Hấp thụ hết V lít CO2 ( đktc) vào 300 ml dung dịch Ba(OH)2 M thu 19,7 gam kết tủa Tính V ? Giải - n CO = nkết tủa = 0,1 mol => V CO = 2,24 lít - n CO = nOH − - nkết tủa = 0,6 – 0,1 = 0,5 => V CO = 11,2 lít II BÀI TỐN VỀ NHƠM – KẼM Tính lượng NaOH cần cho vào dung dịch Al3+ để thu lượng kết tủa theo u cầu (Dạng có kết quả) Cơng thức: n OH = 3n ↓ − n OH - = 4n Al3+ - n↓ HOAHOC.ORG ® NGƠ XN QUỲNH (10) (11) MỘT SỐ CÔNG THỨC KINH NGHIỆM DÙNG GIẢI NHANH BÀI TỐN HỐ HỌC Ví dụ : Cần cho lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch chứa 0,5 mol AlCl3 để 31,2 gam kết tủa Giải Ta có hai kết : n OH − = 3.nkết tủa = 0,4 = 1,2 mol => V = 1,2 lít n OH − = nAl 3+ - nkết tủa = 0,5 – 0,4 = 1,6 mol => V = 1,6 lít Tính lượng NaOH cần cho vào hỗn hợp dung dịch Al3+ H+ để thu lượng kết tủa theo yêu cầu (Dạng có kết quả) n OH = 3n ↓ + n H n OH max = 4n Al3+ - n ↓ + n H (12) + (13) + Ví dụ : Cần cho lít dung dịch NaOH 1M lớn vào dung dịch chứa đồng thời 0,6 mol AlCl3 0,2 mol HCl để 39 gam kết tủa Giải n OH − ( max ) = nAl 3+ - nkết tủa+ nH + = 0,6 - 0,5 + 0,2 =2,1 mol => V = 2,1 lít Tính lượng HCl cần cho vào dung dịch Na[Al(OH)4] (hoặc NaAlO2) để thu lượng kết tủa theo yêu cầu (Dạng có kết quả) Cơng thức: n H = n↓ (14) + n H+ (15) = 4n AlO − - 3n ↓ Ví dụ : Cần cho lít dung dịch HCl 1M vào dung dịch chứa 0,7 mol NaAlO2 Na [Al (OH ) ] để thu 39 gam kết tủa Giải Ta có hai kết : nH + = nkết tủa = 0,5 mol => V = 0,5 lít nH + = nAlO −2 - nkết tủa = 4.0,7 – 3.0,5 = 1,3 mol => V = 1,3 lít Tính lượng HCl cần cho vào hỗn hợp dung dịch NaOH Na[Al(OH)4] (hoặc NaAlO2) thu lượng kết tủa theo yêu cầu (Dạng có kết quả) Công thức: n H = n ↓ + n OH (16) + n H+ - = 4n AlO − - 3n ↓ + n OH− (17) Ví dụ : Cần cho lít dung dịch HCl 1M cực đại vào dung dịch chứa đồng thời 0,1 mol NaOH 0,3 mol NaAlO2 Na [Al (OH ) ] để thu 15,6 gam kết tủa Giải Ta có hai kết : nH + (max) = nAlO −2 - nkết tủa + n OH − = 4.0,3 – 3.0,2 + 01 = 0,7 mol => V = 0,7 lít Tính lượng NaOH cần cho vào dung dịch Zn2+ để thu lượng kết tủa theo yêu cầu (Dạng có kết quả): nOH- = 2n↓ (18) nOH- = 4n Zn2+ - 2n (19) ↓ Ví dụ : Tính thể tích dung dịch NaOH 1M cần cho vào 200 ml dung dịch ZnCl2 2M để 29,7 gam kết tủa Giải nkết tủa= 0,3 mol Ta có nZn 2+ = 0,4 mol Áp dụng CT 41 n OH − ( ) = 2.nkết tủa = 2.0,3= 0,6 =>V ddNaOH = 0,6 lít n OH − ( max ) = nZn 2+ - 2.nkết tủa = 4.0,4 – 2.0,3 = mol =>V ddNaOH = 1lít III BÀI TOÁN VỀ HNO3 Kim loại tác dụng với HNO3 dư a Tính lượng kim loại tác dụng với HNO3 dư: - iKL=hóa trị kim loại muối nitrat ∑n KL i KL = ∑ nspk i spk (20) - isp khử: số e mà N+5 nhận vào (Vd: iNO=5-2=3) MỘT SỐ CÔNG THỨC KINH NGHIỆM DÙNG GIẢI NHANH BÀI TỐN HỐ HỌC - Nếu có Fe dư tác dụng với HNO3 tạo muối Fe2+, khơng tạo muối Fe3+ b Tính khối lượng muối nitrat thu cho hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3 dư (Sản phẩm khơng có NH4NO3) Cơng thức: mMuối = mKim loại + 62Σnsp khử isp khử = mKim loại + 62 ( 3n NO + n NO + 8n N O + 10n N 2 ) (21) c Tính lượng muối nitrat thu cho hỗn hợp sắt oxit sắt tác dụng với HNO3 dư (Sản phẩm khơng có NH4NO3) mMuối = 242 m hh + 8(3n NO + n NO2 + 8n N2 O + 10n N )  ( mhh + 8∑ nspk ispk ) = 242 80 80  (22) +) Cơng thức tính khối lượng muối thu cho hỗn hợp sắt oxít sắt tác dụng với HNO3 lỗng dư giải phóng khí NO 242 mMuối = ( mhỗn hợp + 24 nNO ) 80 Ví dụ : Hịa tan hết 11,36 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 dung dịch HNO3 lỗng dư thu m gam muối 1,344 lít khí NO ( đktc ) sản phẩm khử Tìm m ? Giải 242 242 mMuối = ( mhỗn hợp + 24 nNO ) = ( 11,36 + 24 0,06 ) = 38,72 gam 80 80 +) Cơng thức tính khối lượng muối thu hịa tan hết hỗn hợp sắt oxít sắt HNO3 đặc nóng, dư giải phóng khí NO2 242 mMuối = ( mhỗn hợp + nNO ) 80 Ví dụ : Hịa tan hết gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 HNO3 đặc nóng, dư thu 3,36 lít khí NO2 (đktc ) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu gam muối khan 242 242 mMuối = ( mhỗn hợp + nNO ) = ( + 0,15 ) = 21,78 gam 80 80 d Tính số mol HNO3 tham gia: n HNO3 = ∑ nspk (isp khö +sè N sp khö ) = 4n NO + 2n NO2 + 12n N2 + 10n N2O + 10n NH4 NO3 (23) Tính khối lượng kim loại ban đầu toán oxh lần + HNO R + O2
hỗn hợp A (R dư oxit R)  → R(NO3)n + SP Khử + H2O mR= MR ( mhh + 8.∑ nspk ispk ) = M80R mhh + 8(nNO2 + 3n NO + 8nN2O + 8nNH4NO3 + 10nN2 )  80 (24) +) Cơng thức tính khối lượng sắt dùng ban đầu, biết oxi hóa lượng sắt oxi hỗn hợp rắn X Hòa tan hết X với HNO3 đặc , nóng ,dư giải phóng khí NO2 56 mFe = ( mhỗn hợp + nNO ) 80 Ví dụ : Đốt m gam sắt oxi thu 10 gam hỗn hợp chất rắn X Hịa tan hết X với HNO3 đặc nóng, dư giải phóng 10,08 lít khí NO2 ( đktc) Tìm m ? Giải 56 56 ( mhỗn hợp + 24 nNO ) = ( 10 + 0,45 ) = 9,52 gam mFe = 80 80 +) Cơng thức tính khối lượng sắt dùng ban đầu, biết oxi hóa lượng sắt oxi hỗn hợp rắn X Hịa tan hết X với HNO3 lỗng dư giải phóng khí NO 56 mFe = ( mhỗn hợp + 24 nNO ) 80 Ví dụ : Đốt m gam sắt oxi thu gam chất rắn X Hịa tan hết X với HNO3 lỗng dư giải phóng 0,56 lít khí NO ( đktc) Tìm m ? Giải 56 56 mFe = ( mhỗn hợp + 24 nNO ) = ( + 0,025 ) = 2,52 gam 80 80 HOAHOC.ORG ® NGƠ XN QUỲNH MỘT SỐ CƠNG THỨC KINH NGHIỆM DÙNG GIẢI NHANH BÀI TỐN HỐ HỌC +) Cơng thức tính khối lượng muối thu hòa tan hết hỗn hợp sắt oxít sắt HNO3 dư giải phóng khí NO NO2 242 mMuối = ( mhỗn hợp + 24 nNO + nNO ) 80 Ví dụ : Hòa tan hết gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 HNO3 dư thu 1,792 lít (đktc ) khí X gồm NO NO2 m gam muối Biết dX/H = 19 Tính m ? Ta có : nNO = nNO = 0,04 mol 242 242 ( mhỗn hợp + 24 nNO + nNO ) = ( 7+ 24.0,04 + 8.0,04 )= 25,047 gam mMuối = 80 80 IV BÀI TOÁN VỀ H2SO4 Kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư a Tính khối lượng muối sunfat mMuối = m KL + 96 ∑ nspk ispk a Tính lượng kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư: b Tính số mol axit tham gia phản ứng: n H = ∑ nspk ( SO4 = ∑n (25) mKL + 96(3.nS +nSO +4n H S ) 2 KL i KL = ∑ nspk i spk isp khö +sè Strong sp khö ) = 4nS (26) + 2nSO + 5n H 2S (27) Hỗn hợp sắt oxit sắt tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư mMuối = 400  m 160  hh + 8.6n + 8.2n + 8.8nH S   S SO2 (28) + Cơng thức tính khối lượng muối thu hòa tan hết hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 H2SO4 đặc, nóng, dư giải phóng khí SO2 400 mMuối = ( mhỗn hợp + 16.nSO ) 160 Ví dụ : Hịa tan hết 30 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 H2SO4 đặc nóng, dư thu 11,2 lít khí SO2 (đktc ) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu gam muối khan Giải 400 400 ( mhỗn hợp + 16.nSO ) = ( 30 + 16.0,5 ) = 95 gam mMuối = 160 160 Tính khối lượng kim loại ban đầu toán oxh lần + H SO R + O2
hỗn hợp A (R dư oxit R)  → R(SO4)n + SP Khử + H2O mR= dac MR M m hh + 8.∑ n spk i spk ) = R m hh + 8(2n SO2 + 6n S + 10n H2 S )  ( 80 80 (29) - Để đơn giản: Fe: mFe = 0,7mhh + 5,6ne trao đổi; Cu: mCu = 0,8.mhh + 6,4.ne trao đổi V VI (30) KIM LOẠI (R) TÁC DỤNG VỚI HCl, H2SO4 TẠO MUỐI VÀ GIẢI PHÓNG H2 − Độ tăng (giảm) khối lượng dung dịch phản ứng (∆ m) là: − Kim loại R (Hóa trị x) tác dụng với axit thường: ∆m = m KL - m H nR.x=2 nH (31) (32) Kim loại + HCl → Muối clorua + H2 mmuối clorua = mKLpứ + 71.n H2 (33) Kim loại + H2SO4 loãng → Muối sunfat + H2 mmuối sunfat = mKLpứ + 96.nH2 (34) MUỐI TÁC DỤNG VỚI AXIT: (Có thể chứng minh CT phương pháp tăng giảm khối lượng) Muối cacbonat + ddHCl →Muối clorua + CO2 + H2O mmuoái clorua = mmuoái cacbonat + (71 - 60).nCO2 (35) Muối cacbonat + H2SO4 lỗng → Muối sunfat + CO2 + H2O mmuối sunfat = mmuoái cacbonat + (96 - 60)nCO (36) Muối sunfit + ddHCl → Muối clorua + SO2 + H2O mmuoái clorua = mmuoái sunfit - (80 - 71)nSO2 (37) Muối sunfit + ddH2SO4 loãng → Muối sunfat + SO2 + H2O mmuoái sunfat = mmuoái sunfit + (96 - 80)nSO2 (38) MỘT SỐ CÔNG THỨC KINH NGHIỆM DÙNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HOÁ HỌC VII OXIT TÁC DỤNG VỚI AXIT TẠO MUỐI + H2O: ⇒ xem phản ứng là: [O]+ 2[H]→ H2O n O /oxit = n O / H 2O = nH (39) Oxit + ddH2SO4 loãng → Muối sunfat + H2O mmuoái sunfat = moxit + 80n H2 SO (40) Oxit + ddHCl → Muối clorua + H2O mmuoái clorua = moxit + 55nH2 O = moxit + 27, 5nHCl (41) VIII CÁC PHẢN ỨNG NHIỆT LUYỆN Oxit tác dụng với chất khử TH Oxit + CO : RxOy + yCO → xR + yCO2 (1) R kim loại sau Al Phản ứng (1) viết gọn sau: [O]oxit + CO → CO2 TH Oxit + H2 : RxOy + yH2 → xR + yH2O (2) R kim loại sau Al Phản ứng (2) viết gọn sau: [O]oxit + H2 → H2O TH Oxit + Al (phản ứng nhiệt nhôm) : 3RxOy + 2yAl → 3xR + yAl2O3 (3) Phản ứng (3) viết gọn sau: 3[O]oxit + 2Al → Al2O3 Cả trường hợp có CT chung: n[O]/oxit = nCO = n H = nCO2 =nH 2O (42) m R = moxit - m[O]/oxit Thể tích khí thu cho hỗn hợp sản phẩm sau phản ứng nhiệt nhôm (Al + FexOy) tác dụng với HNO3: n khí = i spk [3n Al + ( 3x - 2y ) n Fe O ] x (43) y Tính lượng Ag sinh cho a(mol) Fe vào b(mol) AgNO3; ta so sánh: 3a>b ⇒ nAg =b 3a