PP bảo toàn e và điện phân

Chuyên đề: Phơng pháp bảo toàn electron Ni dung phng phỏp Phm vi ỏp dng u im v phng phỏp gii Cỏc dng bi toỏn v bi tp minh ha I. Ni dung phng phỏp: Tng s mol electron cỏc cht kh cho phi bng tng s mol electron cỏc cht oxi húa nhn: = n n e(cho) e(nh n)ậ II. Phm vi ỏp dng: Ch ỏp dng cho cỏc quỏ trỡnh OXH - K III. u im v phng phỏp gii: 1. u im: Cho kt qu rt nhanh, tớnh toỏn rt nh nhng (phự hp thi trc nghim). Khc sõu bn cht nhng e v thu e ca cỏc quỏ trỡnh húa hc. Cho phộp gii nhanh chúng nhiu bi toỏn trong ú cú nhiu cht OXH v cht kh (c bit l nhng bi toỏn cú rt nhiu ptp, vic vit cỏc ptp v cõn bng rt mt thi gian, thm chớ nhiu bi toỏn khụng th vit c ptp do cha bit phn ng cú hon ton hay khụng). 2. Phng phỏp gii: Mu cht quan trng nht l ch cn bit trng thỏi u v trng thỏi cui cựng ca cỏc cht phn ng v sn phm (khụng cn quan tõm ti ptp cng nh cỏc sn phm trung gian. xỏc nh chớnh xỏc TTu v TTcui nờn lp s hỡnh tam giỏc. (Chỳ ý ti cỏc nh ca tam giỏc). Xỏc nh chớnh xỏc cỏc cht kh (cho e) v cỏc cht OXH (nhn e) t u quỏ trỡnh n cui quỏ trỡnh sau ú da vo d kin bi toỏn tỡm v ri ỏp dng LBTe. IV. Cỏc dng bi toỏn v bi tp minh ha: Dng 1: 1 cht kh + 1 cht OXH: Vớ d 1: Cho khớ CO núng qua ng s ng m(g) Fe2O3 mt thi gian c 6,72g h2 X. Hũa tan hon ton X vo dung dch HNO3 d thy to thnh 0,448 lớt khớ NO (sn phm kh duy nht). Giỏ tr ca m l: A. 5,56 B. 6,64 C. 7,2 D. 8,8 Vớ d 2: Trn 0,54 bt Al vi h2 bt Fe2O3 v CuO ri tin hnh phn ng nhit nhụm trong iu kin khụng cú khụng khớ mt thi gian, c h2 rn X. Hũa tan X trong dung dch HNO3 c, núng d thỡ th tớch NO2 (sn phm kh duy nht) thu c ktc l: A. 0,672 lớt B. 0, 896 lớt C. 1,12 lớt D. 1,344lớt Vớ d 3: Hũa tan hon ton 11,2g Fe vo dung dch HNO3, c dung dch X v 6,72 lớt h2 khớ Y gm NO v 1 khớ Z (vi t l th tớch l 1 : 1). Bit ch xy ra 2 quỏ trỡnh kh, khớ Z l: A. NO2 B. N2O C. N2 D. NH3 Dng 2: 1 cht kh + 2 cht OXH: = n n e(1 kh cho) e(2ch t OXH nh n) ử ấ ậ Vớ d 1: (TSH Khi B 2007) Nung m(g) bt Fe trong O2, thu c 3g h2 cht rn X. Hũa tan ht X trong dung dch HNO3 (d), thoỏt ra 0,56 lớt (ktc) NO (l sn phm kh duy nht). Giỏ tr ca m l: A. 2,22 B. 2,32 C. 2,52 D. 2,62 Vớ d 2: (TS HQG HN 2000) m (g) phoi bo Fe ngoi khụng khớ, sau mt thi gian c 12g cht rn X gm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. Hũa tan ht X trong dung dch H2SO4 , núng c 2,24 lớt SO2 (ktc). Giỏ tr ca m l: A. 9,52 B. 9,62 C. 9,42 D. 9,72 n e cho n enh nậ = n n e(1ch t kh cho) e(1ch t OXH nh n)ấ ử ấ ậ Ví dụ 3: Cho 11,2g Fe tác dụng với O2 được m(g) h2 X gồm 2 oxit. Hòa tan hết X vào dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 896ml NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của m là: A. 29,6 B. 47,8 C. 15,04 D. 25,84 Ví dụ 4: Hòa tan m(g) Al vào lượng dư dung dịch hỗn hợp NaOH và NaNO3 thấy xuất hiện 6,72 lít (đktc) h2 khí NH3 và H2 với số mol bằng nhau. Giá trị của m là: A. 6,75 B. 7,59 C. 8,1 D. 13,5 Dạng 3: 2 chất khử + 1 chất OXH: ∑ = ∑ n n e(2ch t kh cho) e(1ch t OXH nh n)Ê ö Ê Ë Ví dụ 1: (TSĐH – Khối A – 2007) Hòa tan hoàn toàn 12g h2 Fe, Cu (tỉ lệ mol 1: 1) bằng axit HNO3, thu được V lít (đktc) h2 X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa 2 muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là: A. 4,48 B. 5,6 C. 2,24 D. 3,36 Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 7: 3. Lấy m (g) X cho phản ứng hoàn toàn với dd chứa 0,7 mol HNO3; Sau phản ứng còn lại 0,75m g chất rắn và có 0,25 mol khí Y gồm NO và NO2 .Giá trị của m là: A. 40,5 B. 50,4 C. 50,2 D. 50 Ví dụ 3: Cho h2 chứa 0,15 mol Cu và 0,15 mol Fe pư vừa đủ với dung dịch HNO3 được 0,2 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Tổng khối lượng các muối trong dung dịch sau pản ứng là: A. 64,5 B. 40,8 C. 51,6 D. 55,2 Ví dụ 3: Cho h2 chứa 0,15 mol Cu và 0,15 mol Fe pư vừa đủ với dung dịch HNO3 được 0,2 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Tổng khối lượng các muối trong dung dịch sau pản ứng là: A. 64,5 B. 40,8 C. 51,6 D. 55,2 Ví dụ 4: Hòa tan 5,6g h2 Fe, Cu vào dung dịch HNO3 1M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn được 3,92g chất rắn không tan và khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Biết rằng trong h2 ban đầu Cu chiếm 60% về khối lượng. Thể tích dung dịch HNO3 đã dùng là: A. 0,07lít B. 0,08lít C. 0,12lít D. 0,16lít Ví dụ 5: Cho 1,78g h2. HCHO và CH3CHO phản ứng hoàn toàn với lượng dư Cu(OH)2 trong NaOH nóng, thu được 11,52g kết tủa. Khối lượng HCHO trong h2 là: A. 0,45 B. 0,88 C. 0,60 D. 0,90 Dạng 4: 2 chất OXH + 2 chất khử: Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 14,8g h2 (Fe, Cu) vào lượng dư dung dịch hỗn hợp HNO3 và H2SO4 đặc, nóng. Sau phản ứng thu được 10,08 lít NO2 và 2,24(l) SO2 (đktc). Khối lượng của Fe trong h2 ban đầu là: A. 5,6 B. 8,4 C. 18,0 D. 18,2 Ví dụ 2: Cho h2 X chứa 0,05 mol Fe và 0,03 mol Al tác dụng với 100ml dung dịch Y gồm AgNO3 và Cu (NO3)2 có cùng nồng độ mol. Sau phản ứng được chất rắn Z gồm 3 kim loại. Cho Z tác dụng với axit HCl dư được 0,035 mol khí. Nồng độ mol của mỗi muối trong Y là: A. 0,3M B. 0,4M C. 0,42M D. 0,45M Dạng 5: Cùng lượng các chất khử tác dụng với 2 chất OXH khác nhau: Ta có: Chú ý chất khử chỉ thể hiện 1 mức OXH với mọi chất OXH. Ví dụ 1: Chia 10g h2 X (Mg, Al, Zn) thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 đốt hoàn toàn trong O2 dư được 21g h2 oxit. Phần 2 hòa tan trong HNO3 (đ, nóng dư) được V lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất). Giá vị của V là: A. 44,8 B. 22,4 C. 89,6 D. 30,8 Ví dụ 2: Chia h2 X (Mg, Al, Zn) làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng với HCl dư được 0,15 mol H2; Phần 2 cho tan hết trong HNO3 dư được V lít NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của V là: A. 2,24 B. 3,36 C. 4,48 D. 5,6 Dạng 6: ĐLBTe áp dụng trong điện phân: Chú ý: Để áp dụng tốt ĐLBTe trong điện phân cần: 1. Nắm vững thứ tự điện phân ở (A) và (K) 2. Áp dụng công thức: ( ) = = = It x F 26,8 khi t (h);F 96500 khi t(s) nF Ví dụ 1: Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol FeSO4 và 0,06 mol HCl với I = 1,34A trong 2 giờ (điện cực trở, màng ngăn). Bỏ qua sự hòa tan của Clo trong nước, coi Hđp = 100%. Khối lượng KL thoát ra ở (K) và V khí (đktc) thoát ra ở (A) là: A. 11,2g; 8,96lít B. 5,6g; 4,48lítC. 1,12g; 0,896lít D. 0,56g; 0,448lít Ví dụ 2: Dung dịch X chứa HCl, CuSO4, Fe2(SO4)3. Lấy 400ml X đem điện phân với điện cực trơ, I = 7,72A đến khi ở (K) được 0,08mol Cu thì dừng lại. Khi đó ở (A) có 0,1 mol 1 chất khí bay ra. Thời gian điện phân và nồng độ [Fe2+] lần lượt là: A. 2300s; 0,1M B. 2500s; 0,1M C. 2300s; 0,15M D. 2500s; 0,15M . 4,48 D. 5,6 Dạng 6: ĐLBTe áp dụng trong điện phân: Chú ý: Để áp dụng tốt ĐLBTe trong điện phân cần: 1. Nắm vững thứ tự điện phân ở (A) và (K) 2. Áp dụng công. đem điện phân với điện cực trơ, I = 7,72A đến khi ở (K) được 0,08mol Cu thì dừng lại. Khi đó ở (A) có 0,1 mol 1 chất khí bay ra. Thời gian điện phân và