Đang tải... (xem toàn văn)
“Tỉ số khối lượng các chất trong mỗi phản ứng Hoá học thì bằng tỉ số của tích các khối lượng mol các chất đó với các hệ số trong phương trình phản ứng”... Phương pháp tính theo thừa số [r]
(1)MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HOÁ HỌC THÔNG DỤNG 1 Phƣơng pháp số học
Giải phép tính Hố học cấp II phổ thông, thông thường sử dụng phương pháp số học: Đó phép tính dựa vào phụ thuộc tỷ lệ đại lượng phép tính phần trăm Cơ sở tính tốn Hố học định luật thành phần không đổi áp dụng cho phép tính theo CTHH định luật bảo toàn khối lượng chất áp dụng cho cá phép tính theo PTHH Trong phương pháp số học người ta phân biệt số phương pháp tính sau đây:
a Phương pháp tỉ lệ
Điểm chủ yếu phương pháp lập tỉ lệ thức sau áp dụng cách tính tốn theo tính chất tỉ lệ thức tức tính trung tỉ tích ngoại tỉ
Thí dụ: Tính khối lượng cácbon điơxit CO2 có g cacbon Bài giải
44 ) 16 ( 12
2
CO
1mol CO2 = 44g
Lập tỉ lệ thức: 44g CO2 có 12g C xg 3g C
44 : x = 12 : => x = 11
12 44
Vậy, khối lượng cacbon điôxit 11g
Thí dụ 2: Có gam đồng điều chế cho tương tác 16g đồng sunfat với lượng sắt cần thiết
Bài giải
Phương trình Hố học: CuSO4 + Fe - > FeSO4 + Cu 160g 64g
16g xg => x = 6,4g
160 64 16
Vậy điều chế 6,4g đồng
b Phương pháp tính theo tỉ số hợp thức
Dạng phép tính tính theo PTHH tức tìm khối lượng chất tham gia tạo thành phản ứng theo khối lượng chất khác Phương pháp tìm tỉ số hợp thức khối lượng chất phản ứng phát biểu sau:
“Tỉ số khối lượng chất phản ứng Hố học tỉ số tích khối lượng mol chất với hệ số phương trình phản ứng” Có thể biểu thị dạng tốn học sau:
2
1
2
n m
n m m m
(2)PTHH
Vậy tính khối lượng chất tham gia phản ứng Hoá học theo khối lượng chất khác cần sử dụng tỉ số hợp thức tìm theo PTHH ? Để minh hoạ ta xét số thí dụ sau:
Thí dụ 1: Cần gam Pôtat ăn da cho phản ứng với 10g sắt III clorua ? Bài giải
PTHH FeCL3 + 3KOH -> Fe(OH)3 + 3KCL 10g ?
Tính tỉ số hợp thức khối lượng Kali hiđrôxit sắt II clorua MKOH = (39 + 16 + 1) = 56g
g
MFeCL (56 35,5.3) 162,5
3
5 , 162 168 , 162 56 Fecl KOH m m
* Tìm khối lượng KOH: mKOH g 10,3g
5 , 162 160 10
Thí dụ 2: Cần gam sắt III chorua cho tương tác với kalihiđrôxit để thu 2,5g Kaliclorua? Bài giải
PTHH FeCl3 + KOH - > Fe(OH)3 + 3KCl
Tính tỉ số hợp thức khối lượng FeCl3 Kaliclorua
g
MFeCL 162,5
3 ; MKCL 74,5g
5 , 223 , 162 , 74 , 162
4
KCl FeCl
m m
* Tính khối lượng FeCl3: MFeCL 1,86g , 223 , 162 ,
3
c Phương pháp tính theo thừa số hợp thức
Hằng số tính từ tỉ lệ hợp thức gọi thừa số hợp thức biểu thị chữ f Thừa số hợp thức tính sẵn có bảng tra cứu chun mơn
Việc tính theo thừa số hợp thức cho kết phép tính theo tỉ số hợp thức tính đơn giản nhờ bảng tra cứu có sẵn
Thí dụ: Theo thí dụ thừa số hợp thức là: f = 0,727
5 , 223 , 162
=> 2,5 2,5.0,727 1,86
3 f
MFeCL
Vậy, khối lượng FeCl3 1,86g 2 Phƣơng pháp đại số
Trong phương pháp giải toán Hoá học phương pháp đại số thường sử dụng Phương pháp có ưu điểm tiết kiệm thời gian, giải toán tổng hợp, tương đối khó giải phương pháp khác Phương pháp đại số dùng để giải toán Hố học sau:
(3)Thí dụ: Đốt cháy hỗn hợp 300ml hiđrocacbon amoniac oxi có dư Sau cháy hồn tồn, thể tích khí thu 1250ml Sau làm ngưng tụ nước, thể tích giảm cịn 550ml Sau cho tác dụng với dung dịch kiềm cịn 250ml có 100ml nitơ Thể tích tất khí đo điều kiện Lập công thức hiđrocacbon
Bài giải
Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon amoniac oxi phản ứng xảy theo phương trình sau: 4NH3 + 3O2 -> 2N2 + 6H2O (1)
CxHy + (x + )
y
O2 -> xCO2 +
y
H2O (2)
Theo kiện toán, sau đốt cháy amoniac tạo thành 100ml nitơ Theo PTHH (1) sau đốt cháy hoàn toàn amoniac ta thu thể tích nitơ nhỏ lần thể tích amoniac hỗn hợp ban đầu, thể tích amonac chưa có phản ứng 100 = 200ml Do thể tích hiđro cácbon chưa có phản ứng 300 - 200 = 100ml Sau đốt cháy hỗn hợp tạo thành (550 - 250) = 300ml, cacbonnic (1250 - 550 - 300) = 400ml nước
Từ ta có sơ đồ phản ứng: CxHy + (x +
4
y
) O2 -> xCO2 +
y
H2O 100ml 300ml 400ml
Theo định luật Avogađro, thay tỉ lệ thể tích chất khí tham gia tạo thành phản ứng tỉ lệ số phân tử hay số mol chúng
CxHy + 5O2 -> 3CO2 + H2O => x = 3; y =
Vậy CTHH hydrocacbon C3H8
b Giải tốn tìm thành phần hỗn hợp phương pháp đại số
Thí dụ: Hoà tan nước 0,325g hỗn hợp gồm muối Natriclorua Kaliclorua Thêm vào dung dịch dung dịch bạc Nitrat lấy dư - Kết tủa bạc clorua thu có khối lượng 0,717g Tính thành phần phần trăm chất hỗn hợp
Bài giải
Gọi MNaCl x mKcl y ta có phương trình đại số: x + y = 0,35 (1)
PTHH: NaCl + AgNO3 -> AgCl + NaNO3 KCl + AgNO3 -> AgCl + KNO3
Dựa vào PTHH ta tìm khối lượng AgCl phản ứng: m’AgCl = x
NaCl AgCl
M M
= x , 58 143
= x 2,444
mAgCl = y kcl AgCl
M M
= y , 74 143
= y 1,919
=> mAgCl = 2,444x + 1,919y = 0,717 (2) Từ (1) (2) => hệ phương trình
(4)Giải hệ phương trình ta được: x = 0,178 y = 0,147
=> % NaCl = 325 ,
178 ,
.100% = 54,76%
% KCl = 100% - % NaCl = 100% - 54,76% = 45,24% Vậy hỗn hợp: NaCl chiếm 54,76%, KCl chiếm 45,24%
3 Phƣơng pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố khối lƣợng a/ Nguyên tắc:
Trong phản ứng hoá học, nguyên tố khối lượng chúng bảo tồn Từ suy ra:
+ Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành + Tổng khối lượng chất trước phản ứng tổng khối lượng chất sau phản ứng b/ Phạm vi áp dụng:
Trong toán xảy nhiều phản ứng, lúc không cần thiết phải viết phương trình phản ứng cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol chất cần xác định chất mà đề cho
Bài Cho luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I muối kim loại
Hướng dẫn giải:
Đặt M KHHH kim loại hoá trị I PTHH: 2M + Cl2 2MCl 2M(g) (2M + 71)g 9,2g 23,4g ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71) suy ra: M = 23
Kim loại có khối lượng nguyên tử 23 Na Vậy muối thu là: NaCl
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu 1,344 lit hiđro (ở đktc) dung dịch chứa m gam muối Tính m?
Hướng dẫn giải:
PTHH chung: M + H2SO4 MSO4 + H2
nH2SO4 = nH2= , 22
344 ,
= 0,06 mol áp dụng định luật BTKL ta có:
mMuối = mX + m H2SO4- m H2 = 3,22 + 98 * 0,06 - * 0,06 = 8,98g
(5)Hướng dẫn giải: PTHH:
2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (1) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2) Theo phương trình (1,2) ta có:
nFeCl3 = nFe= 56
2 , 11
= 0,2mol nFeCl2 = nFe= 56
2 , 11
= 0,2mol
Số mol muối thu hai phản ứng khối lượng mol phân tử FeCl3 lớn nên khối lượng lớn
mFeCl2= 127 * 0,2 = 25,4g mFeCl3= 162,5 * 0,2 = 32,5g
Bài 4: Hoà tan hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị dung dịch HCl dư thu dung dịch A 0,672 lít khí (đktc)
Hỏi cô cạn dung dịch A thu gam muối khác nhau? Bài giải:
Bài 1: Gọi kim loại hoá trị II III X Y ta có phương trình phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1)
Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) Số mol CO2 (đktc) phương trình là:
mol nCO 0,03
4 , 22
672 ,
2
Theo phương trình phản ứng ta thấy số mol CO2 số mol H2O
mol n
nHO CO 0,03
2
2
và nHCl 0,03.20,006mol
Như khối lượng HCl phản ứng là:mHCl = 0,06 36,5 = 2,19 gam Gọi x khối lượng muối khan (mXCl2mYCl3)
Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có:10 + 2,19 = x + 44 0,03 + 18 0,03 => x = 10,33 gam
Bài toán 2: Cho 7,8 gam hỗn hợp kim loại Al Mg tác dụng với HCl thu 8,96 lít H2 (ở đktc) Hỏi cô cạn dung dịch thu gam muối khan
Bài giải: Ta có phương trình phản ứng sau: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2
2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2
Số mol H2 thu là:nH 0,4mol
, 22
96 ,
2
Theo (1, 2) ta thấy số mol HCL gấp lần số mol H2
Nên: Số mol tham gia phản ứng là:n HCl = 0,4 = 0,8 mol
(6)tham gia phản ứng:mCl = 35,5 0,8 = 28,4 gam
Vậy khối lượng muối khan thu là: 7,8 + 28,4 = 36,2 gam 4 Phƣơng pháp dựa vào tăng, giảm khối lƣợng
a/ Nguyên tắc:
So sánh khối lượng chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lượng nó, để từ khối lượng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol chất mà giải yêu cầu đặt
b/ Phạm vị sử dụng:
Đối với toán phản ứng xảy thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng kim loại mạnh, không tan nước đẩy kim loại yếu khỏi dung sịch muối phản ứng, Đặc biệt chưa biết rõ phản ứng xảy hồn tồn hay khơng việc sử dụng phương pháp đơn giản hoá toán Bài 1: Nhúng sắt kẽm vào cốc chứa 500 ml dung dịch CuSO4 Sau thời gian lấy hai kim loại khỏi cốc có thêm Cu bám vào, khối lượng dung dịch cốc bị giảm 0,22g Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol FeSO4 Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi , thu 14,5g chất rắn Số gam Cu bám kim loại nồng độ mol dung dịch CuSO4 ban đầu bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
PTHH Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( ) Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu ( ) Gọi a số mol FeSO4
Vì thể tích dung dịch xem khơng thay đổi Do tỉ lệ nồng độ mol chất dung dịch tỉ lệ số mol
Theo ra: CM ZnSO4 = 2,5 CM FeSO4Nên ta có: nZnSO4= 2,5 nFeSO4 Khối lượng sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g)
Khối lượng kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g) Khối lượng hai kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g) Mà thực tế cho là: 0,22g
Ta có: 5,5a = 0,22 a = 0,04 (mol)
Vậy khối lượng Cu bám sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g) khối lượng Cu bám kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g) Dung dịch sau phản ứng có: FeSO4, ZnSO4 CuSO4 (nếu có) Ta có sơ đồ phản ứng:
NaOH dư t0, kk
FeSO4 Fe(OH)2
Fe2O3
a a
a
(mol)
mFe2O3 = 160 x 0,04 x
a
(7)CuSO4 Cu(OH)2 CuO b b b (mol)
mCuO = 80b = 14,5 - 3,2 = 11,3 (g) b = 0,14125 (mol) Vậy nCuSO4 ban đầu = a + 2,5a + b = 0,28125 (mol)
CM CuSO4 = , 28125 ,
= 0,5625 M
Bài 2: Nhúng sắt nặng gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M Sau thời gian lấy sắt cân lại thấy nặng 8,8 gam Xem thể tích dung dịch khơng thay đổi nồng độ mol/lit CuSO4 dung dịch sau phản ứng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x = (mol) PTHH
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( ) mol mol
56g 64g làm sắt tăng thêm 64 - 56 = gam Mà theo cho, ta thấy khối lượng sắt tăng là: 8,8 - = 0,8 gam Vậy có
8 ,
= 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, có 0,1 mol CuSO4 tham gia phản ứng. Số mol CuSO4 dư : - 0,1 = 0,9 mol
Ta có CM CuSO4 = ,
9 ,
= 1,8 M
Bài 3: Dẫn V lit CO2 (đktc) vào dung dịch chứa 3,7 gam Ca(OH)2 Sau phản ứng thu gam kết tủa Tính V?
Hướng dẫn giải:
Theo ta có:Số mol Ca(OH)2 = 74
7 ,
= 0,05 mol
Số mol CaCO3 = 100
4
= 0,04 mol PTHHCO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O - Nếu CO2 khơng dư:
Ta có số mol CO2 = số mol CaCO3 = 0,04 mol Vậy V(đktc) = 0,04 * 22,4 = 0,896 lít
- Nếu CO2 dư:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,05 0,05 mol 0,05
(8)Vậy tổng số mol CO2 tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol V(đktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lít
Bài 4: Hồ tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị dung dịch HCl dư thu dung dịch X 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lượng muối khan thu dung dịch X
Bài giải: Gọi kim loại hoá trị A B ta có phương trình phản ứng sau:A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1)
BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2)
Số mol khí CO2 (ở đktc) thu là:nCO 0,2mol
, 22
48 ,
2
Theo (1) (2) ta nhận thấy mol CO2 bay tức có mol muối cacbonnat chuyển thành muối Clorua khối lượng tăng thêm 11 gam (gốc CO3 60g chuyển thành gốc Cl2 có khối lượng 71 gam) Vậy có 0,2 mol khí bay khối lượng muối tăng 0,2 11 = 2,2 gam
Vậy tổng khối lượng muối Clorua khan thu là:M(Muối khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam
Bài 5: Hoà tan 10gam hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị dung dịch HCl dư thu dung dịch A 0,672 lít khí (đktc)
Hỏi cô cạn dung dịch A thu gam muối khác nhau? Bài giải
Một tốn hố học thường phải có phản ứng hố học xảy mà có phản ứng hố học phải viết phương trình hố học điều khơng thể thiếu
Vậy ta gọi hai kim loại có hố trị X Y, ta có phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1)
Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) Số mol chất khí tạo chương trình (1) (2) là:
4 , 22
672 ,
2
CO
n = 0,03 mol
Theo phản ứng (1, 2) ta thấy mol CO2 bay tức có mol muối Cacbonnat chuyển thành muối clorua khối lượng tăng 71 - 60 = 11 (gam) ( 60 ;
3 g
mCO mCl 71g).Số mol khí CO2 bay 0,03 mol khối lượng muối khan tăng lên: 11 0,03 = 0,33 (gam)
Vậy khối lượng muối khan thu sau cô cạn dung dịch m (muối khan) = 10 + 0,33 = 10,33 (gam)
Bài 6: Hoà tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị dung dịch HCl dư thu dung dịch X 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lượng muối khan thu dung dịch X
Bài giải: Gọi kim loại hoá trị A B ta có phương trình phản ứng sau:A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1)
BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2)
Số mol khí CO2 (ở đktc) thu là:nCO 0,2mol
, 22
48 ,
2
(9)Vậy tổng khối lượng muối Clorua khan thu là:M(Muối khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (
Bài 1: Nhúng kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M Sau thời gian phản ứng, khối lượng M tăng lên 0,40g nồng độ CuSO4 lại 0,1M
a/ Xác định kim loại M
b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào lit dd chứa AgNO3 Cu(NO3)2 , nồng độ muối 0,1M Sau phản ứng ta thu chất rắn A khối lượng 15,28g dd B Tính m(g)?
Hướng dẫn giải: a/ theo ta có PTHH
M + CuSO4 MSO4 + Cu (1) Số mol CuSO4 tham gia phản ứng (1) là: 0,5 ( 0,2 – 0,1 ) = 0,05 mol Độ tăng khối lượng M là:
mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40 giải ra: M = 56 , M Fe
b/ ta biết số mol AgNO3 số mol Cu(NO3)2 Nhưng số mol Fe
(chất khử Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mạnh)
0,1 0,1 ( mol )
Ag+ Có Tính oxi hố mạnh Cu2+ nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trước PTHH:
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2) Ta có mốc để so sánh:
- Nếu vừa xong phản ứng (1): Ag kết tủa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 chưa phản ứng Chất rắn A Ag ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g
- Nếu vừa xong phản ứng (1) (2) chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g
theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2
vậy AgNO3 phản ứng hết, Cu(NO3)2 phản ứng phần Fe tan hết
mCu tạo = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g Vậy số mol Cu = 0,07 mol Tổng số mol Fe tham gia phản ứng là: 0,05 ( pư ) + 0,07 ( pư ) = 0,12 mol Khối lượng Fe ban đầu là: 6,72g
5 Phƣơng pháp ghép ẩn số
Bài toán 1: (Xét lại toán nêu phương pháp thứ nhất)
Hoà tan hỗn hợp 20 gam hai muối cacbonnat kim loại hoá trị I II dung dịch HCl dư thu dung dịch M 4,48 lít CO2 (ở đktc) tính khối lượng muốn tạo thành dung dịch M
Bài giải
Gọi A B kim loại hoá trị I II Ta có phương trình phản ứng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + H2O + CO2 (1)
(10)Số mol khí thu phản ứng (1) (2) là:nCO 0,2mol
4 , 22
48 ,
3
Gọi a b số mol A2CO3 BCO3 ta phương trình đại số sau:(2A + 60)a + (B + 60)b = 20 (3)
Theo phương trình phản ứng (1) số mol ACl thu 2a (mol) Theo phương trình phản ứng (2) số mol BCl2 thu b (mol) Nếu gọi số muối khan thu x ta có phương trình:
(A + 35.5) 2a + (B + 71)b = x (4)
Cũng theo phản ứng (1, 2) ta có:a + b = 0,2( )
2 mol
nCO (5)
Từ phương trình (3, 4) (Lấy phương trình (4) trừ (5)) ta được: 11 (a + b) = x - 20 (6)
Thay a + b từ (5) vào (6) ta được:11 0,2 = x - 20=> x = 22,2 gam
Bài tốn 2: Hồ tan hồn tồn gam hỗn hợp kim loại dung dịch HCl thu dung dịch A khí B, cạn dung dịch A thu 5,71 gam muối khan tính thể tích khí B đktc
Bài giải: Gọi X, Y kim loại; m, n hoá trị, x, y số mol tương ứng, số nguyên tử khối P, Q ta có:
2X + 2n HCl => 2XCln = nH2 (I) 2Y + 2m HCl -> 2YClm + mH2 (II) Ta có: xP + y Q = (1)
x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m) = 5,71 (2)
Lấy phương trình (2) trừ phương trình (1) ta có: x(P + 35,5n) + y(Q + 35,5m)- xP - yQ = 0,71 => 35,5 (nx + my) = 0,71
Theo I II: ( )
1
2 xn my
nH
=> thể tích: V = nx + my = 22,4 0,224
355
71 ,
0
(lít)
6 Phƣơng pháp chuyển toán hỗn hợp thành toán chất tƣơng đƣơng a/ Nguyên tắc:
Khi toán xảy nhiều phản ứng phản ứng loại hiệu suất ta thay hỗn hợp nhiều chất thành chất tương đương Lúc lượng (số mol, khối lượng hay thể tích) chất tương đương lượng hỗn hợp
b/ Phạm vi sử dụng:
Trong vô cơ, phương pháp áp dụng hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động hay nhiều oxit kim loại, hỗn hợp muối cacbonat, hỗn hợp kim loại phản ứng với nước
Bài 1: Một hỗn hợp kim loại kiềm A, B thuộc chu kì bảng hệ thống tuần hồn có khối lượng 8,5 gam Hỗn hợp tan hết nước dư cho 3,36 lit khí H2 (đktc) Tìm hai kim loại A, B khối lượng kim loại
(11)PTHH 2A + 2H2O 2AOH + H2 (1) 2B + 2H2O 2BOH + H2 (2) Đặt a = nA , b = nB ta có: a + b =
4 , 22
36 ,
= 0,3 (mol) (I)
M trung bình: M = ,
5 ,
= 28,33 Ta thấy 23 < M = 28,33 < 39
Giả sử MA < MB A Na, B K ngược lại mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II)
Từ (I, II) ta tính được: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol Vậy mNa = 0,2 * 23 = 4,6 g, mK = 0,1 * 39 = 3,9 g
Bài 2: Hoà tan 115,3 g hỗn hợp gồm MgCO3 RCO3 500ml dung dịch H2SO4 loãng ta thu dung dịch A, chất rắn B 4,48 lít CO2 (đktc) Cơ cạn dung dịch A thu 12g muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lượng khơng đổi thu 11,2 lít CO2 (đktc) chất rắn B1 Tính nồng độ mol/lit dung dịch H2SO4 loãng dùng, khối lượng B, B1 khối lượng nguyên tử R Biết hỗn hợp đầu số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3
Hướng dẫn giải:
Thay hỗn hợp MgCO3 RCO3 chất tương đương M CO3 PTHH
M CO3 + H2SO4 M SO4 + CO2 + H2O (1) 0,2 0,2 0,2 0,2
Số mol CO2 thu là: nCO2 = , 22
48 ,
= 0,2 (mol) Vậy nH2SO4 = nCO2 = 0,2 (mol)
CMH2SO4 = ,
2 ,
= 0,4 M Rắn B M CO3 dư:
M CO3 M O + CO2 (2) 0,5 0,5 0,5
Theo phản ứng (1): từ mol M CO3 tạo mol M SO4 khối lượng tăng 36 gam Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có:
115,3 = mB + mmuối tan - 7,2 Vậy mB = 110,5 g
Theo phản ứng (2): từ B chuyển thành B1, khối lượng giảm là: mCO2 = 0,5 * 44 = 22 g
(12)Ta có M + 60 = , , 115
164,71 M = 104,71
Vì hỗn hợp đầu số mol RCO3 gấp 2,5 lần số mol MgCO3 Nên 104,71 =
5 , , * * 24 R
R = 137 Vậy R Ba
Bài 3: Để hoà tan hoàn toàn 28,4 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại thuộc phân nhóm nhóm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM tạo 6,72 lit khí (đktc) Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu m(g) muối khan Tính giá trị a, m xác định kim loại
Hướng dẫn giải: nCO2 =
4 , 22 72 ,
= 0,3 (mol) Thay hỗn hợp M CO3
M CO3 + 2HCl M Cl2 + CO2 + H2O (1) 0,3 0,6 0,3 0,3
Theo tỉ lệ phản ứng ta có:
nHCl = nCO2 = * 0,3 = 0,6 mol CM HCl =
3 , ,
= 2M Số mol M CO3 = nCO2 = 0,3 (mol)
Nên M + 60 = , , 28
= 94,67 M = 34,67
Gọi A, B KHHH kim loại thuộc phân nhóm nhóm II, MA < MB ta có: MA < M = 34,67 < MB để thoả mãn ta thấy 24 < M = 34,67 < 40 Vậy hai kim loại thuộc phân nhóm nhóm II là: Mg Ca
Khối lượng muối khan thu sau cô cạn là: m = (34,67 + 71)* 0,3 = 31,7 gam 7/ Phƣơng pháp dựa theo số mol để giải toán hoá học
a/ Nguyên tắc áp dụng:
Trong q trình biến đổi hố học: Số mol nguyên tố chất bảo toàn
b/ Ví dụ: Cho 10,4g hỗn hợp bột Fe Mg (có tỉ lệ số mol 1:2) hồ tan vừa hết 600ml dung dịch HNO3 x(M), thu 3,36 lit hỗn hợp khí N2O NO Biết hỗn hợp khí có tỉ khối d = 1,195 Xác định trị số x?
Hướng dẫn giải: Theo ta có:
nFe : nMg = : (I) 56nFe + 24nMg = 10,4 (II) Giải phương trình ta được: nFe = 0,1 nMg = 0,2 Sơ đồ phản ứng
Fe, Mg + HNO3 -> Fe(NO3)3 , Mg(NO3)2 + N2O, NO + H2O 0,1 0,2 x 0,1 0,2 a b (mol) Ta có:a + b =
4 , 22 36 ,
= 0,15
29 ) ( 30 44 b a b a
(13)= 3.0,1 + 2.0,2 + 2.0,05 + 0,1 = 0,9 mol Nồng độ mol/lit dung dịch HNO3:x(M) =
600 ,
.1000 = 1,5M 8/ Phƣơng pháp biện luận theo ẩn số
a/ Nguyên tắc áp dụng:Khi giải toán hoá học theo phương pháp đại số, số phương trình tốn học thiết lập số ẩn số chưa biết cần tìm phải biện luận -> Bằng cách: Chọn ẩn số làm chuẩn tách ẩn số cịn lại Nên đưa phương trình tốn học ẩn, có ẩn có giới hạn (tất nhiên ẩn có giới hạn tốt) Sau thiết lập bảng biến thiên hay dự vào điều kiện khác để chọn giá trị hợp lí
b/ Ví dụ:
Bài 1: Hoà tan 3,06g oxit MxOy dung dich HNO3 dư sau cạn thu 5,22g muối khan Hãy xác định kim loại M biết có hố trị
Hướng dẫn giải:
PTHH: MxOy + 2yHNO3 -> xM(NO3)2y/x + yH2O Từ PTPƯ ta có tỉ lệ:
y Mx 16
06 ,
= Mx 124y
22 ,
-> M = 68,5.2y/x
Trong đó: Đặt 2y/x = n hoá trị kim loại Vậy M = 68,5.n (*) Cho n giá trị 1, 2, 3, Từ (*) -> M = 137 n =2 phù hợp Do M Ba, hố trị II
Bài 2: A, B chất khí điều kiện thường, A hợp chất nguyên tố X với oxi (trong oxi chiếm 50% khối lượng), B hợp chất nguyên tố Y với hiđrơ (trong hiđro chiếm 25% khối lượng) Tỉ khối A so với B Xác định công thức phân tử A, B Biết phân tử A có nguyên tử X, phân tử B có nguyên tử Y
Hướng dẫn giải:
Đặt CTPT A XOn, MA = X + 16n = 16n + 16n = 32n Đặt CTPT A YOm, MB = Y + m = 3m + m = 4m d =
B A
M M
=
m n
4 32
= -> m = 2n
Điều kiện thoả mãn: < n, m < 4, nguyên m phải số chẵn Vậy m hay
Nếu m = Y = (loại, khơng có nguyên tố thoả) Nếu m = Y = 12 (là cacbon) -> B CH4
và n = X = 32 (là lưu huỳnh) -> A SO2
9/ Phƣơng pháp dựa vào đại lƣợng có giới hạn để tìm giới hạn đại lƣợng khác a/ Nguyên tắc áp dụng:
Dựa vào đại lượng có giới hạn, chẳng hạn:
KLPTTB (M ), hố trị trung bình, số nguyên tử trung bình, Hiệu suất: 0(%) < H < 100(%)
(14)Để suy quan hệ với đại lượng cần tìm Bằng cách:
- Tìm thay đổi giá trị max đại lượng để dẫn đến giới hạn cần tìm
- Giả sử thành phần hỗn hợp (X,Y) chứa X hay Y để suy giá trị max đại lượng cần tìm
b/ Ví dụ:
Bài 1: Cho 6,2g hỗn hợp kim loại kiềm thuộc chu kỳ liên tiếp bảng tuần hoàn phản ứng với H2O dư, thu 2,24 lit khí (đktc) dung dịch A
a/ Tính thành phần % khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu Hướng dẫn:a/ Đặt R KHHH chung cho kim loại kiềm cho
MR khối lượng trung bình kim loại kiềm A B, giả sử MA < MB -.> MA < MR < MB
Viết PTHH xảy ra:Theo phương trình phản ứng: nR = 2nH2= 0,2 mol > MR = 6,2 : 0,2 = 31
Theo đề ra: kim loại thuộc chu kì liên tiếp, nên kim loại là: A Na(23) B K(39)
Bài 2:
a/ Cho 13,8 gam (A) muối cacbonat kim loại kiềm vào 110ml dung dịch HCl 2M Sau phản ứng thấy axit dung dịch thu thể tích khí V1 vượt q 2016ml Viết phương trình phản ứng, tìm (A) tính V1 (đktc)
b/ Hoà tan 13,8g (A) vào nước Vừa khuấy vừa thêm giọt dung dịch HCl 1M đủ 180ml dung dịch axit, thu V2 lit khí Viết phương trình phản ứng xảy tính V2 (đktc)
Hướng dẫn:
a/ M2CO3 + 2HCl -> 2MCl + H2O + CO2 Theo PTHH ta có:
Số mol M2CO3 = số mol CO2 > 2,016 : 22,4 = 0,09 mol -> Khối lượng mol M2CO3 < 13,8 : 0,09 = 153,33 (I)
Mặt khác: Số mol M2CO3 phản ứng = 1/2 số mol HCl < 1/2 0,11.2 = 0,11 mol -> Khối lượng mol M2CO3 = 13,8 : 0,11 = 125,45 (II)
Từ (I, II) > 125,45 < M2CO3 < 153,33 -> 32,5 < M < 46,5 M kim loại kiềm -> M Kali (K)
Vậy số mol CO2 = số mol K2CO3 = 13,8 : 138 = 0,1 mol -> VCO2 = 2,24 (lit) b/ Giải tương tự: -> V2 = 1,792 (lit)
Bài 3: Cho 28,1g quặng đơlơmít gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl dư thu V (lít) CO2 (ở đktc)
a/ Xác định V (lít) Hướng dẫn:
a/ Theo ta có PTHH:
(15)y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3) 0,2(mol) 0,2(mol) 0,2(mol)
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (4) Giả sử hỗn hợp có MgCO3.Vậy mBaCO3 =
Số mol: nMgCO3 = 84
1 , 28
= 0,3345 (mol)
Nếu hỗn hợp tồn BaCO3 mMgCO3 = Số mol: nBaCO3 =
197 , 28
= 0,143 (mol)
Theo PT (1) (2) ta có số mol CO2 giải phóng là: 0,143 (mol) nCO2 0,3345 (mol)
(16)Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sƣ phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I.Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn
II.Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, yêu thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dƣỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III.Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chƣơng trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia
- - - - -