Mời các bạn tham khảo tài liệu Các phương pháp giải hóa học sau đây để biết được một số cách giải các bài tập hóa học như phương pháp quy đổi, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp sử dụng các đại lượng ở dạng khái quát, phương pháp tự chọn lượng chất, giải bài toán bằng phương trình ion rút gọn, bảo toàn mol nguyên tử, áp dụng định luật bảo toàn electron và một số phương pháp khác.
Các Phương Pháp Giải Hóa Học CHUYÊN ĐỀ 1: PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Một số tốn hóa học giải nhanh phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tử, bảo toàn khối lượng song phương pháp quy đổi tìm đáp số nhanh phương pháp tương đối ưu việt, vận dụng vào tập trắc nghiệm để phân loại học sinh Các ý áp dụng phương pháp quy đổi: Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X) (từ ba chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất hay chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố bảo tồn khối lượng hỗn hợp Có thể quy đổi hỗn hợp X cặp chất nào, chí quy đổi chất Tuy nhiên ta nên chọn cặp chất đơn giản có phản ứng oxi hóa khử để đơn giản việc tính tốn Trong q trình tính tốn theo phương pháp quy đổi đơi ta gặp số âm bù trừ khối lượng chất hỗn hợp Trong trường hợp ta tính tốn bình thường kết cuối thỏa mãn Khi quy đổi hỗn hợp X chất FexOy oxit FexOy tìm oxit giả định khơng có thực Ví dụ 1: Nung 8,4 gam Fe khơng khí, sau phản ứng thu m gam chất rắn X gồm Fe, Fe 2O3, Fe3O4, FeO Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO dư thu 2,24 lít khí NO (đktc) sản phẩm khử Giá trị m A 11,2 gam B 10,2 gam C 7,2 gam D 6,9 gam Hướng dẫn giải Quy hỗn hợp X hai chất Fe Fe2O3: Hòa tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư ta có Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O 0,1 0,1 mol Số mol nguyên tử Fe tạo oxit Fe2O3 8,4 0,1 0,35 0,35 n Fe n Fe2O3 56 3 �2 m X m Fe m Fe2O3 Vậy: 0,1 0,35 �56 �160 = 11,2 gam 3 Quy hỗn hợp X hai chất FeO Fe2O3: FeO + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 0,1 0,1 mol � 2Fe O2 �� � 2FeO � � 0,1 mol �0,1 0,15 mol � ta có: 4Fe 3O �� � 2Fe2O3 � � 0,05 � 0,025 mol � m h X = 0,172 + 0,025160 = 11,2 gam (Đáp án A) Chú ý: Vẫn quy hỗn hợp X hai chất (FeO Fe 3O4) (Fe FeO), (Fe Fe 3O4) việc giải trở nên phức tạp (cụ thể ta phải đặt ẩn số mol chất, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình hai ẩn số) Quy hỗn hợp X chất FexOy: FexOy + (6x2y)HNO3 Fe(NO3)3 + (3x2y) NO2 + (3xy)H2O 0,1 mol 0,1 mol 3x 2y 8,4 0,1.x x n Fe mol 56 3x 2y y 0,1 Vậy công thức quy đổi Fe6O7 (M = 448) n Fe6O7 = 0,025 mol �6 �7 mX = 0,025448 = 11,2 gam mX Các Phương Pháp Giải Hóa Học Nhận xét: Quy đổi hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 hỗn hợp hai chất FeO, Fe2O3 đơn giản Ví dụ 2: Hịa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 2O3, Fe3O4 HNO3 đặc nóng thu 4,48 lít khí NO2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 145,2 gam muối khan giá trị m A 35,7 gam B 46,4 gam C 15,8 gam D 77,7 gam Hướng dẫn giải Quy hỗn hợp X hỗn hợp hai chất FeO Fe 2O3 ta có FeO + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O 0,2 mol 0,4 mol 145,2 = 0,6 mol 242 mX = 0,2(72 + 160) = 46,4 gam (Đáp án B) Ví dụ 3: Hịa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 H2SO4 đặc nóng thu dung dịch Y 8,96 lít khí SO2 (đktc) a) Tính phần trăm khối lượng oxi hỗn hợp X A 40,24% B 30,7% C 20,97% D 37,5% b) Tính khối lượng muối dung dịch Y A 160 gam B.140 gam C 120 gam D 100 gam Hướng dẫn giải Quy hỗn hợp X hai chất FeO, Fe2O3, ta có: �2FeO 4H 2SO4 �� � Fe (SO4 )3 SO 4H 2O � � 0,4 � 0,4 mol �0,8 49,6 gam � � Fe2 (SO4 )3 3H 2O �Fe2O3 3H 2SO4 �� �0,05 � 0,05 mol � n Fe( NO3 )3 m Fe2O3 = 49,6 0,872 = 8 gam (0,05 mol) nO (X) = 0,8 + 3(0,05) = 0,65 mol 0,65 �16 �100 Vậy: a) %m O = 20,97% (Đáp án C) 49,9 b) m Fe2 (SO4 )3 = [0,4 + (-0,05)]400 = 140 gam (Đáp án B) Ví dụ 4: Để khử hồn tồn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 2O3, Fe3O4 cần 0,05 mol H2 Mặt khác hịa tan hồn tồn 3,04 gam hỗn hợp X dung dịch H 2SO4 đặc nóng thu thể tích khí SO (sản phẩm khử đktc) A 224 ml B 448 ml C 336 ml D 112 ml Hướng dẫn giải Quy hỗn hợp X hỗn hợp hai chất FeO Fe 2O3 với số mol x, y, ta có: to FeO + H2 �� � Fe + H2O x y to Fe2O3 + 3H2 �� � 2Fe + 3H2O x 3y x 3y 0,05 � �x 0,02 mol � � 72x 160y 3,04 � �y 0,01 mol 2FeO + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 0,02 0,01 mol VSO2 = 0,0122,4 = 0,224 lít (hay 224 ml) (Đáp án A) Vậy: Ví dụ 5: Nung m gam bột sắt oxi, thu gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 (dư) 0,56 lít NO (ở đktc) (là sản phẩm khử nhất) Giá trị m A 2,52 gam B 2,22 gam C 2,62 gam D 2,32 gam Các Phương Pháp Giải Hóa Học Hướng dẫn giải Quy hỗn hợp chất rắn X hai chất Fe, Fe2O3: Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 0,025 0,025 0,025 mol m Fe2O3 = 560,025 = 1,6 gam 1,6 �2 = 0,02 mol 160 mFe = 56(0,025 + 0,02) = 2,52 gam (Đáp án A) Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe 2O3, Fe3O4, FeO) với số mol chất 0,1 mol, hòa tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl H2SO4 loãng) dư thu dung dịch Z Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO 3)2 1M vào dung dịch Z ngưng khí NO Thể tích dung dịch Cu(NO 3)2 cần dùng thể tích khí đktc thuộc phương án nào? A 25 ml; 1,12 lít B 0,5 lít; 22,4 lít C 50 ml; 2,24 lít D 50 ml; 1,12 lít Hướng dẫn giải Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe2O3 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4 Hỗn hợp X gồm: Fe3O4 0,2 mol; Fe 0,1 mol + dung dịch Y Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O 0,2 0,2 0,4 mol + 2+ Fe + 2H Fe + H2 0,1 0,1 mol 2+ Dung dịch Z: (Fe : 0,3 mol; Fe3+: 0,4 mol) + Cu(NO3)2: 3Fe2+ + NO3 + 4H+ 3Fe3+ + NO + 2H2O 0,3 0,1 0,1 mol VNO = 0,122,4 = 2,24 lít n Cu( NO3 )2 n NO = 0,05 mol 0,05 Vd2 Cu( NO ) = 0,05 lít (hay 50 ml) (Đáp án C) Ví dụ 7: Nung 8,96 gam Fe khơng khí hỗn hợp A gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 A hòa tan vừa vặn dung dịch chứa 0,5 mol HNO3, bay khí NO sản phẩm khử Số mol NO bay A 0,01 B 0,04 C 0,03 D 0,02 Hướng dẫn giải 8,96 nFe 0,16mol 56 Quy hỗn hợp A gồm (FeO, Fe3O4, Fe2O3) thành hỗn hợp (FeO, Fe2O3) ta có phương trình: 2Fe + O2 2FeO x x 4Fe + 3O2 2Fe2O3 y y/2 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O x 10x/3 x/3 Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O y/2 3y x y 0,16 � �x 0,06 mol 0,06 � n NO 0,02 mol (Đáp án D) Hệ phương trình: � � 10x 3y 0,5 �y 0,1 mol � �3 m Fe ( Fe2O3 ) Các Phương Pháp Giải Hóa Học CHUYÊN ĐỀ 2: PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG Nguyên tắc phương pháp xem chuyển từ chất A thành chất B (khơng thiết trực tiếp, bỏ qua nhiều giai đoạn trung gian) khối lượng tăng hay giảm gam thường tính theo mol) dựa vào khối lượng thay đổi ta dễ dà ng tính số mol chất tham gia phản ứng ngược lại Ví dụ phản ứng: MCO3 + 2HCl MCl2 + H2O + CO2 Ta thấy chuyển mol MCO thành MCl2 khối lượng tăng (M + 235,5) (M + 60) = 11 gam có mol CO2 bay Như biết lượng muối tăng, ta tính lượng CO bay Trong phản ứng este hóa: CH3COOH + ROH CH3COOR + H2O từ mol ROH chuyển thành mol este khối lượng tăng (R + 59) (R + 17) = 42 gam Như biết khối lượng rượu khối lượng este ta dễ dàng tính số mol rượu ngược lại Với tập cho kim loại A đẩy kim loại B khỏi dung dịch muối dạng tự do: - Khối lượng kim loại tăng mB (bám) mA (tan) - Khối lượng kim loại giảm mA (tan) mB (bám) Ví dụ 1: Có lít dung dịch hỗn hợp Na 2CO3 0,1 mol/l (NH4)2CO3 0,25 mol/l Cho 43 gam hỗn hợp BaCl CaCl2 vào dung dịch Sau phản ứng kết thúc ta thu 39,7 gam kết tủa A dung dịch B Tính % khối lượng chất A A %mBaCO3 = 50%, %mCaCO3 = 50% B %mBaCO3 = 50,38%, %mCaCO3 = 49,62% C %mBaCO3 = 49,62%, %mCaCO3 = 50,38% D Không xác định Hướng dẫn giải Trong dung dịch: Na2CO3 2Na+ + CO32 (NH4)2CO3 2NH4+ + CO32 BaCl2 Ba2+ + 2Cl CaCl2 Ca2+ + 2Cl Các phản ứng: Ba2+ + CO32 BaCO3 (1) 2+ 2 Ca + CO3 CaCO3 (2) Theo (1) (2) mol BaCl2, CaCl2 biến thành BaCO3 CaCO3 khối lượng muối giảm (71 60) = 11 gam Do tổng số mol hai muối BaCO3 CaCO3 bằng: 43 39,7 = 0,3 mol 11 mà tổng số mol CO32 = 0,1 + 0,25 = 0,35, điều chứng tỏ dư CO 32 Gọi x, y số mol BaCO3 CaCO3 A ta có: x y 0,3 � x = 0,1 mol ; y = 0,2 mol � 197x 100y 39,7 � Thành phần A: 0,1 �197 %m BaCO3 �100 = 49,62%; %mCaCO3 = 100 49,6 = 50,38% (Đáp án C) 39,7 Các Phương Pháp Giải Hóa Học Ví dụ 2: Hồ tan hồn tồn 23,8 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại hoá trị (I) muối cacbonat kim loại hoá trị (II) dung dịch HCl thấy thoát 4,48 lít khí CO (đktc) Cơ cạn dung dịch thu sau phản ứng khối lượng muối khan thu bao nhiêu? A 26,0 gam B 28,0 gam C 26,8 gam D 28,6 gam Hướng dẫn giải Cứ mol muối cacbonat tạo thành mol muối clorua khối lượng muối khan tăng (71 60) = 11 gam, mà n CO2 = nmuối cacbonat = 0,2 mol Suy khối lượng muối khan tăng sau phản ứng 0,211 = 2,2 gam Vậy tổng khối lượng muối khan thu 23,8 + 2,2 = 26 gam (Đáp án A) Ví dụ 3: Cho 3,0 gam axit no, đơn chức A tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 4,1 gam muối khan CTPT A A HCOOH B C3H7COOH C CH3COOH D C2H5COOH Hướng dẫn giải Cứ mol axit đơn chức tạo thành mol muối khối lượng tăng (23 1) = 22 gam, mà theo đầu khối lượng muối tăng (4,1 3) = 1,1 gam nên số mol axit 1,1 naxit = = 0,05 mol Maxit = = 60 gam 0,05 22 Đặt CTTQ axit no, đơn chức A CnH2n+1COOH nên ta có: 14n + 46 = 60 n = Vậy CTPT A CH3COOH (Đáp án C) Ví dụ 4: Cho dung dịch AgNO3 dư tác dụng với dung dịch hỗn hợp có hịa tan 6,25 gam hai muối KCl KBr thu 10,39 gam hỗn hợp AgCl AgBr Hãy xác định số mol hỗn hợp đầu A 0,08 mol B 0,06 mol C 0,03 mol D 0,055 mol Hướng dẫn giải Cứ mol muối halogen tạo thành mol kết tủa khối lượng tăng: 108 39 = 69 gam; 0,06 mol khối lượng tăng: 10,39 6,25 = 4,14 gam Vậy tổng số mol hỗn hợp đầu 0,06 mol (Đáp án B) Ví dụ 5: Nhúng graphit phủ lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch CuSO dư Sau phản ứng khối lượng graphit giảm 0,24 gam Cũng graphit nhúng vào dung dịch AgNO3 phản ứng xong thấy khối lượng graphit tăng lên 0,52 gam Kim loại hóa trị (II) kim loại sau đây? A Pb B Cd C Al D Sn Hướng dẫn giải Đặt kim loại hóa trị (II) M với số gam x (gam) M + CuSO4 dư MSO4 + Cu Cứ M gam kim loại tan có 64 gam Cu bám vào Vậy khối lượng kim loại giảm (M 64) gam; 0,24.M Vậy: x (gam) = khối lượng kim loại giảm 0,24 gam M 64 Mặt khác: M + 2AgNO3 M(NO3)2 + 2Ag Cứ M gam kim loại tan có 216 gam Ag bám vào Vậy khối lượng kim loại tăng (216 M) gam; 0,52.M Vây: x (gam) = khối lượng kim loại tăng 0,52 gam 216 M 0,24.M 0,52.M Ta có: = M = 112 (kim loại Cd) (Đáp án B) M 64 216 M Ví dụ 6: Hoà tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp X gồm NaCl NaI vào nước dung dịch A Sục khí Cl dư vào dung dịch A Kết thúc thí nghiệm, cạn dung dịch thu 58,5 gam muối khan Khối lượng NaCl có hỗn hợp X A 29,25 gam B 58,5 gam Các Phương Pháp Giải Hóa Học C 17,55 gam D 23,4 gam Hướng dẫn giải Khí Cl2 dư khử muối NaI theo phương trình 2NaI + Cl2 2NaCl + I2 Cứ mol NaI tạo thành mol NaCl Khối lượng muối giảm 127 35,5 = 91,5 gam Vậy: 0,5 mol Khối lượng muối giảm 104,25 58,5 = 45,75 gam mNaI = 1500,5 = 75 gam mNaCl = 104,25 75 = 29,25 gam (Đáp án A) Ví dụ 7: Ngâm vật đồng có khối lượng 15 gam 340 gam dung dịch AgNO 6% Sau thời gian lấy vật thấy khối lượng AgNO3 dung dịch giảm 25% Khối lượng vật sau phản ứng A 3,24 gam B 2,28 gam C 17,28 gam D 24,12 gam Hướng dẫn giải 340 �6 = 0,12 mol; 170 �100 25 n AgNO3 ( ph.�ng) = 0,12 � = 0,03 mol 100 Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag 0,015 0,03 0,03 mol mvật sau phản ứng = mvật ban đầu + mAg (bám) mCu (tan) = 15 + (1080,03) (640,015) = 17,28 gam (Đáp án C) Ví dụ 8: Nhúng kẽm sắt vào dung dịch CuSO Sau thời gian lấy hai kim loại thấy dung dịch cịn lại có nồng độ mol ZnSO 2,5 lần nồng độ mol FeSO4 Mặt khác, khối lượng dung dịch giảm 2,2 gam Khối lượng đồng bám lên kẽm bám lên sắt A 12,8 gam; 32 gam B 64 gam; 25,6 gam C 32 gam; 12,8 gam D 25,6 gam; 64 gam Hướng dẫn giải Vì dung dịch cịn lại (cùng thể tích) nên: [ZnSO4] = 2,5 [FeSO4] nZnSO4 2,5nFeSO4 n AgNO3 ( ban ��u) = Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1) 2,5x 2,5x 2,5x mol Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) x x x x mol Từ (1), (2) nhận độ giảm khối lượng dung dịch mCu (bám) mZn (tan) mFe (tan) 2,2 = 64(2,5x + x) 652,5x 56x x = 0,4 mol Vậy: mCu (bám lên kẽm) = 642,50,4 = 64 gam; mCu (bám lên sắt) = 640,4 = 25,6 gam (Đáp án B) Ví dụ 9: (Câu 15 - Mã đề 231 - TSCĐ - Khối A 2007) Cho 5,76 gam axit hữu X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO thu 7,28 gam muối axit hữu Công thức cấu tạo thu gọn X A CH2=CHCOOH B CH3COOH C HCCCOOH D CH3CH2COOH Hướng dẫn giải Đặt CTTQ axit hữu X đơn chức RCOOH 2RCOOH + CaCO3 (RCOO)2Ca + CO2 + H2O Cứ mol axit phản ứng tạo muối khối lượng tăng (40 2) = 38 gam x mol axit (7,28 5,76) = 1,52 gam 5,76 72 R = 27 x = 0,08 mol M RCOOH 0,08 Các Phương Pháp Giải Hóa Học Axit X: CH2=CHCOOH (Đáp án A) Ví dụ 10: Nhúng kẽm vào dung dịch chứa 8,32 gam CdSO Sau khử hoàn toàn ion Cd 2+ khối lượng kẽm tăng 2,35% so với ban đầu Hỏi khối lượng kẽm ban đầu A 60 gam B 70 gam C 80 gam D 90 gam Hướng dẫn giải Gọi khối lượng kẽm ban đầu a gam khối lượng tăng thêm 2,35a gam 100 Zn + CdSO4 ZnSO4 + Cd 65 mol 112, tăng (112 – 65) = 47 gam 8,32 2,35a (=0,04 mol) gam 208 100 47 Ta có tỉ lệ: 0,04 2,35a a = 80 gam (Đáp án C) 100 Ví dụ 11: Nhúng kim loại M hoá trị vào dung dịch CuSO 4, sau thời gian lấy kim loại thấy khối lượng giảm 0,05% Mặt khác nhúng kim loại vào dung dịch Pb(NO 3)2, sau thời gian thấy khối lượng tăng 7,1% Xác định M, biết số mol CuSO Pb(NO3)2 tham gia trường hợp A Al B Zn C Mg D Fe Hướng dẫn giải Gọi m khối lượng kim loại, M nguyên tử khối kim loại, x số mol muối phản ứng M + CuSO4 MSO4 + Cu M (gam) mol 64 gam, giảm (M – 64)gam 0,05.m x mol giảm gam 100 0,05.m x = 100 (1) M 64 M + Pb(NO3)2 M(NO3)2 + Pb M (gam) mol 207, tăng (207 – M) gam 7,1.m x mol tăng gam 100 7,1.m x = 100 (2) 207 M 0,05.m 7,1.m Từ (1) (2) ta có: (3) 100 = 100 M 64 207 M Từ (3) giải M = 65 Vậy kim loại M kẽm (Đáp án B) Ví dụ 12: Cho 3,78 gam bột Al phản ứng vừa đủ với dung dịch muối XCl tạo thành dung dịch Y Khối lượng chất tan dung dịch Y giảm 4,06 gam so với dung dịch XCl xác định công thức muối XCl3 A FeCl3 B AlCl3 C CrCl3 D Không xác định Hướng dẫn giải Gọi A nguyên tử khối kim loại X Al + XCl3 AlCl3 + X 3,78 = (0,14 mol) 0,14 0,14 mol 27 Ta có : (A + 35,53)0,14 – (133,50,14) = 4,06 Giải được: A = 56 Vậy kim loại X Fe muối FeCl3 (Đáp án A) Ví dụ 13: Nung 100 gam hỗn hợp gồm Na 2CO3 NaHCO3 khối lượng hỗn hợp không đổi 69 gam chất rắn Xác định phần trăm khối lượng chất tương ứng hỗn hợp ban đầu Các Phương Pháp Giải Hóa Học A 15,4% 84,6% B 22,4% 77,6% C 16% 84% D 24% 76% Hướng dẫn giải Chỉ có NaHCO3 bị phân hủy Đặt x số gam NaHCO3 to 2NaHCO3 �� � Na2CO3 + CO2 + H2O Cứ nung 168 gam khối lượng giảm: 44 + 18 = 62 gam x khối lượng giảm: 100 – 69 = 31 gam 168 62 x = 84 gam x 31 Vậy NaHCO3 chiếm 84% Na2CO3 chiếm 16% (Đáp án C) Ví dụ 14: Hòa tan 3,28 gam hỗn hợp muối CuCl2 Cu(NO3)2 vào nước dung dịch A Nhúng Mg vào dung dịch A màu xanh dung dịch Lấy Mg cân lại thấy tăng thêm 0,8 gam Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Tính m? A 1.28 gam B 2,48 gam C 3,1 gam D 0,48 gam Hướng dẫn giải Ta có: Ta có: mtăng = mCu mMg phản ứng = m Cu m Mg2 3,28 m g�c axit m Mg2 0,8 m = 3,28 0,8 = 2,48 gam (Đáp án B) Ví dụ 15: Hòa tan 3,28 gam hỗn hợp muối MgCl Cu(NO3)2 vào nước dung dịch A Nhúng vào dung dịch A sắt Sau khoảng thời gian lấy sắt cân lại thấy tăng thêm 0,8 gam Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Giá trị m A 4,24 gam B 2,48 gam C 4,13 gam D 1,49 gam Hướng dẫn giải Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: Sau khoảng thời gian độ tăng khối lượng Fe độ giảm khối lượng dung dịch muối Do đó: m = 3,28 0,8 = 2,48 gam (Đáp án B) Các Phương Pháp Giải Hóa Học CHUYÊN ĐỀ 3: PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÁC ĐẠI LƯỢNG Ở DẠNG KHÁI QUÁT Trong đề kiểm tra thi tuyển sinh theo phương pháp trắc nghiệm thấy số lượng câu hỏi tập nhiều đa dạng bao trùm tồn chương trình hóa học phổ thơng Rất nhiều phương pháp, dạng bạn đọc biết đến Sau số ví dụ dạng tìm mối liên hệ khái quát đại lượng thường xuất trong đề thi tuyển sinh đại học Ví dụ 1: (Câu 11 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH 2007) Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na 2CO3 đồng thời khuấy đều, thu V lít khí (ở đktc) dung dịch X Khi cho dư nước vôi vào dung dịch X thấy có xuất kết tủa Biểu thức liên hệ V với a, b A V = 22,4(a b) B V = 11,2(a b) C V = 11,2(a + b) D V = 22,4(a + b) Hướng dẫn giải Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 ta có phương trình: HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl (1) b b b mol HCl + NaHCO3 NaCl + CO2 + H2O (2) (a b) (a b) mol Dung dịch X chứa NaHCO3 dư HCl tham gia phản ứng hết, NaHCO3 + Ca(OH)2 dư CaCO3 + NaOH + H2O Vậy: V = 22,4(a b) (Đáp án A) Ví dụ 2: (Câu 13 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH 2007) Clo hoá PVC thu polime chứa 63,96% clo khối lượng, trung bình phân tử clo phản ứng với k mắt xích mạch PVC Giá trị k A B C D Hướng dẫn giải Một phân tử Clo phản ứng với k mắt xích mạch PVC theo phương trình: CH CH � CH CH � � CH CH � � � xt | | | �| � + kCl2 �� � � � � o� t �Cl � �Cl � �Cl Cl � � � � � � � k n nk Do: %mCl = 63,96% %mC,H lại = 36,04% 35,5 �(n k) 35,5 �2 �k 63,96 Vậy = 27 �(n k) 26 �k 36,04 n = (Đáp án A) k Ví dụ 3: (Câu 21 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH 2007) Trộn dung dịch chứa a mol AlCl3 với dung dịch chứa b mol NaOH Để thu kết tủa cần có tỉ lệ A a : b = : B a : b < : C a : b = : D a : b > : Hướng dẫn giải Trộn a mol AlCl3 với b mol NaOH để thu kết tủa Các Phương Pháp Giải Hóa Học � � Al(OH)3 � �Al3 3OH �� � � AlO 2 2H 2O �Al(OH)3 OH �� Al3 4OH �� � AlO 2 2H 2O a mol Để kết tủa tan hồn tồn n OH b 4 n Al3 a b Vậy để có kết tủa : (Đáp án D) Ví dụ 4: (Câu 37 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH 2007) Đốt cháy hoàn toàn a mol axit hữu Y 2a mol CO Mặt khác, để trung hòa a mol Y cần vừa đủ 2a mol NaOH Công thức cấu tạo thu gọn Y A HOOCCH2CH2COOH B C2H5COOH C CH3COOH D HOOCCOOH Hướng dẫn giải - Đốt a mol axit hữu Y 2a mol CO2 axit hữu Y có hai nguyên tử C phân tử - Trung hòa a mol axit hữu Y cần dùng đủ 2a mol NaOH axit hữu Y có nhóm chức cacboxyl (COOH) Công thức cấu tạo thu gọn Y HOOCCOOH (Đáp án D) Ví dụ 5: (Câu 39 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH 2007) Dung dịch HCl dung dịch CH 3COOH có nồng độ mol/l, pH hai dung dịch tương ứng x y Quan hệ x y (giả thiết, 100 phân tử CH3COOH có phân tử điện li) A y = 100x B y = 2x C y = x D y = x + Hướng dẫn giải pHHCl = x [H+]HCl = 10x pH CH3COOH y [H ]CH3COOH 10 y HCl H+ + Cl 10x 10x (M) �� � H+ + CH3COO CH3COOH �� � 100.10y 10y (M) Mặt khác: [HCl] = [CH3COOH] 10x = 100.10y y = x + (Đáp án D) Ví dụ 6: (Câu 53 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH 2007) Để thu lấy Ag tinh khiết từ hỗn hợp X (gồm a mol Al 2O3, b mol CuO, c mol Ag2O), người ta hoà tan X dung dịch chứa (6a + 2b + 2c) mol HNO dung dịch Y, sau thêm (giả thiết hiệu suất phản ứng 100%) A c mol bột Al vào Y B c mol bột Cu vào Y C 2c mol bột Al vào Y D 2c mol bột Cu vào Y Hướng dẫn giải Hòa tan hỗn hợp X dung dịch HNO Al2O3 + 6HNO3 2Al(NO3)3 + 3H2O a 6a 2a mol CuO + 2HNO3 Cu(NO3)2 + H2O b 2b b mol Ag2O + 2HNO3 2AgNO3 + H2O c 2c 2c mol Dung dịch HNO3 vừa đủ Dung dịch Y gồm 2a mol Al(NO3)3, b mol Cu(NO3)2, 2c mol AgNO3 Để thu Ag tinh khiết cần cho thêm kim loại Cu vào phương trình Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag Ta có: 10 Các Phương Pháp Giải Hóa Học FeCl2 + Mgdư MgCl2 + Fe (2) Mol: 0,1< -0,1 -> 0,1 Dung dịch X gồm: FeCl2 lại: 0,1 mol, MgCl2: 0,2 mol Khối lượng muối dung dịch X: 0,1.127 + 0,2.95 = 31,7 gam � Chọn C - Đáp án A: Học sinh viết phương trình (1) tính khối lượng muối: mmuối = mFeCl + mMgCl = 0,2.127 + 0,1.95 = 34,9 gam, phương án nhiễu hay mà nhiều học sinh chọn - Đáp án B: Học sinh viết phương trình (1) tính khối lượng muối: m FeCl = 0,2.127 = 25,4 gam - Đáp án D: Học sinh viết phương trình (1) phương trình (2), tính khối lượng muối: m muối = mFeCl + mMgCl = 0,2.127 + 0,2.95 = 44,4 gam, phương án nhiễu học sinh không trừ số mol FeCl phản ứng với Mg Câu 10: Tiến hành hai thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Cho m gam bột Fe (dư) vào V1 lít dung dịch Cu(NO3)2 1M; - Thí nghiệm 2: Cho m gam bột Fe (dư) vào V2 lít dung dịch AgNO3 0,1M Sau phản ứng xảy hoàn tồn, khối lượng chất rắn thu hai thí nghiệm Giá trị V1 so với V2 A V1 = V2 B V1 = 10V2 C V1 = 5V2 D V1 = 2V2 (Trích Đề thi TSĐH khối B – năm 2008) HƯỚNG DẪN GIẢI Phương trình hóa học: Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu Mol: V1< V1 >V1 (1) Khối lượng chất rắn sau phản ứng: mCu baùm - mFe tan = (64 - 56).V1 Phương trình hóa học: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (2) Mol: 0,05.V2< -0,1.V2 >0,1.V2 Khối lượng chất rắn sau phản ứng: mAg baùm - mFe tan = 0,1.V2.(108 – 56.0,5) Theo đề khối lượng chất rắn thu nhau: Ta có: (64 - 56).V1 = 0,1.V2.(108 – 56.0,5) Giải ta được: V1 = V2 � Chọn A PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA HỖN HỢP MUỐI 2.1- Phương pháp: Cần lưu ý đến thứ tự phản ứng: Ion kim loại dung dịch muối bị khử theo thứ tự giảm dần tính oxi hóa Nghĩa kim loại tác dụng với ion kim loại có tính oxi hóa mạnh trước Ví dụ: Cho Mg (z mol) phản ứng với dung dịch chứa đồng thời FeSO a mol CuSO4 b mol ion Cu2+ bị khử trước toán dạng thường giải theo trường hợp: Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu (1) Mg + FeSO4 → MgSO4 + Fe (2) TH 1: Chỉ xảy pứ(1) Nghĩa pứ(1) xảy vừa đủ lúc dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO 4, FeSO4 chưa phản ứng chất rắn có Cu TH 2: Xảy pứ(1) (2) vừa đủ Nghĩa dung dịch thu có MgSO chất rắn gồm Cu Fe TH 3: Pứ(1) xảy hết pứ(2) xảy phần, lúc lại có khả xảy - Sau phản ứng (2) FeSO4 dư: Số mol FeSO4 dư (a-x) mol với x số mol FeSO4 tham gia phản ứng (2) Lúc dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO4, FeSO4dư chất rắn gồm Cu Fe - Sau phản ứng (2) Mg dư: Số mol Mg dư z – (a+b) với (a+b) số mol Mg phản ứng với muối Lúc dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO4 chất rắn gồm Cu, Fe Mg dư Bài toán dạng thường xảy trường hợp 3, để giải ta cần ý qui tắc xếp dãy điện hóa, cặp chất xảy trước ý cách đặt số mol vào phương trình cho phù hợp Phải xác định dung dịch chất rắn sau phản ứng gồm chất với số mol 2.2- Một số tập có hướng dẫn giải phân tích đáp án: 51 Các Phương Pháp Giải Hóa Học Câu 11: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO 0,1M Cu(NO3)2 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X m gam chất rắn Y Giá trị m A 2,80 B 2,16 C 4,08 D 0,64 (Trích Đề thi TSĐH khối B – năm 2009) HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Trong hỗn hợp dung dịch gồm ion Ag+ ion Cu2+, mà ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh nên phản ứng trước, Ag+ hết mà số mol Fe cịn xảy tiếp phản ứng với Cu2+ Số mol AgNO3 = nAg = 0,02 mol; Số mol Cu(NO3)2 = nCu2+ = 0,1 mol; Số mol Fe = 0,04 mol Phương trình: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Mol 0,01 < 0,02 ->0,02 Sau phản ứng Fe 0,04 – 0,01 = 0,03 mol, phản ứng tiếp với Cu(NO 3)2 Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2) Mol 0,03 ->0,03 ->0,03 Khối lượng rắn = mAg + mCu = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 gam � Chọn C - Đáp án B: Đây phương án nhiễu mà nhiều học sinh chọn, học sinh tính khối lượng rắn = m Ag từ phương trình (1) 0,02.108 = 2,16 gam - Đáp án A: Học sinh tính khối lượng Fe tham gia phản ứng = 0,01.56 = 0,56 gam khối lượng rắn = mFe tgpư + mFe bđ = 0,56 + 2,24 = 2,8 gam - Đáp án D: Học sinh tính khối lượng rắn = 2,8 – mAg = 0,64 gam Câu 12: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO 3)2 0,3M AgNO3 0,3M Sau phản ứng xảy hồn tồn thu m gam chất rắn X Nếu cho m gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu 0,336 lít khí (ở đktc) Giá trị m1 m2 A 8,10 5,43 B 1,08 5,43 C 0,54 5,16 D 1,08 5,16 (Trích Đề thi TSCĐ khối B – năm 2009) HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Trong hỗn hợp dung dịch gồm ion Ag+ ion Cu2+, mà ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh nên phản ứng trước, Ag+ hết mà số mol Al cịn xảy tiếp phản ứng với Cu2+ Khi cho m2 gam chất rắn X vào dung dịch HCl dư tạo khí H2 nên X phải có Al dư Số mol AgNO3 = nAg = 0,03 mol; Số mol Cu(NO3)2 = nCu2+ = 0,03 mol; Phương trình: Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag (1) Mol 0,01 < 0,03 ->0,03 Sau phản ứng Fe 0,04 – 0,01 = 0,03 mol, phản ứng tiếp với Cu(NO 3)2 2Al + 3Cu(NO3)2 2Al(NO3)3 + 3Cu (2) Mol 0,02< -0,03 ->0,03 Phương trình: 2Aldư + 2HCl 2AlCl3 + 3H2 Mol 0,01< -0,015 Giá trị m1 = mAl = (0,01+0,02+0,01 ).27 = 1,08 gam Giá trị m2 = mAg + mCu = 0,03.108 + 0,03.64 = 5,16 gam � Chọn D Khi tìm giá trị m1 = 1,08 gam ta đáp án B D, học sinh chọn đáp án B tính khối lượng rắn m2 = mAg + mCu + mAl dư = 5,43 gam - Đáp án C: Học sinh tính khối lượng m1 = mAl (phản ứng 3) = 0,02 27 = 0,54 gam - Đáp án A: Đây đáp nhiễu cho khối lượng m2 Câu 13: Cho 0,2 mol Fe vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,2 mol Fe(NO 3)3 0,2 mol AgNO3 Khi phản ứng hoàn toàn, số mol Fe(NO3)3 dung dịch : A 0,3 B 0,2 C 0,4 D 0,0 HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh ion Fe3+ nên phản ứng với Fe trước, sau phản ứng ion Ag+ hết Fe tiếp tục phản ứng với Fe3+ Phương trình: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Mol 0,1< -0,2 ->0,2 Sau phản ứng Fe 0,2 – 0,1 = 0,1 mol, phản ứng tiếp với Fe(NO 3)3 Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2 (2) Mol 0,1< 0,2 ->0,3 Vậy sau phản ứng Fe(NO3)3 phản ứng hết � Chọn D 52 Các Phương Pháp Giải Hóa Học - Đáp án A: Học sinh viết phương trình (1) Fe + 3AgNO Fe(NO3)3 + 3Ag , lúc số mol Fe(NO 3)3 tạo 0,1 + 0,2 (số mol Fe(NO3)3 chưa phản ứng) = 0,3 mol - Đáp án B: Đây đáp nhiễu học sinh xem Fe(NO 3)3 khơng phản ứng với Fe, nguyên dung dịch - Đáp án C: Học sinh viết phương trình (1) Fe + 3AgNO Fe(NO3)3 + 3Ag , đặt số mol Fe vào để tính Fe(NO3)3 = 0,2 mol số mol Fe(NO3)3 chưa phản ứng 0,2 = 0,4 mol Câu 14: Cho m (g) bột Fe vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 1M AgNO3 4M Sau kết thúc phản ứng thu dung dịch muối ( có muối Fe) 32,4 g chất rắn Giá trị m A 11,2 B 16,8 C 8,4 D 5,6 HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Do chưa có số mol Fe, ta cần phân tích để thấy dung dịch có muối muối để có cách giải phù hợp Bài toán xảy phản ứng sau: Phương trình: Fe + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag (1), - Nếu phản ứng (1) vừa đủ dung dịch có muối chứa ion Fe 2+ Cu2+ - Nếu sau phản ứng (1) Fe dư + Cu2+ Fe2+ + Cu (2), - Phản ứng (2) xảy vừa đủ, dung dịch có muối ion Fe 2+ - Sau phản ứng (2) Fe dư dung dịch có muối ion Fe 2+ - Sau phản ứng (2) Cu2+ dư dung dịch có muối ion Cu2+ Fe2+ Như để muối chưa xảy phản ứng (2), nghĩa dung dịch có muối ion Cu 2+, sau phản ứng (1) AgNO3 dư tiếp tục phản ứng với Fe(NO3)2 Phương trình: AgNO3 + Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 + Ag (3) - Để dung dịch có muối Fe sau phản ứng (3) Fe(NO 3)2 phải hết AgNO3 dư để dung dịch có muối là: Cu(NO3)2 chưa phản ứng, AgNO3 dư, Fe(NO3)3 tạo Số mol AgNO3 = 0,4 mol; số mol Cu(NO3)2 = 0,1 mol, gọi x số mol Fe Phương trình: Fe + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Mol x >2x >x ->2x Phương trình: AgNO3 + Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 + Ag (3) Mol x < x -> x Chất rắn gồm: Ag: 3x mol; 3x.108 = 32,4 � x = 0,1 Khối lượng Fe = 0,1 56 = 5,6 gam � Chọn D - Đây tốn khó, để giải HS phải phân tích để đưa muối (có muối Fe) - Đáp án A: HS đặt số mol AgNO3 vào p/t(1) tính khối lượng Fe bằng: 56.0,2 = 11,2 g - Đáp án B: HS viết phương trình (1) phương trình (2), xem phản ứng xảy vừa đủ, đặt số mol AgNO Cu(NO3)2 vào để tính khối lượng Fe = (0,1+0,2).56 = 16,8 gam - Đáp án C: HS viết phương trình (1) dung dịch muối gồm: Cu(NO3)2 chưa phản ứng, AgNO3 dư, Fe(NO3)2 tạo Khối lượng rắn: 108.2x = 32,4 � x = 0,15 � mFe = 8,4 gam Câu 15: Cho m(gam) kim loại Fe vào lít dung dịch chứa AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,1M Sau phản ứng người ta thu 15,28g rắn dung dịch X Giá trị m A 6,72 B 2,80 C 8,40 D 17,20 HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh ion Cu2+ nên phản ứng trước với Fe, chưa biết số mol Fe nên toán xảy trường hợp sau: TH1: Chỉ xảy phản ứng : Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Mol 0,05< -0,1 ->0,1 Khối lượng rắn = mAg = 0,1 108 = 10,8 gam < 15,28 gam TH2: Xảy phản ứng: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Mol 0,05< -0,1 ->0,1 Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2) Mol 0,1< -0,1 ->0,1 Khối lượng rắn = mAg + mCu = 0,1.108 + 0,1.64 = 17,28 gam > 15,28 gam Như toán xảy trường hợp 3: TH3: Sau phản ứng (2) Fe hết Cu(NO3)2 dư, với x số mol Fe tham gia phản ứng (2) Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) 53 Các Phương Pháp Giải Hóa Học Mol 0,05< -0,1 ->0,1 Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2) Mol x -> x -> x Khối lượng chất rắn: mAg + mCu = 0,1.108 + 64.x = 15,28 � x = 0,07 mol Kiểm tra lại: CuSO4 dư: 0,1 – x = 0,1 – 0,07 = 0,03 mol Khối lượng Fe: mFe = (0,05 + 0,07).56 = 6,72 gam � Chọn A - Đáp án B: Học sinh tính khối lượng Fe từ phương trình (1): mFe = 0,05.56 = 2,8 gam - Đáp án C: Học sinh tính khối lượng Fe từ phương trình (1) (2): mFe = 0,05.56 + 0,1.56 = 8,4 gam - Đáp án D: Học sinh tính m cách lấy khối lượng Cu khối lượng Ag trường hợp (2) cộng lại: Khối lượng rắn = mAg + mCu = 0,1.108 + 0,1.64 = 17,28 gam PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA MỘT MUỐI 3.1- Phương pháp: Khi cho hỗn hợp kim loại vào dung dịch chứa muối ta cần ý đến thứ tự phản ứng xảy ra: Kim loại có tính khử mạnh phản ứng với ion kim loại dung dịch muối trước Nếu sau phản ứng ion kim loại phản ứng tiếp với kim loại có tính khử mạnh Đối với toán chưa cho số mol cụ thể ta phải lập trường hợp để giải Ví dụ: Cho hỗn hợp Mg (a mol) Fe (b mol) tác dụng với dung dịch chứa x mol CuSO Mg phản ứng trước, Mg hết mà CuSO cịn phản ứng tiếp với Fe Bài tốn có trường hợp xảy theo thứ tự sau: Mg + CuSO4 → MgSO4+ Cu (1) Mol a ->a >a Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (2) Mol x < x >x TH 1: Chỉ xảy phản ứng (1) Lúc dung dịch có MgSO4 chất rắn gồm Cu, Fe cịn ngun có Mg cịn dư TH 2: Xảy phản ứng (1) (2) vừa đủ Lúc dung dịch gồm MgSO FeSO4 chất rắn có Cu TH 3: Phản ứng (1) xảy hết phản ứng (2) xảy phần thường có khả - Sau phản ứng Fe cịn dư Mg + CuSO4 → MgSO4+ Cu (1) Mol a ->a ->a >a Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (2) Mol x < x >x >x + Dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO4: a mol,FeSO4: x mol + Chất rắn sau phản ứng gồm: Cu (a+x)mol Fe dư: (b-x)mol - Sau phản ứng CuSO4 dư Mg + CuSO4 → MgSO4+ Cu (1) Mol a ->a ->a >a Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (2) Mol b ->b >b ->b + Dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO4: a mol, FeSO4: x mol, CuSO4 dư: [x-(a+b)] mol + Chất rắn sau phản ứng gồm: Cu (a+b)mol - Bài toán dạng có trường hợp, với phần thi trắc nghiệm tập cho hỗn hợp kim loại thường xảy trường hợp 3, trường hợp lại có khả thường đề cho khối lượng chất rắn sau phản ứng ta giải trường hợp kim loại dư Cịn tốn cho kiện sau phản ứng dung dịch ta giải trường hơp dung dịch muối dư - Đây phương pháp để giải dạng toán này, nhiên tùy thuộc vào câu hỏi đề mà có cách làm phù hợp, đặc biệt với dạng toán trắc nghiệm nên ý thêm đến số thủ thuật phương pháp giải nhanh 3.2- Một số tập có hướng dẫn giải phân tích đáp án: Câu 16: Cho 19,3 gam hỗn hợp bột gồm Zn Cu có tỉ lệ mol tương ứng : vào dung dịch chứa 0,2 mol Fe2(SO4)3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu m gam kim loại Giá trị m A 6,40 B 16,53 C 12,00 D 12,80 (Trích- Đề Đại học khối B năm 2010) 54 Các Phương Pháp Giải Hóa Học HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Do Zn có tính khử mạnh Cu nên phản ứng trước với Fe 3+, toán biết trước số mol nên phản ứng diễn từ từ theo ý nghĩa dãy điện hóa: “Chất oxi hóa mạnh phản ứng với chất khử mạnh để tạo chất oxi hóa yếu chất khử yếu hơn” Ta có: Phương trình khối lượng hỗn hợp: 65.x + 64.2x = 19,3 � x = 0,1 mol Phương trình phản ứng : Zn + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + ZnSO4 (1) Mol 0,1 >0,1 ->0,1 Sau phản ứng: Fe2(SO4)3 0,1 mol, tiếp tục tác dụng với Cu Phương trình phản ứng : Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4 (2) Mol 0,1< -0,1 ->0,1 Sau phản ứng Cudư = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol Khối lượng kim loại: mCu = 0,1 64 = 6,4 gam � Chọn A - Đáp án B: Học sinh viết phương trình 3Zn + Fe2(SO4)3 3ZnSO4 + 2Fe Mol 0,1 -> Khối lượng kim loại = mCu + mFe = 0,1 64 + 0,2 0,2 56 = 16,53 gam - Đáp án C: Phương trình phản ứng : Zn + Fe2(SO4)3 Fe + ZnSO4 (1) Mol 0,1 >0,1 ->0,1 Sau phản ứng: Fe2(SO4)3 0,1 mol, tiếp tục tác dụng với Cu Phương trình phản ứng : Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4 (2) Mol 0,1< -0,1 ->0,1 Khối lượng kim loại = mCu + mFe = 0,1 64 + 0,1.56 = 12 gam - Đáp án D: Chỉ xảy phản ứng (1) Cu đứng sau Fe, đáp án có nhiều HS chọn Phương trình phản ứng : Zn + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + ZnSO4 (1) Mol 0,1 >0,1 ->0,1 Khối lượng kim loại = mCu nguyên = 0,2 64 = 12,8 gam Câu 17: Cho hỗn hợp bột gồm 2,7gam Al 5,6gam Fe vào 550ml dung dịch AgNO 1M Sau phản ứng xảy hồn tồn thu m gam chất rắn Gía trị m (biết thứ tự dãy điện hóa Fe 3+/Fe2+ đứng trước Ag+/Ag) A 59,4 B 64,8 C 32,4 D 54 (Trích-Đề Đại học khối A năm 2008) HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Do Al có tính khử mạnh Fe nên phản ứng trước với ion Ag + dung dịch AgNO3 Đây toán biết trước số mol nên ta cần nắm ý nghĩa dãy điện hóa làm Phương trình: Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag (1) Mol 0,1 ->0,3 ->0,3 Sau phản ứng AgNO3 0,55 – 0,3 = 0,25 mol, phản ứng tiếp với Fe Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (2) Mol 0,1 >0,2 -0,1 > 0,2 Sau phản ứng AgNO3 0,25 – 0,2 = 0,05 mol, phản ứng tiếp với Fe(NO3)2 Phương trình: AgNO3 dư + Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 + Ag (3) Mol 0,05 >0,05 -0,05 > 0,05 Khối lượng rắn m = mAg = (0,3+0,2+0,05).108 = 59,4 gam � Chọn A - Đáp án B: Từ phương trình (3) HS đặt số mol Fe(NO 3)2 vào để suy số mol Ag Lúc khối lượng rắn tính bằng: m = mAg = (0,3+0,2+0,1).108 = 64,8 gam - Đáp án C: Học sinh tính mrắn = mAg từ pứ (1) = 0,3.108 = 32,4 gam - Đáp án D: mrắn = mAg pứ (1) + mAg pứ (2) = 0,3.108 + 0,2.108 = 54 gam Tất đáp án lại tốn hay có nhiều học sinh chọn vào đáp án D em cho AgNO3 Fe(NO3)2 không phản ứng với Và vấn đề mà thầy cô giáo phải quan tâm để giảng dạy hướng dẫn em 55 Các Phương Pháp Giải Hóa Học Câu 18: Cho 29,8 gam hỗn hợp bột gồm Zn Fe vào 600 ml dung dịch CuSO4 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X 30,4 gam hỗn hợp kim loại Phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp ban đầu A 56,37% B 64,42% C 43,62% D 37,58% (Trích- Đề Đại học khối A năm 2010) HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Do Zn có tính khử mạnh Fe nên phản ứng trước với ion Cu 2+ dung dịch CuSO4 Vì đề chưa cho biết sô mol Zn Fe nên ta phải giải toán theo trường hợp mà sau phản ứng thu hỗn hợp kim loại Ta phân tích tốn sau: Đầu tiên xảy Phương trình: Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1) Vì sau phản ứng hỗn hợp kim loại nên sau phản ứng (1) Zn dư vừa đủ phản ứng, CuSO hết Lúc khối lượng Cu thu được, mCu = 0,3.64 = 19,2 gam Khối lượng Zn tham gia phản ứng mZn = 0,3 65 = 19,5 gam � mFe = 10,5 gam � m rắn = 19,2 + 10,5 = 29,7g Như vậy, sau phẳn ứng (1) Zn phải hết, CuSO4 dư phản ứng tiếp với Fe Phương trình: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) Để thu hỗn hợp kim loại sau phản ứng (2) Fe phải dư CuSO hết, đề cho phản ứng xảy hoàn toàn Gọi a số mol Zn, b số mol Fe Phương trình: Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1) Mol: a >a ->a Phương trình: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) Mol: (0,3-a)< (0,3-a) ->(0,3-a) 30,4 gam hỗn hợp kim loại gồm: Cu: 0,3 mol, Fe dư: [b – (0,3-a)] mol Ta có hệ phương trình: 65a + 56b = 29,8 (*) 64.0,3 + 56.[b – (0,3-a)] = 30,4 (*)(*) Giải (*) (*)(*) ta được: a= 0,2, b = 0,3 0,3.56 100 56,37% � Chọn A 29,8 0, 2.56 100 37,58% - Đáp án D: Học sinh lấy sai số mol Fe %m Fe = 29,8 %m Fe = - Đáp án C: Học sinh lấy số mol Zn khối lượng nguyên tử Zn %m Fe = nZn 65 0, 2.65 100 100 43, 62% 29,8 29,8 Câu 19: Cho m gam hỗn hợp bột Zn Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4 Sau kết thúc phản ứng lọc bỏ phần dung dịch thu m gam bột rắn Thành phần % theo khối lượng Zn hỗn hợp bột ban đầu A 90,27% B 85,30% C 82,20% D 12,67% (Trích – Đề Đại học khối B năm 2007) HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Vì đề cho CuSO4 dư nên Zn Fe phản ứng hết Gọi a số mol Zn, b số mol Fe Phương trình: Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1) Mol: a >a ->a Phương trình: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Mol: b >b ->b Ta có: 65a + 56b = 64(a + b) � a = 8b %m Zn (2) (3) mZn 65a 65.8b 100 100 100 90, 27% � = mhh 65a 56b 65.8b 56b - Đáp án D: Từ phương trình (3) HS giải b = 8a thay vào ta có %m - Đáp án B, C: chưa khả thi 56 Zn Chọn A = 12,67% Các Phương Pháp Giải Hóa Học Câu 20: Cho hỗn hợp rắn A gồm 5,6 gam Fe 6,4 gam Cu tác dụng với 300 ml dung dịch AgNO3 2M phản ứng hoàn toàn khối lượng chất rắn thu A 21,6 gam B 43,2 gam C 54,0 gam D 64,8 gam HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Do Fe có tính khử mạnh Cu nên phản ứng trước với ion Ag + dung dịch AgNO3 Đây toán biết trước số mol nên ta cần nắm ý nghĩa dãy điện hóa làm Phương trình: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Mol 0,1 ->0,2 >0,1 >0,2 Sau phản ứng AgNO3 0,6 – 0,2 = 0,4 mol, phản ứng tiếp với Cu Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag (2) Mol 0,1 >0,2 -0,1 > 0,2 Sau phản ứng AgNO3 0,4 – 0,2 = 0,2 mol, phản ứng tiếp với Fe(NO3)2 Phương trình: AgNO3 dư + Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 + Ag (3) Mol 0,1< -0,1 -> 0,1 Khối lượng rắn mAg = (0,2+0,2+0,1).108 = 54 gam � Chọn C - Đáp án D: Từ phương trình (3) HS đặt số mol AgNO vào để suy số mol Ag Lúc khối lượng rắn tính bằng: m = mAg = (0,2+0,2+0,2).108 = 64,8 gam - Đáp án A: Học sinh tính mrắn = mAg từ pứ (1) = 0,2.108 = 21,6 gam - Đáp án B: mrắn = mAg pứ (1) + mAg pứ (2) = 0,2.108 + 0,2.108 = 43,2 gam PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA HỖN HỢP MUỐI 4.1- Phương pháp: Đối với dạng tập có nhiều trường hợp xảy ra, biết số mol nên ta áp dụng định luật bảo toàn electron để giải Ví dụ: Cho hỗn hợp Mg Zn tác dụng với dung dịch chứa Cu(NO 3)2 AgNO3 Nếu sau phản ứng thu hỗn hợp kim loại kim loại là: Cu, Ag, Zn (còn nguyên dư) Do Zn nên AgNO Cu(NO3)2 phản ứng hết Gọi a, b số mol Mg, Zn ban đầu c số mol Zn dư x, y số mol AgNO3, Cu(NO3)2 dùng Ta có q trình cho nhận electron sau Qúa trình cho electron Qúa trình nhận electron Mg → Mg2+ + 2e Ag+ + 1e → Ag a -> 2a x > x Zn → Zn2+ + 2e Cu2++ 2e → Cu (b-c) > 2(b-c) y >2y nelectron nhận= x+2y nelectron cho=2a+2(b-c) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 2a +2(b-c) = x + 2y 4.2- Một số tập có hướng dẫn giải Câu 21: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg x mol Zn vào dung dịch chứa mol Cu2+và mol Ag+ đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch chứa ba ion kim loại Trong giá trị sau đây, giá trị x thoả mãn trường hợp trên? A 1,8 B 1,5 C 1,2 D 2,0 (Trích- Đề Đại học khối A 2009) HƯỚNG DẪN GIẢI Theo định luật bảo tồn electron ta có Qúa trình cho electron Mg → Mg2+ + 2e Mol: 1,2 ->2,4 Qúa trình nhận electron Ag+ + 1e → Ag Mol : > 57 Các Phương Pháp Giải Hóa Học Zn → Zn2+ + 2e Mol: x > 2x nelectron cho=2,4+2x Cu2+ + 2e → Cu Mol : >4 nelectron nhận= 1+4 = mol Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 2,4 + 2x= � x = 1,3 mol - Nếu x = 1,3 mol phản ứng xảy vừa đủ, dung dịch lúc có ion tạo Mg 2+ Zn2+ Do để dung dịch có ion kim loại Zn tham gia phản ứng khơng hết 1,3 mol, sau phản ứng dung dịch có CuSO dư (chứa ion Cu2+) ion tạo Mg2+ Zn2+ - Chỉ có đáp án 1,2 thỏa mãn trường hợp � Chọn C Câu 22: Dung dịch X có chứa AgNO3 Cu(NO3)2 có nồng đ ộ Thêm lượng hỗn hợp gồm 0,03 mol Al 0,05 mol Fe vào 100 ml dung dịch X phản ứng kết thúc thu chất rắn Y gồm kim loại Cho Y vào HCl dư giải phóng 0,07 gam khí Nồng độ mol/lít hai muối A 0,30 B 0,40 C 0,63 D 0,42 HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: chất rắn Y tác dụng với HCl dư tạo khí H2 suy phải có Al Fe dư Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag (1) Sau phản ứng (1) Al dư phản ứng tiếp với Cu(NO3)2 tạo Cu (2) Sau phản ứng (2) Al dư có kim loại: Aldư, Fe cịn ngun, Ag tạo ra, Cu tạo Nếu phản ứng (2) vừa đủ có kim loại sau phản ứng Ag tạo ra, Cu tạo Như để có kim loại sau phản ứng thực xong phản ứng (2) Al hết phản ứng dừng lại để Fe cịn ngun (2 kim loại tạo Cu Ag) Fe tham gia tiếp phản ứng với Ag + Cu2+ dư Khi rắn Y tác dụng với HCl có Fe phản ứng: Fedư + 2HCl FeCl2 + H2 Mol 0,035< -0,035 Lượng Fe tham gia phản ứng với muối là: 0,05 – 0,035 = 0,015 mol Gọi x (M) nồng độ mol/l dung dịch muối AgNO3 Cu(NO3)2 Ta có q trình cho nhận electron sau: Qúa trình cho electron Al → Al3+ + 3e Mol: 0,03 >0,09 Fe → Fe2+ + 2e Mol: 0,015 > 0,03 nelectron cho= 0,09 + 0,03 = 0,12 mol Qúa trình nhận electron Ag+ + 1e → Ag Mol : 0,1 >0,1x Cu2+ + 2e → Cu Mol : 0,1 >0,2x nelectron nhận= 0,3x mol Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 0,12 = 0,3x � x = 0,4 mol � Chọn B Câu 23: Hỗn hợp gồm 0,02mol Fe 0,03 mol Al phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa đồng thời x mol AgNO y mol Cu(NO3)2 tạo 6,44g rắn x y có giá trị là: A 0,05 0,04 B 0,03 0,05 C 0,01 0,06 D 0,07 0,03 HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: đề cho phản ứng vừa đủ Ta có trình cho nhận electron sau: Qúa trình cho electron Al → Al3+ + 3e Mol: 0,03 >0,09 Fe → Fe2+ + 2e Mol: 0,02 > 0,04 nelectron cho= 0,09 + 0,04 = 0,13 mol Qúa trình nhận electron Ag+ + 1e → Ag Mol : x ->x >x Cu2+ + 2e → Cu Mol : y ->2y ->y nelectron nhận= x + 2y Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: x + 2y = 0,13 (1) 58 Các Phương Pháp Giải Hóa Học Ngồi ra: 108.x + 64.y = 6,44 (2) Giải (1) (2) ta được: x = 0,03 , y = 0,05 � Chọn B Câu 24: Hòa tan hỗn hợp chứa 0,1 mol Mg 0,1 mol Al vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,1 mol Cu(NO 3)2 0,35 mol AgNO3 Khi phản ứng xảy hồn tồn khối lượng (gam) chất rắn thu A 21,6 B 37,8 C 42,6 D 44,2 HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: đề khơng cho phản ứng vừa đủ Ta có q trình cho nhận electron sau: Qúa trình cho electron Qúa trình nhận electron Al → Al3+ + 3e Ag+ + 1e → Ag Mol: 0,1 >0,3 Mol : 0,35 ->0,35 Mg → Mg2+ + 2e Cu2+ + 2e → Cu Mol: 0,1 > 0,2 Mol : 0,1 >0,2 nelectron nhận= 0,55 mol nelectron cho= 0,5 mol Áp dụng định luật bảo toàn electron ta thấy: số mol elecetron nhận lớn số mol electron cho ta có Qúa trình nhận electron Ag+ + 1e → Ag Mol : 0,35 ->0,35 >0,35 Cu2+ + 2e → Cu Mol : 0,075< -0,15 ->0,075 nelectron nhận= 0,5 mol Khối lượng rắn = mAg + mCu = 0,35.108 + 0,075.64 = 42,6 � Chọn C CHUYÊN ĐỀ : BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN AXIT NITRIC A MỘT SỐ CHÚ Ý I Tính oxi hóa HNO3 HNO3 thể tính oxi hóa mạnh tác dụng với chất có tính khử như: Kim loại, phi kim, hợp chất Fe(II), hợp chất S2-, I-, Thông thường: + Nếu axit đặc, nóng tạo sản phẩm NO2 + Nếu axit lỗng, thường cho NO Nếu chất khử có tính khử mạnh, nồng độ axit nhiệt độ thích hợp cho N2O, N2, NH4NO3 * Chú ý: Một số kim loại (Fe, Al, Cr, ) không tan axit HNO đặc, nguội bị thụ động hóa Trong số tốn ta phải ý biện luận trường hợp tạo sản phẩm khác: NH4NO3 dựa theo phương pháp bảo toàn e (nếu n e cho > ne nhận để tạo khí) dựa theo kiện đề (chẳng hạn cho dung dịch NaOH vào dung dịch sau phản ứng thấy có khí ra) hợp chất khí Nitơ dựa vào tỉ khối hỗn hợp cho Khi axit HNO3 tác bazơ, oxit bazơ khơng có tính khử xảy phản ứng trung hịa Với kim loại có nhiều hóa trị (như Fe, Cr), dùng dư axit tạo muối hóa trị kim loại (Fe3+, Cr3+); axit dùng thiếu, dư kim loại tạo muối hóa trị (Fe2+, Cr2+), tạo đồng thời loại muối Các chất khử phản ứng với muối NO3- môi trường axit tương tự phản ứng với HNO3 Ta cần quan tâm chất phản ứng phương trình ion II Nguyên tắc giải tập: Dùng định luật bảo toàn e n M → M + ne ne nhường = ne nhận x + (5 – x)e → N N * Đặc biệt + Nếu phản ứng tạo nhiều sản phẩm khử N n e nhường = ne nhận + Nếu có nhiều chất khử tham gia phản ứng ne nhường = ne nhận - Trong số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo tồn điện tích (tổng điện tích dương = tổng điện tích âm) định luật bảo tồn ngun tố - Có thể sử dụng phương trình ion – electron bán phản ứng để biểu diễn trình M Mn+ + ne 4H+ + NO3- + 3e NO + 2H2O + Đặc biệt trường hợp kim loại tác dụng với axit HNO3 ta có: 5 59 Các Phương Pháp Giải Hóa Học nHNO3 (pư) = 2nNO2 = 4nNO = 10nN2O = 12nN2 = 10nNH4NO3 nNO3- (trong muối) = nNO2 = 3nNO = 8nN2O = 10nN2 = 8nNH4NO3 Nếu hỗn hợp gồm kim loại oxit kim loại phản ứng với HNO3 (và giả sử tạo khí NO) thì: nHNO3 (pư) = 4nNO + 2nO (trong oxit KL) III Một số Ví dụ VD1 Hồ tan hồn tồn m g bột Cu 800 g dung dịch HNO dung dịch Y 2,24 lit khí NO (đktc) Y tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch NaOH M kết tủa R Sau nung R đến khối lượng không đổi thu 20 g chất rắn a Tính khối lượng Cu ban đầu b Tính khối lượng chất Y nồng độ % dung dịch HNO dùng Giải: nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol; nNaOH = 0,3.0,2 = 0,06 mol a Khi cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thu kết tủa R chứa Cu(OH) Chất rắn thu nung CuO nCuO = 20/80 = 0,25 mol nCu (OH )2 = nCuO = 0,25 mol Theo định luật bảo toàn nguyên tố: nCu (ban đầu) = nCu (trong CuO) = 0,25 mol mCu = 0,25.64 = 16 g b Trong X, n Cu 2 = nCu (OH )2 = 0,25 mol m Cu(NO3 )2 = 188.0,25 = 47 g Cu 5 Mà: N Cu2+ + 0,25 mol + 3e 2e 0,5 mol 2 N 0,3 mol 0,1 mol Vậy chứng tỏ phản ứng Cu HNO3 phải tạo NH4NO3 5 3 ne (Cu nhường) = ne nhận = 0,5 mol ne nhận N N = 0,5 – 0,3 = 0,2 mol 5 N + 8e 3 N 0,2 mol 0,025 mol n NH NO3 = 0,025 mol m NH NO3 = 80.0,025 = g Theo định luật bảo toàn nguyên tố: n HNO3 pư = nN (trong Cu(NO3 )2 ) + nN (trong NO) + nN (trong NH NO3 ) = 2n Cu(NO3 )2 + nNO + 2n NH NO3 = 0,65 mol (Nếu sử dụng cơng thức tính nhanh ta có: n HNO3 pư = 4.nNO + 10.n NH NO3 = 4.0,1 + 10.0,25 = 0,65 mol) m HNO3 = 63.0,65 = 40,95 g C% = 40,95 100% = 5,12% 800 VD2 Cho 11 g hỗn hợp hai kim loại Al Fe vào dung dịch HNO loãng dư, thu 6,72 lit khí NO (đktc) Khối lượng (g) Al Fe hỗn hợp đầu là: A 5,4 5,6 B 5,6 5,4 C 4,4 6,6 D 4,6 6,4 Giải: nNO = 6,72/22,4 = 0,3 mol 5 N + 3e 2 N 0,9 mol 0,3 mol Gọi x, y số mol Al Fe hỗn hợp đầu Ta có: 27x + 56y = 11 (1) Al Al+3 + 3e x mol 3x mol Fe Fe+3 + 3e y mol 3y mol Theo định luật bảo toàn e: ne (KL nhường) = ne (N nhận) = 0,9 mol hay: 3x + 3y = 0,9 (2) x 0,2 mol y 0,1 mol Từ (1) (2) ta có m Al 27.0,2 5,4 g Đáp án A m Fe 56.0,1 5,6 g 60 Các Phương Pháp Giải Hóa Học VD3: Cho a mol Cu tác dụng hết với 120 ml dung dịch A gồm HNO3 M, H2SO4 0,5 M thu V lit NO đktc a Tính V ( biện luận theo a) b Nếu Cu dư vừa đủ lượng muối thu bao nhiêu? Giải: a n HNO3 = 0,12.1 = 0,12 mol; n H 2SO = 0,12.0,5 = 0,06 mol n H = 0,12 + 2.0,06 = 0,24 mol; n NO 3 = 0,12 mol Ta có ptpư: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu+2 + 2NO + 4H2O Có thể xảy trường hợp + Cu hết, H+ NO3- dư nNO = 2 nCu = a (mol) V = 22,4 a = 14,93 (lit) 3 + Cu đủ dư, H+ hết (NO3- dư so với H+ !) nNO = n = 0,06 mol V = 22,4.0,06 = 13,44 (lit) H b Khi Cu hết dư n Cu(NO3 )2 = n = 0,09 m Cu(NO3 )2 = 188.0,09 = 16,92 (g) H B Một số dạng toán quen thuộc cách giải nhanh 1) Cho hỗn hợp gồm Fe oxit Fe tác dụng với HNO hỗn hợp gồm S hợp chất chứa S Fe (hoặc Cu) tác dụng với HNO3 2) Cho hỗn hợp oxit sắt có tính khử Cu (hoặc Fe) tác dụng với dung dịch HNO Phương pháp giải:Dùng cách quy đổi Nội dung phương pháp: Với hỗn hợp nhiều chất ta coi hỗn hợp tương đương với số chất (thường 2) chất (chẳng hạn hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 coi tương đương FeO Fe2O3 biết FeO Fe2O3 có số mol coi tương đương với Fe3O4) quy đổi theo nguyên tố thành phần tạo nên hỗn hợp VD1 Để m gam Fe ngồi khơng khí, sau thời gian biến thành hỗn hợp H có khối lượng 12 gam gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe Hòa tan hết H vào dung dịch HNO3 thu 2,24 lít khí NO (đo đktc) Giá trị m gam bao nhiêu? Giải nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol Gọi x số mol Fe; y tổng số mol nguyên tử O khơng khí tham gia phản ứng Ta có: mH = 56x + 16y = 12 (1) Trong tồn q trình phản ứng: ne (Fe cho) = ne(O nhận) + ne (N nhận) 3x = 2y + 3.0,01 (2) Từ (1) (2) có được: x = 0,18; y = 0,12 Do đó: mFe = 56x = 10,08 Chú ý: Ngoài cách quy đổi theo Fe O ta quy đổi hỗn hợp theo Fe Fe 2O3 Fe FeO FeO Fe2O3, * Lưu ý theo cách quy đổi nghiệm tính giá trị âm ta sử dụng để tính tốn bình thường Chẳng hạn, quy đổi theo Fe FeO ta có hệ: m H 56 x 72 y 12 x y 3.0,1 (với x = nFe; y = nFeO) Tìm x = 0,06; y = 0,12 nFe (ban đầu) = nFe + nFe (trong FeO) = 0,18 mFe = 10,08 g Còn quy đổi theo FeO (x mol) Fe2O3 (y mol) ta có: m H 72 x 160 y 12 x = 0,3 ; y = -0,06 x 3.0,1 nFe (ban đầu) = nFe (trong FeO) + nFe (trong Fe2O3) = 0,18 mFe = 10,08 g Dùng công thức giải nhanh Gọi x số mol Fe ban đầu; a tổng số mol electron mà N+5 axit nhận vào; m’ khối lượng hỗn hợp H Áp dụng định luật bảo toàn e: ne (Fe cho) = n(O nhận) + ne (axit nhận) Mà: mO = mH – mFe = m’ – m 61 Các Phương Pháp Giải Hóa Học 3x = m' 56.x + a x = 0,1(m’/8 + a) hay mFe = 5,6(m’/8 + a) 16 Nếu dùng Cu thì: nCu = 0,1(m’/8 + a); mCu = 6,4(m’/8 + a) Quy đổi gián tiếp Giả sử q trình thứ hai ta khơng dùng HNO mà thay O2 để oxi hóa hồn tồn hỗn hợp H thành Fe 2O3 từ việc bảo tồn e: nO (thêm) = 3/2nNO = 0,15 (mol) moxit = 12 + 0,15.16 = 14,4 nFe = 0,18 (mol) Ngồi cách giải tốn cịn nhiều cách giải khác! VD2: Hịa tan hồn tồn 3,76 gam hỗn hợp H gồm: S, FeS, FeS HNO3 dư 0,48 mol NO2 dung dịch X Cho dung dịch Ba(OH) dư vào X, lọc kết tủa nung đến khối lượng khơng đổi khối lượng chất rắn thu là: A 17,545 gam B 18,355 gam C 15,145 gam D 2,4 gam Giải Gọi x, y tổng số mol Fe S hỗn hợp (cũng coi x, y số mol Fe S tham gia phản ứng với tạo hỗn hợp trên) Ta có: 56x + 32y = 3,76 Mặt khác: ne (cho) = 3x + 6y = 0,48 = ne (nhận) (vì hỗn hợp H bị oxi hóa tạo muối Fe3+ H2SO4) Từ có: x = 0,03; y = 0,065 Khi thêm Ba(OH)2 dư kết tủa thu có: Fe(OH)3 (0,03 mol) BaSO4 (0,065 mol) Sau nung chất rắn có: Fe2O3 (0,015 mol) BaSO4 (0,065 mol) mchất rắn = 160.0,015 + 233.0,065 = 17,545 (gam) VD3 Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu Fe 3O4 tác dụng với dung dịch HNO lỗng, đun nóng khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc), dung dịch Y lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y, thu m gam muối khan Xác định giá trị m? Giải nNO = 0,15 (mol) Gọi a số mol Cu X phản ứng Gọi b số mol Fe3O4 X Ta có: 64a + 232b = 61,2 – 2,4 Các nguyên tố Cu, Fe, O hỗn hợp X phản ứng với HNO chuyển thành muối Cu2+, Fe2+ (vì dư kim loại), H2O theo bảo tồn e: 2a + 2.3b – 2.4b = 3.0,15 Từ đó: a = 0,375; b = 0,15 Muối khan gồm có: Cu(NO3)2 (a = 0,375 mol) Fe(NO3)2 (3b = 0,45 mol) mmuối = 188.0,375 + 180.0,45 = 151,5 (gam) Tính lượng kết tủa xuất hấp thụ hết lựơng CO2 vào dd Ca(OH)2 Ba(OH)2: (Đk:nktủa