-Khi có nhiều phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn thì cần nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất oxi hoá, hoặc chất khử không cần quan tâm đến trạng thái tr[r]
(1)Phần CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐƯỢC VẬN DỤNG ĐỂ GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN NHIỀU LỰA CHỌN PHẦN HỐ VƠ CƠ.
V.1) Phương pháp bảo toàn khối lượng dựa vào Định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL)
1/Cơ sở lí thuyết
* ĐLBTKL: Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng
A + B -> C + D Ta có mA + mB = mC + mD
Từ tính khối lượng chất A, B, C, D biết khối lượng chất lại * Đối với phản ứng có chất rắn tham gia :
-Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng mS tổng khối lượng chất sau phản ứng
Phản ứng xảy hoàn toàn hay khơng hồn tồn ta ln có: mT = mS
* Đối với phản ứng xảy dung dịch mà sản phẩm có chất kết tủa tạo thành có chất khí bay tìm khối lượng dung dịch sau phản ứng phải trừ khối lượng chất rắn chất khí tách khỏi dung dịch
* Khi cạn dung dịch khối lượng hỗn hợp muối thu tổng khối lượng cation kim loại anion gốc axit
2/Một số tập minh hoạ
Bài 1)Hoà tan 28,4 gam hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại hoá trị II dung
dịch HCl dư thu 3,36 lít khí (ở 0oC, atm) dung dịch A Khối lượng muối có trong
dung dịch A là:
A 1,73 gam B 3,17 gam C 3,71 gam D 31,7 gam
Giải: Gọi hai kim loại hoá trị II A
ACO3 + 2HCl ACl2 + CO2 + H2O (1)
nCO2 =(3,36x2): (0,082x273) = 0,3 mol
Từ (1) suy nHCl = 2nCO2 = 2x0,3 = 0,6 mol
nH2O = nCO2 = 0,3 mol
Theo ĐLBTKL ta có: mACl2 = mACO3 + mHCl – mCO2 – mH2O
= 28,4 +0,6x36,5- 44x0,3- 18x0,3 = 31,7 gam (chọn D)
Bài 2) Cho hỗn hợp gồm kim loại A, B, C có khối lượng 2,17 gam tác dụng hết với dung dịch HCl tạo 1,68 lít H2 (đktc) Khối lượng muối clorua dung dịch sau phản ứng là:
A.7,945 gam B 7,495 gam C 7,549 gam D 7,594 gam
Giải: Kí hiệu R kim loại
2R + 2aHCl 2RCla + aH2↑ (1)
nH2 = 1,68:22,4 = 0,075 mol
Từ (1) nHCl = 2nH2 = 2x0,075= 0,15 mol
Theo ĐLBTKL ta có : mRCla = mR + mHCl – mH2
= 2,17 + 0,15x36,5 – 0,075x2 = 7,495 gam (chọn B) Hoặc mRCla = mR + mCl-(muối), nCl-(muối) = nHCl
Do mRCla = 2,17 + 0,15x35,5 = 7,495 gam
(2)Giải: Gọi R kim loại Fe, Mg, Zn
R + H2SO4 RSO4 + H2 (1)
nH2 = 1,344: 22,4 = 0,06 mol
Theo (1) nH2SO4 = nH2 = 0,06 mol
Theo ĐLBTKL ta có : mRSO4 = mR + mH2SO4 – mH2
= 3,22 + 0,06x98 – 0,06x2 = 8,98 gam (chọn A) Hoặc mRSO4 = mR + mSO42-(tạo muối), nSO42-(tạo muối)= nH2SO4 Do mRSO4 = 3,22 + 0,06x96 = 8,98 gam
3/Một số tập tương tự
Bài 1) Hoà tan hết 38,60 gam hỗn hợp gồm Fe kim loại M dung dịch HCl dư thấy 14,56 lít H2 (đktc) Khối lượng muối clorua khan thu là:
A.48,75 gam B.84,75 gam C.74,85 gam D.78,45 gam
Bài 2) Hoà tan 28,4 gam hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại hoá trị II dung
dịch HCl dư thu 3,36 lít khí (ở 0oC, atm) dung dịch A Khối lượng muối có trong
dung dịch A là:
A 1,73 gam B 3,17 gam C 3,71 gam D 31,7 gam
Bài 3) Cho 115,0 gam hỗn hợp gồm ACO3, B2CO3, R2CO3 tác dụng hết với dung dịch HCl thấy
thoát 22,4 lít CO2 (đktc) Khối lượng muối clorua tạo dung dịch là:
A 142 gam B 126 gam C 141 gam D 123 gam
Bài 4) Cho 24,4 gam hỗn hợp Na2CO3 K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 Sau phản
ứng thu 39,4 gam kết tủa Lọc kết tủa, cô cạn dung dịch thu a gam muối clorua Giá trị a là:
A 20 gam B 25,6 gam C 26,6 gam D 30 gam
V.2) Phương pháp bảo toàn nguyên tử dựa vào Định luật bảo toàn nguyên tử các nguyên tố(ĐLBTNT)
* ĐLBTNT: Trong phản ứng hố học, ngun tố ln ln bảo toàn
-Khối lượng nguyên tố tham gia phản ứng khối lượng nguyên tố tạo thành sau phản ứng
-Số mol nguyên tử nguyên tố tham gia phản ứng số mol nguyên tử nguyên tố tạo thành sau phản ứng
1/Một số tập minh hoạ
Bài 1) Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe; 0,1 mol Fe3O4; 0,1 mol FeS2 vào dung dịch
H2SO4 đặc, nóng, dư thu dung dịch A Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu
kết tủa B Lọc kết tủa, rửa sạch, sấy khô, nung đến khối lượng khơng đổi thu m gam chất rắn, m có giá trị là:
A 84 gam B 51 gam C 56 gam D 48 gam
Giải: Nếu giải tốn cách thơng thường: Viết phương trình hố học phản ứng, dựa vào phương trình hố học để tính tốn tới kết dài dịng Tuy nhiên dùng bảo tồn lượng nguyên tố Fe ta tính nhanh đến kết sau:
Toàn Fe hỗn hợp ban đầu chuyển hoá thành Fe2O3 theo sơ đồ sau:
Fe → Fe FeS2 → Fe Fe3O4 → 3Fe
(3)0,7 mol 0,35 mol
mFe2O3 = 0,35x160 = 56 gam (chọn C)
Bài 2) Tính khối lượng quặng pirit sắt chứa 75% FeS2 (còn lại tạp chất trơ) cần dùng để điều
chế dung dịch H2SO4 98% (hiệu suất trình điều chế H2SO4 80%) ?
A 1,28 B C 1,05 D 1,2
Giải: Nếu viết đầy đủ phương trình hố học cách giải tốn trở nên phức tạp Tuy nhiên để giải nhanh ta lập sơ đồ (bảo toàn lượng nguyên tố S) sau:
FeS2 → 2H2SO4
120 2x98 Khối lượng FeS2 cần dùng là:
0,98 x120x100
2 x98 x 80 = 0,75
Khối lượng quặng: (0,75 x 100):75 = 1 (chọn B)
Bài 3) Hoà tan hỗn hợp X gồm 0,01 mol Fe3O4, 0,015 mol Fe2O3, 0,03 mol FeO 0,03 mol Fe
bằng lượng vừa đủ dung dịch HNO3 lỗng Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu chất
rắn Y Nung Y đến khối lượng không đổi thu chất rắn Z Khối lượng chất rắn Z là: A gam B 9,6 gam C 16 gam D 17,6 gam
Giải: X (Fe3O4,Fe2O3,FeO,Fe) + dd HNO3 vừa đủ dd Fe(NO3)3, cô cạn dung dịch thu
được chất rắn Y Fe(NO3)3 Nung Y đến khối lượng không đổi thu chất rắn Z (Fe2O3)
Bảo toàn lượng Fe ta có: nFe(Z) thu = nFe(X) ban đầu = 0,01x + 0,015x + 0,03 + 0,03 = 0,12 mol 2Fe ↔ Fe2O3
(mol) 0,12 0,06
mZ thu = mFe2O3 = 0,06x 160 = 9,6 gam (chọn B) 2/Một số tập tương tự
Bài 1) Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2 Mặt khác
hoà tan hoàn toàn 3,04 hỗn hợp X dung dịch H2SO4 đặc thu thể tích khí SO2 ( sản
phẩm khử nhất) điều kiện tiêu chuẩn là:
A 448 ml B 224 ml C 336 ml D 112 ml
Bài 2) Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO H2 qua ống đựng 16,8 gam hỗn hợp
3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hồn tồn Sau phản ứng thu m gam chất
rắn hỗn hợp khí nặng khối lượng hỗn hợp khí ban đầu 0,32 gam Tính V m A 0,224 lít 14,48 gam B 0,672 lít 18,46 gam
C 0,112 lít 12,28 gam D 0,448 lít 16,48 gam
Bài 3) Thổi chậm 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm CO H2 qua ống sứ đựng hỗn
hợp Al2O3, CuO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng 24 gam dư đun nóng Sau kết thúc
phản ứng khối lượng chất rắn lại ống sứ là:
(4)Bài 4) Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu thu 5,96 gam hỗn hợp oxit Hoà tan hết hỗn hợp oxit dung dịch HCl Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng
A 0,5 lít B 0,7 lít C 0,12 lít D lít
Bài 5) Hỗn hợp A gồm Fe3O4, FeO, Fe2O3, oxit có 0,5 mol Thể tích dung dịch HCl 1M
để hồ tan hỗn hợp A là:
A lít B lít C lít D lít
V.3) Phương pháp bảo tồn điện tích dựa vào Định luật bảo tồn điện tích(ĐLBTĐT)
* Định luật bảo tồn điện tích phát biểu tổng quát: “Điện tích hệ thống lập ln khơng đổi tức bảo toàn”
-Trong dung dịch chất điện li chất điện li nóng chảy tổng số điện tích dương cation tổng số điện tích âm anion
1/Một số tập minh hoạ
Bài 1) Dung dịch A có chứa ion sau: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl- 0,2 mol NO
3- Thêm
dần V lít dung dịch K2CO3 1M vào A đến lượng kết tủa lớn V có giá trị là:
A 300ml B 200ml C 250ml D 150ml
Giải : Để thu kết tủa lớn ion Mg2+, Ba2+, Ca2+ tác dụng hết với ion Ca2+.
Mg2+ + CO
32- → MgCO3↓
Ba2+ + CO
32- → BaCO3↓
Ca2+ + CO
32- → CaCO3↓
Sau phản ứng kết thúc, dung dịch chứa ion K+, Cl- NO
3- (kết tủa tách khỏi dung
dịch)
Áp dụng ĐLBTĐT ta có: nK+ = nCl- + nNO
3- = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol nK2CO3 =0,15 mol
Vd dK2CO3 = 0,15 : = 0,15 lít = 150 ml (chọn D)
Bài 2)(TSĐH khối A 2007): Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 a mol Cu2S vào
axit HNO3 (vừa đủ), thu dung dịch X (chỉ chứa muối sunfat) khí NO Giá trị
của a là:
A 0,04 B 0,075 C.0,12 D.0,06
Giải : FeS2 → Fe3+ + 2SO4
0,12 0,12 0,24 Cu2S →2Cu2+ + SO4
a 2a a
Áp dụng ĐLBTĐT ta có : 3x0,12 + 2x2a = 0,24x2 + 2a a = 0,06 (chọn D)
Bài 3) (TSCĐ khối A 2007): Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu2+, 0,03 mol K+, x mol Cl- y
mol SO42- Tổng khối lượng muối tan có dung dịch 5,435 gam Giá trị x y lần
lượt là:
A 0,03 0,02 B 0,05 0,01 C 0,01 0,03 D 0,02 0,05
Giải : Ấp dụng ĐLBTĐT ta có : 2x0,02 + 0,03 = x + 2y hay x + 2y = 0,07(1) Khối lượng muối : 0,02x64 + 0,03x39 + 35,5x + 96y = 5,435 (2)
Giải hệ (1) & (2) : x = 0,03 y = 0,02 chọn A
2/Một số tập tương tự
Bài 1) Kết xác định nồng độ mol ion dung dịch sau: Ion : Na+ Ca2+ NO
3- Cl- HCO3
Số mol: 0,05 0,01 0,01 0,04 0,025 Hỏi kết hay sai ? Tại
Bài 2) Dung dịch A chứa a mol Na+, b mol NH
4+, c mol HCO3-, d mol CO32- e mol SO4
2-( không kể ion H+ OH- H
(5)thu kết tủa B, dung dịch X khí Y Tính số mol cúa chất kết tủa B, khí Y có mùi khai ion dung dịch X theo a, b, c, d, e
Bài 3) Cho dung dịch G chứa ion Mg2+, SO
42-, NH4+, Cl- Chia dung dịch G thành phần
bằng Phần thứ tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, 0,58 gam kết tủa 0,672 lít khí (đktc) Phần thứ hai tác dụng với dung dịch BaCl2 dư, 4,66 gam kết tủa Viết
phương trình hoá học phản ứng (dưới dạng ion thu gọn) Tính tổng khối lượng chất tan dung dịch G
Bài 4) Dung dịch chứa ion: Na+ a mol, HCO
3- b mol, CO32- c mol, SO42- d mol Để tạo kết
tủa lớn người ta dùng 100 ml dung dịch Ba(OH)2 nồng độ x mol/lít Lập biểu thức tính x
theo a b
Bài 5) Dung dịch có chứa a mol Na+, b mol Ca2+, c mol HCO
3- d mol Cl- Biểu thức liên hệ
đúng là:
A a + b = c + d B a + 2b = c + 2d C a +2b = c + d D 2a + 2b = c + d
V.4) Phương pháp bảo toàn electron dựa vào Định luật bảo toàn electron
1/ Định luật bảo tồn electron: Trong phản ứng oxi hố khử tổng số mol electron chất khử nhường tổng mol electron chất oxi hố nhận
-Khi có nhiều phản ứng phản ứng qua nhiều giai đoạn cần nhận định trạng thái đầu trạng thái cuối chất oxi hố, chất khử khơng cần quan tâm đến trạng thái trung gian không cần viết phương trình hố học phản ứng xảy
2/ Các dạng tập vận dụng:
* Dạng 1: Xác định sản phẩm oxi hóa-khử.
Đặc điểm loại tốn phải xác định số oxi hóa sản phẩm trước sau phản ứng để từ xác định chất
Ví dụ 1: Hịa tan hết 2,16g FeO HNO3 đặc Sau thời gian thấy 0,224 lít
khí X (đktc) sản phẩm khử Xác định X
Giải: Khí X có chứa nitơ: NxOy
nFeO = 0,03mol ; nNxOy = 0,01mol
FeO + HNO3 -> Fe(NO3)3 + NxOy + H2O
0,03 Fe+2 – 1e -> Fe+3
0,01 xN+5 + (5x – 2y)e -> xN2y/x
Phương trình bảo tồn e: 0,03 = 0,01(5x – 2y)
5x – 2y = -> x = ; y = (nhận) -> x = ; y = 2,5 (loại) Vậy X NO
Ví dụ 2: Hịa tan 2,4g hỗn hợp Cu Fe có tỉ lệ số mol 1:1 dung dịch H2SO4 đặc,
nóng Kết thúc phản ứng thu 0,05mol sản phẩm khử có chứa lưu huỳnh Xác định sản phẩm
Gọi a số mol Fe -> nCu = nFe = a -> mkl = 56a + 64a = 2,4 -> a = 0,02mol
Có 0,02 Fe – 3e -> Fe+3
0,02 Cu – 2e -> Cu+2
0,05 S+6+ ne -> S+(6-n)
Phương trình bảo tồn e:
0,02 x + 0,02 x = 0,05n -> n = -> S+4
Vậy sản phẩm khử SO2
(6)Ví dụ 3: Có 3,04g hỗn hợp Fe Cu hòa tan hết dung dịch HNO3 tạo 0,08mol hỗn
hợp NO NO2 có M= 42 Hãy xác định thành phần % hỗn hợp kim loại ban đầu
Giải:
Ta có NO 30
42 -> NO
2
n
nNO 3
NO2 46 12
Mà nNO + nNO2 = 0,08
-> nNO = 0,02mol ; nNO2 = 0,06mol
Fe Fe(NO3)3 + Cu(NO3)2 + H2O
Cu NO + NO2 + H2O
a Fe – 3e -> Fe+3
b Cu – 2e -> Cu+2
0,02 N+5 + 3e -> N+2
0,06 N+5 + 1e -> N+4
Bảo tồn electron, ta có:
3a + 2b = 0,02 x + 0,06 -> 3a + 2b = 0,12 (1) Khối lượng kim loại: 56a + 64b = 3,04 (2)
Hệ (1) & (2) -> a = 0,02 ; b = 0,03 -> Fe = 1,12g hay 63,16% -> Cu = 1,92g hay 36,84%
* Dạng 3: Hỗn hợp kim loại cộng hỗn hợp muối.
Với dạng cần phân biệt rõ chất có khơng thay đổi số oxi hóa
Ví dụ 4: Khuấy kỹ 100ml dung dịch A chứa AgNO3.Cu(NO3)2 với hỗn hợp kim loại có
0,03mol Al 0,05mol Fe Sau phản ứng dung dịch C 8,12g chất rắn B gồm kim loại
Cho B tác dụng với HCl dư thu 0,672 lít H2 (đktc) Tính nồng độ mol/lít AgNO3
Cu(NO3)2 A
Giải: kim loại thu Ag, Cu Fe dư Giả sử: Cu(NO3)2 a mol AgNO3 b mol
Lượng Fe phản ứng với dung dịch muối x mol Lượng Fe dư sau phản ứng y mol Fe dư phản ứng với HCl:
Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2
y(mol) y(mol)
Ta có: nFe = x + y = 0,05
nH2 = y = 0,03
-> x = 0,02 mol ; y = 0,03 mol
Mặt khác: 0,03 Al – 3e -> Al+3
0,05 Fe – 2e -> Fe+2
a Cu+2 + 2e -> Cu
b Ag+ + 1e -> Ag
0,03 2H+ + 2e -> H
Bảo toàn electron, ta có:
2a + b + (0,03 x 2) = (0,03 x 3) + (0,05 x 2)
-> 2a + b = 0,13 (1)
Khối lượng B:
mCu + mAg + mFe/dư = 64a + 108b + (56 x 0,03) = 8,12
-> 64a + 108b = 6,44 (2)
Từ (1) (2) :
-> a = 0,05mol Cu(NO3)2 hay 0,5M
(7)*Với ví dụ trên, giải phương pháp đại số thông thường phải viết đến phương trình giải hệ ẩn khó khăn
* Dạng 4: Nhiều phản ứng xảy đồng thời.
Ví dụ 5: Để p gam bột Fe ngồi khơng khí sau thời gian thu chất rắn R nặng
7,52g gồm chất rắn R nặng 7,52g gồm Fe, FeO, Fe3O4: Hòa tan R dung dịch HNO3 đặc,
nóng thu 0,672 lít (đktc) hỗn hợp NO NO2 có tỷ lệ số mol 1:1 Tính p
Giải: Có moxit = mFe + mO2 = p + mO2 = 7,52
-> mO2 = 7,52 – p -> = nO2= 32 7,52 - p
nkhí = 0,03 mol -> nNO = nNO2 = 0,015mol
Xét
p
56 Fe – 3e -> Fe+3
7,52 - p
32 O2 + 4e -> 2O-2
0,015 N+5 + 3e -> N+2
0,015 N+5 + 1e -> N+4
Bảo toàn electron, ta có:
p
56 x =
7,52 - p
32 x + 0,015 x + 0,015
-> p = 5,6g
* Dạng 5: Phản ứng nhiệt nhơm.
Ví dụ 6: Trộn 2,7g Al vào 20g hỗn hợp Fe2O3 Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt
nhơm hỗn hợp A Hịa tan A HNO3 thấy thoát 0,36mol NO2 sản phẩm khử
nhất Xác định khối lượng Fe2O3 Fe3O4
Ta có: 0,1 Al – 3e -> Al+3
a 3Fe+8/3 – 1e -> 3Fe+3
0,36 N+5 + 1e -> N+4
Bảo toàn electron, ta có:
0,1 x + a = 0,36 x -> a = 0,06 -> nFe3O4 = 0,06mol hay 13,92g
nFe2O3 = 20 – 13,92 = 6,08g * Dạng 6: Bài tốn điện phân.
Ví dụ 7: Tiến hành điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa AgNO3 Cu(NO3)2 thu
56g hỗn hợp kim loại catốt 4,48 lít khí anốt (đktc) Tính số mol muối X
Giải: Khí O2
a Ag+ + 1e -> Ag
b Cu2+ + 2e -> Cu
0,2 2O2- - 4e -> O
Bảo tồn electron, ta có: a + 2b = 0,8 (1)
Khối lượng kim loại: 108a + 64b = 56 (2) Hệ (1) & (2) -> a = 0,4 = nAgNO3
b = 0,2 = nCu(NO3)2
*Dạng 7: Phản ứng khử tạo nhiều sản phẩm.
Ví dụ 8: Thổi luồng CO qua hỗn hợp Fe Fe2O3 nung nóng chất khí B hỗn
hợp D gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho B lội qua dung dịch nước vơi (dư) thấy tạo 6g
kết tủa Hịa tan D H2SO4 (đặc, nóng) thấy tạo 0,18mol SO2, cịn dung dịch E Cơ cạn E
thu 24g muối khan Xác định thành phần hỗn hợp ban đầu
Giải:
(8)a 0,5a mol
Fe2O3 -> Fe2(SO4)3
b b mol
-> nCO2 = nCaCO3 = 0,06mol
nSO2 = 0,18mol
a Fe – 3e -> Fe+3
0,06 C+2 – 2e – C+4
0,18 S+6 + 2e -> S+4
Bảo tồn electron, ta có: 3a + (2 x 0,06) = 0,18 x -> a = 0,08 (1)
Khối lượng muối: 400 x (0,5a + b) = 24 -> 0,5a + b = 0,06mol (2)
Từ (1) (2): -> a = 0,08mol = nFe hay 4,48g b = 0,02mol = nFe2O3 hay 3,2g 3/ Hệ quả:
Một hỗn hợp gồm nhiều kim loại có hố trị khơng đổi có khối lượng cho trước phải nhường số mol electron khơng đổi cho tác nhân oxi hố nào.
Bài tập minh hoạ:
Chia 1,24 gam hỗn hợp kim loại có hố trị khơng đổi thành phần : - Phần I : Bị oxi hố hồn tồn thu 0,78 gam hỗn hợp oxit
-Phần II : Tan hồn tồn dung dịch H2SO4 lỗng thu V lít H2 (đktc) Giá trị V
là :
A 2,24 lít B 0,112 lít C 5,6 lít D 0,224 lít
Giải: Khối lượng phần: 1,24:2 = 0,62 gam
Số mol O kết hợp với 0,62 gam hỗn hợp kim loại = (0,78 – 0,62) : 16 = 0,01 mol Quá trinh tạo oxit: O + 2e → O
mol: 0,01→0,02
Như phần II hỗn hợp kim loại khử H+ dung dịch axit nhường 0,02 mol electron.
2H+ +2e → H
2
mol: 0,02 →0,01
Vậy thể tích H2 thu là: 0,01 x 22,4 = 0,224 lít (chọn D) Bài tập tương tự:
Bài 1) Chia hỗn hợp kim loại A, B có hố trị không đổi thành phần : -Phần I : Tan hết dung dịch HCl tạo 1,792 lít H2 (đktc)
-Phần II : Nung nóng khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 2,84 gam chất rắn
Khối lượng hỗn hợp kim loại hỗn hợp ban đầu :
A 2,4 gam B 3,12 gam C 2,2 gam D 1,8 gam
Bài 2) Lấy 7,88 gam hỗn hợp A gồm kim loại hoạt động X, Y có hố trị khơng đổi, chia thành phần nhau:
- Phần I: Nung oxi dư để oxi hố hồn tồn thu 4,74 gam hỗn hợp oxit
-Phần II: Hoà tan hoàn toàn dung dịch chứa hỗn hợp axit HCl H2SO4 loãng thu
V lít khí (đktc) Giá trị V là:
A 2,24 lít B 0,112 lít C.1,12 lít D 0,224 lít
V.5) VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN ELECTRON TÍNH NHANH SỐ MOL AXIT CĨ TÍNH OXI HĨA THAM GIA PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI
(9)Xét phản ứng a mol kim loại R (có số oxi hóa + m) với HNO3 Trong N+5 bị khử
xuống N+x
Đặt nN+x = b Các bán phản ứng:
R -> R+n + me N+5 + ( – x)e -> N+x
a a ma (5 – x)b b
Áp dụng định luật bảo toàn e: -> ma = (5 – x)b -> b = (5 )
ma x
- Sản phẩm muối kim loại tồn dạng R(NO3)m (a mol)
-> nNO3tạo muối với kim loại = ma
= ne (số mol electron cho – nhận) (I)
Ta có: nHNO3 nNO3tạo muối với kim loại + nNO3tạo sản phẩm khử N+ x
= ma + b = ma + (5 )
ma x
= ma x (
(6 ) (5 ) x x )
= ne.(
(6 ) (5 ) x x
) (II)
Tương tự ta xây dựng công thức tổng quát trường hợp kim loại tác dụng với H2SO4 đặc
R -> R+n + me S+6 + ( – x)e -> S+x
a a ma (6 – x)b b
Áp dụng định luật bảo toàn e: -> ma = (6 – x)b -> b = (6 )
ma x
- Sản phẩm muối kim loại tồn dạng R2(SO4)m (a/2mol)
-> SO2-4
n
tạo muối với kim loại =
ma
=
1
2ne (số mol electron cho – nhận) (III)
Ta có:
2-4
H SO SO
n n
tạo muối với kim loại +
2-4 SO
n
tạo sản phẩm khử S+ x
=
ma
+ b =
ma
+ (6 )
ma x
= ma x (
(8 ) 2(6 ) x x )
= ne.(
(8 ) (6 ) x x
) (IV)
Kết luận:
Từ (I) (III) ta nhận thấy: ne = NO3
n
tạo muối với kim loại =
2-4 SO
n
tạo muối với kim loại
Từ (II) (IV) ta nhận thấy:
Nếu biết số mol electron cho – nhận số oxi hóa sản phẩm khử phản ứng axit có tính oxi hóa với kim loại tính nhanh số mol axit tham gia phản ứng
2/ Một số tập áp dụng:
* Bài 1: Cho m(g) Al tác dụng với 150ml dung dịch HNO3 a(M) vừa đủ thu khí
N2O dung dịch A Cơ cạn dung dịch A thu muối khan có khối lượng (m +
18,6)g Giá trị a là:
(10)Giải: Sản phẩm khử N O21
-> x = +1 muốimuối = mk.im loại +
mNO
tạo muối với kim loại
-> mNO3
tạo muối với kim loại = mmuối – mkim loại
= (m +18,6) – m =18,6g -> ne = NO3
n
tạo muối với kim loại =
18,
62 =0,3
3
HNO
n
= ne x
(6 ) (5 ) x x
= 0,3 x
5
4= 0,375 mol
-> a =
0,375
0,15 = 2,5 -> Đáp án C.
Khi có kim loại tham gia phản ứng phương pháp tỏ vượt trội so với phương pháp thông thường hỗn hợp nhiều kim loại không rõ hóa trị tham gia phản ứng phương pháp tỏ ưu việt nhiều
* Bài 2: Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp kim loại X, Y, Z lượng vừa đủ
200ml HNO3 b(M) thu khí khơng màu hóa nâu khơng khí dung dịch A khơng chứa
ion NH4+ Cô cạn dung dịch A thu (m + 37,2)g muối khan Giá trị b là:
A B C D
Giải: Sản phẩm khử là: +2
N O -> x = +
mmuối = mkim loại + mNO -> ne =
nNO =
37,2
62 = 0,6
-> nHNO3 = ne x
(6 ) (5 ) x x
= 0,6 x
4
3 = 0,8 mol
-> b =
0,8
0, = -> Đáp án C.
* Bài 3: Cần vừa đủ 0,5 lít dung dịch HNO3 x (M) để hịa tan hồn tồn m gam hợp kim
Al Mg Sau phản ứng thu dung dịch A hỗn hợp khí B gồm N2O NO Khi cô cạn
dung dịch A thu hai muối khan có tổng khối lượng (m + 136,4) Biết dB/H2 = 18,5 Giá
trị x là:
A 4,8 B 5,6 C 6,2 D 7,0
Giải: dB/H2= 18,5 ->
B 44 30
M 37
2
-> nNO: nN O2 = 1: Đặt nNO = nN O2 = x
Xét bán phản ứng:
N+5 + 3e -> N+2 2N+5 + 8e -> 2N+1
3x <- x 8x <- x
-> ne = 3x + 8x = 11x (I)
Ta có: mNO3 = m
muối - mkim loại
= (m + 136,4) – m = 136,4g -> ne = nNO3 =
136,4
62 = 2,2 (II)
(11)Ta có: nHNO3 = nNO3
-tạo muối với kim loại + nNO + 2NN O2
= ne + nNO+ 2NN O2
= 2,2 + 0,2 + x 0,2 = 2,8 mol -> x =
2,8 0,5 = 5,6
-> Đáp án B
* Bài 4: m gam hỗn hợp ba kim loại X, Y, Z tác dụng vừa đủ với 250ml dung dịch HNO3
c(M) vừa đủ thu dung dịch A Nếu cho dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thấy khí có mùi khai Mặt khác cạn cẩn thận dung dịch A thu (m + 21,6)g muối khan Giá trị c là:
A 1,5 B 1,75 C 2,5 D 2,75
Giải:
X, Y, Z -> ion kim loại + ne
N+5 + 8e -> N-3
ne ->
e
8
n
mmuối = mmuối kim loại + mmuối amoni
mmuối = mkim loại + -3
NO
m
tạo muối với kim loại + mmuối amoni
mmuối = m + 21,6 = m + ne x 62 +
e
8
n
x 80 -> ne = 0,3
3 nHNO
=
-3
NO
n
tạo muối với kim loại + -3
NO
n
tạo sản phẩm khử N-3
3 nHNO
= ne + 2nN-
= ne + x
e
n
8 = 0,3 + x
0,3
8 = 0,375
-> c = 0, 25
0,375
= 1,5 -> Đáp án A
* Bài 5: Hịa tan hồn tồn hỗn hợp hai kim loại A, B axit H2SO4 (đặc, nóng) dư
thu khí SO2 dung dịch X Dẫn tồn lượng khí sinh qua bình đựng dung
dịch nước Brom dư thấy có 96g brom phản ứng Số mol axit H2SO4 tham gia phản ứng là:
A 0,8 B 1,1 C 1,2 D 1,4
Giải:
Khi dẫn khí SO2 qua dung dịch nước Brom:
SO2 + Br2 + 2H2O -> 2HBr + H2SO4
0,6 <- 0,6
Ta có: Sản phẩm khử là:
2
SO -> x = 4
S+6 + 2e -> S+4
1,2 <- 0,6 -> ne = 1,2
2 nH SO
= ne x (
(8 - x)
2(6 x)) = 1,2 x
4
4 = 1,2 mol
-> Đáp án C
(12)Bài 1) Hoà tan hết 2,16 gam FeO HNO3 đặc Sau thời gian thấy thoát 0,224 lít khí X
(đktc) sản phẩm khử Xác định X
A.NO B NO2 C N2O D.N2
Bài 2) Hoà tan 2,4 gam hỗn hợp Cu Fe có tỉ lệ mol 1:1 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng Kết
thúc phản ứng thu 0,05 mol sản phẩm khử chứa lưu huỳnh Xác định sản phẩm
A H2S B SO2 C S D.Khơng xác định
Bài 3) Hồ tan hết 3,04 gam hỗn hợp Fe Cu dung dịch HNO3 tạo 0,08 mol hỗn hợp
khí gồm NO NO2 có M = 42 Thành phần % khối lượng hỗn hợp kim loại Fe, Cu là:
A 36,15%, 63, 85% B 42,12%, 57,88% C 63,16%, 36,84% D 36, 45%, 63, 55%
Bài 4) Khuấy kỹ 100ml dung dịch A chứa AgNO3, Cu(NO)2 với hỗn hợp kim loại có 0,03 mol
Al 0,05 mol Fe Sau phản ứng dung dịch C 8,12 gam chất rắn B gồm kim loại Cho B tác dụng với HCl dư thu 0,672 lít H2 (đktc) Nồng độ mol/lít AgNO3 Cu(NO3)2
trong A là:
A 0,3M; 0,5M B 0,3M; 0,4M C 0,2M; 0,5M D 0,4M; 0,5M
Bài 5) Để p gam bột Fe khơng khí sau thời gian thu chất rắn A có khối lượng
7,52 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Hồ tan A dung dịch HNO3 đặc, nóng thu 0,672 lít
(đktc) hỗn hợp NO NO2 có tỉ lệ mol 1:1 Tính p
A 5,6 gam B 4,6 gam C 3,6 gam D 7,6 gam
Bài 6) Trộn 2,7 gam Al vào 20 gam hỗn hợp Fe2O3 Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm
được hỗn hợp A Hồ tan A HNO3 thấy 0,36 mol NO2 sản phẩm khử
Xác định khối lượng Fe2O3 Fe3O4
ĐS: Fe2O3: 6,08 gam; Fe3O4: 13,92 gam
Bài 7) Điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa AgNO3 Cu(NO3)2 thu 56 gam hỗn hợp
kim loại catot 4,48 lít khí anot (đktc) Tính số mol muối X ĐS: AgNO3 = 0,4 mol, Cu(NO3)2 = 0,2 mol
Bài 8) Thổi luồng khí CO qua hỗn hợp Fe Fe2O3 nung nóng chất khí B hỗn hợp
D gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho B qua dung dịch nước vôi dư thấy tạo gam kết
tủa Hoà tan D H2SO4 (đặc, nóng) thấy tạo 0,18 mol SO2 dung dịch E Cô cạn E thu
được 24 gam muối khan Xác định thành phần hỗn hợp ban đầu
ĐS: Fe = 4,48 gam; Fe2O3 = 3,2 gam
Bài 9) 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm clo oxi tác dụng vừa đủ với 16,98 gam hỗn hợp B gồm Mg Al tạo 42,34 gam hỗn hợp clorua oxit hai kim loại
Xác định % thể tích chất hỗn hợp A % khối lượng chất hỗn hợp B ĐS: Trong A có 48% VCl, 52%VO2
Trong B có 77,74% khối lương Mg; 22,26 % khối lượng Al
Bài 10) Hoà tan 2,16 gam kim loại R có hố trị khơng đổi cần vừa đủ dung dịch chứa 0,17 mol
H2SO4 thu hỗn hợp khí A gồm H2, H2S, SO2 (khơng có sản phẩm khử khác) có tỉ lệ mol
tương ứng 1:2:3 Kim loại R cần tìm
A Al B Fe C Zn D Mg
Bài 11) Khử hoàn toàn 12 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 thu 10,08 gam Fe
a) Tính thể tích dung dịch chứa H2SO4 1M HCl 2M cần để hoà tan hết 12 gam hỗn hợp
A
b) Tính thể tích SO2 (đktc) thu hồ tan hoàn toàn hỗn hợp A dung dịch
H2SO4 đặc, nóng, dư
c) Tính thể tích dung dịch HNO3 2M cần lấy để hồ tan hoàn toàn hỗn hợp A cho sản
phẩm khử khí NO
ĐS: a) 0,06 lít; b) 3,36 lít; c) 0,32 lít
Bài 12) Oxi hố hồn tồn 2,184 gam bột sắt thu 3,084 gam hỗn hợp oxit sắt (hỗn hợpA) Chia A thành phần
(13)b) Hoà tan hoàn toàn phần dung dịch HNO3 dư Tính thể tích (đktc) khí NO (duy
nhất) ?
c) Phần thứ đem trộn với 5,4 gam Al tiến hành phản ứng nhiệt nhơm (hiệu suất 100%)
Hồ tan chất rắn thu sau phản ứng dung dịch HCl dư Tính thể tích H2 (đktc)
ĐS: a) 0,4032 lít b) 22,4 ml c) 6,608 lít
Bài 13) 2,8 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 dư thu V lít hỗn hợp NO NO2
theo tỉ lệ mol NO2:NO = 2:1 V có giá trị là:
A 2,016 lít B.1,008 lít C 1,12 lít D 2,24 lít
Bài 14) Khử hồn tồn m gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 khí CO Lượng CO2
sinh sau phản ứng hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu 20 gam kết tủa Thể tích dung
dịch B chứa HCl 1M H2SO4 0,5M cần để hoà tan hết m gam hỗn hợp A là:
A 300 ml B 250 ml C 200 ml D 150 ml
Bài 15) Cho 0,03 mol FexOy tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu 0,224 lít khí X ( sản
phẩm khử nhất) đktc Xác định X ?
A NO B N2O C N2 D NO2
Bài 16) Hỗn hợp A gồm Fe3O4, FeO, Fe2O3, oxit có 0,5 mol Thể tích dung dịch HCl 1M
để hoà tan hỗn hợp A là:
A lít B lít C lít D lít
Bài 17) Tính khối lượng Fe cần hồ tan vào dung dịch H2SO4 lỗng, dư để thu dung dịch
phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch chứa KMnO4 0,2M K2Cr2O7 0,1M
A 8,96 gam B 9,86 gam C 9,68 gam D 6,98 gam
Bài 18) Hoà tan hỗn hợp X gồm 0,01 mol Fe3O4, 0,015 mol Fe2O3, 0,03 mol FeO, 0,03 mol Fe
bằng lượng vừa đủ dung dịch HNO3 lỗng Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu chất
rắn Y Nung Y đến khối lượng không đổi thu chất rắn Z Khối lượng chất rắn Z là: A gam B 9,6 gam C 16 gam D 17,6 gam
Bài 19) Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,002 mol FeS2 0,003 mol FeS vào dung dịch
H2SO4 đặc, nóng dư thu khí A Thể tích dung dịch NaOH 1M tối thiểu để hấp thụ hết lượng
khí A là:
A 25,8 m B 14 ml C 28,5 ml D 57 ml
Bài 20) Hoà tan 2,4 gam hỗn hợp X gồm FeS2, FeS S ( số mol FeS số mol S)
vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư Thể tích SO2 (đktc) thu là:
A 0,784 lít B 0,896 lít C 3,36 lít D 4,48 lít
Bài 21) (TSĐH B 2007): Nung m gam bột sắt oxi, thu gam hỗn hợp chất rắn X
Hoà tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 (dư) thoát 0,56 lít (đktc) NO (là sản phẩm khử
duy nhất) Giá trị m là:
A 2,52 B 2,22 C 2,62 D 2,32
Bài 22) (TSĐH A 2008): Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết
với dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu 1,344 lít (đktc) NO (là sản phẩm khử nhất)