a/ Nguyên tắc:
Khi trong bài tốn xảy ra nhiều phản ứng nhng các phản ứng cùng loại và cùng hiệu suất thì ta thay hỗn hợp nhiều chất thành 1 chất tơng đơng. Lúc đĩ lợng (số mol, khối lợng hay thể tích) của chất tơng đơng bằng lợng của hỗn hợp.
b/ Phạm vi sử dụng:
Trong vơ cơ, phơng pháp này áp dụng khi hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động hay nhiều oxit kim loại, hỗn hợp muối cacbonat, ... hoặc khi hỗn hợp kim loại phản ứng với nớc.
Bài 1: Một hỗn hợp 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kì kế tiếp nhau trong bảng hệ thống tuần hồn cĩ khối lợng là 8,5 gam. Hỗn hợp này tan hết trong nớc d cho ra 3,36 lit khí H2 (đktc). Tìm hai kim loại A, B và khối lợng của mỗi kim loại.
Hớng dẫn giải: PTHH 2A + 2H2O ❑⃗ 2AOH + H2 (1) 2B + 2H2O ❑⃗ 2BOH + H2 (2) Đặt a = nA , b = nB ta cĩ: a + b = 2 3,36 22,4 = 0,3 (mol) (I) M trung bình: M = 8,5 0,3 = 28,33 Ta thấy 23 < M = 28,33 < 39
Giả sử MA < MB thì A là Na, B là K hoặc ngợc lại. mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II)
Từ (I, II) ta tính đợc: 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: Hồ tan 115,3 g hỗn hợp gồm MgCO3 và RCO3 bằng 500ml dung dịch H2SO4 lỗng ta thu đợc dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít CO2 (đktc). Cơ cạn dung dịch A thì thu đợc 12g muối khan. Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lợng khơng đổi thì thu đợc 11,2 lít CO2 (đktc) và chất rắn B1. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch H2SO4 lỗng đã dùng, khối lợng của B, B1 và khối lợng nguyên tử của R. Biết trong hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3.
Hớng dẫn giải:
Thay hỗn hợp MgCO3 và RCO3 bằng chất tơng đơng M CO3 PTHH M CO3 + H2SO4 ❑⃗ M SO4 + CO2 + H2O (1) 0,2 0,2 0,2 0,2 Số mol CO2 thu đợc là: nCO ❑2 = 4,48 22,4 = 0,2 (mol) Vậy nH ❑2 SO ❑4 = nCO ❑2 = 0,2 (mol) ⇒ CMH ❑2 SO ❑4 = 0,2 0,5 = 0,4 M Rắn B là M CO3 d: M CO3 ❑⃗ M O + CO2 (2) 0,5 0,5 0,5
Theo phản ứng (1): từ 1 mol M CO3 tạo ra 1 mol M SO4 khối lợng tăng 36 gam.
áp dụng định luật bảo tồn khối lợng ta cĩ: 115,3 = mB + mmuối tan - 7,2
Vậy mB = 110,5 g
Theo phản ứng (2): từ B chuyển thành B1, khối lợng giảm là: mCO ❑2 = 0,5 * 44 = 22 g.
Vậy mB ❑1 = mB - mCO ❑2 = 110,5 - 22 = 88,5 g Tổng số mol M CO3 là: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol
Ta cĩ M + 60 = 115,3
0,7 164,71 ⇒ M = 104,71
Nên 104,71 = 24∗1+R∗2,5
3,5 ⇒ R = 137 Vậy R là Ba.
Bài 3: Để hồ tan hồn tồn 28,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhĩm chính nhĩm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM và tạo ra 6,72 lit khí (đktc). Sau phản ứng, cơ cạn dung dịch thu đợc m(g) muối khan. Tính giá trị a, m và xác định 2 kim loại trên.
Hớng dẫn giải: nCO ❑2 = 6,72 22,4 = 0,3 (mol) Thay hỗn hợp bằng M CO3 M CO3 + 2HCl ❑⃗ M Cl2 + CO2 + H2O (1) 0,3 0,6 0,3 0,3 Theo tỉ lệ phản ứng ta cĩ: nHCl = 2 nCO ❑2 = 2 * 0,3 = 0,6 mol CM HCl = 0,6 0,3 = 2M
Số mol của M CO3 = nCO ❑2 = 0,3 (mol) Nên M + 60 = 28,4
0,3 = 94,67
⇒ M = 34,67
Gọi A, B là KHHH của 2 kim loại thuộc phân nhĩm chính nhĩm II, MA < MB ta cĩ: MA < M = 34,67 < MB để thoả mãn ta thấy 24 < M = 34,67 < 40. Vậy hai kim loại thuộc phân nhĩm chính nhĩm II đĩ là: Mg và Ca.