cỏc nguyờn tố (ĐLBTNT)
a. Cơ sở lớ thuyết:
* ĐLBTNT: Trong cỏc phản ứng hoỏ học, cỏc nguyờn tố luụn luụn được bảo toàn. - Khối lượng của nguyờn tố tham gia phản ứng bằng khối lượng của nguyờn tố đú tạo thành sau phản ứng.
- Số mol nguyờn tử của nguyờn tố tham gia phản ứng bằng số mol nguyờn tử của nguyờn tố đú tạo thành sau phản ứng.
b. Một số bài tập minh hoạ
Cõu 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, núng, dư thu được dung dịch A. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa B. Lọc kết tủa, rửa sạch, sấy khụ, nung đến khối lượng khụng đổi thu được m gam chất rắn, m cú giỏ trị là:
A. 84 gam B. 51 gam C. 56 gam D. 48 gam
Giải:
Nếu giải bài toỏn này bằng cỏch thụng thường: Viết phương trỡnh hoỏ học cỏc phản ứng, dựa vào cỏc phương trỡnh hoỏ học để tớnh toỏn đi tới kết quả sẽ dài dũng. Tuy nhiờn dựng bảo toàn lượng nguyờn tố Fe ta sẽ tớnh nhanh đến kết quả như sau:
Toàn bộ Fe trong hỗn hợp ban đầu được chuyển hoỏ thành Fe2O3 theo sơ đồ sau: Fe → Fe FeS2 → Fe Fe3O4 → 3Fe 0,3 mol 0,3 mol 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol 0,3 mol Tổ hợp ta cú: 2Fe → Fe2O3
0,7 mol 0,35 mol mFe2O3 = 0,35.160 = 56 gam
Cõu 2. Tớnh khối lượng quặng pirit sắt chứa 75% FeS2 (cũn lại là tạp chất trơ) cần dựng để điều chế 1 tấn dung dịch H2SO4 98% (hiệu suất quỏ trỡnh điều chế H2SO4 là 80%) ?
A. 1,28 tấn B. 1 tấn C. 1,05 tấn D. 1,2 tấn
Giải:
Nếu viết đầy đủ phương trỡnh hoỏ học thỡ cỏch giải bài toỏn trở nờn phức tạp. Tuy nhiờn để giải nhanh ta lập sơ đồ (bảo toàn lượng nguyờn tố S) như sau:
FeS2 → 2H2SO4
120 2.98
Khối lượng FeS2 cần dựng là: 0,98.120.100/(2.98.80) = 0,75 Khối lượng quặng: (0,75 . 100):75 = 1 tấn
Cõu 3. Hoà tan hỗn hợp X gồm 0,01 mol Fe3O4, 0,015 mol Fe2O3, 0,03 mol FeO và 0,03 mol Fe bằng một lượng vừa đủ dung dịch HNO3 loóng. Cụ cạn dung dịch sau phản ứng thu được chất rắn Y. Nung Y đến khối lượng khụng đổi thu được chất rắn Z. Khối lượng chất rắn Z là:
Giải:
X (Fe3O4,Fe2O3,FeO,Fe) + dd HNO3 vừa đủ dd Fe(NO3)3, cụ cạn dung dịch thu được chất rắn Y là Fe(NO3)3. Nung Y đến khối lượng khụng đổi thu được chất rắn Z là (Fe2O3)
Bảo toàn lượng Fe ta cú: nFe(Z) thu được = nFe(X) ban đầu = 0,01. 3 + 0,015. 2 + 0,03 + 0,03 = 0,12 mol 2Fe ↔ Fe2O3
(mol) 0,12 0,06
mZ thu được = mFe2O3 = 0,06. 160 = 9,6 gam
c. Một số bài tập tương tự
Cõu 1. Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2. Mặt khỏc hoà tan hoàn toàn 3,04 hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc thu được thể tớch khớ SO2 ( sản phẩm khử duy nhất) ở điều kiện tiờu chuẩn là:
A. 448 ml B. 224 ml C. 336 ml D. 112 ml
Cõu 2. Thổi từ từ V lớt hỗn hợp khớ (đktc) gồm CO và H2 đi qua một ống đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung núng, phản ứng hoàn toàn. Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khớ nặng hơn khối lượng của hỗn hợp khớ ban đầu là 0,32 gam. Tớnh V và m.
A. 0,224 lớt và 14,48 gam B. 0,672 lớt và 18,46 gam C. 0,112 lớt và 12,28 gam D. 0,448 lớt và 16,48 gam
Cõu 3. Đốt chỏy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu thu được 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hoà tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl. Tớnh thể tớch dung dịch HCl cần dựng.
A. 0,5 lớt B. 0,7 lớt C. 0,12 lớt D. 1 lớt