M 9 18 27 Thích hợp: n = 3, = 27, là Al
2.2.3.7.Phơng pháp bảo toàn electron
a. Cơ sở của phơng pháp: Dựa vào định luật bảo toàn electron.
Trong các phản ứng oxi hoá - khử thì: tổng electron cho = tổng electron nhận.
b. Phơng pháp:
Khi giải theo phơng pháp này ta không cần viết phơng trình phản ứng mà chỉ cần xác định các chất oxi hoá - khử đồng thời xác định trạng thái đầu và trạng thái cuối của chúng và viết các quá trình oxi hoá - khử mà không cần quan tâm đến các chất trung gian. Từ định luật bảo toàn electron và giả thiết bài ra lập nên phơng trình (hệ phơng trình) rồi giải và tìm kết quả.
c. Các ví dụ:
Ví dụ 1: Trộn 9,65 gam hỗn hợp hai kim loại Al và Fe, có tỷ lệ mol là 3:2 với 6,4 gam S thu đợc hỗn hợp X. Nung nóng X trong bình kín không có không khí, sau một thời gian thu đợc hỗn hợp chất rắn Y. Hoà tan Y trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng (d), kết thúc phản ứng thu đợc V lít khí SO2 (đktc) thoát ra (không có sản phẩm khử nào khác). Tính giá trị của V?
Giải
Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Ngành: Hoá Học
9,65 27.1,5 56+
6,4 32
nAl = 1,5nFe → nFe = = 0,1 mol → nAl = 0,15 mol ; nS = = 0,2 mol. Ta có sơ đồ: Al : 0,1 mol Fe : 0,15 mol S : 0,2 mol t0 hh X H2SO4 (đ) SO2 Al3+ : 0,1 mol dd Fe3+ : 0,15 mol Quá trình oxi hoá:
Fe0 → Fe3+ + 3e 0,15 3.0,15 Al0 Al3+ + 3e 0,1 3.0,3 S0 → S +4 + 4e 0,2 4.0,2 Quá trình oxi khử: S+6 + 2e → S+4 x 2x x → Σne(nhờng) = 3.0,15 + 3.0,1 + 4.0,2 = 1,55 mol
Theo định luật bảo toàn electron trong phản ứng oxi hoá - khử ta có: 2x = 1,55 ⇒ x= 0,775 mol
ΣnSO = 0,775 + 0,2 = 0,975 mol → VSO2 = 0,975.22,4 = 21,84 lít
Ví dụ 2: Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO3 và H2SO4 đặc, nóng thu đợc 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2 và N2O. Phần trăm khối lợng của Al trong hỗn hợp X là bao nhiêu?
Giải Đặt nMg = x mol ; nAl = y mol
→ 24x + 27y = 15 (1) Quá trình oxi hóa:
Mg0 → Mg+2 + 2e
Quá trình khử:
S+6 + 2e → S+4
2→ →
x → 2x Al0 → Al+3 + 3e y → 3y → Σne (nhờng) = 2x + 3y 0,2 ← 0,1 N+5 + 1e → N+4 0,1 ← 0,1 N=5 + 3e → N+2 0,3 ← 0,1 2N+5 + 8e → 2N+1 0,8 ← 0,2 → Σne (nhận) = 1,4 mol ⇒ 2x + 3y = 1,4 (2)
Giải hệ (1)(2) ta đợc: x = 0,4 mol ; y = 0,2 mol.
⇒ %Al = 27.0,2.100
15 = 36%
Ví dụ 3: Trộn 1,08g bột Al với hỗn hợp bột gồm CuO và Fe2O3 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có không khí thì thu đợc hỗn hợp chất rắn A. Hoà tan hết A trong dung dịch HNO3 (d) thì thu đợc khí NO. Đem oxi hoá hết NO thành NO2 rồi chuyển hoá hoàn toàn thành HNO3. Tính thể tích của oxi (đktc) đã tham gia vào quá trình trên?
Giải
Trong cả quá trình trên chỉ có Al và O là thay đổi số oxi hoá.
0 3
Al→ +Al 3e+ , O02+2.2e→2O−2
0,04→ 0,12 x→4x (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
⇒ 4x = 0,12 ⇒ x = 0,03 ⇒ VO2= 0,672(l)