I. NGUYÊN TẮC PHƯƠNG PHÁP
Trong một phản ứng oxi hóa – khử : “ Tổng số electron nhường bằng tổng số số electron nhận”.
∑ ườ = ∑ ậ
Quan trọng trong phương pháp bảo toàn electron cần phải biết được trạng thái đầu và cuối của hệ chất oxi hóa – khử
Khi áp dụng phương pháp bảo toàn electron cần vận dụng linh hoạt và khai thác hết dữ kiện bài toán. Theo các bước sau:
Bước 1: Quy đổi ra số mol từ dữ kiện bài toán xác định được số oxi hóa của các chất đầu và cuối
Bước 2: Viết bán phản ứng oxi hóa – khử thiết lập sự liên hệ số electron nhường và nhận theo số mol
Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn electron “ Tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận”
Bước 4: Vận dụng các thủ thuật giải toán để giải quyết được bài toán theo mong muốn
II.PHẠM VI SỬ DỤNG
Gặp nhiểu nhất trong các bài toán khi xét phương trình phản ứng oxi hóa – khử hoặc phản ứng xảy ra phức tạp nhiều quá trình thì ta áp dụng phương pháp này rất hiệu quả
Công cụ bổ sung phương pháp bảo toàn electron thường bổ trợ thêm phương pháp bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố
Cần có nhiều chất oxi hóa, chất khử ta cần phảo hiểu được bản chất của nó để vận dụng linh hoạt phương pháp bảo toàn electron
DƯƠNG THẾ
B. VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH
Bài 1: Để m gam bột sắt ngoài không khí sau một thời gian thu được 11,8gam hỗn hợp chất rắn Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO3 loãng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là bao nhiêu
A: 5,02B: 9,94 C:15,12 D:20,16
Giải
Tóm tắt bài toán theo sơ đồ sau:
+ O2 (kk) +HNO3
0,1mol NO
Từ sơ đồ ta nhận thấy rằng các phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong hai quá trình: Quá trình 1: Oxi hóa của Fe ngoài không khí 11,8gam hỗn hợp
Quá trình 2: 11,8 gam hỗn hợp hòa tan 11,8 gam bằng HNO3
Nhận xét: Qua hai quá trình m gam Fe đã bị oxi hóa hoàn toàn thành Fe3+
Tổng số mol electron của Fe nhường = số electron O2 nhận + số electron N+5 nhận Qua những nhận xét đó ta dễ dàng giải quyết được bài toán này:
Số mol O2 tham gia phản ứng: Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có = , Bán phản ứng oxi hóa – khử:
O2 + 4e 2O2-
Fe Fe3+ + 3e N+5 + 3e N2+
Theo định luật bảo toàn electron ta có:
3 ∗ = 4* , + 0,1*3 m = 9,94gam Đáp án B
m gam Fe (bột) 11,8gam Fe, FeO,
Nhận xét: Bài toán này thuộc dạng bài toán kinh điển tôi sẽ trình bày những dạng bài toán này ở chương sau. Bài toán này rất thông dụng trong các đề thi đại học cao đẳng ở các năm trước. Các bạn có thể giải theo phương pháp ghép ẩn
Bài 2:[Khối A – 2007]Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là:
A. 2,24. B. 4,48. C. 5,60. D. 3,36.
Giải
Theo bài ra ta có: (56+64)a = 12 a = = 0,1mol Bán phản ứng oxi hóa – khử
Fe Fe3+ +3e N+5 +1e N+4 Cu Cu2+ +2e N5+ + 3e N2+ Theo định luật bảo toàn electron ta có: x + 3y = 0,5 (1) Theo quy tắc đường chéo:
NO ( M= 30) 8
M = 38 x = y = 0,125mol
NO2 (M= 46) 8
V = (0,125+0,125)*22,4 = 5,6 lít Đáp án C
Bài 3: [Khối A – 2009]Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Giá trị tối thiểu của V là