Mục Lục
TỔNG HỢP PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH HÓA VÔ CƠ LỚP 12
Phương pháp bảo toàn electron trong hóa học hay, chi tiết, có lời giải
Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải
Phương pháp giải
1. Nội dung
mtham gia = msản phẩm
Đối với bài toán sử dụng các chất dư sau phản ứng ta có:
mtrước pư = msau pư
Chú ý: Đối với các phản ứng tạo thành chất kết tủa, bay hơi, khối lượng dung dịch sẽ thay đổi sau phản ứng:
mdd sau phản ứng = mdd trước phản ứng + mchất tan – mkết tủa – mbay hơi
2. Phạm vi sử dụng
Thường sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng trong các bài toán sau:
+ Biết tổng khối lượng chất ban đầu ( tham gia) tính khối lượng chất tạo thành sản phẩm hoặc ngược lại
+ Trong bài toán có n chất mà chúng ta biết khối lượng của (n-1) chất ta sẽ tính được khối lượng chất còn lại
+ Những bài toán ta không thể xác định được số mol do không biết được phân tử khối của các chất
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho 23,4 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 13,8 gam Na, thu được 36,75 gam chất rắn. Hai ancol đó là
A. C2H5OH và C3H7OH
B. C3H7OH và C4H9OH
C. C3H5OH và C4H7OH
D. CH3OH và C2H5OH
Giải:
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
mhh acol + mNa = mc/rắn + mH2
⇒ mH2 = mhh acol + mNa – mc/rắn = 23,4 + 13,8 – 36,75 = 0,45g
⇒ nH2 = 0,45/2 = 0,225 mol
⇒ nhỗn hợp ancol = 2 nH2= 2.0,225 = 0,45(mol)
M−ancol = 23,4/0,45 = 52 ⇒ 2 ancol là: C2H5OH và C3H7OH
⇒ Đáp án A
Chú ý: Với bài toán trên thường mắc các lỗi sai:
+ Ngộ nhận Na tham gia phản ứng hết từ nNa ⇒ nH2 ⇒M−ancol ⇒ Đáp án D
+ Ngộ nhận chất rắn chỉ gồm muối RONa, không tính Na dư và sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng giữa ancol và muối ⇒ Đáp án D
Ví dụ 2: Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CaCO3 và Na2CO3 thu được 11,6 gam chất rắn và 2,24 lít khí (đktc). Thành phần phần trăm khối lượng CaCO3 trong X là
A. 6,25%.
B. 8,62%.
C. 50,2%
D. 62,5%.
Giải:
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mX = mc/rắn + mCO2= 11,6 + 0,1.44 = 16g
Vậy phần trăm khối lượng của CaCO3 trong hỗn hợp X là:
Chú ý: Với bài toán trên thường mắc các lỗi sai:
+ Na2CO3 không bị nhiệt phân nhưng lại viết phương trình nhiệt phân và tính số mol khí CO2 được sinh ra từ nhiệt phân muối Na2CO3 và chất rắn gồm CaO; Na2O
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 3,9g kali vào 36,2 gam nước thu được dung dịch có nồng độ là:
A. 15,47%
B. 13,97%
C. 14,0%
D. 4,04%
Giải:
Chú ý:
Bài toán này thường mắc lỗi ở việc tính khối lượng dung dịch, quên không trừ đi khối lượng của khí H2 bay đi
Ví dụ 4: X là một α-amonoaxit, phân tử chứa một nhóm –NH2 và một nhóm –COOH. Cho 0,89g X phản ứng vừa đủ với HCl thu được 1,255g muối. Công thức cấu tạo của X là:
A. CH2 = C(NH2) – COOH
B. H2N-CH = CH – COOH
C. CH3 – CH(NH2) – COOH
D. H2N – CH2 – CH2 – COOH
Giải:
HOOC – R – NH2 + HCl → HOOC – R – NH3Cl
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mHCl = mmuối – maminoaxit = 0,365g
⇒ nHCl = naminoaxit = 0,01 mol
⇒ Maminoaxit = 0,89 : 0,01 = 89
X là α-amonoaxit ⇒ X là: CHm3 – CH(NH2) – COOH ⇒ Đáp án C
Với bài toán trên nếu không sử dụng định luật bảo toàn khối lượng quy ra số mol axit mà việc tính toán dựa trên tỉ lệ giữa muối và aminoaxit để tìm ra khối lượng phân tử của aminoaxit thì việc tính toán rất phứ tập
Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Tính giá trị m.
A. 105,6 gam.
B. 35,2 gam.
C. 70,4 gam.
D. 140,8 gam.
Giải:
Khí B gồm: COdư ( x mol) và CO2 (y mol)
nB = x + y = 0,5 mol (1)
MB = 20,4.2 = 40,8g ⇒ mB = 40,8.0,5 = 20,4g
⇒ 28x + 44y = 20,4g (2)
Từ (1)(2) ⇒ x = 0,1 mol; y = 0,4 mol
Ta có: nCO pư = nCO2 = 0,4 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mX + mCO = mA + mCO2
⇒ mCOX = mCOA + mCOCO2 – mCO2 = 64 + 0,4.44 – 0,4.28 = 70,4g
⇒ Đáp án C
Nếu không sử dụng định luật bảo toàn khối lượng để quy ra số mol CO2 và CO pư mà việc tính toán dựa trên đặt ẩn số mol của các oxit thì việc giải ra kết quả rất phức tạp và liên quan đến việc sử dụng toán học khá nhiều
Ví dụ 6: Hỗn hợp khí X gồm 0,1 mol C2H2; 0,2 mol C2H4; 0,3 mol H2. Đun nóng X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 11. Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch. Giá trị của a là:
A. 0,3
B. 0,2
C. 0,4
D. 0,1
Giải:
MY = 11.2 = 22
mX = 0,1.26 + 0,2,28 + 0,3.2 = 8,8g
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mX = mY = 8,8g ⇒ nY = 8,8 : 22 = 0,4 mol
nkhí giảm = nH2 pư = nX – nY = 0,6 – 0,4 = 0,2 mol
Ta có: n = nH2 pư + nBr2 = 2nC2H2 + nC2H4 = 0,4 mol
⇒ nBr2 = 0,4 – 0,2 = 0,2 mol = a
⇒ Đáp án B
Việc áp đụng định luật bảo toàn khối lượng để thiết lập mối quan hệ số mol trước và sau phản ứng đã giúp cho bài toán thu gọn các bước giải và việc giải toán đơn giản hơn thay vì đặt ẩn các mol chất khí sau phản ứng để giải hệ
Bài tập tự luyện
Bài 1: Anđêhit mạch hở A tác dụng với H2 theo tỷ lệ mol nA:nH2=1:2 và tráng gương theo tỷ lệ mol nA:nH2=1:2. Đốt cháy hoàn toàn m gam A cần vừa đúng V lít O2 (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thu được a gam kết tủa. liên hệ giữa m với V và a là:
Theo giả thiết, có A là anđehit 2 chức no mạch hở có công thức phân từ tổng quát là CnH2n-2O2.
Phương trình đốt cháy:
Bài 2: Có 500 ml dung dịch X chứa các ion: K+, HCO3–, Cl– và Ba2+. Lấy 100 ml dung dịch X phản ứng với dung dịch NaOH dư, kết thúc các phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Lấy 100 ml dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, sau khi các phản ứng kết thúc thu được 29,55 gam kết tủa. Cho 200 ml dung dịch X phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO3, kết thúc phản ứng thu được 28,7 gam kết tủa. Mặt khác, nếu đun sôi đến cạn 50 ml dung dịch X thì khối lượng chất rắn khan thu được là
A. 23,700 g.
B. 14,175 g.
C. 11,850 g.
D. 10,062 g.
Đáp án
Trong 100ml dung dịch X có 0,1 mol Ba2+, 0,15 mol HCO3–
Trong 200ml dung dịch X có 0,2 mol Cl–
Do đó trong 50ml dung dịch X có 0,05 mol Ba2+, 0,075 mol HCO3– , 0,05 mol Cl– và x mol k+.
Theo định luật bảo toàn điện tích được x = 0,025.
Khi cô cạn xảy ra quá trình:
2HCO3– ⇒ CO32- + CO2 + H2O.
Do đó nCO32- = 0,0375
Vậy khối lượng chất rắn khan thu được là: mK+ + mBa2+ + mCO32- + mCl– = 11,85 (gam)
⇒ Đáp án C
Bài 3: Thực hiện tổng hợp tetrapeptit từ 3,0 mol glyxin; 4,0 mol alanin và 6,0 mol valin. Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng tetrapeptit thu được là
A. 1510,5 g.
B. 1120,5 g.
C. 1049,5 g.
D. 1107,5 g.
Đáp án
Cứ 4 phân tử amino axit kết hợp với nhau để tạo ra tetrapeptit thì giải phóng ra 3 phân tử nước.
⇒ Đáp án D
Bài 4: Cho m gam butan qua xúc tác (ở nhiệt độ thích hợp), thu được hỗn hợp gồm 5 hiđrocacbon. Cho hỗn hợp khí này sục qua bình đựng dung dịch nước brom dư thì lượng brom tham gia phản ứng là 25,6 gam và sau thí nghiệm bình brom tăng 5,32 gam. Hỗn hợp khí còn lại sau khi qua dung dịch nước brom có tỉ khối so với metan là 1,9625. Giá trị của m là
A.17,4.
B.8,7.
C.5,8.
D.11,6.
Đáp án
Phương trình phản ứng:
C4H10 ⇒ CH4 + C3H6
C4H10 ⇒C2H4+C2H6
Bài 5: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol Mg và 0,1 mol Fe cho vào 500ml dung dịch Y gồm AgNO3 và Cu(NO3)2; sau khi phản ứng xong nhận được 20 gam chất rắn Z và dung dịch E; cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch E, lọc kết tủa nung ngoài không khí nhận được 8,4 gam hỗn hợp 2 oxit. Nồng độ mol/l của AgNO3 và Cu(NO3)2 lần lượt là
A. 0,24M và 0,5M.
B. 0,12M và 0,36M
C. 0,12M và 0,3M.
D. 0,24M và 0,6M.
Đáp án
Bài 6: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4 0,25M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m và V lần lượt là
A. 10,8 và 4,48.
B. 17,8 và 4,48.
C. 17,8 và 2,24.
D. 10,8 và 2,24.
Đáp án
Bài 7: Cho 3,6 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn vói 500 ml dung dịch gồm KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dung dịch thu được 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan. Công thức phân tử của X là
A.C3H7COOH.
B.HCOOH.
C.C2H5COOH.
D.CH3COOH.
Đáp án
Bài 8: Cho 37,95g hỗn hợp hai muối MgCO3 và RCO3 vào 100ml dd H2SO4 loãng thấy có 1,12 lít CO2 (đktc) thoát ra, dung dịch A và chất rắn
B. Cô cạn dung dịch A thu được 4g muối khan. Nung chất rắn B đến khối lượng không đổi thì thu được rắn B1 và 4,48 lít CO2 (đktc). Biết trong hỗn hợp đầu có tỉ lệ nRCO3 : nMgCO3 = 3:2. Khối lượng chất rắn B1 và nguyên tố R là
A. 27,85g va Ba.
B. 26,95g và Ca.
C. 27,85g và Ca.
D. 26,95g và Ba.
Đáp án
⇒ Đáp án D
Bài 9: Khi đun nóng 25,8 gam hỗn hợp ancol etylic và axit axetic có H2SO4 đặc làm xúc tác thu được 14,08 gam este. Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp đó thu được 23,4 ml H2O (lỏng). Tính thành phân trăm mỗi chất trong hỗn hợp đầu và hiệu suất của phản ứng este hoá.
A. 60,0% C2H5OH; 40,0% CH3COOH và hiệu suất 75%.
B. 45,0% C2H5OH; 55,0% CH3COOH và hiệu suất 60%.
C. 55,3% C2H5OH; 44,7% CH3COOH và hiệu suất 80%.
D. 53,5% C2H5OH; 46,5% CH3COOH và hiệu suất 80%.
Đáp án
Gọi nC2H5OH = x ; nCH3COOH = y . Đốt cháy sản phẩm cũng như đốt hỗn hợp ban đầu, theo định luật bảo toàn nguyên tố H ta có: 6nC2H5OH + 4nCH3COOH = 2nH2O
Bài 10: Lấy V (ml) dung dịch H3PO4 35% (d = 1,25 g/ml) đem trộn với 200 ml dung dịch KOH 1M thu được dung dịch chứa 14,95 (g) muối. Giá trị V là:
A. 18,48 (ml).
B. 16,8 (ml).
C. 25(ml).
D. 33,6 (ml).
Đáp án
Dung dịch chỉ chứa muối nên KOH và H3PO4 hết.
⇒ Đáp án D
Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải
Phương pháp giải
Các dạng bài thường gặp:
+ Bài toán Kim loại + axit → Muối + Khí
mmuối = mkim loại + manion gốc axit
→ Biết lượng khí ⇒ lượng anion gốc axit + mkim loại ⇒ mmuối
→ Biết mmuối và manion gốc axit ⇒ mkim loại
→ Biết manion gốc axit ⇒ lượng khí
VD: 2HCl → H2 ⇒ nH2 = 2nCl–
+ Bài toán khử oxit kim loại bằng CO; H2:
Ta có: oxit + CO(H2) → c/rắn + hỗn hợp khí ( CO, CO2 hoặc H2O, H2)
Bản chất: CO + [O]oxit → CO2
H2 + [O]oxit → H2O
⇒ mrắn = moxit – mO
nO oxit = nCO2 (= nH2O)
+ Bài toán tạo muối tác dụng với axit; hoặc muối tác dụng với muối; hoặc muối tác dụng với kiềm tạo ra khí hoặc kết tủa
mdung dịch thu được = mtham gia – m khí ( hoặc kết tủa)
+ Các bài toán về nhiệt phân; điện phân: Nhiệt phân muối cacbonat, muối nitrat, hiđroxit,… Điện phân dung dịch muối ăn, điện phân nóng chảy,…
mc/rắn sau = mban đầu – mkhí
mdung dịch sau = mdung dịch ban đầu – mkhí
+ Bài toán về nhiệt nhôm: Al + Oxit kim loại → Kim loại + Al2O3
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho 50g dung dịch BaCl2 20,8% vào 100g dung dịch Na2CO3, lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch X. Tiếp tục cho 50g dung dịch H2SO4 9,8% dung dịch X thấy thoát ra 0,448 lít khí (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ % của dung dịch Na2CO3 và khối lượng dung dịch sau cùng là:
A. 8,15% và 198,27%
B. 7,42% và 189,27% gam
C. 6,65% và 212,5g
D. 7,42% và 286,72 gam
Giải:
Ví dụ 2: Cho V lít CO ở (đktc) phản ứng với 1 lượng dư hỗn hợp chất rắn gồm Cu và Fe3O4 nung nóng . Sau khi phản ứng hoàn toàn khối lượng chất rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là?
A. 0,112 lít
B. 0,224 lít
C. 0,448 lít
D. 0,56 lít
Giải:
Vì Cu không phản ứng với CO nên trước và sau phản ứng khối lượng không thay đổi, nên khối lượng giảm 0,32 g là do CO khử oxit sắt lấy oxi trong oxit
⇒ VCO = 0,02.22,4 = 0,448 l
⇒ Đáp án C
Ví dụ 3: Cho m gam bột Cu vào 200ml dung dịch AgNO3 0,2M, sau phản ứng thu được 3,88 gam chất rắn X và dung dịch Y. Cho 2,925 gam bột Zn vào dung dịch Y sau phản ứng thu được 5,265 gam chất rắn Z và dung dịch chỉ chứa 1 muối duy nhất. Giá trị của m là :
A. 3,17
B. 2,56
C. 1,92
D. 3,2.
Giải:
Khi Cu tác dụng với dung dịch AgNO3 có thể Cu dư hoặc hết ;
Khi cho Zn vào dung dịch Y sau phản ứng chỉ chứa 1 muối duy nhất ⇒ Zn dư hoặc phản ứng vừa đủ với muối.
Bảo toàn N ta có: nZn(NO3)2 = ½ nAgNO3 = 0,04 mol
Với bài toán này chúng ta không xác định được cụ thể các chất dư hay hết, nên ta sẽ sử đụng định luật bảo toàn khối lượng:
⇒ m = 3,88 + 0,02.189 + 5,265 – (0,04.170 – 2,925) = 3,2 gam. ⇒ Đáp án D
Ví dụ 4: Điện phân dung dịch chứa CuSO4 và KCl với điện cực trơ đến khi thấy khí bắt đầu thoát ra ở cả hai điện cực thì dừng lại thấy có 448ml khí (đktc) thoát ra ở anot. Dung dịch sau khi điện phân có thể hòa tan tối đa 0,8g MgO. Khối lượng dung dịch sau điện phân đã giảm bao nhiêu gam ( coi lượng H2O bay hơi là không đáng kể)
A. 2,7
B. 1,03
C. 2,95
D. 2,89
Giải:
CuSO4 + 2KCl 
Cu + Cl2 + K2SO4 (1)
Dung dịch sau điện phân có thể hòa tan được 0,8g MgO ⇒ Trong phản ứng (1) CuSO4 còn dư
⇒ Trong dung dịch sau điện phân còn H2SO4; nMgO = nH2SO4 = 0,2 mol
448ml khí thoát ra ở anot gồm: Cl2 và O2
nO2 + nCl2 = 0,02 mol ⇒ nCl2 = 0,02 – 0,01 = 0,01 mol
Từ (1) ⇒ n Cu = n Cl2 = 0,01 mol
⇒ nCu = 0,02 + 0,01 = 0,03 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mdung dịch giảm = mCu + mCl2 + mO2 = 0,03.64 + 0,01.71 + 0,01.32 = 2,95g
⇒ Đáp án C
Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn 8,9g hỗn hợp 2 kim loại bằng dung dịch HCl dư được 4,48 lít (đktc). Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thì lượng muối khan thu được là:
A. 23,1g
B. 46,2g
C. 70,4g
C. 32,1g
Giải:
⇒ Đáp án A
Bài tập tự luyện
Bài 1: Nhiệt phân hoàn toàn 80g một loại quặng đôlômit có lẫn tạp chất trơ, hòa tan chất rắn vào nước dư thấy còn lại 22,4 gam chất rắn không tan. Thành phần % khối lượng của tạp chất trong quặng nêu trên là:
A. 8%.
B. 25%.
C. 5,6%.
D. 12%.
Đáp án
22,4g gam chất rắn gồm MgO và tạp chất. Bảo toàn khối lượng ta có:
⇒ 40a + b = 22,4 (2)
Từ (1)(2) ⇒ a = 0,4; b = 6,4
%m tạp chất = 6,4/80.100% = 8% ⇒ Đáp án A
Bài 2: Cho a gam hỗn hợp A gồm Fe2O3, Fe3O4. và Cu vào dung dịch HCl dư thấy có 1 mol axit phản ứng và còn lại 0,256a gam chất rắn không tan. Mặt khác, khử hoàn toàn a gam hỗn hợp A bằng H2 dư thu được 42g chất rắn. Tính phần trăm khối lượng Cu trong hỗn hợp A:
A. 44,8%.
B.50%.
C.32%.
D.25,6%.Hiển thị đáp án
Vì còn lại một phần chất rắn không tan nên Cu dư và trong dung dịch chứa FeCl2 và CuCl2
Có nO(A) = 0,5nHCl = 0,5
Bảo toàn khối lượng ta có:
a = mkim loại + mO(A) = 42 + 16.0,5 = 50 (gam)
Bài 3: Cho hỗn hợp X gồm Fe3O4 và Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch X trong đó số mol Fe2(SO4)3 gấp 2 lần số mol FeSO4. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 39,2 gam hỗn hợp X trong H2SO4 đặc, nóng thu được bao nhiêu lít SO2 (đktc)?
A. 1,68 lít.
B. 3,36 lít.
C. 1,12 lít.
D. 2,24 lít.
Đáp án
Quy đổi hỗn hợp X gồm a mol Fe2O3 và b mol FeO
⇒nFe2(SO4)3 = a và nFeSO4 = b
Theo giả thiết a = 2b ⇒hỗn hợp X gồm 2b mol Fe2O3 và b mol FeO.
Trong 39,2 gam hỗn hợp X gồm 2b’ mol Fe2O3 và b’ mol FeO ⇒ 320b’+72b’ = 39,2
⇒ b’ = 0,1 ⇒nFeO = 0,1
Bảo toàn e:
Bài 4: Cho 39,2 gam hỗn hợp M gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3, CuO và Cu (trong đó oxi chiếm 18,367% về khối lượng) tác dụng vừa đủ với 850 ml dung dịch HNO3 nồng độ a mol/l, thu được 0,2 mol NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Giá trị của a là
A.2,0.
B. 1,5.
C.3,0.
D.1,0.
Đáp án
Coi M gồm a mol Fe, b mol Cu và 0,45 mol O
Bảo toàn khối lượng và bảo toàn e ta có:
⇒ a = 2 ⇒ Đáp án A
Bài 5: Cho m gam bột Fe vào 50 ml dung dịch Cu(NO3)2 1M, sau phản ứng thu được dung dịch X và 4,88 gam chất rắn Y. Cho 4,55 gam bột Zn vào dung dịch X, kết thúc phản ứng thu được 4,1 gam chất rắn Z và dung dịch chứa một muối duy nhất. Giá trị của m là
A. 4,48.
B. 2,80.
C. 5,60.
D. 8,40.
Đáp án
Bài 6: Lấy V (ml) dung dịch H3PO4 35% (d = 1,25 g/ml) đem trộn với 200 ml dung dịch KOH 1M thu được dung dịch chứa 14,95 (g) muối. Giá trị V là:
A. 18,48 (ml).
B. 16,8 (ml).
C. 25(ml).Hiển thị đáp án
Dung dịch chỉ chứa muối nên KOH và H3PO4 hết.
nH2O tách ra = nOH– = 0,2 mol
Bảo toàn khối lượng ta có:
⇒ Đáp án B
Bài 7: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí) hỗn hợp X gồm Al và Fe3O4 sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 0,5M. Phần 2 tác dụng hết với dung dịch HNO3 đặc nóng, dư thu được 3,696 lít khí NO2 (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
A.4,83.
B.8,46.
C.9,66.
D.19,32.
Đáp án
Coi hỗn hợp X ban đầu cũng như hỗn hợp Y gồm a mol Al và 3b mol Fe, 4b mol O.
Ở mỗi phần có nAl = 0,5a = nNaOH = 0,05 nên a = 0,1.
Áp dụng định luật bảo toàn mol electron cho phần 2 có: 3nFe + 3nAl = 2nO + nNO2
hay 4,5b + 1,5a = 4b + 0,165 ⇒ b = 0,03.
Bảo toàn khối lượng ta có: m = mFe +mO + mAl = 9,66 (gam) ⇒ Đáp án C
Bài 8: Cho 2,16 gam hỗn họp gồm Al và Mg tan hết trong dung dịch axit HNO3 loãng, đun nóng nhẹ tạo ra dung dịch X và 448 ml (đo ở 354,9°K và 988 mmHg) hỗn hợp khí Y khô gồm 2 khí không màu, không đổi màu trong không khí. Tỷ khối của Y so vói oxi bằng 0,716 lần tỷ khối của khí cacbonic so với nitơ. Làm khan X một cách cẩn thận thu được m gam chất rắn Z, nung Z đến khối lượng không đổi thu được 3,84 gam chất rắn T. Giá trị của m là
A. 15,18.
B. 17,92.
C. 16,68.
C. 15,48.
Đáp án
⇒ Đáp án C
⇒ Đáp án C
Do đó muối Z gồm 0,04 mol Al(NO3)3; 0,045 mol Mg(NO3)2 và 3,75.10-3 mol NH4NO3.
án C
Bài 9: Nung m gam hỗn hợp bột gồm Al và FexOy trong điều kiện không có không khí cho đến khi phản ứng hoàn toàn thu đươc hỗn hợp X. Trộn đều X, chia X thành 2 phân. Phần 1 (có khối lượng 14,49 gam) hòa tan hết trong HNO3 dư thu đươc 0,165 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Phần 2 tác dụng hết với dung dịch NaOH, t° thấy giải phóng 0,015 mol H2 và còn lại 2,52 gam chất rắn. Công thức sắt oxit và giá trị m là:
A.Fe2O3; 19,32 (g).
B. Fe3O4; 28,98 (g).
C. Fe2O3; 28,98 (g).
D. Fe3O4; 19,32 (g).Hiển thị đáp án
Do phần 2 có H2 bay ra nên Al dư.
Hỗn hợp X gồm : x (mol) Al, y (mol) Fe, z (mol) Al2O3
– Xét phần 1: nAl = x1; nFe =y1
Bảo toàn e ta có: 3nNO = 3nFe + 3nAl ⇒ x1 + y1 = 0,165 (mol)
– Xét phần 2: Chất rắn là Fe.
Ta có nFe = y2 = 0,045 (mol)
Bài 10: Hấp thụ hoàn toàn 0,336 lít khí CO2 (đktc) vào 200ml dung, dịch gồm NaOH 0,1M và KOH 0,1M thu được dung dịch X. Cô cạn toàn bộ dung dịch X thu được bao nhiêu gam chất rắn khan?
A.2,58g.
B.2,22g.
C.2,31 g.
C.2,44g.
Đáp án
Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học
Phương pháp giải
1. Nội dung
Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kỳ trước và sau phản ứng là luôn bằng nhau
2. Phạm vi sử dụng
Trong các phản ứng hóa học các nguyên tố luôn được bảo toàn
⇒ Số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kì trước và sau phản ứng bằng nhau
Hầu hết tất cả các dạng bài tập đều có thể sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố, đặc biệt là các dạng bài hỗn hợp nhiều chất, xảy ra biến đổi phức tạp. Thường sử dụng trong các trường hợp sau:
+ Từ nhiều chất ban đầu tạo thành sản phẩm
Từ dữ kiện đề bài ⇒ số mol của nguyên tố X trong các chất ban đầu ⇒ tổng số mol trong sản phẩm ⇒ số mol sản phẩm
+ Từ một chất ban đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm
Từ dữ kiện đề bài ⇒ Tổng số mol ban đầu, số mol của các hợp phần đã cho ⇒ số mol chất cần xác định
+ Từ nhiều chất ban đầu tạo thành nhiều sản phẩm
Đối với dạng bài này không cần thiết phải tìm chính xác số mol của từng chất, chỉ quan tâm:
( chỉ quan tâm đến tổng số mol của các nguyên tố trước và sau phản ứng)
+ Đốt cháy để phân tích thành phần nguyên tố của hợp chất
Chú ý:
+ Hạn chế viết phương trình phản ứng mà viết sơ đồ phản ứng biểu diễn sự biến đổi của nguyên tố đang cần quan tâm
+ Từ số mol của nguyên tố chúng ta quan tâm sẽ tính ra được số mol của các chất
+ Số mol nguyên tố trong hợp chất bằng số nguyên tử của nguyên tố đó trong hợp chất nhân với số mol hợp chất chứa nguyên tố đó
Giả sử ta có hợp chất AxBy có số mol là a (mol).
Khi đó số mol nguyên tố A và B trong hợp chất là:
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Từ 6,2 gam photpho điều chế được bao nhiêu lít dung dịch H3PO4 2M (hiệu suất toàn bộ quá trình phản ứng là 80%).
A. 100 lít.
B. 80 lít.
C. 40 lít.
D. 64 lít.
Giải:
+ Nhận thấy lượng P ban đầu được bảo toàn thành P trong HNO3 80% vì hiệu suất cả quá trình điều chế là 80%.
⇒ Đáp án B.
Ví dụ 2: Đốt cháy 4,16 gam hỗn hợp Mg và Fe trong khí O2, thu được 5,92 gam hỗn hợp X chỉ gồm các oxit. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 6 gam chất rắn. Mặt khác cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 32,65.
B. 31,57.
C. 32,11.
D. 10,80.
Giải:
+ Tương tự như trên ta cần phải tính được nAg, nung Z thu được oxit có m = 6g > mX(5,92g)
⇒ Trong X phải có FeO,
Do đó khối lượng O dùng để oxi hóa Fe2+ trong X thành Fe3+ là:
⇒ Đáp án A
Ví dụ 3: Một hỗn hợp A gồm anđehit acrylic và một anđehit no, đơn chức X. Đốt cháy hoàn toàn 3,44 gam hỗn hợp trên cần vừa hết 4,592 lít khí oxi (đktc). Cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 17 gam kết tủa. Công thức cấu tạo của X là:
A.CH2O.
B.C2H4O.
C.C3H6O.
D.C4H8O.
Giải
Trước hết ta tính được tất cả những gì có thể tính được ngay:
Bảo toàn khối lượng:
Anđehit đơn chức ⇒ do đó nA = nO(trong A)
+ Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O, ta được:
Vì anđehit acrylic CH2 = CH – CHO có phân tử khối là 56 nên suy ra được X < 49,14 ⇒ loại ngay đáp án C và D.
+ Vì X là anđehit no đơn chức nên có dạng CnH2nO ⇒ nCO2 = nH2O
Vì anđehit acrylic là anđehit có một nối đôi, đơn chức có công thức là C3H4O
Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít (đktc) CO2 vào 100ml dung dịch gồm K2CO3 0,2 M và KOH x mol/lít. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được 11,82 gam kết tủa. Giá trị X là:
A, 1,0.
B. 1,4.
C. 1,2.
D. 1,6.
Giải:
Ví dụ 5: Trong một bình kín chứa 3,5 mol hỗn hợp gồm H2, một amin đơn chức và 4 mol O2. Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp. Thu được 1 mol CO2; 0,5 mol N2; 0,5 mol O2 và a mol H2O. Công thức phân tử của amin là:
A. CH5N.
B. C3H6N.
C. C3H5N.
D. C2H7.
Giải:
Bảo toàn nguyên tố O
Do đó công thức của amin là CH5N ⇒ Đáp án A
Bài tập tự luyện
Bài 1: Đốt cháy 9,8g bột Fe trong không khí thu được hỗn hợp rắn X gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3. Để hòa tan X cần dùng vừa hết 500ml dung dịch HNO3 1,6M, thu được V lít khí NO ( sản phẩm khử duy nhất). Gía trị của V là:
A. 6,16
B. 10,08
C. 11,76
D. 14,0
Đáp án
Bảo toàn nguyên tố Fe: nFe(NO3)3 = nFe = 0,175 mol
Bảo toàn nguyên tố N:
nNO = nHNO3 – 3nFe(NO3)3 = 0,5.16 – 3.0,175 = 0,275 mol
⇒ V = 0,275.22,4 = 6,16 lít ⇒Đáp án A
Bài 2: Hỗn hợp X gồm C3H6, C4H10, C2H2 và H2. Cho m gam X vào bình kín có chứa một ít Ni làm xúc tác. Nung bình được hỗn hợp Y. Đốt cháy hoàn toàn Y cần V lít O2 (đktc), sản phẩm hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong dư thu được dung dịch có khối lượng giảm 21,45 gam. Nếu Y đi qua bình đựng lượng dư dung dịch brom trong CCl4 thì có 24 gam brom phản ứng. Mặt khác, 11,2 lít hỗn hợp X đi qua bình đựng dung dịch brom dư trong CCl4 thấy có 64 gam brom phản ứng. Tìm V?
Đáp án
Theo giả thiết, Y phản ứng được với dung dịch brom trong CCl4. Do đó trong Y còn hidrocacbon không no và H2 phản ứng hết.
Trong đó k là tỉ lệ giữa hỗn hợp X cho tác dụng với dung dịch brom và hỗn hợp X đem đốt cháy.
Bài 3: Một hỗn hợp gồm Al2(SO4)3 và K2SO4, trong đó Số nguyên tử oxi chiếm 20/31 tổng số nguyên tử có trong hỗn hợp. Hoà tan hỗn hợp trên vào nước rồi cho tác dụng với dung dịch BaCl2 dư, hỏi khối lượng kết tủa thu được gấp bao nhiêu lần khối lượng hỗn hợp ban đầu:
A. 1,788 lần.
B. 1,488 lần.
C. 1,688 lần.
D. 1,588 lần.
Đáp án
⇒ Đáp án C
Bài 4: Hỗn hợp X gồm 1 ancol và 2 sản phẩm hợp nước của propen. Tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 23. Cho m gam X đi qua ống sứ đựng CuO (dư) nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp Y gồm 3 chất hữu cơ và hơi nước, khối lượng ống sứ giảm 3,2 gam. Cho Y tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, tạo ra 48,6g Ag. Phần trăm khối lượng của propan-l-ol trong X là:
A. 65,2%:
B. 16,3%.
C. 48,9%.
D. 34,5%.
Đáp án
X gồm ROH và CH3CH2CH2OH, (CH3)2CHOH.
Có M (trung bình)X = 23.2 = 46
Mà CH3CH2CH2OH và (CH3)2CHOH có M = 60 > 46 nên ROH là CH3OH
Bài 5: Cho 46,6 gam hỗn hợp X gồm Na, K, Ba và Al2O3 (trong đó oxi chiếm 30,9% về khối lượng) tan hết vào nước thu được dung dịch Y và 8,96 lít H2 (đktc). Cho 3,1 lít dung dịch HC1 0,5M vào dung dịch Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 7,8.
B. 35,1.
C. 27,3.
D. 0.
Hiển thị đáp án
⇒ Đáp án C
Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai este đồng phân cần dùng 27,44 lít khí O2 thu được 23,52 lít khí CO2 và 18,9 gam H2O. Nếu cho m gam X tác dụng hết với 400 ml dung dịch NaOH 2M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được 27,9 gam chất rắn khan, trong đó có a mol muối Y và b mol muối Z (My < Mz). Các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tỉ lệ a : b là
A. 2:3.
B. 3 : 5.
C. 4 : 3.
D. 3 : 2.
Hiển thị đáp án
⇒ Công thức chung của X có dạng CnH2nO2
Bảo toàn nguyên tố O:
Do đó X gồm HCOOC2H5: a mol và CH3COOCH3: b mol với a + b = 0,35 (1)
27,9 gam chất rắn khan chứa 0,05 mol NaOH dư nên 68a + 82b + 0,05.40 = 27,9 (2)
Từ (1) và(2) có a = 0,2 và b = 0,15⇒ a : b = 4 : 3 ⇒ Đáp án C
Bài 7: Cho 6,44 gam một ancol đơn chức phản ứng với CuO đun nóng, thu được 8,68 gam hỗn hợp X gồm anđehit, nước và ancol dư. Cho toàn bộ X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, kết thúc các phản ứng thu được m gam Ag. Giá trị của m là
A.30,24.
B. 86,94.
C. 60,48.
D. 43,47.
Bài 8: Hòa tan m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3 ( ) trong dung dịch HNO3 vừa đủ thu được dung dịch Y và khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Cô cạn dung dịch Y và lấy chất rắn thu được nung đến khối lượng không đổi thu được 30,4 gam chất rắn khan. Nếu cho 11,2 gam Fe vào dung dịch Y thu được dung dịch Z và p gam chất rắn không tan. p có giá trị là
A.0,84 g.
B. 0,56 g.
C. 0,28 g.
D. 1,12 g.
Hiển thị đáp án
Bảo toàn nguyên tố Oxi:
Bài 9: Phân supephotphat kép thực tế sản xuất được thường chỉ có 40% P2O5. Hàm lượng Ca(H2PO4)2 trong phân bón đó là
A. 56,94%.
B. 65,92%.
C. 78,56%.
D. 75,83%.
Hiển thị đáp án
Phân supephotphat kép gồm Ca(H2PO4)2 và CaSO4
Bài 10: Hỗn hợp X gồm axit fomic, axit acrylic, axit oxalic và axit axetic . Cho m gam X phản ứng hết với dung dịch NaHCO3 thu được 0,672 lít CO2 (đktc). Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 1,008 lít O2 (đktc), thu được 2,42 gam CO2 và a gam H2O. Giá trị của a là
A. 1,80.
B. 0,72.
C. 1,44.
D. 1,62Hiển thị đáp án
Nhận thấy: Cứ 1 nhóm -COOH phản ứng với NaHCO3 tạo 1 phân tử CO2
⇒a = 18.0,04 = 0,72(gam) ⇒ Đáp án B
Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ
Phương pháp giải
Các dạng bài thường gặp:
+ Các bài toán liên quan đến oxit kim loại → hiđroxit → oxit: Bảo toàn nguyên tố kim loại
nkim loại (oxit) = nkim loại (hiđroxit)
+ Các bài toán về tính oxi hóa của axit HNO3 và H2SO4: Bảo toàn nguyên tố N, S
nN(S) trong axit = nN(S) trong muối + nN(S) trong khí
+ Bài toàn CO2; SO2 tác dụng với dung dịch kiềm: Bảo toàn nguyên tố C, S, kim loại
Khi cho CO2 hoặc SO2 vào dung dịch kiềm có thể tạo muối axit, trung hòa hoặc hỗn hợp
nCO2(SO2) = nC(S) = nC(S) trong muối
+ Khử oxit kim loại: Bảo toàn nguyên tố oxi
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M vào 0,4 lít dụng dịch X gồm Na2CO3 và KHCO3 thu được 1,008 lít CO2 (đktc) và dung dịch Y. Thêm dụng dịch Ba(OH)2 dư vào dưng dịch Y thu được 29,55 gam kết tủa. Nồng độ mol/lít của Na2CO3 và KHCO3 trong dung dịch X lần lượt là:
A. 0,1125 và 0,225.
B. 0,0375 và 0,05.
C. 0,2625 và 0,1225.
D. 0,2625 và 0,225.
Giải:
+ Với bài toán tổng hợp như này, thì ta phải viết các phương trình cụ thể cho dễ quan sát:
(1) H+ + CO3– → HCO3–
(2) H+ + HCO3– → CO2 +H2O.
Vì thu được khí CO2 nên có xảy ra phản ứng (2) ⇒ CO32- đã phản ứng hết với H+.
+ Vì khi thêm dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch Y thu được kết tủa nên trong Y phải có muối HCO3–
Như vậy suy ra ngay HCl đã phản ứng hết
Do đó từ (1) và (2) ta suy ra
Loại đáp án A và B.
⇒ dung dịch Y chỉ chứa các ion K+, Na+, HCO3– và Cl–.
+ Khi thêm dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thì:
Bảo toàn nguyên tố C, toàn bộ C trong dung dịch Y chuyển hóa hết về trong kết tủa (vì thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào): nHCO3 = nkết tủa = 0,15 mol.
Bảo toàn nguyên tốC ta được:
⇒ Đáp án D
Chú ý: Đây là bài toán thuộc dạng cho từ từ H+ vào dung dịch hỗn hợp CO32- và HCO3– , cần chú ý phân biệt rõ nhỏ từ từ cái nào trước và thứ tự phản ứng ra làm sao, cụ thể hơn các bạn sẽ được tìm hiểu ở chuyên đề khác
Ví dụ 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và m gam hai oxit sắt trong khí trơ, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X và dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất không tan Z và 0,672 lít khí H2 (đktc). Sục khí CO2 dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa. Cho Z tan hết và dung dịch H2SO4, thu được dung dịch chứa 15,6 gam muối sunfat và 2,464 lít khí SO2 (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất của H2SO4). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là:
A. 5,04.
B. 6,29.
C. 6,48.
D. 6,96
Giải
+ Sục khí CO2 dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa, đó chính là Al(OH)3:
Cho X và NaOH dư, thu được H2 ⇒ Al dư⇒ oxit sắt là phản ứng hết.
Vậy X gồm Al2O3, Al dư và Fe. Chất không tan Z là Fe.
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Al ta được:
nAl phản ứng + nAl dư = nAl (Al(OH)3)
⇒nAl phản ứng = 0,1 – 0,02 = 0,08 mol ⇒ nAl2O3 = 0,04 mol
Vì oxit sắt phản ứng hết, Al dư nên lượng O có trong oxit sắt đã cùng với Al phản ứng đi hết vào trong Al2O3
Do đó tổng số mol Fe là nFe = 2a + b = 0,09 mol
Vậy m = mFe +mO =0,09.56 + 0,12.16 = 6,96 gam.
⇒ Đáp án D
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe3O4 và FeS2 trong 63 gam dung dịch HNO3 thu được 1,568 lít khí NO2 duy nhất (đktc). Dung dịch thu được tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì thu được 9,76 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của dung dịch HNO3 ban đầu là:
A. 42,6%.
B. 46,6%.
C. 47,2%.
D. 46,2%.
Giải:
+ Bảo toàn nguyên tố Fe: 3a + b = nFe = 2.0,061 = 0,122
+ Bảo toàn số mol electron trao đổi: a + 15b = 0,07.1 ( FeS2→Fe3+ + 2S+6 + 15e)
⇒ a = 0,04; b = 0,002.
+ Tiếp tục sử dụng bảo toàn nguyên tố S:
+ Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn và vừa đủ nên sau khi phản ứng với dung dịch NaOH ta chỉ thu được 2 muối là Na2SO4 và NaNO3.
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Na:
⇒ Đáp án D
Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm M2CO3, MHCO3 và MCl với M là kim loại kiềm, nung nóng 20,29 gam hỗn hợp X, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy còn lại 18,74 gam chất rắn. Cũng đem 20,29 gam hỗn hợp X trên tác dụng hết với 500ml dung dịch HC1 1M thì thoát ra 3,36 lít khí (đktc) và thu được dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thì thu được 74,62 gam kết tủa. Kim loại M là
A. Na.
B. Li.
C. Cs.
D. K.
Giải:
2MHCO3→M2CO3 + CO2 + H2O.
⇒M=39 là K ⇒ Đáp án D
Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn 5,4 gam một oxit sắt vào dung dịch HNO3 dư thu được 1,456 lít hỗn hợp NO và NO2 ( đktc – ngoài ra không còn sản phẩm khử nào khác). Sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng thêm 2,49 gam so với ban đầu. Công thức của oxit sắt và số mol HNO3 phản ứng là
A. FeO và 0,74 mol.
B. Fe3O4 và 0,29 mol.
C. FeO và 0,29 mol.
D. Fe3O4 và 0,75 mol.
Giải:
Vì oxit sắt phản ứng với HNO3 tạo sản phẩm khử nên đó là FeO hoặc Fe3O4 (FeO.Fe2O3)
⇒ Đáp án C
Bài tập tự luyện
Bài 1: Cho 18,2 gam hỗn hợp A gồm Al, Cu vào 100 ml dungdịch B chứa HNO3 2M và H2SO4 12 M rồi đun nóng thu được dung dịch C và 8,96 lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO và SO2 (ngoài ra không có sản phẩm khử nào khác), tỉ khối của D so với H2 là 23,5. Tổng khối lượng chất tan trong C là
A. 66,2 g.
B. 129,6 g.
C. 96,8 g.
D. 115,2 g
Hiển thị đáp án
⇒ Đáp án D
Bài 2: Nhỏ từ từ đến hết dung dịch chứa 0,1 mol Na2CO3 và 0,3 mol NaHCO3 vào 150 ml dung dịch H2SO4 1M thu được khí CO2 và dung dịch X. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X thì thu được kết tủa có khối lượng là
A. 34,95 g.
B. 66,47 g.
C. 74,35 g.
D. 31,52 g.
Hiển thị đáp án
⇒ Đáp án B
Bài 3: Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, nếu thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn. Giá trị của m và a lần lượt là
A. 112,84 và 157,44.
B. 111,84 và 157.44
C. 111,84 và 167,44.
D. 112,84 và 167,44.
Hiển thị đáp án
Bài 4: Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu được m gam Al ở catot và 67,2 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với oxi bằng 1. Lấy 1,12 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 1 gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 108,0.
B. 54,0.
C. 75,6.
D. 67,5.
Hiển thị đáp án
Bài 5: Lấy a mol NaOH hấp thụ hoàn toàn 2,64g khí CO2, thu được đúng 200ml dung dịch X. Trong dung dịch X không còn NaOH và nồng độ của ion CO32- là 0,2M. a có giá trị là:
A. 0,06
B. 0,08
C. 0,10
D. 0,12Hiển thị đáp án
CO2 + NaOH → Na2CO3 + NaHCO3
n CO2=0,06 mol
Bảo toàn nguyên tố X: nNaHCO3=nCO2–nNa2CO3=0,06–0,04=0,02 mol
Bảo toàn nguyên tố Na: a=2nNa2CO3+nNaHCO3=2.0,04 + 0,02=0,1mol
⇒ Đáp án C
Bài 6: Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, nếu thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn. Giá trị của m và a lần lượt là
A. 112,84 và 157,44.
B. 111,84 và 157,44
C. 111,84 và 167,44.
D. 112,84 và 167,44.
Hiển thị đáp án
Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS2 và Ag2S với số mol bằng nhau thu được 3,696 lít SO2 (đktc) và chất rắn
B. Cho B tác dụng với H2SO4 loãng dư, sau phản ứng hoàn toàn thấy còn lại m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là:
A. 11,88 g.
B. 13,64 g.
C. 17,16 g.
D. 8,g.Hiển thị đáp án
Bảo toàn nguyên tố ta có:
⇒ Đáp án A
Bài 8: Nhiệt phân hoàn toàn R(NO3)2 (với R là kim loại) thu được 8 gam một oxit kim loại và 5,04 lít hỗn hợp khí X gồm NO2 và O2 (đo ở đktc). Khối lượng của hỗn hợp khí X là 10 gam. Muối R(NO3)2 là?
A. Mg(NO3)2.
B. Cu(NO3)2 .
C. Fe(NO3)2.
D. Zn(NO3)2.
Hiển thị đáp án
Bài 9: Cho phương trình phản ứng: Mg + HNO3→Mg(NO3)2+ NO + N2O + H2O. Tỉ khối của hỗn hợp NO và N2O đối với H2 là 19,2. Tỉ lệ số phân tử bị khử và bị oxi hóa trong phản ứng trên là:
A. 8 : 15.
B. 6 : 11.
C. 11 : 28.
D. 38 : 15.Hiển thị đáp án
Chọn 1 mol hỗn hợp khí NO và N2O.
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho N có:
nHNO3 bị khử = nNO + 2nN2O = 1,6
Vậy tỉ lệ số phân tử bị khử và bị oxi hóa trong phản
ứng là:nHNO3 bị khử : nMg = 1,6:3 = 8:15
⇒ Đáp án A
Bài 10: Hòa tan hoàn toàn m gam oxit FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng vừa đủ, có chứa 0,075 mol H2SO4, thu được z gam muối và thoát ra 168ml khí SO2 ( sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Oxit FexOy là:
A. FeO
B. Fe2O3
C. Fe3O4
D. FeO hoặc Fe3O4Hiển thị đáp án
nSO2 = 0,0075 mol
Muối sinh ra là: Fe2(SO4)3
Bảo toàn nguyên tố S: nH2SO4 = 3nFe2(SO4)3 + nSO2
⇒ nFe2(SO4)3 = 1/3 .(0,075 – 0,0075) = 0,0225 mol
⇒ nFe3+ = 0,045
⇒ Oxit là: Fe3O4 ⇒ Đáp án C
Phương pháp tăng giảm khối lượng trong hóa học
Phương pháp giải
1. Nội dung
+ Mọi sự biến đổi hóa học ( được mô tả bằng phương trình phản ứng) đều có liên quan đến tăng hoặc giảm khối lượng.
+ Dựa vào sự tăng hoặc giảm khối lượng khi chuyển 1 mol chất X thành 1 hoặc nhiều mol chất Y ( có thể qua các giai đoạn trung gian) ta dễ dàng tính được số mol của các chất và ngược lại. từ số mol hoặc quan hệ số mol của các chất ta sẽ biết được sự tăng giảm khối lượng của các chất X,Y.
Chú ý:
+ Xác định đúng mối liên hệ tỉ lệ giữa các chất đã biết với chất cần xác định, sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố để xác định chính xác tỉ lệ này
+ Xác định khi chuyển từ chất X thành Y ( hoặc ngược lại) thì khối lượng tăng lên hoặc giảm đi theo tỉ lệ phản ứng và theo đề bài cho
+ Lập phương trình toán học để giải
2. Phạm vi sử dụng
+ Các bài toán hỗn hợp nhiều chất.
Phương pháp tăng giảm khối lượng trong hóa học vô cơ
Phương pháp giải
Các dạng bài thường gặp:
+ Bài toán kim loại + axit → muối + H2
2M + 2nHX → 2MXn + nH2
2M + n H2SO4 → M2(SO4)n + nH2
Ta thấy khối lượng kim loại đã giảm vì tan vào trong dung dịch dưới dạng ion, nhưng khi cô cạn dung dịch sau phản ứng thì khối lượng chất rắn thu được sẽ tăng lên so với kim loại ban đầu do có anion gốc axit thêm vào
+ Bài toán nhiệt luyện
Oxit (X) + CO ( hoặc H2) → Chất rắn (Y) + CO2 ( hoặc H2O)
Ta không cần xác định Y gồm những chất nào nhưng ta luôn có:
m c/r giảm = mX – mY = mO và n CO2 (H2O) = n CO (hoặc H2) = n O = m/16
+ Bài toán kim loại + dung dịch muối
Ta có: Độ tăng (giảm) khối lượng của kim loại chính là độ tăng giảm khối lượng của muối ( vì lượng anion = const)
+ Bài toán chuyển muối này thành muối khác
Khối lượng muối thu được có thể tăng hoặc giảm do sự thay thế anion gốc axit này bằng anion gốc axit khác, sự thay đổi tuân theo quy tắc hóa trị
+ Bài toán chuyển oxit thành muối
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Lấy 3,44g hỗn hợp 2 muối cacbonat của kim loại kiềm đem hoà tan trong dung dịch HCl dư thì nhận được 448 ml CO2 (đktc). Vậy khối lượng muối clorua tạo thành là
A. 4,26 g.
B. 3,66 g.
C. 5,12 g.
D. 6,72g.
Giải:
Phản ứng xảy ra:
Nhận thấy cứ 1 mol CO32- bị thay thế bởi 2 mol Cl– thì khối lượng muối tăng (2.35,5-60) = 11 (gam)
Do đó khối lượng muối clorua tạo thành là:
mmuối clorua = m muối cacbonat + 11.0,02 = 3, 66 (gam)
⇒ Đáp án B
Ví dụ 2: Lấy 4 g kim loại R hoá trị II đem hoà tan trong dung dịch HCl vừa đủ thì nhận được 2,24 lít H2 (đktc) và dung dịch X. Cho dung dịch Na2CO3 dư vào dung dịch X thì nhận được m (g) kết tủa. Vậy m có giá trị là
A. 8,12.
B. 10,0.
C. 11,12.
D. 12,0.
Giải:
Các phản ứng xảy ra:
Như vậy từ kim loại ban đầu là R ta có sản phẩm muối cuối cùng là kết tủa RCO3.
Cứ 1 mol R sau các phản ứng tạo 1 mol RCO3 thì khối lượng tăng lên 60 gam.
Có nR = nH2 = 0,1
Vậy khối lượng kết tủa thu được là:
⇒ Đáp án B
Ví dụ 3: Lấy 2 thanh kim loại M hoá trị II. Thanh 1 nhúng vào 250 ml dung dịch FeSO4; thanh 2 nhúng vào 250 ml dung dịch CuSO4. Sau khi phản ứng kết thúc, thanh 1 tăng 16g, thanh 2 tăng 20g. Biết nồng độ mol/l của 2 dung dịch ban đầu bằng nhau. Vậy M là
A. Mg.
B. N.
C. Zn.
D. Be.
Giải:
Vì hai thanh kim loại M như nhau, nồng độ của hai dung dịch ban đầu bằng nhau và hóa trị của sắt và đồng trong dung dịch muối là II nên lượng kim loại M phản ứng ở hai dung dịch là bằng nhau.
Khối lượng các thanh kim loại tăng sau phản ứng là do M có khối lượng mol nhỏ hơn Fe và Cu.
Cứ 1 mol M phản úng tạo 1 mol Fe thì khối lượng kim loại tăng (56-M) gam.
Cứ 1 mol M phản ứng tạo 1 mol Cu thì khối lượng kim loại tăng (64-M) gam.
Gọi a là số mol M phản ứng.
⇒ Đáp án A
Ví dụ 4: Hòa tan 5,94 gam hỗn hợp 2 muối clorua của 2 kim loại A, B (đều có hoá trị II) vào nước được dung dịch X. Để làm kết tủa hết ion Cl- có trong dung dịch X người ta cho dung dịch X tác dụng với dung dịch AgNO3 thu được 17,22 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, thu được dung dịch Y. Cô cạn Y được m gam hỗn hợp muối khan. Giá trị m là
A. 6,36 g.
B. 63,6 g.
C. 9,12g.
D. 91,2g.
Giải:
Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng:
Cứ 1 mol MCl2 → 1 mol M(NO3)2 và 2 mol AgCl thì m tăng 2.62 – 2.35,5 = 53 gam
Phản ứng tạo 0,12 mol AgCl có khối lượng muối tăng = 0,12.53/2 = 3,18 gam
mmuối nitrat = m muối clorua + mtăng = 5,94 + 3,18 = 9,12 (gam)
⇒ Đáp án D
Ví dụ 5: Cho hoà tan hoàn toàn a gam Fe3O4 trong dung dịch HCl, thu được dung dịch D, cho D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa để ngoài không khí đến khối lượng không đổi nữa, thấy khối lượng kết tủa tăng lên 3,4 gam. Đem nung kết tủa đến khối lượng không đổi được b gam chất rắn. Giá trị của a, b lần lượt:
A. 46,4 g và 48 g.
B. 48,4 g và 46 g.
C. 64,4 g và 76,2 g.
D. 76,2 g và 64,4 g.
Giải:
Ta thấy Fe3O4 có thể viết dạng Fe2O3.FeO. Khi cho D tác dụng với NaOH kết tủa thu được gồm Fe(OH)2 và Fe(OH)3. Để ngoài không khí
1 mol Fe(OH)2 tạo thành 0,2 mol Fe(OH)3 thêm 1 mol OH- khối lượng tăng lên 17 g
0,2 mol Fe(OH)2 tạo thành 0,2 mol Fe(OH)3 thì khối lượng tăng 3,4 gam.
⇒ Đáp án A
Bài tập tự luyện
Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn
Phương pháp giải
1. Nội dung
Phương trình hóa học thường được viết dưới hai dạng là phương trình hóa học ở dạng phân tử và dạng ion rút gọn. Ngoài việc thể hiện đúng bản chất của phản ứng hóa học, phương trình ion thu gọn còn giúp giải nhanh rất nhiều dạng bài tập khóa học không thể giải theo các phương trình hóa học ở dạng phân tử.
2. Phạm vi sử dụng
Vì để rút gọn phương trình phân tử thành phương trình ion rút gọn ta sử dụng cho các chất điện li mạnh, do vậy phương pháp này áp dụng chủ yếu cho các chất axit bazơ, muối trong vô cơ ( các chất hữu cơ thường là chất điện li yếu)
+ Phản ứng axit, bazơ và xác định pH của dung dịch
+ Bài toán CO2 , SO2 tác dụng với dung dịch bazơ
+ Bài toán liên quan tới oxit, hiđroxit lưỡng tính
+ Bài toán chất khử tác dụng với dung dịch chứa H+ và NO3–
+ Các phản ứng ở dạng ion thu gọn tạo ra chất kết tủa, chất dễ bay hơi, chất điện li yếu
Để lại một phản hồi