10 phương pháp giải nhanh hóa học hay dùng
Gửi bởi: Thành Đạt 4 tháng 9 2020 lúc 15:04:38 | Được cập nhật: 18 giờ trước (13:36:25) Kiểu file: PDF | Lượt xem: 378 | Lượt Download: 8 | File size: 1.313802 Mb
Nội dung tài liệu
Tải xuống
Link tài liệu:
Các tài liệu liên quan
- 48 câu trắc nghiệm Hóa học 9 chương 1
- Bảo toàn nguyên tố trong các bài toán vô cơ
- Bài tập phát triển năng lực ôn thi vào 10 chuyên Hóa và luyện thi HSG
- Các chuyên đề ôn thi học kì và tuyển sinh vào 10 Hóa 9
- Tuyển tập đề ôn thi HSG Hóa 9
- Các bài tập trắc nghiệm ôn thi học kì Hóa 9
- Chuyên đề Hóa 9: Kim loại
- 458 câu trắc nghiệm ôn thi học kì 1 Hóa 9
- Một số câu hỏi thực tiễn chương trình Hóa 9
- Các chuyên đề ôn tập Hóa 9
Có thể bạn quan tâm
Thông tin tài liệu
10 PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
Phương pháp 1
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
Nguyên tắc của phương pháp này khá đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn khối lượng: “Tổng khối
lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành trong phản ứng”. Cần lưu ý là:
không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng cũng như phần chất có sẵn, ví dụ nước có sẵn
trong dung dịch.
Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng các cation kim loại và anion
gốc axit.
Ví dụ 1: 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.
C. 70,4 gam.
B. 35,2 gam.
D. 140,8 gam.
Hướng dẫn giải
Các phản ứng khử sắt oxit có thể có:
t
3Fe2O3 + CO
2Fe3O4 + CO2
(1)
t
Fe3O4 + CO
3FeO + CO2
(2)
t
FeO + CO
Fe + CO2
(3)
o
o
o
Như vậy chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe3O4 hoặc ít hơn, điều đó không quan trọng và việc cân
bằng các phương trình trên cũng không cần thiết, quan trọng là số mol CO phản ứng bao giờ cũng bằng số
mol CO2 tạo thành.
nB
11,2
0,5 mol.
22,5
Gọi x là số mol của CO2 ta có phương trình về khối lượng của B:
44x + 28(0,5 x) = 0,5 20,4 2 = 20,4
nhận được x = 0,4 mol và đó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng.
Theo ĐLBTKL ta có:
mX + mCO = mA + mCO2
m = 64 + 0,4 44 0,4 28 = 70,4 gam. (Đáp án C)
Ví dụ 2: Đun 132,8 gam hỗn hợp 3 rượu no, đơn chức với H2SO4 đặc ở 140oC thu được hỗn hợp các ete có số
mol bằng nhau và có khối lượng là 111,2 gam. Số mol của mỗi ete trong hỗn hợp là bao nhiêu?
A. 0,1 mol.
B. 0,15 mol.
Hướng dẫn giải
1
C. 0,4 mol.
D. 0,2 mol.
Ta biết rằng cứ 3 loại rượu tách nước ở điều kiện H2SO4 đặc, 140oC thì tạo thành 6 loại ete và tách ra 6
phân tử H2O.
Theo ĐLBTKL ta có
mH2O mrîu mete 132,8 111, 2 21,6 gam
n H 2O
21,6
1,2 mol.
18
Mặt khác cứ hai phân tử rượu thì tạo ra một phân tử ete và một phân tử H2O do đó số mol H2O luôn
1,2
0,2 mol. (Đáp án D)
bằng số mol ete, suy ra số mol mỗi ete là
6
Nhận xét: Chúng ta không cần viết 6 phương trình phản ứng từ rượu tách nước tạo thành 6 ete, cũng
không cần tìm CTPT của các rượu và các ete trên. Nếu các bạn xa đà vào việc viết phương trình phản ứng và
đặt ẩn số mol các ete để tính toán thì không những không giải được mà còn tốn quá nhiều thời gian.
Ví dụ 3: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 63%. Sau phản ứng
thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO2 duy nhất (đktc). Tính nồng độ % các chất có trong dung
dịch A.
A. 36,66% và 28,48%.
B. 27,19% và 21,12%.
C. 27,19% và 72,81%.
D. 78,88% và 21,12%.
Hướng dẫn giải
Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
n NO2 0,5 mol n HNO3 2n NO2 1 mol.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
m d2 muèi m h2 k.lo¹i m d2 HNO m NO2
3
12
1 63 100
46 0,5 89 gam.
63
Đặt nFe = x mol, nCu = y mol ta có:
56x 64y 12
x 0,1
3x 2y 0,5
y 0,1
%m Fe( NO3 )3
0,1 242 100
27,19%
89
%m Cu( NO3 )2
0,1 188 100
21,12%. (Đáp án B)
89
Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của các kim loại hoá trị (I) và muối
cacbonat của kim loại hoá trị (II) trong dung dịch HCl. Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí (đktc).
Đem cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan?
A. 13 gam.
B. 15 gam.
2
C. 26 gam.
D. 30 gam.
Hướng dẫn giải
M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O
R2CO3 + 2HCl 2MCl2 + CO2 + H2O
n CO2
4,88
0,2 mol
22,4
Tổng nHCl = 0,4 mol và n H2O 0,2 mol.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
23,8 + 0,436,5 = mmuối + 0,244 + 0,218
mmuối = 26 gam. (Đáp án C)
Ví dụ 5: Hỗn hợp A gồm KClO3, Ca(ClO2)2, Ca(ClO3)2, CaCl2 và KCl nặng 83,68 gam. Nhiệt phân hoàn
toàn A ta thu được chất rắn B gồm CaCl2, KCl và 17,472 lít khí (ở đktc). Cho chất rắn B tác dụng
với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu được kết tủa C và dung dịch D. Lượng KCl trong
dung dịch D nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có trong A. % khối lượng KClO3 có trong A là
A. 47,83%.
B. 56,72%.
C. 54,67%.
Hướng dẫn giải
to
KClO
3
to
Ca(ClO3 )2
to
83,68 gam A Ca(ClO2 )2
CaCl
2
KCl ( A )
KCl
3
O2
2
(1)
CaCl2 3O2
(2)
CaCl 2 2O 2
(3)
CaCl2
KCl ( A )
h2 B
nO2 0,78 mol.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mA = mB + m O2
mB = 83,68 320,78 = 58,72 gam.
Cho chất rắn B tác dụng với 0,18 mol K2CO3
CaCl2 K 2CO3
CaCO3 2KCl (4)
0,36 mol hỗn hợp D
Hỗn hợp B 0,18 0,18
KCl
KCl ( B)
( B)
m KCl ( B) m B m CaCl2 ( B)
58,72 0,18 111 38,74 gam
m KCl ( D ) m KCl ( B) m KCl ( pt 4)
38,74 0,36 74,5 65,56 gam
3
D. 58,55%.
3
3
m KCl ( D )
65,56 8,94 gam
22
22
m KCl ( A )
m KCl pt (1) = m KCl (B) m KCl (A) 38,74 8,94 29,8 gam.
Theo phản ứng (1):
m KClO3
29,8
122,5 49 gam.
74,5
%m KClO3 ( A )
49 100
58,55%. (Đáp án D)
83,68
Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 1,88 gam chất hữu cơ A (chứa C, H, O) cần 1,904 lít O2 (đktc) thu được CO2 và
hơi nước theo tỉ lệ thể tích 4:3. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết tỉ khối của A so với
không khí nhỏ hơn 7.
A. C8H12O5.
B. C4H8O2.
C. C8H12O3.
D. C6H12O6.
Hướng dẫn giải
1,88 gam A + 0,085 mol O2 4a mol CO2 + 3a mol H2O.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mCO2 mH2O 1,88 0,085 32 46 gam
Ta có:
444a + 183a = 46 a = 0,02 mol.
Trong chất A có:
nC = 4a = 0,08 mol
nH = 3a2 = 0,12 mol
nO = 4a2 + 3a 0,0852 = 0,05 mol
nC : nH : no = 0,08 : 0,12 : 0,05 = 8 : 12 : 5
Vậy công thức của chất hữu cơ A là C8H12O5 có MA < 203. (Đáp án A)
Ví dụ 7: Cho 0,1 mol este tạo bởi 2 lần axit và rượu một lần rượu tác dụng hoàn toàn với NaOH thu được 6,4
gam rượu và một lượng mưối có khối lượng nhiều hơn lượng este là 13,56% (so với lượng este).
Xác định công thức cấu tạo của este.
A. CH3COO CH3.
B. CH3OCOCOOCH3.
C. CH3COOCOOCH3.
D. CH3COOCH2COOCH3.
Hướng dẫn giải
R(COOR)2 + 2NaOH R(COONa)2 + 2ROH
0,1
M R OH
0,2
0,1
6,4
32 Rượu CH3OH.
0,2
4
0,2 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
meste + mNaOH = mmuối + mrượu
mmuối meste = 0,240 64 = 1,6 gam.
mmuối meste =
mà
meste =
13,56
meste
100
1,6 100
11,8 gam Meste = 118 đvC
13,56
R + (44 + 15)2 = 118 R = 0.
Vậy công thức cấu tạo của este là CH3OCOCOOCH3. (Đáp án B)
Ví dụ 8: Thuỷ phân hoàn toàn 11,44 gam hỗn hợp 2 este đơn chức là đồng phân của nhau bằng dung dịch
NaOH thu được 11,08 gam hỗn hợp muối và 5,56 gam hỗn hợp rượu. Xác định công thức cấu tạo
của 2 este.
A. HCOOCH3 và C2H5COOCH3,
B. C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5.
C. HCOOC3H7 và C2H5COOCH3.
D. Cả B, C đều đúng.
Hướng dẫn giải
Đặt công thức trung bình tổng quát của hai este đơn chức đồng phân là RCOOR .
RCOOR + NaOH RCOONa + ROH
11,44
11,08
5,56 gam
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
MNaOH = 11,08 + 5,56 – 11,44 = 5,2 gam
5,2
0,13 mol
40
n NaOH
M RCOONa
M R OH
M RCOOR
CTPT của este là C4H8O2
11,08
85,23 R 18,23
0,13
5,56
42,77 R 25,77
0,13
11,44
88
0,13
Vậy công thức cấu tạo 2 este đồng phân là:
HCOOC3H7 và C2H5COOCH3
hoặc
C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5. (Đáp án D)
Ví dụ 9: Chia hỗn hợp gồm hai anđehit no đơn chức làm hai phần bằng nhau:
- Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,08 gam H2O.
5
- Phần 2: Tác dụng với H2 dư (Ni, to) thì thu được hỗn hợp A. Đem đốt cháy hoàn toàn thì thể tích
khí CO2 (đktc) thu được là
A. 1,434 lít.
B. 1,443 lít.
C. 1,344 lít.
D. 0,672 lít.
Hướng dẫn giải
Phần 1: Vì anđehit no đơn chức nên nCO2 n H2O = 0,06 mol.
nCO2 (phÇn 2) nC (phÇn 2) 0,06 mol.
Theo bảo toàn nguyên tử và bảo toàn khối lượng ta có:
nC (phÇn 2) nC (A) 0,06 mol.
nCO2 (A) = 0,06 mol
VCO2 = 22,40,06 = 1,344 lít. (Đáp án C)
Ví dụ 10: Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe 2O3 đốt nóng. Sau khi
kết thúc thí nghiệm thu được B gồm 4 chất nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào
dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 9,062 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng Fe2O3 trong hỗn hợp
A là
A. 86,96%.
B. 16,04%.
C. 13,04%.
D.6,01%.
Hướng dẫn giải
0,04 mol hỗn hợp A (FeO và Fe2O3) + CO 4,784 gam hỗn hợp B + CO2.
CO2 + Ba(OH)2 dư BaCO3 + H2O
nCO2 n BaCO3 0,046 mol
nCO( p. ) nCO2 0,046 mol
và
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mA + mCO = mB + mCO2
mA = 4,784 + 0,04644 0,04628 = 5,52 gam.
Đặt nFeO = x mol, n Fe2O3 y mol trong hỗn hợp B ta có:
x y 0,04
x 0,01 mol
72x 160y 5,52
y 0,03 mol
0,01 72 101
13,04%
5,52
%mFeO =
%Fe2O3 = 86,96%. (Đáp án A)
MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG GIẢI THEO PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐỊNH LUẬT
BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
6
01. Hòa tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X
(đktc) và 2,54 gam chất rắn Y và dung dịch Z. Lọc bỏ chất rắn Y, cô cạn cẩn thận dung dịch Z thu được
lượng muối khan là
A. 31,45 gam. B. 33,99 gam. C. 19,025 gam. D. 56,3 gam.
02. Cho 15 gam hỗn hợp 3 amin đơn chức, bậc một tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 1,2 M thì thu được
18,504 gam muối. Thể tích dung dịch HCl phải dùng là
A. 0,8 lít.
B. 0,08 lít.
C. 0,4 lít.
D. 0,04 lít.
03. Trộn 8,1 gam bột Al với 48 gam bột Fe2O3 rồi cho tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không
có không khí, kết thúc thí nghiệm lượng chất rắn thu được là
A. 61,5 gam.
B. 56,1 gam.
C. 65,1 gam.
D. 51,6 gam.
04. Hòa tan hoàn toàn 10,0 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại (đứng trước H trong dãy điện hóa) bằng dung
dịch HCl dư thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được lượng muối khan là
A. 1,71 gam.
B. 17,1 gam.
C. 13,55 gam.
D. 34,2 gam.
05. 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). Hàm lượng % CaCO3 trong X là
A. 6,25%.
B. 8,62%.
C. 50,2%.
D. 62,5%.
06. Cho 4,4 gam hỗn hợp hai kim loại nhóm IA ở hai chu kỳ liên tiếp tác dụng với dung dịch HCl dư thu
được 4,48 lít H2 (đktc) và dung dịch chứa m gam muối tan. Tên hai kim loại và khối lượng m là
A. 11 gam; Li và Na.
B. 18,6 gam; Li và Na.
C. 18,6 gam; Na và K.
D. 12,7 gam; Na và K.
07. Đốt cháy hoàn toàn 18 gam FeS2 và cho toàn bộ lượng SO2 vào 2 lít dung dịch Ba(OH)2 0,125M. Khối
lượng muối tạo thành là
A. 57,40 gam. B. 56,35 gam. C. 59,17 gam.
D.58,35 gam.
08. Hòa tan 33,75 gam một kim loại M trong dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 16,8 lít khí X (đktc) gồm hai
khí không màu hóa nâu trong không khí có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 17,8.
a) Kim loại đó là
A. Cu.
B. Zn.
C. Fe.
D. Al.
b) Nếu dùng dung dịch HNO3 2M và lấy dư 25% thì thể tích dung dịch cần lấy là
A. 3,15 lít.
B. 3,00 lít.
C. 3,35 lít.
D. 3,45 lít.
09. Hoà tan hoàn toàn 15,9 gam hỗn hợp gồm 3 kim loại Al, Mg và Cu bằng dung dịch HNO3 thu được 6,72
lít khí NO và dung dịch X. Đem cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan?
A. 77,1 gam.
B. 71,7 gam.
C. 17,7 gam.
D. 53,1 gam.
10. Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ).
Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là
A. 6,81 gam.
B. 4,81 gam.
C. 3,81 gam.
D. 5,81 gam.
Đáp án các bài tập vận dụng:
1. A
2. B
3. B
4. B
5. D
6. B
7. D
8. a-D, b-B
9. B
10. A
Phương pháp 2
7
BẢO TOÀN MOL NGUYÊN TỬ
Có rất nhiều phương pháp để giải toán hóa học khác nhau nhưng phương pháp bảo toàn nguyên tử và
phương pháp bảo toàn số mol electron cho phép chúng ta gộp nhiều phương trình phản ứng lại làm một, qui
gọn việc tính toán và nhẩm nhanh đáp số. Rất phù hợp với việc giải các dạng bài toán hóa học trắc nghiệm.
Cách thức gộp những phương trình làm một và cách lập phương trình theo phương pháp bảo toàn nguyên tử sẽ
được giới thiệu trong một số ví dụ sau đây.
Ví dụ 1: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2. Mặt khác hòa tan
hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc thu được thể tích khí SO2 (sản phẩm
khử duy nhất) ở điều kiện tiêu chuẩn là
A. 448 ml.
B. 224 ml.
C. 336 ml.
D. 112 ml.
Hướng dẫn giải
Thực chất phản ứng khử các oxit trên là
O H2O
H2
+
0,05
0,05 mol
Đặt số mol hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 lần lượt là x, y, z. Ta có:
nO = x + 4y + 3z = 0,05 mol
(1)
3,04 0,05 16
0,04 mol
56
n Fe
x + 3y + 2z = 0,04 mol
(2)
Nhân hai vế của (2) với 3 rồi trừ (1) ta có:
x + y = 0,02 mol.
Mặt khác:
2FeO + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
x
x/2
2Fe3O4 + 10H2SO4 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
y
tổng: n SO2
Vậy:
y/2
x y 0,2
0,01 mol
2
2
VSO2 224 ml. (Đáp án B)
Ví dụ 2: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO và H2 đi qua một ống đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit:
CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hoàn toàn. Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một
hỗn hợp khí và hơi nặng hơn khối lượng của hỗn hợp V là 0,32 gam. Tính V và m.
A. 0,224 lít và 14,48 gam.
B. 0,448 lít và 18,46 gam.
C. 0,112 lít và 12,28 gam.
D. 0,448 lít và 16,48 gam.
Hướng dẫn giải
Thực chất phản ứng khử các oxit trên là
8
CO + O CO2
H2 + O H2O.
Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hơn hỗn hợp khí ban đầu chính là khối lượng của nguyên tử Oxi
trong các oxit tham gia phản ứng. Do vậy:
mO = 0,32 gam.
nO
0,32
0,02 mol
16
n
n H2 0,02 mol .
CO
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
moxit = mchất rắn + 0,32
16,8 = m + 0,32
m = 16,48 gam.
Vhh (COH2 ) 0,02 22,4 0,448 lít. (Đáp án D)
Ví dụ 3: Thổi rất chậm 2,24 lít (đktc) một hỗn hợp khí gồm CO và H2 qua một ống sứ đựng hỗn hợp Al2O3,
CuO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng là 24 gam dư đang được đun nóng. Sau khi kết thúc phản ứng
khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là
A. 22,4 gam. B. 11,2 gam.
C. 20,8 gam.
D. 16,8 gam.
Hướng dẫn giải
n hh (CO H2 )
2,24
0,1 mol
22,4
Thực chất phản ứng khử các oxit là:
CO + O CO2
H2 + O H2O.
Vậy:
nO nCO n H2 0,1 mol .
mO = 1,6 gam.
Khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là: 24 1,6 = 22,4 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 4: Cho m gam một ancol (rượu) no, đơn chức X qua bình đựng CuO (dư), nung nóng. Sau khi phản
ứng hoàn toàn, khối lượng chất rắn trong bình giảm 0,32 gam. Hỗn hợp hơi thu được có tỉ khối đối
với hiđro là 15,5. Giá trị của m là
A. 0,92 gam. B. 0,32 gam.
C. 0,64 gam.
D. 0,46 gam.
Hướng dẫn giải
t
CnH2n+1CHO + Cu + H2O
CnH2n+1CH2OH + CuO
o
Khối lượng chất rắn trong bình giảm chính là số gam nguyên tử O trong CuO phản ứng. Do đó nhận
được:
9
mO = 0,32 gam n O
Hỗn hợp hơi gồm:
0,32
0,02 mol
16
Cn H 2n 1CHO : 0,02 mol
: 0,02 mol.
H 2O
Vậy hỗn hợp hơi có tổng số mol là 0,04 mol.
Có M = 31
mhh hơi = 31 0,04 = 1,24 gam.
mancol + 0,32 = mhh hơi
mancol = 1,24 0,32 = 0,92 gam. (Đáp án A)
Chú ý: Với rượu bậc (I) hoặc rượu bậc (II) đều thỏa mãn đầu bài.
Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu trong không khí thu được
5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl 2M. Tính thể tích dung
dịch HCl cần dùng.
A. 0,5 lít.
B. 0,7 lít.
C. 0,12 lít.
D. 1 lít.
Hướng dẫn giải
mO = moxit mkl = 5,96 4,04 = 1,92 gam.
nO
1,92
0,12 mol .
16
Hòa tan hết hỗn hợp ba oxit bằng dung dịch HCl tạo thành H2O như sau:
2H+ + O2 H2O
0,24 0,12 mol
VHCl
0,24
0,12 lít. (Đáp án C)
2
Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một axit cacbonxylic đơn chức cần vừa đủ V lít O 2 (ở đktc), thu được
0,3 mol CO2 và 0,2 mol H2O. Giá trị của V là
A. 8,96 lít.
B. 11,2 lít.
C. 6,72 lít.
D. 4,48 lít.
Hướng dẫn giải
Axit cacbonxylic đơn chức có 2 nguyên tử Oxi nên có thể đặt là RO2. Vậy:
nO (RO2 ) nO (CO2 ) nO (CO2 ) nO (H2O)
0,12 + nO (p.ư) = 0,32 + 0,21
nO (p.ư) = 0,6 mol
nO2 0,3 mol
VO2 6,72 lít. (Đáp án C)
10
Ví dụ 7: (Câu 46 - Mã đề 231 - TSCĐ Khối A 2007)
Cho 4,48 lít CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8 gam một oxit sắt đến khi phản ứng
xảy ra hoàn toàn. Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Công thức của oxit
sắt và phần trăm thể tích của khí CO2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng là
A. FeO; 75%.
B. Fe2O3; 75%.
C. Fe2O3; 65%.
D. Fe3O4; 65%.
Hướng dẫn giải
FexOy + yCO
xFe + yCO2
Khí thu được có M 40 gồm 2 khí CO2 và CO dư
n CO2
44
12
40
n CO
Mặt khác:
28
4
n CO2
n CO ( p. ) n CO2
75
0,2 0,15 mol nCO dư = 0,05 mol.
100
n CO
3
1
%VCO2 75% .
Thực chất phản ứng khử oxit sắt là do
CO + O (trong oxit sắt) CO2
nCO = nO = 0,15 mol mO = 0,1516 = 2,4 gam
mFe = 8 2,4 = 5,6 gam nFe = 0,1 mol.
Theo phương trình phản ứng ta có:
n Fe
x 0,1 2
n CO2 y 0,15 3
Fe2O3. (Đáp án B)
Ví dụ 8: Cho hỗn hợp A gồm Al, Zn, Mg. Đem oxi hoá hoàn toàn 28,6 gam A bằng oxi dư thu được 44,6
gam hỗn hợp oxit B. Hoà tan hết B trong dung dịch HCl thu được dung dịch D. Cô cạn dung dịch D
được hỗn hợp muối khan là
A. 99,6 gam.
B. 49,8 gam.
C. 74,7 gam.
D. 100,8 gam.
Hướng dẫn giải
Gọi M là kim loại đại diện cho ba kim loại trên với hoá trị là n.
M +
n
O2 M2On
2
(1)
M2On + 2nHCl 2MCln + nH2O
(2)
Theo phương trình (1) (2) n HCl 4.nO2 .
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng mO2 44,6 28,6 16 gam
11
n O2 0,5 mol nHCl = 40,5 = 2 mol
nCl 2 mol
mmuối = mhhkl + mCl = 28,6 + 235,5 = 99,6 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 9: Cho một luồng khí CO đi qua ống đựng 0,01 mol FeO và 0,03 mol Fe2O3 (hỗn hợp A) đốt nóng.
Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 4,784 gam chất rắn B gồm 4 chất. Hoà tan chất rắn B bằng
dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,6272 lít H2 (ở đktc). Tính số mol oxit sắt từ trong hỗn hợp B. Biết
rằng trong B số mol oxit sắt từ bằng 1/3 tổng số mol sắt (II) oxit và sắt (III) oxit.
A. 0,006.
B. 0,008.
C. 0,01.
D. 0,012.
Hướng dẫn giải
FeO : 0,01 mol
Hỗn hợp A
+ CO 4,784 gam B (Fe, Fe2O3, FeO, Fe3O4) tương ứng với số mol
Fe2O3 : 0,03 mol
là: a, b, c, d (mol).
Hoà tan B bằng dung dịch HCl dư thu được n H2 0,028 mol.
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
a = 0,028 mol.
Theo đầu bài: n Fe3O4
Tổng mB là:
(1)
1
n FeO n Fe2O3
3
d
1
b c
3
(56.a + 160.b + 72.c + 232.d) = 4,78 gam.
(2)
(3)
Số mol nguyên tử Fe trong hỗn hợp A bằng số mol nguyên tử Fe trong hỗn hợp B. Ta có:
nFe (A) = 0,01 + 0,032 = 0,07 mol
nFe (B) = a + 2b + c + 3d
a + 2b + c + 3d = 0,07
Từ (1, 2, 3, 4)
(4)
b = 0,006 mol
c = 0,012 mol
d = 0,006 mol. (Đáp án A)
Ví dụ 10: Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp CuO và FexOy bằng H2 dư ở nhiệt độ cao thu được 17,6 gam hỗn
hợp 2 kim loại. Khối lượng H2O tạo thành là
A. 1,8 gam.
B. 5,4 gam.
C. 7,2 gam.
D. 3,6 gam.
Hướng dẫn giải
mO (trong oxit) = moxit mkloại = 24 17,6 = 6,4 gam.
6,4
0,4 mol.
mO H2O 6,4 gam ; n H2O
16
mH2O 0,4 18 7,2 gam. (Đáp án C)
12
Ví dụ 11: Khử hết m gam Fe3O4 bằng CO thu được hỗn hợp A gồm FeO và Fe. A tan vừa đủ trong 0,3 lít
dung dịch H2SO4 1M cho ra 4,48 lít khí (đktc). Tính m?
A. 23,2 gam. B. 46,4 gam.
C. 11,2 gam.
D. 16,04 gam.
Hướng dẫn giải
Fe3O4
(FeO, Fe)
3Fe2+
n mol
n Fe trong FeSO4 nSO2 0,3 mol
4
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe:
n Fe Fe3O4 n Fe FeSO4
3n = 0,3
m Fe3O4 23,2 gam (Đáp án A)
n = 0,1
Ví dụ 12: Đun hai rượu đơn chức với H2SO4 đặc, 140oC được hỗn hợp ba ete. Lấy 0,72 gam một trong ba
ete đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,76 gam CO2 và 0,72 gam H2O. Hai rượu đó là
A. CH3OH và C2H5OH.
C. C2H5OH và C4H9OH.
B. C2H5OH và C3H7OH.
D. CH3OH và C3H5OH.
Hướng dẫn giải
Đặt công thức tổng quát của một trong ba ete là CxHyO, ta có:
mC
0,72
0,72
12 0,48 gam ; m H
2 0,08 gam
44
18
mO = 0,72 0,48 0,08 = 0,16 gam.
x : y :1
0,48 0,08 0,16
:
:
= 4 : 8 : 1.
12
1
16
Công thức phân tử của một trong ba ete là C4H8O.
Công thức cấu tạo là CH3OCH2CH=CH2.
Vậy hai ancol đó là CH3OH và CH2=CHCH2OH. (Đáp án D)
BÀI TẬP VẬN DỤNG GIẢI THEO PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN MOL NGUYÊN TỬ
01. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,4 mol FeO và 0,1mol Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu
được dung dịch A và khí B không màu, hóa nâu trong không khí. Dung dịch A cho tác dụng với dung
dịch NaOH dư thu được kết tủa. Lấy toàn bộ kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu
được chất rắn có khối lượng là
A. 23,0 gam.
B. 32,0 gam.
C. 16,0 gam.
D. 48,0 gam.
02. Cho khí CO đi qua ống sứ chứa 16 gam Fe2O3 đun nóng, sau phản ứng thu được hỗn hợp rắn X gồm Fe,
FeO, Fe3O4, Fe2O3. Hòa tan hoàn toàn X bằng H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch
Y, lượng muối khan thu được là
13
A. 20 gam.
B. 32 gam.
C. 40 gam.
D. 48 gam.
03. Khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 cần 2,24 lít CO (ở đktc). Khối lượng sắt thu
được là
A. 5,6 gam.
B. 6,72 gam.
C. 16,0 gam.
D. 11,2 gam.
04. Đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon X thu được 2,24 lít CO2 (đktc) và 2,7 gam H2O. Thể tích O2 đã tham gia
phản ứng cháy (đktc) là
A. 5,6 lít.
B. 2,8 lít.
C. 4,48 lít.
D. 3,92 lít.
05. Hoà tan hoàn toàn a gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe2O3 trong dung dịch HCl thu được 2,24 lít khí H2 ở
đktc và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa, nung trong không
khí đến khối lượng không đổi thu được 24 gam chất rắn. Giá trị của a là
A. 13,6 gam.
B. 17,6 gam.
C. 21,6 gam.
D. 29,6 gam.
06. Hỗn hợp X gồm Mg và Al2O3. Cho 3 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư giải phóng V lít khí (đktc).
Dung dịch thu được cho tác dụng với dung dịch NH3 dư, lọc và nung kết tủa được 4,12 gam bột oxit. V
có giá trị là:
A. 1,12 lít.
B. 1,344 lít.
C. 1,568 lít.
D. 2,016 lít.
07. Hỗn hợp A gồm Mg, Al, Fe, Zn. Cho 2 gam A tác dụng với dung dịch HCl dư giải phóng 0,1 gam khí.
Cho 2 gam A tác dụng với khí clo dư thu được 5,763 gam hỗn hợp muối. Phần trăm khối lượng của Fe
trong A là
A. 8,4%.
B. 16,8%.
C. 19,2%.
D. 22,4%.
08. (Câu 2 - Mã đề 231 - TSCĐ - Khối A 2007)
Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong
không khí Oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2 (đktc) và 9,9 gam H2O. Thể tích không
khí ở (đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là
A. 70,0 lít.
B. 78,4 lít.
C. 84,0 lít.
D. 56,0 lít.
09. Hoà tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp 2 kim loại X và Y bằng dung dịch HCl thu được dung dịch A và khí H2. Cô
cạn dung dịch A thu được 5,71 gam muối khan. Hãy tính thể tích khí H2 thu được ở đktc.
A. 0,56 lít.
B. 0,112 lít.
C. 0,224 lít
D. 0,448 lít
10. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp Y gồm C2H6, C3H4 và C4H8 thì thu được 12,98 gam CO2 và 5,76
gam H2O. Vậy m có giá trị là
A. 1,48 gam.
B. 8,14 gam.
C. 4,18 gam.
D. 16,04 gam.
Đáp án các bài tập vận dụng:
1. D
2. C
3. C
4. D
5. C
6. C
7. B
8. A
9. C
10. C
Phương pháp 3
BẢO TOÀN MOL ELECTRON
14
Trước hết cần nhấn mạnh đây không phải là phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa - khử, mặc dù
phương pháp thăng bằng electron dùng để cân bằng phản ứng oxi hóa - khử cũng dựa trên sự bảo toàn
electron.
Nguyên tắc của phương pháp như sau: khi có nhiều chất oxi hóa, chất khử trong một hỗn hợp phản ứng
(nhiều phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số electron của các chất khử cho phải bằng
tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận. Ta chỉ cần nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của
các chất oxi hóa hoặc chất khử, thậm chí không cần quan tâm đến việc cân bằng các phương trình phản ứng.
Phương pháp này đặc biệt lý thú đối với các bài toán cần phải biện luận nhiều trường hợp có thể xảy ra.
Sau đây là một số ví dụ điển hình.
Ví dụ 1: Oxi hóa hoàn toàn 0,728 gam bột Fe ta thu được 1,016 gam hỗn hợp hai oxit sắt (hỗn hợp A).
1. Hòa tan hỗn hợp A bằng dung dịch axit nitric loãng dư. Tính thể tích khí NO duy nhất bay ra (ở đktc).
B. 22,4 ml.
A. 2,24 ml.
C. 33,6 ml.
D. 44,8 ml.
2. Cũng hỗn hợp A trên trộn với 5,4 gam bột Al rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (hiệu suất 100%).
Hòa tan hỗn hợp thu được sau phản ứng bằng dung dịch HCl dư. Tính thể tích bay ra (ở đktc).
A. 6,608 lít.
B. 0,6608 lít.
C. 3,304 lít.
D. 33,04. lít
Hướng dẫn giải
1. Các phản ứng có thể có:
t
2Fe + O2
2FeO
(1)
t
2Fe + 1,5O2
Fe2O3
(2)
t
3Fe + 2O2
Fe3O4
(3)
o
o
o
Các phản ứng hòa tan có thể có:
3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
(4)
Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O
(5)
3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
(6)
Ta nhận thấy tất cả Fe từ Fe0 bị oxi hóa thành Fe+3, còn N+5 bị khử thành N+2, O20 bị khử thành 2O2 nên
phương trình bảo toàn electron là:
3n 0,009 4
0,728
3 0,039 mol.
56
trong đó, n là số mol NO thoát ra. Ta dễ dàng rút ra
n = 0,001 mol;
VNO = 0,00122,4 = 0,0224 lít = 22,4 ml. (Đáp án B)
2. Các phản ứng có thể có:
t
3Fe + Al2O3
2Al + 3FeO
(7)
t
2Fe + Al2O3
2Al + Fe2O3
(8)
t
9Fe + 4Al2O3
8Al + 3Fe3O4
(9)
o
o
o
15
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
(10)
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
(11)
0
Xét các phản ứng (1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11) ta thấy Fe cuối cùng thành Fe+2, Al0 thành Al+3, O20 thành
2O2 và 2H+ thành H2 nên ta có phương trình bảo toàn electron như sau:
0,013 2
5,4 3
0,009 4 n 2
27
Fe0 Fe+2
Al0 Al+3
O20 2O2
n = 0,295 mol
VH2 0,295 22,4 6,608 lít. (Đáp án A)
2H+ H2
Nhận xét: Trong bài toán trên các bạn không cần phải băn khoăn là tạo thành hai oxit sắt (hỗn hợp A)
gồm những oxit nào và cũng không cần phải cân bằng 11 phương trình như trên mà chỉ cần quan tâm tới
trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất oxi hóa và chất khử rồi áp dụng luật bảo toàn electron để tính
lược bớt được các giai đoạn trung gian ta sẽ tính nhẩm nhanh được bài toán.
Ví dụ 2: Trộn 0,81 gam bột nhôm với bột Fe2O3 và CuO rồi đốt nóng để tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu
được hỗn hợp A. Hoà tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO3 đun nóng thu được V lít khí NO (sản
phẩm khử duy nhất) ở đktc. Giá trị của V là
A. 0,224 lít.
B. 0,672 lít.
C. 2,24 lít.
D. 6,72 lít.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt theo sơ đồ:
Fe2O3 to
hßa tan ho¯n to¯n
0,81 gam Al
hçn hîp A
VNO ?
dung dÞch HNO3
CuO
Thực chất trong bài toán này chỉ có quá trình cho và nhận electron của nguyên tử Al và N.
Al Al+3 + 3e
0,81
27
N+5 + 3e
và
0,09 mol
N+2
0,09 mol 0,03 mol
VNO = 0,0322,4 = 0,672 lít. (Đáp án D)
Nhận xét: Phản ứng nhiệt nhôm chưa biết là hoàn toàn hay không hoàn toàn do đó hỗn hợp A không
xác định được chính xác gồm những chất nào nên việc viết phương trình hóa học và cân bằng phương trình
phức tạp. Khi hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A trong axit HNO3 thì Al0 tạo thành Al+3, nguyên tử Fe và Cu được
bảo toàn hóa trị.
Có bạn sẽ thắc mắc lượng khí NO còn được tạo bởi kim loại Fe và Cu trong hỗn hợp A. Thực chất
lượng Al phản ứng đã bù lại lượng Fe và Cu tạo thành.
Ví dụ 3: Cho 8,3 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe (nAl = nFe) vào 100 ml dung dịch Y gồm Cu(NO3)2 và AgNO3.
Sau khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn A gồm 3 kim loại. Hòa tan hoàn toàn chất rắn A vào
16
dung dịch HCl dư thấy có 1,12 lít khí thoát ra (đktc) và còn lại 28 gam chất rắn không tan B. Nồng
độ CM của Cu(NO3)2 và của AgNO3 lần lượt là
A. 2M và 1M.
B. 1M và 2M.
C. 0,2M và 0,1M.
D. kết quả khác.
Tóm tắt sơ đồ:
Al
+ 100 ml dung dịch Y
8,3 gam hçn hîp X
Fe
(n Al = n Fe )
: x mol
AgNO3
Cu(NO3 )2 :y mol
1,12 lÝt H 2
HCl d
ChÊt r¾n A
(3 kim lo¹i)
2,8 gam chÊt r¾n kh«ng tan B
Hướng dẫn giải
Ta có:
nAl = nFe =
8,3
0,1 mol.
83
Đặt n AgNO3 x mol và n Cu( NO3 )2 y mol
X + Y Chất rắn A gồm 3 kim loại.
Al hết, Fe chưa phản ứng hoặc còn dư. Hỗn hợp hai muối hết.
Quá trình oxi hóa:
Al Al3+ + 3e
Fe Fe2+ + 2e
0,1
0,1
0,3
0,2
Tổng số mol e nhường bằng 0,5 mol.
Quá trình khử:
Ag+ + 1e Ag
Cu2+ + 2e Cu
x
y
x
x
2y
2H+ + 2e H2
y
0,1
Tổng số e mol nhận bằng (x + 2y + 0,1).
Theo định luật bảo toàn electron, ta có phương trình:
x + 2y + 0,1 = 0,5 hay x + 2y = 0,4
(1)
Mặt khác, chất rắn B không tan là: Ag: x mol ; Cu: y mol.
108x + 64y = 28
(2)
Giải hệ (1), (2) ta được:
x = 0,2 mol ; y = 0,1 mol.
C M AgNO3
0,2
0,1
= 2M; C M Cu( NO3 )2
= 1M. (Đáp án B)
0,1
0,1
17
0,05
Ví dụ 4: Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO3 và H2SO4 đặc
thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần
lượt là
A. 63% và 37%.
B. 36% và 64%.
C. 50% và 50%.
D. 46% và 54%.
Hướng dẫn giải
Đặt nMg = x mol ; nAl = y mol. Ta có:
24x + 27y = 15. (1)
Quá trình oxi hóa:
Mg Mg2+ + 2e
Al Al3+ + 3e
x
y
2x
3y
Tổng số mol e nhường bằng (2x + 3y).
Quá trình khử:
2N+5 + 2 4e 2N+1
N+5 + 3e N+2
0,3
0,1
N + 1e N
+5
0,1
0,8
0,2
S + 2e S
+4
+6
0,1
+4
0,2
0,1
Tổng số mol e nhận bằng 1,4 mol.
Theo định luật bảo toàn electron:
2x + 3y = 1,4 (2)
Giải hệ (1), (2) ta được: x = 0,4 mol ; y = 0,2 mol.
%Al
27 0,2
100% 36%.
15
%Mg = 100% 36% = 64%. (Đáp án B)
Ví dụ 5: Trộn 60 gam bột Fe với 30 gam bột lưu huỳnh rồi đun nóng (không có không khí) thu được chất rắn
A. Hoà tan A bằng dung dịch axit HCl dư được dung dịch B và khí C. Đốt cháy C cần V lít O 2
(đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. V có giá trị là
A. 11,2 lít.
B. 21 lít.
C. 33 lít.
D. 49 lít.
Hướng dẫn giải
Vì n Fe n S
30
nên Fe dư và S hết.
32
Khí C là hỗn hợp H2S và H2. Đốt C thu được SO2 và H2O. Kết quả cuối cùng của quá trình phản ứng là
Fe và S nhường e, còn O2 thu e.
Nhường e:
Fe
Fe2+ + 2e
18
60
mol
56
2
S+4 +
S
60
mol
56
4e
30
mol
32
4
30
mol
32
Thu e: Gọi số mol O2 là x mol.
O2
+ 4e 2O-2
x mol 4x
Ta có: 4x
60
30
2 4 giải ra x = 1,4732 mol.
56
32
VO2 22,4 1,4732 33 lít. (Đáp án C)
Ví dụ 6: Hỗn hợp A gồm 2 kim loại R1, R2 có hoá trị x, y không đổi (R1, R2 không tác dụng với nước và
đứng trước Cu trong dãy hoạt động hóa học của kim loại). Cho hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với
dung dịch HNO3 dư thu được 1,12 lít khí NO duy nhất ở đktc.
Nếu cho lượng hỗn hợp A trên phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thì thu được bao nhiêu lít
N2. Các thể tích khí đo ở đktc.
A. 0,224 lít.
B. 0,336 lít. C. 0,448 lít.
D. 0,672 lít.
Hướng dẫn giải
Trong bài toán này có 2 thí nghiệm:
5
2
TN1: R1 và R2 nhường e cho Cu2+ để chuyển thành Cu sau đó Cu lại nhường e cho N để thành N (NO).
Số mol e do R1 và R2 nhường ra là
5
2
N + 3e
N
0,15
1,12
0,05
22,4
5
TN2: R1 và R2 trực tiếp nhường e cho N để tạo ra N2. Gọi x là số mol N2, thì số mol e thu vào là
5
2 N + 10e N 02
10x x mol
Ta có:
10x = 0,15 x = 0,015
VN2 = 22,4.0,015 = 0,336 lít. (Đáp án B)
Ví dụ 7: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí
gồm 0,01 mol NO và 0,04 mol NO2. Tính khối lượng muối tạo ra trong dung dịch.
A. 10,08 gam. B. 6,59 gam.
C. 5,69 gam. D. 5,96 gam.
Hướng dẫn giải
Cách 1: Đặt x, y, z lần lượt là số mol Cu, Mg, Al.
19
Nhường e:
2
Ta có:
3
Mg = Mg + 2e
x x 2x
y y 2y
5
Thu e:
2
Cu = Cu + 2e
2
5
Al = Al + 3e
z z 3z
4
N + 3e = N (NO)
N + 1e = N (NO2)
0,03 0,01
0,04 0,04
2x + 2y + 3z = 0,03 + 0,04 = 0,07
và 0,07 cũng chính là số mol NO3
Khối lượng muối nitrat là:
1,35 + 620,07 = 5,69 gam. (Đáp án C)
Cách 2:
Nhận định mới: Khi cho kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3 tạo hỗn hợp
2 khí NO và NO2 thì
n HNO3 2n NO2 4n NO
n HNO3 2 0,04 4 0,01 0,12 mol
n H2 O 0,06 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
m KL m HNO3 m muèi mNO mNO2 m H2O
1,35 + 0,1263 = mmuối + 0,0130 + 0,0446 + 0,0618
mmuối = 5,69 gam.
Ví dụ 8: (Câu 19 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH - 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 lít.
B. 4,48 lít.
C. 5,60 lít.
D. 3,36 lít.
Hướng dẫn giải
Đặt nFe = nCu = a mol 56a + 64a = 12 a = 0,1 mol.
Cho e:
Fe Fe3+ + 3e
0,1
Nhận e:
0,3
N+5 + 3e N+2
3x x
Cu Cu2+ + 2e
0,1
0,2
N+5 + 1e N+4
y
y
Tổng ne cho bằng tổng ne nhận.
Mặt khác:
3x + y = 0,5
30x + 46y = 192(x + y).
x = 0,125 ; y = 0,125.
Vhh khí (đktc) = 0,125222,4 = 5,6 lít. (Đáp án C)
20
Ví dụ 9: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong
dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
A. 2,52 gam. B. 2,22 gam.
C. 2,62 gam.
D. 2,32 gam.
Hướng dẫn giải
HNO3 d
m gam Fe + O2 3 gam hỗn hợp chất rắn X
0,56 lít NO.
Thực chất các quá trình oxi hóa - khử trên là:
Cho e:
Fe Fe3+ + 3e
m
56
Nhận e:
O2
3m
mol e
56
+
4e
2O2
N+5 + 3e
4(3 m)
3 m
mol e
32
32
N+2
0,075 mol 0,025 mol
4(3 m)
3m
=
+ 0,075
32
56
m = 2,52 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 10: Hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B đứng trước H trong dãy điện hóa và có hóa trị không đổi
trong các hợp chất. Chia m gam X thành hai phần bằng nhau:
- Phần 1: Hòa tan hoàn toàn trong dung dịch chứa axit HCl và H2SO4 loãng tạo ra 3,36 lít khí H2.
- Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy
nhất).
Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị của V là
A. 2,24 lít.
B. 3,36 lít.
C. 4,48 lít.
D. 6,72 lít.
Hướng dẫn giải
Đặt hai kim loại A, B là M.
- Phần 1: M + nH+ Mn+ +
n
H2
2
(1)
- Phần 2: 3M + 4nH+ + nNO3 3Mn+ + nNO + 2nH2O
(2)
+
Theo (1): Số mol e của M cho bằng số mol e của 2H nhận;
Theo (2): Số mol e của M cho bằng số mol e của N+5 nhận.
Vậy số mol e nhận của 2H+ bằng số mol e nhận của N+5.
2H+ + 2e H2
và
N+5 + 3e
0,3 0,15 mol
0,3
N+2
0,1 mol
VNO = 0,122,4 = 2,24 lít. (Đáp án A)
Ví dụ 11: Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3 lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO2 và NO có VX =
8,96 lít (đktc) và tỉ khối đối với O2 bằng 1,3125. Xác định %NO và %NO2 theo thể tích trong hỗn
hợp X và khối lượng m của Fe đã dùng?
21
A. 25% và 75%; 1,12 gam.
B. 25% và 75%; 11,2 gam.
C. 35% và 65%; 11,2 gam.
D. 45% và 55%; 1,12 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có:
nX = 0,4 mol; MX = 42.
Sơ đồ đường chéo:
42 30 12
NO2 : 46
42
46 42 4
NO : 30
n NO2 : n NO 12 : 4 3
n NO2 n NO 0,4 mol
n NO 0,1 mol
n NO2 0,3 mol
và Fe 3e Fe3+
3x
%VNO 25%
%VNO2 75%
N+5 + 3e N+2
x
N+5 + 1e N+4
0,3 0,1
0,3 0,3
Theo định luật bảo toàn electron:
3x = 0,6 mol x = 0,2 mol
mFe = 0,256 = 11,2 gam. (Đáp áp B).
Ví dụ 12: Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu vào 2 lít dung dịch HNO3 phản ứng vừa đủ thu được 1,792 lít khí X
(đktc) gồm N2 và NO2 có tỉ khối hơi so với He bằng 9,25. Nồng độ mol/lít HNO3 trong dung dịch
đầu là
A. 0,28M.
B. 1,4M.
C. 1,7M.
D. 1,2M.
Hướng dẫn giải
Ta có:
M X 9,25 4 37
M
N2
M NO2
2
là trung bình cộng khối lượng phân tử của hai khí N2 và NO2 nên:
n N 2 n NO2
nX
0,04 mol
2
NO3 + 10e N2
và
0,08 0,4 0,04 mol
NO3 + 1e NO2
0,04 0,04 0,04 mol
M Mn+ + n.e
0,04 mol
n HNO3 (bÞ khö) 0,12 mol.
Nhận định mới: Kim loại nhường bao nhiêu electron thì cũng nhận bấy nhiêu gốc NO3 để tạo muối.
n HNO3 ( t¹o muèi ) n.e ( nhêng ) n.e ( nhËn ) 0,04 0,4 0,44 mol.
22
Do đó:
n HNO3 ( ph°n øng) 0,44 0,12 0,56 mol
HNO3
0,56
0,28M. (Đáp án A)
2
Ví dụ 13: Khi cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, thấy có 49 gam H2SO4 tham gia
phản ứng, tạo muối MgSO4, H2O và sản phẩm khử X. X là
A. SO2
C. H2S
B. S
D. SO2, H2S
Hướng dẫn giải
Dung dịch H2SO4 đạm đặc vừa là chất oxi hóa vừa là môi trường.
Gọi a là số oxi hóa của S trong X.
Mg Mg2+ + 2e
0,4 mol
S+6 + (6-a)e S a
0,8 mol
Tổng số mol H2SO4 đã dùng là :
0,1 mol
0,1(6-a) mol
49
0,5 (mol)
98
Số mol H2SO4 đã dùng để tạo muối bằng số mol Mg = 9,6 : 24 = 0,4 mol.
Số mol H2SO4 đã dùng để oxi hóa Mg là:
0,5 0,4 = 0,1 mol.
Ta có: 0,1(6 a) = 0,8 x = 2. Vậy X là H2S. (Đáp án C)
Ví dụ 14: Để a gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng là
75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm
đặc, nóng thu được 6,72 lít khí SO2 (đktc). Khối lượng a gam là:
A. 56 gam. B. 11,2 gam.
C. 22,4 gam.
D. 25,3 gam.
Hướng dẫn giải
Số mol Fe ban đầu trong a gam: n Fe
Số mol O2 tham gia phản ứng: n O2
Quá trình oxi hóa:
Số mol e nhường: n e
Quá trình khử:
a
mol.
56
75,2 a
mol.
32
Fe Fe3 3e
a
3a
mol
mol
56
56
(1)
3a
mol
56
O2 + 4e 2O2
(2)
SO42 + 4H+ + 2e SO2 + 2H2O
(3)
Từ (2), (3) n echo 4nO2 2nSO2
23
4
75,2 a
3a
2 0,3
32
56
a = 56 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 15: Cho 1,35 gam hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư được 1,12 lít NO và NO2 (đktc)
có khối lượng mol trung bình là 42,8. Tổng khối lượng muối nitrat sinh ra là:
A. 9,65 gam
B. 7,28 gam
C. 4,24 gam
D. 5,69 gam
Hướng dẫn giải
Dựa vào sơ đồ đường chéo tính được số mol NO và NO2 lần lượt là 0,01 và 0,04 mol. Ta có các bán
phản ứng:
NO3 + 4H+ + 3e NO + 2H2O
NO3 + 2H+ + 1e NO2 + H2O
Như vậy, tổng electron nhận là 0,07 mol.
Gọi x, y, z lần lượt là số mol Cu, Mg, Al có trong 1,35 gam hỗn hợp kim loại. Ta có các bán phản ứng:
Cu Cu2+ + 2e
Mg Mg2+ + 2e
Al Al3+ + 3e
2x + 2y + 3z = 0,07.
Khối lượng muối nitrat sinh ra là:
m = mCu( NO3 )2 + m Mg( NO3 )2 + mAl( NO3 )3
= 1,35 + 62(2x + 2y + 3z)
= 1,35 + 62 0,07 = 5,69 gam.
BÀI TẬP VẬN DỤNG GIAI THEO PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀM MOL ELECTRON
01. Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch HNO3 rất loãng thì thu được hỗn hợp gồm 0,015 mol khí
N2O và 0,01mol khí NO (phản ứng không tạo NH4NO3). Giá trị của m là
A. 13,5 gam.
B. 1,35 gam.
C. 0,81 gam.
D. 8,1 gam.
02. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 đốt nóng. Sau khi kết
thúc thí nghiệm thu được chất rắn B gồm 4 chất nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ hấp thụ vào dung
dịch Ca(OH)2 dư, thì thu được 4,6 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng FeO trong hỗn hợp A là
A. 68,03%.
B. 13,03%.
C. 31,03%.
D. 68,97%.
03. Một hỗn hợp gồm hai bột kim loại Mg và Al được chia thành hai phần bằng nhau:
- Phần 1: cho tác dụng với HCl dư thu được 3,36 lít H2.
- Phần 2: hoà tan hết trong HNO3 loãng dư thu được V lít một khí không màu, hoá nâu trong không khí
(các thể tích khí đều đo ở đktc). Giá trị của V là
A. 2,24 lít.
B. 3,36 lít.
C. 4,48 lít.
D. 5,6 lít.
04. Dung dịch X gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 có cùng nồng độ. Lấy một lượng hỗn hợp gồm 0,03 mol Al; 0,05
mol Fe cho vào 100 ml dung dịch X cho tới khí phản ứng kết thúc thu được chất rắn Y chứa 3 kim loại.Cho
Y vào HCl dư giải phóng 0,07 gam khí. Nồng độ của hai muối là
A. 0,3M.
B. 0,4M.
C. 0,42M.
24
D. 0,45M.
05. Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư được 896 ml hỗn hợp gồm NO và NO2 có M 42 .
Tính tổng khối lượng muối nitrat sinh ra (khí ở đktc).
A. 9,41 gam. B. 10,08 gam.
C. 5,07 gam.
D. 8,15 gam.
06. Hòa tan hết 4,43 gam hỗn hợp Al và Mg trong HNO3 loãng thu được dung dịch A và 1,568 lít (đktc) hỗn
hợp hai khí (đều không màu) có khối lượng 2,59 gam trong đó có một khí bị hóa thành màu nâu trong
không khí. Tính số mol HNO3 đã phản ứng.
A. 0,51 mol.
B. A. 0,45 mol. C. 0,55 mol. D. 0,49 mol.
07. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm ba kim loại bằng dung dịch HNO3 thu được 1,12 lít hỗn hợp khí D
(đktc) gồm NO2 và NO. Tỉ khối hơi của D so với hiđro bằng 18,2. Tính thể tích tối thiểu dung dịch HNO3
37,8% (d = 1,242g/ml) cần dùng.
A. 20,18 ml.
B. 11,12 ml.
C. 21,47 ml.
D. 36,7 ml.
08. Hòa tan 6,25 gam hỗn hợp Zn và Al vào 275 ml dung dịch HNO3 thu được dung dịch A, chất rắn B gồm
các kim loại chưa tan hết cân nặng 2,516 gam và 1,12 lít hỗn hợp khí D (ở đktc) gồm NO và NO2. Tỉ khối
của hỗn hợp D so với H2 là 16,75. Tính nồng độ mol/l của HNO3 và tính khối lượng muối khan thu được
khi cô cạn dung dịch sau phản ứng.
A. 0,65M và 11,794 gam.
B. 0,65M và 12,35 gam.
C. 0,75M và 11,794 gam.
D. 0,55M và 12.35 gam.
09. Đốt cháy 5,6 gam bột Fe trong bình đựng O2 thu được 7,36 gam hỗn hợp A gồm Fe2O3, Fe3O4 và Fe.
Hòa tan hoàn toàn lượng hỗn hợp A bằng dung dịch HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí B gồm NO và
NO2. Tỉ khối của B so với H2 bằng 19. Thể tích V ở đktc là
A. 672 ml.
B. 336 ml.
C. 448 ml.
D. 896 ml.
10. Cho a gam hỗn hợp A gồm oxit FeO, CuO, Fe2O3 có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ
là 250 ml dung dịch HNO3 khi đun nóng nhẹ, thu được dung dịch B và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp khí C gồm
NO2 và NO có tỉ khối so với hiđro là 20,143. Tính a.
A. 74,88 gam. B. 52,35 gam. C. 61,79 gam.
D. 72,35 gam.
Đáp án các bài tập vận dụng
1. B
2. B
3. A
4. B
5. C
6. D
7. C
8. A
9. D
10. A
Phương pháp 4
SỬ DỤNG PHƯƠNG TRÌNH ION - ELETRON
Để làm tốt các bài toán bằng phương pháp ion điều đầu tiên các bạn phải nắm chắc phương trình phản
ứng dưới dạng các phân tử từ đó suy ra các phương trình ion, đôi khi có một số bài tập không thể giải theo
các phương trình phân tử được mà phải giải dựa theo phương trình ion. Việc giải bài toán hóa học bằng
phương pháp ion giúp chúng ta hiểu kỹ hơn về bản chất của các phương trình hóa học. Từ một phương trình
ion có thể đúng với rất nhiều phương trình phân tử. Ví dụ phản ứng giữa hỗn hợp dung dịch axit với dung
dịch bazơ đều có chung một phương trình ion là
H+ + OH H2O
hoặc phản ứng của Cu kim loại với hỗn hợp dung dịch NaNO3 và dung dịch H2SO4 là
25
3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O...
Sau đây là một số ví dụ:
Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hòa tan hết vào dung dịch
Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào
dung dịch Z cho tới khi ngừng thoát khí NO. Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí
thoát ra ở đktc thuộc phương án nào?
A. 25 ml; 1,12 lít.
B. 0,5 lít; 22,4 lít.
C. 50 ml; 2,24 lít.
D. 50 ml; 1,12 lít.
Hướng dẫn giải
Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4.
Hỗn hợp X gồm: (Fe3O4 0,2 mol; Fe 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y
Fe3O4 + 8H+ Fe2+
0,2
+
Fe + 2H
0,2
Fe
2+
0,1
+ 2Fe3+ + 4H2O
0,4 mol
+ H2
0,1 mol
2+
Dung dịch Z: (Fe : 0,3 mol; Fe3+: 0,4 mol) + Cu(NO3)2:
3Fe2+ + NO3 + 4H+ 3Fe3+ + NO + 2H2O
0,3
0,1
0,1 mol
VNO = 0,122,4 = 2,24 lít.
n Cu( NO3 )2
1
n 0,05 mol
2 NO3
Vdd Cu( NO3 )2
0,05
0,05 lít (hay 50 ml). (Đáp án C)
1
Ví dụ 2: Hòa tan 0,1 mol Cu kim loại trong 120 ml dung dịch X gồm HNO3 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi
phản ứng kết thúc thu được V lít khí NO duy nhất (đktc).
Giá trị của V là
A. 1,344 lít. B. 1,49 lít.
C. 0,672 lít.
D. 1,12 lít.
Hướng dẫn giải
n HNO3 0,12 mol ;
Tổng: n H 0,24 mol
n H2SO4 0,06 mol
và
n NO 0,12 mol.
3
Phương trình ion:
8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
3Cu
+
Ban đầu:
0,1
0,24 0,12 mol
Phản ứng:
0,09
0,24 0,06
Sau phản ứng: 0,01 (dư)
(hết)
0,06 mol
0,06 (dư)
26
VNO = 0,0622,4 = 1,344 lít. (Đáp án A)
Ví dụ 3: Dung dịch X chứa dung dịch NaOH 0,2M và dung dịch Ca(OH)2 0,1M. Sục 7,84 lít khí CO2 (đktc)
vào 1 lít dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là
A. 15 gam.
B. 5 gam.
C. 10 gam.
D. 0 gam.
Hướng dẫn giải
nCO2 = 0,35 mol ; nNaOH = 0,2 mol; n Ca(OH)2 = 0,1 mol.
Tổng: n OH = 0,2 + 0,12 = 0,4 mol và nCa2 = 0,1 mol.
Phương trình ion rút gọn:
CO2 + 2OH CO32 + H2O
0,35
0,4
0,2
0,4
0,2 mol
n CO2 ( d ) = 0,35 0,2 = 0,15 mol
tiếp tục xẩy ra phản ứng:
CO32 + CO2 + H2O 2HCO3
Ban đầu:
0,2
Phản ứng:
0,15 0,15 mol
0,15 mol
n CO2 còn lại bằng 0,15 mol
3
n CaCO3 = 0,05 mol
mCaCO3 = 0,05100 = 5 gam. (Đáp án B)
Ví dụ 4: Hòa tan hết hỗn hợp gồm một kim loại kiềm và một kim loại kiềm thổ trong nước được dung dịch A
và có 1,12 lít H2 bay ra (ở đktc). Cho dung dịch chứa 0,03 mol AlCl3 vào dung dịch A. khối lượng kết
tủa thu được là
A. 0,78 gam.
B. 1,56 gam. C. 0,81 gam.
D. 2,34 gam.
Hướng dẫn giải
Phản ứng của kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ với H2O:
M + nH2O M(OH)n +
Từ phương trình ta có:
nOH 2n H2 = 0,1mol.
Dung dịch A tác dụng với 0,03 mol dung dịch AlCl3:
Al3+ + 3OH Al(OH)3
Ban đầu:
0,03
Phản ứng:
0,03 0,09
0,1 mol
0,03 mol
27
n
H2
2
n OH ( d ) = 0,01mol
tiếp tục hòa tan kết tủa theo phương trình:
Al(OH)3 + OH AlO2 + 2H2O
0,01 0,01 mol
Vậy:
m Al(OH)3 = 780,02 = 1,56 gam. (Đáp án B)
Ví dụ 5: Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,15 mol HCl có khả năng hòa tan tối đa bao nhiêu gam Cu
kim loại? (Biết NO là sản phẩm khử duy nhất)
A. 2,88 gam.
B. 3,92 gam.
C. 3,2 gam.
D. 5,12 gam.
Hướng dẫn giải
Phương trình ion:
Cu + 2Fe3+ 2Fe2+ + Cu2+
0,005 0,01 mol
3Cu
+
Ban đầu:
Phản ứng:
8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
0,15
0,045
0,03 mol
H+ dư
0,12 0,03 mol
mCu tối đa = (0,045 + 0,005) 64 = 3,2 gam. (Đáp án C)
Ví dụ 6: Cho hỗn hợp gồm NaCl và NaBr tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được kết tủa có khối lượng
đúng bằng khối lượng AgNO3 đã phản ứng. Tính phần trăm khối lượng NaCl trong hỗn hợp đầu.
B. 27,84%.
A. 23,3%
C. 43,23%.
D. 31,3%.
Hướng dẫn giải
Phương trình ion:
Ag+ + Cl AgCl
Ag+ + Br AgBr
Đặt:
nNaCl = x mol ; nNaBr = y mol
mAgCl + mAgBr = m AgNO3( p. )
mCl m Br m NO
3
35,5x + 80y = 62(x + y)
x : y = 36 : 53
Chọn x = 36, y = 53
%m NaCl
58,5 36 100
= 27,84%. (Đáp án B)
58,5 36 103 53
Ví dụ 7: Trộn 100 ml dung dịch A (gồm KHCO3 1M và K2CO3 1M) vào 100 ml dung dịch B (gồm NaHCO3
1M và Na2CO3 1M) thu được dung dịch C.
28
Nhỏ từ từ 100 ml dung dịch D (gồm H2SO4 1M và HCl 1M) vào dung dịch C thu được V lít CO2
(đktc) và dung dịch E. Cho dung dịch Ba(OH)2 tới dư vào dung dịch E thì thu được m gam kết tủa.
Giá trị của m và V lần lượt là
A. 82,4 gam và 2,24 lít.
B. 4,3 gam và 1,12 lít.
C. 43 gam và 2,24 lít.
D. 3,4 gam và 5,6 lít.
Hướng dẫn giải
Dung dịch C chứa:
HCO3 : 0,2 mol ; CO32 : 0,2 mol.
Dung dịch D có tổng:
n H = 0,3 mol.
Nhỏ từ từ dung dịch C và dung dịch D:
CO32 + H+ HCO3
0,2 0,2
0,2 mol
HCO3 + H+ H2O + CO2
Ban đầu:
0,4
Phản ứng:
Dư:
0,1 mol
0,1 0,1
0,3 mol
0,1 mol
Tiếp tục cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch E:
Ba2+
+ HCO3 + OH BaCO3 + H2O
0,3
2+
Ba
+ SO4
2
0,1
0,3 mol
BaSO4
0,1 mol
VCO2 = 0,122,4 = 2,24 lít.
Tổng khối lượng kết tủa:
m = 0,3197 + 0,1233 = 82,4 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 8: Hòa tan hoàn toàn 7,74 gam một hỗn hợp gồm Mg, Al bằng 500 ml dung dịch gồm H2SO4 0,28M
và HCl 1M thu được 8,736 lít H2 (đktc) và dung dịch X.
Thêm V lít dung dịch chứa đồng thời NaOH 1M và Ba(OH)2 0,5M vào dung dịch X thu được
lượng kết tủa lớn nhất.
a) Số gam muối thu được trong dung dịch X là
A. 38,93 gam.
B. 38,95 gam.
C. 38,97 gam.
D. 38,91 gam.
b) Thể tích V là
A. 0,39 lít.
B. 0,4 lít.
C. 0,41 lít.
D. 0,42 lít.
c) Lượng kết tủa là
A. 54,02 gam.
B. 53,98 gam.
29
C. 53,62 gam.D. 53,94 gam.
Hướng dẫn giải
a) Xác định khối lượng muối thu được trong dung dịch X:
n H2SO4 = 0,280,5 = 0,14 mol
nSO2 = 0,14 mol và
n H = 0,28 mol.
4
nHCl = 0,5 mol
Vậy tổng
n H = 0,5 mol
và
n Cl = 0,5 mol.
n H = 0,28 + 0,5 = 0,78 mol.
Mà n H2 = 0,39 mol. Theo phương trình ion rút gọn:
Mg0 + 2H+ Mg2+ + H2
(1)
3
H2
2
(2)
Al + 3H+ Al3+ +
Ta thấy
n H (p-) 2n H2
H+ hết.
mhh muối = mhh k.loại + mSO2 mCl
4
= 7,74 + 0,1496 + 0,535,5 = 38,93gam. (Đáp án A)
b) Xác định thể tích V:
n NaOH
n Ba(OH)2
1V mol
0,5V mol
Tổng n OH = 2V mol và n Ba2 = 0,5V mol.
Phương trình tạo kết tủa:
Ba2+
+
0,5V mol
2+
Mg
Al
3+
+
+
SO42
BaSO4
(3)
0,14 mol
2OH
Mg(OH)2
(4)
Al(OH)3
(5)
3OH
Để kết tủa đạt lớn nhất thì số mol OH đủ để kết tủa hết các ion Mg2+ và Al3+. Theo các phương trình phản
ứng (1), (2), (4), (5) ta có:
n H = n OH = 0,78 mol
2V = 0,78
V = 0,39 lít. (Đáp án A)
c) Xác định lượng kết tủa:
n Ba2 = 0,5V = 0,50,39 = 0,195 mol > 0,14 mol Ba2+ dư.
Vậy
m BaSO4 = 0,14233 = 32,62 gam.
mkết tủa = m BaSO4 + m 2 k.loại + mOH
30
= 32,62 + 7,74 + 0,78 17 = 53,62 gam. (Đáp án C)
Ví dụ 9: (Câu 40 - Mã 182 - TS Đại Học - Khối A 2007)
Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và axit H 2SO4
0,5M, thu được 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tích dung dịch không đổi). Dung dịch Y
có pH là
A. 1.
B. 6.
C. 7.
D. 2.
Hướng dẫn giải
nHCl = 0,25 mol ; n H2SO4 = 0,125.
Tổng: n H = 0,5 mol ;
n H2 ( t¹o th¯nh ) = 0,2375 mol.
Biết rằng: cứ 2 mol ion H+ 1 mol H2
vậy 0,475 mol H+ 0,2375 mol H2
n H ( d ) = 0,5 0,475 = 0,025 mol
0,025
H
= 0,1 = 101M pH = 1. (Đáp án A)
0,25
Ví dụ 10: (Câu 40 - Mã đề 285 - Khối B - TSĐH 2007)
Thực hiện hai thí nghiệm:
1) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO.
2) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5 M thoát ra V2 lít
NO.
Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện. Quan hệ giữa V1 và V2 là
A. V2 = V1.
B. V2 = 2V1. C. V2 = 2,5V1. D. V2 = 1,5V1.
Hướng dẫn giải
TN1:
3,84
0,06 mol
n Cu
64
n HNO 0,08 mol
3
n H 0,08 mol
n NO3 0,08 mol
3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Ban đầu:
0,06
Phản ứng:
0,03 0,08 0,02
0,08
0,08 mol
H+ phản ứng hết
0,02 mol
V1 tương ứng với 0,02 mol NO.
TN2:
nCu = 0,06 mol ; n HNO3 = 0,08 mol ; n H2SO4 = 0,04 mol.
Tổng: n H = 0,16 mol ;
31
n NO = 0,08 mol.
3
3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Ban đầu:
0,06
Phản ứng:
0,06 0,16 0,04
0,16
0,08 mol
Cu và H+ phản ứng hết
0,04 mol
V2 tương ứng với 0,04 mol NO.
Như vậy V2 = 2V1. (Đáp án B)
Ví dụ 11: (Câu 33 - Mã 285 - Khối B - TSĐH 2007)
Trộn 100 ml dung dịch (gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M) với 400 ml dung dịch (gồm H2SO4
0,0375M và HCl 0,0125M), thu được dung dịch X. Giá trị pH của dung dịch X là
B. 2.
A. 7.
C. 1.
D. 6.
Hướng dẫn giải
n Ba (OH )2 0,01 mol
Tổng n OH = 0,03 mol.
n NaOH 0,01 mol
n H2SO4 0,015 mol
Tổng n H = 0,035 mol.
n HCl 0,005 mol
Khi trộn hỗn hợp dung dịch bazơ với hỗn hợp dung dịch axit ta có phương trình ion rút gọn:
H+ + OH
Bắt đầu
0,035
Phản ứng:
0,03 0,03
H2O
0,03 mol
Sau phản ứng: n H ( d ) = 0,035 0,03 = 0,005 mol.
Tổng: Vdd (sau trộn) = 500 ml (0,5 lít).
0,005
H
= 0,01 = 102
0,5
pH = 2. (Đáp án B)
Ví dụ 12: (Câu 18 - Mã 231 - TS Cao Đẳng - Khối A 2007)
Cho một mẫu hợp kim Na-Ba tác dụng với nước (dư), thu được dung dịch X và 3,36 lít H2 (ở
đktc). Thể tích dung dịch axit H2SO4 2M cần dùng để trung hoà dung dịch X là
A. 150 ml.
B. 75 ml.
C. 60 ml.
D. 30 ml.
Hướng dẫn giải
Na + H2O NaOH +
1
H2
2
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2
n H2 = 0,15 mol, theo phương trình tổng số n OH (d2X) 2n H2 = 0,3 mol.
Phương trình ion rút gọn của dung dịch axit với dung dịch bazơ là
H+ + OH H2O
32
n H = n OH = 0,3 mol
VH2SO4
n H2SO4 = 0,15 mol
0,15
= 0,075 lít (75 ml). (Đáp án B)
2
Ví dụ 13: Hòa tan hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B trong dung dịch HNO3 loãng. Kết thúc phản ứng thu
được hỗn hợp khí Y (gồm 0,1 mol NO, 0,15 mol NO2 và 0,05 mol N2O). Biết rằng không có phản
ứng tạo muối NH4NO3. Số mol HNO3 đã phản ứng là:
A. 0,75 mol.
B. 0,9 mol.
D. 1,2 mol.
C. 1,05 mol.
Hướng dẫn giải
Ta có bán phản ứng:
NO3 + 2H+ + 1e NO2 + H2O
2 0,15
(1)
0,15
NO3 + 4H+ + 3e NO + 2H2O
4 0,1
(2)
0,1
2NO3 + 10H+ + 8e N2O + 5H2O
10 0,05
(3)
0,05
Từ (1), (2), (3) nhận được:
n HNO3 p n H = 2 0,15 4 0,1 10 0,05 = 1,2 mol. (Đáp án D)
Ví dụ 14: Cho 12,9 gam hỗn hợp Al và Mg phản ứng với dung dịch hỗn hợp hai axit HNO3 và H2SO4 (đặc
nóng) thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng khối lượng muối
khan thu được là:
A. 31,5 gam.
C. 47,3 gam. D. 34,9 gam.
B. 37,7 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có bán phản ứng:
2NO3 + 2H+ + 1e NO2 + H2O + NO3
0,1
(1)
0,1
4NO3 + 4H + 3e NO + 2H2O + 3NO3(2)
+
0,1
2SO4
2
3 0,1
+ 4H + 2e SO2 + H2O + SO42
+
0,1
(3)
0,1
Từ (1), (2), (3) số mol NO3 tạo muối bằng 0,1 + 3 0,1 = 0,4 mol;
số mol SO42 tạo muối bằng 0,1 mol.
mmuối = mk.loại + m NO + mSO2
3
4
= 12,9 + 62 0,4 + 96 0,1 = 47,3. (Đáp án C)
33
Ví dụ 15: Hòa tan 10,71 gam hỗn hợp gồm Al, Zn, Fe trong 4 lít dung dịch HNO3 aM vừa đủ thu được dung
dịch A và 1,792 lít hỗn hợp khí gồm N2 và N2O có tỉ lệ mol 1:1. Cô cạn dung dịch A thu được m
(gam.) muối khan. giá trị của m, a là:
A. 55,35 gam. và 2,2M
B. 55,35 gam. và 0,22M
C. 53,55 gam. và 2,2M
D. 53,55 gam. và 0,22M
Hướng dẫn giải
n N 2O n N 2
1,792
0,04 mol.
2 22,4
Ta có bán phản ứng:
2NO3 + 12H+ + 10e N2 + 6H2O
0,08
0,48
0,04
2NO3 + 10H + 8e N2O + 5H2O
+
0,08
0,4
0,04
n HNO3 n H 0,88 mol.
a
0,88
0,22 M.
4
Số mol NO3 tạo muối bằng 0,88 (0,08 + 0,08) = 0,72 mol.
Khối lượng muối bằng 10,71 + 0,72 62 = 55,35 gam. (Đáp án B)
Ví dụ 16: Hòa tan 5,95 gam hỗn hợp Zn, Al có tỷ lệ mol là 1:2 bằng dung dịch HNO3 loãng dư thu được
0,896 lít một sản shẩm khử X duy nhất chứa nitơ. X là:
A. N2O
B. N2
D. NH4+
C. NO
Hướng dẫn giải
Ta có:
nZn = 0,05 mol; nAl = 0,1 mol.
Gọi a là số mol của NxOy, ta có:
Zn Zn2+ + 2e
0,05
xNO3
Al Al3+ + 3e
0,1
0,1
0,3
+ (6x 2y)H + (5x 2y)e NxOy + (3x 2y)H2O
+
0,04(5x 2y)
0,04
0,04(5x 2y) = 0,4 5x 2y = 10
Vậy X là N2. (Đáp án B)
Ví dụ 17: Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng 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 là:
A. 111,84g và 157,44g
B. 111,84g và 167,44g
C. 112,84g và 157,44g
A. 112,84g và 167,44g
34
Hướng dẫn giải
Ta có bán phản ứng:
CuFeS2 + 8H2O 17e Cu2+ + Fe3+ + 2SO42 + 16+
0,15
0,15
0,15
0,3
Cu2FeS2 + 8H2O 19e 2Cu2+ + Fe3+ + 2SO42 + 16+
0,09
0,18
0,09
0,18
nSO2 0,48 mol;
4
Ba2+ + SO42 BaSO4
0,48
0,48
m = 0,48 233 = 111,84 gam.
nCu = 0,33 mol; nFe = 0,24 mol.
Cu CuO
2Fe Fe2O3
0,33
0,24
0,33
0,12
a = 0,33 80 + 0,12 160 + 111,84 = 157,44 gam. (Đáp án A).
Ví dụ 18: Hòa tan 4,76 gam hỗn hợp Zn, Al có tỉ lệ mol 1:2 trong 400ml dung dịch HNO3 1M vừa đủ, dược
dung dịch X chứa m gam muối khan và thấy có khí thoát ra. Giá trị của m là:
A. 25.8 gam.
B. 26,9 gam.
C. 27,8 gam. D. 28,8 gam.
Hướng dẫn giải
nZn = 0,04 mol; nAl = 0,08 mol.
- Do phản ứng không tạo khí nên trong dung dịch tạo NH4NO3. Trong dung dịch có:
0,04 mol Zn(NO3)2 và 0,08 mol Al(NO3)3
Vậy số mol NO3 còn lại để tạo NH4NO3 là:
0,4 0,04 2 0,08 3 = 0,08 mol
- Do đó trong dung dịch tạo 0,04 mol NH4NO3
m = 0,04 189 + 0,08 213 + 0,04 80 = 27,8 gam. (Đáp án C)
Phương pháp 5
35
SỬ DỤNG CÁC GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH
Đây là một trong một số phương pháp hiện đại nhất cho phép giải nhanh chóng và đơn giản nhiều bài toán
hóa học và hỗn hợp các chất rắn, lỏng cũng như khí.
Nguyên tắc của phương pháp như sau: Khối lượng phân tử trung bình (KLPTTB) (kí hiệu M ) cũng như
khối lượng nguyên tử trung bình (KLNTTB) chính là khối lượng của một mol hỗn hợp, nên nó được tính
theo công thức:
M
tæng khèi lîng hçn hîp (tÝnh theo gam)
.
tæng sè mol c¸c chÊt trong hçn hîp
M
M1n1 M 2 n 2 M 3 n 3 ...
n1 n 2 n 3 ...
M n
n
i
i
(1)
i
trong đó M1, M2,... là KLPT (hoặc KLNT) của các chất trong hỗn hợp; n1, n2,... là số mol tương ứng của các
chất.
Công thức (1) có thể viết thành:
M M1 .
n1
n
n
M 2 . 2 M 3 . 3 ...
ni
ni
ni
M M1x1 M2x 2 M3x 3 ...
(2)
trong đó x1, x2,... là % số mol tương ứng (cũng chính là % khối lượng) của các chất. Đặc biệt đối với chất khí
thì x1, x2, ... cũng chính là % thể tích nên công thức (2) có thể viết thành:
M
M1V1 M 2 V2 M 3V3 ...
V1 V2 V3 ...
M V
V
i
i
(3)
i
trong đó V1, V2,... là thể tích của các chất khí. Nếu hỗn hợp chỉ có 2 chất thì các công thức (1), (2), (3) tương
ứng trở thành (1’), (2’), (3’) như sau:
M
M1n1 M 2 (n n1 )
n
(1’)
trong đó n là tổng số số mol của các chất trong hỗn hợp,
M M1x1 M 2 (1 x1 )
(2’)
trong đó con số 1 ứng với 100% và
M
M1V1 M 2 (V V1 )
V
(3’)
trong đó V1 là thể tích khí thứ nhất và V là tổng thể tích hỗn hợp.
Từ công thức tính KLPTTB ta suy ra các công thức tính KLNTTB.
Với các công thức:
Cx H yOz ; n1 mol
Cx H yOz ; n 2 mol
ta có:
- Nguyên tử cacbon trung bình:
36
x
x1n1 x 2 n 2 ...
n1 n 2 ...
- Nguyên tử hiđro trung bình:
y
y1n1 y2 n 2 ...
n1 n 2 ...
và đôi khi tính cả được số liên kết , số nhóm chức trung bình theo công thức trên.
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 2,84 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại phân nhóm IIA và thuộc
hai chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn bằng dung dịch HCl ta thu được dung dịch X và 672 ml
CO2 (ở đktc).
1. Hãy xác định tên các kim loại.
A. Be, Mg.
B. Mg, Ca.
C. Ca, Ba.
D. Ca, Sr.
2. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?
A. 2 gam.
C. 3,17 gam. D. 2,95 gam.
B. 2,54 gam.
Hướng dẫn giải
1. Gọi A, B là các kim loại cần tìm. Các phương trình phản ứng là
ACO3 + 2HCl ACl2 + H2O + CO2
(1)
BCO3 + 2HCl BCl2 + H2O + CO2
(2)
(Có thể gọi M là kim loại đại diện cho 2 kim loại A, B lúc đó chỉ cần viết một
phương trình phản ứng).
Theo các phản ứng (1), (2) tổng số mol các muối cacbonat bằng:
n CO2
0,672
0,03 mol.
22,4
Vậy KLPTTB của các muối cacbonat là
M
2,84
94,67
0,03
và
MA,B 94,67 60 34,67
Vì thuộc 2 chu kỳ liên tiếp nên hai kim loại đó là Mg (M = 24) và Ca (M = 40). (Đáp án B)
2. KLPTTB của các muối clorua:
Mmuèi clorua 34,67 71 105,67 .
Khối lượng muối clorua khan là 105,670,03 = 3,17 gam. (Đáp án C)
63
65
Ví dụ 2: Trong tự nhiên, đồng (Cu) tồn tại dưới hai dạng đồng vị 29
Cu và 29
Cu . KLNT (xấp xỉ khối lượng
trung bình) của Cu là 63,55. Tính % về khối lượng của mỗi loại đồng vị.
A. 65Cu: 27,5% ;
B. 65Cu: 70% ;
Cu: 30%.
C. Cu: 72,5% ;
D. Cu: 30% ;
Cu: 72,5%.
63
65
65
63
63
63
Cu: 27,5%.
Cu: 70%.
37
Hướng dẫn giải
Gọi x là % của đồng vị
65
29
Cu ta có phương trình:
M = 63,55 = 65.x + 63(1 x)
x = 0,275
Vậy: đồng vị 65Cu chiếm 27,5% và đồng vị 63Cu chiếm 72,5%. (Đáp án C)
Ví dụ 3: Hỗn hợp khí SO2 và O2 có tỉ khối so với CH4 bằng 3. Cần thêm bao nhiêu lít O2 vào 20 lít hỗn hợp
khí đó để cho tỉ khối so với CH4 giảm đi 1/6, tức bằng 2,5. Các hỗn hợp khí ở cùng điều kiện nhiệt
độ và áp suất.
A. 10 lít.
B. 20 lít.
C. 30 lít.
D. 40 lít.
Hướng dẫn giải
Cách 1: Gọi x là % thể tích của SO2 trong hỗn hợp ban đầu, ta có:
M = 163 = 48 = 64.x + 32(1 x)
x = 0,5
Vậy: mỗi khí chiếm 50%. Như vậy trong 20 lít, mỗi khí chiếm 10 lít.
Gọi V là số lít O2 cần thêm vào, ta có:
M 2,5 16 40
64 10 32(10 V)
.
20 V
Giải ra có V = 20 lít. (Đáp án B)
Cách 2:
Ghi chú: Có thể coi hỗn hợp khí như một khí có KLPT chính bằng KLPT trung bình của hỗn hợp, ví dụ,
có thể xem không khí như một khí với KLPT là 29.
Hỗn hợp khí ban đầu coi như khí thứ nhất (20 lít có M = 163 = 48), còn O2 thêm vào coi như khí thứ
hai, ta có phương trình:
M 2,5 16 40
48 20 32V
,
20 V
Rút ra V = 20 lít. (Đáp án B)
Ví dụ 4: Có 100 gam dung dịch 23% của một axit đơn chức (dung dịch A). Thêm 30 gam một axit đồng
đẳng liên tiếp vào dung dịch ta được dung dịch B. Trung hòa 1/10 dung dịch B bằng 500 ml dung
dịch NaOH 0,2M (vừa đủ) ta được dung dịch C.
1. Hãy xác định CTPT của các axit.
A. HCOOH và CH3COOH.
B. CH3COOH và C2H5COOH.
C. C2H5COOH và C3H7COOH.
D. C3H7COOH và C4H9COOH.
2. Cô cạn dung dịch C thì thu được bao nhiêu gam muối khan?
A. 5,7 gam.
B. 7,5 gam.
C. 5,75 gam.
38
D. 7,55 gam.
Hướng dẫn giải
1. Theo phương pháp KLPTTB:
1
23
m RCOOH
2,3 gam,
10
10
1
30
m RCH2COOH
3 gam.
10
10
M
2,3 3
53 .
0,1
Axit duy nhất có KLPT < 53 là HCOOH (M = 46) và axit đồng đẳng liên tiếp phải là CH 3COOH (M =
60). (Đáp án A)
2. Theo phương pháp KLPTTB:
Vì Maxit = 53 nên Mmuèi = 53+23 1 75 . Vì số mol muối bằng số mol axit bằng 0,1 nên tổng khối
lượng muối bằng 750,1 = 7,5 gam. (Đáp án B)
Ví dụ 5: Có V lít khí A gồm H2 và hai olefin là đồng đẳng liên tiếp, trong đó H2 chiếm 60% về thể tích. Dẫn
hỗn hợp A qua bột Ni nung nóng được hỗn hợp khí B. Đốt cháy hoàn toàn khí B được 19,8 gam
CO2 và 13,5 gam H2O. Công thức của hai olefin là
A. C2H4 và C3H6.
B. C3H6 và C4H8.
C. C4H8 và C5H10.
D. C5H10 và C6H12.
Hướng dẫn giải
Đặt CTTB của hai olefin là C n H 2 n .
Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thì thể tích tỷ lệ với số mol khí.
Hỗn hợp khí A có:
n Cn H 2 n
n H2
0,4 2
.
0,6 3
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn nguyên tử Đốt cháy hỗn hợp khí B
cũng chính là đốt cháy hỗn hợp khí A. Ta có:
Cn H 2n +
3n
O2 n CO2 + n H2O
2
2H2 + O2 2H2O
(2)
Theo phương trình (1) ta có:
nCO2 n H2O = 0,45 mol.
0,45
mol.
n
n Cn H 2 n
Tổng:
n H 2O
n H2O (pt 2) = 0,75 0,45 = 0,3 mol
(1)
13,5
= 0,75 mol
18
39
n H2 = 0,3 mol.
Ta có:
n Cn H 2 n
n = 2,25
n H2
0,45
2
0,3 n 3
Hai olefin đồng đẳng liên tiếp là C2H4 và C3H6. (Đáp án B)
Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp hai rượu no, đơn chức liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được
3,584 lít CO2 ở đktc và 3,96 gam H2O. Tính a và xác định CTPT của các rượu.
A. 3,32 gam ; CH3OH và C2H5OH.
B. 4,32 gam ; C2H5OH và C3H7OH.
C. 2,32 gam ; C3H7OH và C4H9OH.
D. 3,32 gam ; C2H5OH và C3H7OH.
Hướng dẫn giải
Gọi n là số nguyên tử C trung bình và x là tổng số mol của hai rượu.
3n
O2 nCO2 + (n 1) H 2O
2
CnH2n+1OH +
x mol n x mol (n 1) x mol
n CO2 n.x
3,584
0,16 mol
22,4
n H2O (n 1)x
(1)
3,96
0,22 mol
18
(2)
Từ (1) và (2) giải ra x = 0,06 và n = 2,67.
Ta có: a = (14 n + 18).x = (142,67) + 180,06 = 3,32 gam.
n = 2,67
C2 H 5OH
C3H 7OH
(Đáp án D)
Ví dụ 7: Hỗn hợp 3 rượu đơn chức A, B, C có tổng số mol là 0,08 và khối lượng là 3,38 gam. Xác định
CTPT của rượu B, biết rằng B và C có cùng số nguyên tử cacbon và số mol rượu A bằng 5 3 tổng
số mol của rượu B và C, MB > MC.
A. CH3OH.
B. C2H5OH.
C. C3H7OH. D. C4H9OH.
Hướng dẫn giải
Gọi M là nguyên tử khối trung bình của ba rượu A, B, C. Ta có:
M
3,38
42,2
0,08
Như vậy phải có ít nhất một rượu có M < 42,25. Chỉ có CH3OH có (M = 32)
Ta có:
nA
0,08 5
0,05 ;
53
40
mA = 320,05 = 1,6 gam.
mB + C = 3,38 – 1,6 = 1,78 gam;
n B C
0,08 3
0,03 mol ;
53
M B C
1,78
59,33 .
0.03
Gọi y là số nguyên tử H trung bình trong phân tử hai rượu B và C. Ta có:
Cx H yOH 59,33
hay 12x + y + 17 = 59,33
12x + y = 42,33
Biện luận:
x
1
2
3
4
y
30,33
18,33
6,33
<0
Chỉ có nghiệm khi x = 3. B, C phải có một rượu có số nguyên tử H < 6,33 và một rượu có số nguyên tử
H > 6,33.
Vậy rượu B là C3H7OH.
Có 2 cặp nghiệm: C3H5OH (CH2=CH–CH2OH) và C3H7OH
C3H3OH (CHC–CH2OH)
và C3H7OH (Đáp án C)
Ví dụ 8: Cho 2,84 gam hỗn hợp 2 rượu đơn chức là đồng đẳng liên tiếp nhau tác dụng với một lượng Na vừa
đủ tạo ra 4,6 gam chất rắn và V lít khí H2 ở đktc. Tính V.
A. 0,896 lít. B. 0,672 lít.
C. 0,448 lít.
D. 0,336 lít.
Hướng dẫn giải
Đặt R là gốc hiđrocacbon trung bình và x là tổng số mol của 2 rượu.
ROH + Na RONa +
1
H2
2
x mol x
x
.
2
Ta có:
R 17 x 2,84
Giải ra được x = 0,08.
R
39
x
4,6
Vậy :
VH2
0,08
22,4 0,896 lít. (Đáp án A)
2
Ví dụ 9: (Câu 1 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH năm 2007)
Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm 2 hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4 lít dung
dịch Br2 0,5M. Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol Br2 giảm đi một nửa và khối lượng bình tăng
thêm 6,7 gam. Công thức phân tử của 2 hiđrocacbon là
41
A. C2H2 và C4H6.
B. C2H2 và C4H8.
C. C3H4 và C4H8.
D. C2H2 và C3H8.
Hướng dẫn giải
n hh X
4,48
0,2 mol
22,4
n Br2 ban ®Çu 1,4 0,5 0,7 mol
n Br2 p.øng
0,7
= 0,35 mol.
2
Khối lượng bình Br2 tăng 6,7 gam là số gam của hiđrocabon không no. Đặt CTTB của hai hiđrocacbon
mạch hở là Cn H 2n 22a ( a là số liên kết trung bình).
Phương trình phản ứng:
C n H 2n 22 a + aBr2 C n H 2n 22 a Br2 a
0,2 mol 0,35 mol
0,35
= 1,75
0,2
a
14n 2 2a
6,7
0,2
n = 2,5.
Do hai hiđrocacbon mạch hở phản ứng hoàn toàn với dung dịch Br2 nên chúng đều là hiđrocacbon
không no. Vậy hai hiđrocacbon đó là C2H2 và C4H8. (Đáp án B)
Ví dụ 10: Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm 2 ancol A và B ta được hỗn hợp Y gồm các olefin. Nếu đốt
cháy hoàn toàn X thì thu được 1,76 gam CO2. Khi đốt cháy hoàn toàn Y thì tổng khối lượng H2O và
CO2 tạo ra là
A. 2,94 gam.
B. 2,48 gam. C. 1,76 gam.
D. 2,76 gam.
Hướng dẫn giải
Hỗn hợp X gồm hai ancol A và B tách nước được olefin (Y) hai ancol là rượu no, đơn chức.
Đặt CTTB của hai ancol A, B là C n H 2n 1OH ta có các phương trình phản ứng sau:
C n H 2n 1OH +
3n
O 2 nCO 2 + (n 1)H 2O
2
2
4®
C n H 2n 1OH
C n H 2 n + H2O
170o C
H SO
(Y)
Cn H 2n +
3n
O 2 nCO 2 + n H 2O
2
Nhận xét:
- Khi đốt cháy X và đốt cháy Y cùng cho số mol CO2 như nhau.
- Đốt cháy Y cho nCO2 n H2O .
42
Vậy đốt cháy Y cho tổng
m
CO2
m H2O 0,04 (44 18) 2,48 gam. (Đáp án B)
BÀI TẬP VẬN DỤNG GIẢI THEP PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH
01. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp hai axit cacboxylic là đồng đẳng kế tiếp thu được 3,36 lít CO2 (đktc)
và 2,7 gam H2O. Số mol của mỗi axit lần lượt là
A. 0,05 mol và 0,05 mol.
B. 0,045 mol và 0,055 mol.
C. 0,04 mol và 0,06 mol.
D. 0,06 mol và 0,04 mol.
02. Có 3 ancol bền không phải là đồng phân của nhau. Đốt cháy mỗi chất đều có số mol CO 2 bằng 0,75 lần
số mol H2O. 3 ancol là
A. C2H6O; C3H8O; C4H10O.
B. C3H8O; C3H6O2; C4H10O.
C. C3H8O; C3H8O2; C3H8O3.
D. C3H8O; C3H6O; C3H8O2.
03. Cho axit oxalic HOOCCOOH tác dụng với hỗn hợp hai ancol no, đơn chức, đồng đẳng liên tiếp thu
được 5,28 gam hỗn hợp 3 este trung tính. Thủy phân lượng este trên bằng dung dịch NaOH thu được
5,36 gam muối. Hai rượu có công thức
A. CH3OH và C2H5OH.
B. C2H5OH và C3H7OH.
C. C3H7OH và C4H9OH.
D. C4H9OH và C5H11OH.
04. Nitro hóa benzen được 14,1 gam hỗn hợp hai chất nitro có khối lượng phân tử hơn kém nhau 45 đvC.
Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai chất nitro này được 0,07 mol N2. Hai chất nitro đó là
A. C6 H5NO2 và C6H4(NO2)2.
B. C6 H4(NO2)2 và C6H3(NO2)3.
C. C6 H3(NO2)3 và C6H2(NO2)4.
D. C6 H2(NO2)4 và C6H(NO2)5.
05. Một hỗn hợp X gồm 2 ancol thuộc cùng dãy đồng đẳng có khối lượng 30,4 gam. Chia X thành hai phần
bằng nhau.
- Phần 1: cho tác dụng với Na dư, kết thúc phản ứng thu được 3,36 lít H2 (đktc).
- Phần 2: tách nước hoàn toàn ở 180oC, xúc tác H2SO4 đặc thu được một anken cho hấp thụ vào bình
đựng dung dịch Brom dư thấy có 32 gam Br2 bị mất màu. CTPT hai ancol trên là
A. CH3OH và C2H5OH.
B. C2H5OH và C3H7OH.
C. CH3OH và C3H7OH.
D. C2H5OH và C4H9OH.
06. Chia hỗn hợp gồm 2 anđehit no đơn chức làm hai phần bằng nhau:
- Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,08 gam nước.
- Phần 2: tác dụng với H2 dư (Ni, to) thì thu được hỗn hợp A. Đem A đốt cháy hoàn toàn thì thể tích khí
CO2 (đktc) thu được là
A. 1,434 lít.
B. 1,443 lít.
C. 1,344 lít.
43
D. 1,444 lít.
07. Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp Y gồm hai rượu A, B ta được hỗn hợp X gồm các olefin. Nếu đốt cháy
hoàn toàn Y thì thu được 0,66 gam CO2. Vậy khi đốt cháy hoàn toàn X thì tổng khối lượng H2O và CO2
tạo ra là
A. 0,903 gam. B. 0,39 gam.
C. 0,94 gam.
D. 0,93 gam.
08. Cho 9,85 gam hỗn hợp 2 amin đơn chức no bậc 1 tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thì thu được 18,975
gam muối. Vậy khối lượng HCl phải dùng là
A. 9,521 gam. B. 9,125 gam. C. 9,215 gam.
D. 0,704 gam.
09. Cho 4,2 gam hỗn hợp gồm rượu etylic, phenol, axit fomic tác dụng vừa đủ với Na thấy thoát ra 0,672 lít
khí (đktc) và một dung dịch. Cô cạn dung dịch thu được hỗn hợp X. Khối lượng của X là
A. 2,55 gam.
B. 5,52 gam.
C. 5,25 gam.
D. 5,05 gam.
10. Hỗn hợp X gồm 2 este A, B đồng phân với nhau và đều được tạo thành từ axit đơn chức và rượu đơn
chức. Cho 2,2 gam hỗn hợp X bay hơi ở 136,5oC và 1 atm thì thu được 840 ml hơi este. Mặt khác đem
thuỷ phân hoàn toàn 26,4 gam hỗn hợp X bằng 100 ml dung dịch NaOH 20% (d = 1,2 g/ml) rồi đem cô
cạn thì thu được 33,8 gam chất rắn khan. Vậy công thức phân tử của este là
A. C2H4O2.
B. C3H6O2.
C. C4H8O2.
D. C5H10O2.
Đáp án các bài tập trắc nghiệm vận dụng:
1. A
2. C
3. A
4. A
5. C
6. C
7. D
8. B
9. B
10. C
Phương pháp 6
TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG
Nguyên tắc của phương pháp là xem khi chuyển từ chất A thành chất B (không nhất thiết trực tiếp, có
thể bỏ qua nhiều giai đoạn trung gian) khối lượng tăng hay giảm bao nhiêu gam thường tính theo 1 mol) và
dựa vào khối lượng thay đổi ta dễ dàng tính được số mol chất đã tham gia phản ứng hoặc ngược lại. Ví dụ
trong phản ứng:
MCO3 + 2HCl MCl2 + H2O + CO2
Ta thấy rằng khi chuyển 1 mol MCO3 thành MCl2 thì khối lượng tăng
(M + 235,5) (M + 60) = 11 gam
và có 1 mol CO2 bay ra. Như vậy khi biết lượng muối tăng, ta có thể tính lượng CO2 bay ra.
Trong phản ứng este hóa:
CH3COOH + ROH CH3COOR + H2O
thì từ 1 mol ROH chuyển thành 1 mol este khối lượng tăng
(R + 59) (R + 17) = 42 gam.
Như vậy nếu biết khối lượng của rượu và khối lượng của este ta dễ dàng tính được số mol rượu hoặc
ngược lại.
Với bài tập cho kim loại A đẩy kim loại B ra khỏi dung dịch muối dưới dạng tự do:
44
- Khối lượng kim loại tăng bằng
mB (bám) mA (tan).
- Khối lượng kim loại giảm bằng
mA (tan) mB (bám).
Sau đây là các ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Có 1 lít dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1 mol/l và (NH4)2CO3 0,25 mol/l. Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2
và CaCl2 vào dung dịch đó. Sau khi các phản ứng kết thúc ta thu được 39,7 gam kết tủa A và dung
dịch B.
Tính % khối lượng các chất trong A.
A. %mBaCO3 = 50%, %mCaCO3 = 50%.
B. %mBaCO3 = 50,38%, %mCaCO3 = 49,62%.
C. %mBaCO3 = 49,62%, %mCaCO3 = 50,38%.
D. Không xác định được.
Hướng dẫn giải
Trong dung dịch:
Na2CO3 2Na+ + CO32
(NH4)2CO3 2NH4+ + CO32
BaCl2 Ba2+ + 2Cl
CaCl2 Ca2+ + 2Cl
Các phản ứng:
Ba2+ + CO32 BaCO3
(1)
Ca2+ + CO32 CaCO3
(2)
Theo (1) và (2) cứ 1 mol BaCl2, hoặc CaCl2 biến thành BaCO3 hoặc CaCO3 thì khối lượng muối giảm
(71 60) = 11 gam. Do đó tổng số mol hai muối BaCO3 và CaCO3 bằng:
43 39,7
= 0,3 mol
11
mà tổng số mol CO32 = 0,1 + 0,25 = 0,35, điều đó chứng tỏ dư CO32.
Gọi x, y là số mol BaCO3 và CaCO3 trong A ta có:
x y 0,3
197x 100y 39,7
x = 0,1 mol ; y = 0,2 mol.
Thành phần của A:
%m BaCO3
0,1 197
100 = 49,62%;
39,7
45
%mCaCO3 = 100 49,6 = 50,38%. (Đáp án C)
Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của kim loại hoá trị (I) và một muối
cacbonat của kim loại hoá trị (II) bằng dung dịch HCl thấy thoát ra 4,48 lít khí CO 2 (đktc). Cô cạn
dung dịch thu được sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là bao nhiêu?
A. 26,0 gam. B. 28,0 gam.
C. 26,8 gam.
D. 28,6 gam.
Hướng dẫn giải
Cứ 1 mol muối cacbonat tạo thành 1 mol muối clorua cho nên khối lượng muối khan tăng (71 60) =
11 gam, mà
nCO2 = nmuối cacbonat = 0,2 mol.
Suy ra khối lượng muối khan tăng sau phản ứng là 0,211 = 2,2 gam.
Vậy tổng khối lượng muối khan thu được là 23,8 + 2,2 = 26 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 3: Cho 3,0 gam một axit no, đơn chức A tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH. Cô cạn dung dịch sau
phản ứng thu được 4,1 gam muối khan. CTPT của A là
A. HCOOH
B. C3H7COOH
C. CH3COOH
D. C2H5COOH.
Hướng dẫn giải
Cứ 1 mol axit đơn chức tạo thành 1 mol muối thì khối lượng tăng (23 1) = 22 gam, mà theo đầu bài
khối lượng muối tăng (4,1 3) = 1,1 gam nên số mol axit là
naxit =
1,1
= 0,05 mol.
22
Maxit =
3
= 60 gam.
0,05
Đặt CTTQ của axit no, đơn chức A là CnH2n+1COOH nên ta có:
14n + 46 = 60
n = 1.
Vậy CTPT của A là CH3COOH. (Đáp án C)
Ví dụ 4: Cho dung dịch AgNO3 dư tác dụng với dung dịch hỗn hợp có hòa tan 6,25 gam hai muối KCl và
KBr thu được 10,39 gam hỗn hợp AgCl và AgBr. Hãy xác định số mol hỗn hợp đầu.
A. 0,08 mol.
B. 0,06 mol. C. 0,03 mol.
D. 0,055 mol.
Hướng dẫn giải
Cứ 1 mol muối halogen tạo thành 1 mol kết tủa
khối lượng tăng: 108 39 = 69 gam;
0,06 mol khối lượng tăng: 10,39 6,25 = 4,14 gam.
Vậy tổng số mol hỗn hợp đầu là 0,06 mol. (Đáp án B)
Ví dụ 5: Nhúng một thanh graphit được phủ một lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch CuSO4 dư. Sau phản
ứng khối lượng của thanh graphit giảm đi 0,24 gam. Cũng thanh graphit này nếu được nhúng vào
46
dung dịch AgNO3 thì khi phản ứng xong thấy khối lượng thanh graphit tăng lên 0,52 gam. Kim loại
hóa trị (II) là kim loại nào sau đây?
B. Cd.
A. Pb.
C. Al.
D. Sn.
Hướng dẫn giải
Đặt kim loại hóa trị (II) là M với số gam là x (gam).
M + CuSO4 dư MSO4 + Cu
Cứ M gam kim loại tan ra thì sẽ có 64 gam Cu bám vào. Vậy khối lượng kim loại giảm (M 64) gam;
0,24.M
khối lượng kim loại giảm 0,24 gam.
M 64
Vậy:
x (gam) =
Mặt khác:
M + 2AgNO3 M(NO3)2 + 2Ag
Cứ M gam kim loại tan ra thì sẽ có 216 gam Ag bám vào. Vậy khối lượng kim loại tăng (216 M) gam;
0,52.M
khối lượng kim loại tăng 0,52 gam.
216 M
Vây:
x (gam) =
Ta có:
0,24.M
0,52.M
=
M 64
216 M
M = 112 (kim loại Cd). (Đáp án B)
Ví dụ 6: Hoà tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp X gồm NaCl và NaI vào nước được dung dịch A. Sục khí
Cl2 dư vào dung dịch A. Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dung dịch thu được 58,5 gam muối khan. Khối
lượng NaCl có trong hỗn hợp X là
A. 29,25 gam.
B. 58,5 gam.
C. 17,55 gam.
D. 23,4 gam.
Hướng dẫn giải
Khí Cl2 dư chỉ khử được muối NaI theo phương trình
2NaI + Cl2 2NaCl + I2
Cứ 1 mol NaI tạo thành 1 mol NaCl
Khối lượng muối giảm 127 35,5 = 91,5 gam.
Vậy: 0,5 mol Khối lượng muối giảm 104,25 58,5 = 45,75 gam.
mNaI = 1500,5 = 75 gam
mNaCl = 104,25 75 = 29,25 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 7: Ngâm một vật bằng đồng có khối lượng 15 gam trong 340 gam dung dịch AgNO3 6%. Sau một thời
gian lấy vật ra thấy khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 25%. Khối lượng của vật sau phản
ứng là
A. 3,24 gam.
B. 2,28 gam.
C. 17,28 gam. D. 24,12 gam.
Hướng dẫn giải
n AgNO3 ( ban ®Çu ) =
340 6
= 0,12 mol;
170 100
47
n AgNO3 ( ph.øng ) = 0,12
25
= 0,03 mol.
100
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
0,015 0,03
0,03 mol
mvật sau phản ứng = mvật ban đầu + mAg (bám) mCu (tan)
= 15 + (1080,03) (640,015) = 17,28 gam.
(Đáp án C)
Ví dụ 8: Nhúng một thanh kẽm và một thanh sắt vào cùng một dung dịch CuSO4. Sau một thời gian lấy hai
thanh kim loại ra thấy trong dung dịch còn lại có nồng độ mol ZnSO4 bằng 2,5 lần nồng độ mol
FeSO4. Mặt khác, khối lượng dung dịch giảm 2,2 gam.
Khối lượng đồng bám lên thanh kẽm và bám lên thanh sắt lần lượt là
A. 12,8 gam; 32 gam.
B. 64 gam; 25,6 gam.
C. 32 gam; 12,8 gam.
D. 25,6 gam; 64 gam.
Hướng dẫn giải
Vì trong cùng dung dịch còn lại (cùng thể tích) nên:
[ZnSO4] = 2,5 [FeSO4]
n ZnSO4 2,5n FeSO4
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
(1)
2,5x 2,5x 2,5x mol
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
x
x x
(2)
x mol
Từ (1), (2) nhận được độ giảm khối lượng của dung dịch là
mCu (bám) mZn (tan) mFe (tan)
2,2 = 64(2,5x + x) 652,5x 56x
x = 0,4 mol.
Vậy:
mCu (bám lên thanh kẽm) = 642,50,4 = 64 gam;
mCu (bám lên thanh sắt) = 640,4 = 25,6 gam. (Đáp án B)
Ví dụ 9: (Câu 15 - Mã đề 231 - TSCĐ - Khối A 2007)
Cho 5,76 gam axit hữu cơ X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO 3 thu được 7,28 gam muối
của axit hữu cơ. Công thức cấu tạo thu gọn của X là
A. CH2=CHCOOH.
B. CH3COOH.
C. HCCCOOH.
D. CH3CH2COOH.
Hướng dẫn giải
Đặt CTTQ của axit hữu cơ X đơn chức là RCOOH.
48