* Kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với Axit có tính oxi hoá : tính nhanh khối lượng muối tạo thành và lượng Axit phản ứng dựa vào sản phẩm khử.. Dạng 1: Kim loại tác dụng với chất[r]
Trang 1MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON MÔN HÓA HỌC
12 NĂM 2021
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Nguyên tắc : Trong phản ứng oxi hoá-khử, tổng số electron của chất oxi hoá nhận phải bằng tổng số electron của chất khử nhường
2 Áp dụng : Chỉ áp dụng được với những phản ứng oxi hoá-khử, đặc biệt với những bài toán oxi hoá-khử xảy ra nhiều trường hợp hoặc xảy ra qua nhiều phản ứng như :
* Hỗn hợp chất oxi hoá tác dụng với hỗn hợp chất khử
* Hỗn hợp chất khử tác dụng với chất oxi hoá (HNO3, H2SO4 đặc) tạo hỗn hợp các sản phẩm khử (NO2,
NO, N2 )
* Bài toán oxi hoá khử xảy ra qua nhiều giai đoạn (Ví dụ như bài tập về các trạng thái oxi hoá của sắt)
3 Thực hiện : Có thể không cần viết phương trình phản ứng hoặc chỉ viết sơ đồ phản ứng (không cần cân bằng) nhưng cần phải :
* Xác định được chất oxi hoá - chất khử cũng như số mol của chúng
* Viết được quá trình nhận electron – nhường electron từ đó áp dụng Bảo toàn electron :
Số Mol chất khử x Số electron nhường = Số Mol chất oxi hoá x Số electron nhận
(Số Mol electron trao đổi)
4 Các dạng Bài tập thường áp dụng tính nhanh theo phương pháp bảo toàn electron
* Kim loại tác dụng với chất oxi hoá
* Xác định sản phẩm khử của phản ứng oxi hoá-khử
* Hỗn hợp chất oxi hoá tác dụng với hỗn hợp chất khử
* Hỗn hợp chất khử tác dụng với chất oxi hoá tạo hỗn hợp các sản phẩm khử
* Phản ứng oxi hoá-khử xảy ra qua nhiều giai đoạn
* Phản ứng oxi hoá-khử có Electron trao đổi qua chất trung gian
* Kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với Axit có tính oxi hoá : tính nhanh khối lượng muối tạo thành
và lượng Axit phản ứng dựa vào sản phẩm khử
a Dạng 1: Kim loại tác dụng với chất oxi hoá
Khi tham gia các phản ứng hoá học, kim loại luôn là chất khử M → Mn+ + ne
còn chất kia là chất oxi hoá
* Kim loại tác dụng với phi kim, khi đó phi kim là chất oxi hoá
Cl2 + 2.1e → 2Cl
O2 + 2.2e → 2O
* Kim loại tác dụng với Axit loãng giải phóng H2, khi đó H+ là chất oxi hoá
2H+ + 2.1e → H2
* Kim loại tác dụng với HNO3, H2SO4 thì N+5; S+6 là chất oxi hoá
N+5 + 1e → N+4 2N+5+ 2.4e → 2N+1 (N2O)
N+5 + 3e → N+2 S+6 + 2e → S+4
Dạng 2 Xác định sản phẩm khử của phản ứng oxi hoá-khử
Trang 2N+5 + 1e → N+4 2N+5+ 2.4e → 2N+1 (N2O)
Từ số Mol electron trao đổi (tính qua chất khử), cần biết được số Mol của sản phẩm khử để xác định số Electron nhận từ đó xác định CTPT của sản phẩm
B BÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1 Hòa tan hết 7,44 gam hỗn hợp Al, Mg trong thể tích vừa đủ là 500 ml dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch A và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp hai khí đẳng mol có khối lượng 5,18 gam, trong đó có một khí
bị hóa nâu trong không khí Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp
Hướng dẫn giải
nhh = 3,136/22,4 = 0,14; (M- khí ) = 5,18/0,14 = 37
NO (M = 30) → Khí 2: N2O (M = 44)
nNO = nNO2 = 0,14/2 = 0,07 mol
Al – 3e → Al3+
x mol
Mg – 2e → Mg2+
y mol
N+5 + 3e → N+2 (NO)
3a a
2N+5 + 8e → 2N+1 (N2O)
8a a
Theo định luật bảo toàn e ⇒ 3x + 2y = 3a + 8a = 0,77
Lại có : 27x + 24y = 7,44
→ x = 0,2; y = 0,085
%mMg = 27,42%; %mAl = 72,85%
Câu 2 Hòa tan 19,2 gam kim loại M trong H2SO4 đặc dư thu được khí SO2 Cho khí này hấp thụ hoàn toàn trong 1 lít dung dịch NaOH 0,6M, sau phản ứng đem cô cạn dung dịch thu được 37,8 gam chất rắn Xác định M
Hướng dẫn giải
nNaOH = 0,6 mol
Nếu chất rắn là NaHSO3 thì: nNaHSO3 = 0,3635 mol
Nếu chất rắn là Na2SO3 thì: nNa2SO3 = 0,3 mol
Nhận thấy: nNaOH = 2nNa2SO3 nên phản ứng giữa SO2 với NaOH là:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
0,3 0,6 0,3
Ta có: M – ne → Mn+
S+6 + 2e → S+4 (SO2)
0,6 0,3
Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:
nM = 0,6/n → M = 19,2/(0,6/n) = 32n
Chọn n = 2 → M = 64 (Cu)
Trang 3Câu 3 Cho 19,2g Cu tác dụng hết với dung dịch HNO3 Tất cả lượng khí NO sinh ra đem oxi hóa thành NO2 rồi sục vào nước cùng với dòng khí oxi để chuyển hết thành HNO3 Tính thể tích Oxi (đktc) đã tham gia vào quá trình trên
Hướng dẫn giải
Phương pháp bảo toàn e
Cu – 2e → Cu+2
0,3 0,6
O2 + 4e → 2O-2
x 4x
→ 4x = 0,6 → x = 0,15
→ VO2 = 0,15 × 22,4 = 3,36l
Câu 4. Cho a gam hỗn hợp A gồm FeO, CuO, Fe3O4, (có số mol bằng nhau) tác dụng vừa đủ với 250ml dung dịch HNO3 thu được dung dịch B và 3,136 lít hỗn hợp NO2 và NO có tỉ khối 90 với hidro là 20,143 Tính a và CM của HNO3
Hướng dẫn giải
Số mol e cho = số mol e nhận ⇒ 0,09 + (0,05 × 3) = 0,24 (mol)
→ Số mol Fe+2 = 0,24 mặt khác nFeO = nFe3O4 = 0,12 (mol)
a = 0,12(80 + 72 + 232) = 46,08
nHNO3 = nNO + nNO2 + 3nFe + 2nCu = 0,14 + 3(0,12 × 4) + 2 × 0,12 = 1,82 (mol)
Vậy CMHNO3 = 1,82 : 0,25 = 7,28M
C LUYỆN TẬP
Bài 1 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
Bài 2 Hòa tan hoàn toàn 1,2g kim loại X vào dung dịch HNO3 dư thu được 0,224 lít khí N2 (đktc) Giả
thiết phản ứng chỉ tạo ra khí N2 Vậy X là:
A Zn B Cu C Mg D Al
Bài 3 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
Bài 4 Hoàn tan hoàn toàn 12 g hỗn hợp Fe, Cu ( tỉ lệ mol 1: 1) bằng HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí (
đktc) gồm NO, NO2 và dung dịch Y chứa 2 muối và axit dư Tỉ khối của X so với H2 là 19 Giá trị V là:
A 5,6 B 2,8 C 11,2 D 8,4
Bài 5 Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư được 896 ml hỗn hợp gồm NO và NO2 có
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
Trang 4Bài 6 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 A 0,45 mol C 0,55 mol D 0,49 mol
Bài 7 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
Bài 8 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
Bài 9 Hòa tan hoàn toàn 9,4 gam đồng bạch (hợp kim Cu – Ni ) vào dun dịch HNO3 loãng dư Khi phản
ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,09 mol NO và 0,003 mol N2 Phần trăm khối lượng Cu trong hỗn hợp là:
A 74, 89% B 69.04% C 27.23% D 25.11%
Bài 10 Hòa tan hết 35,4 g hỗn kim loại Ag và Cu trong dung dịch HNO3 loãng dư thu được 5,6 lít khí duy
nhất không màu hóa nâu trong không khí Khối lượng Ag trong hỗn hợp
A 16,2 g B 19,2 g C 32,4 g D 35,4g
Bài 11 Hòa tan 2,4 g hỗn hợp Cu và Fe có tỷ lệ số mol 1:1 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng Kết thúc phản
ứng thu được 0,05 mol một sản phẩm khử duy nhất có chứa lưu huỳnh Xác định sản phẩm đó:
A SO2 B H2S C S D H2
Bài 12 Thổi một luồng CO qua hỗn hợp Fe và Fe2O3 nung nóng được chất khí B và hỗn hợp D gồm Fe,
FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho B lội qua dung dịch nước vôi trong dư thấy tạo 6 gam kết tủa Hòa tan D bằng
H2SO4 đặc, nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO2 còn dung dịch E Cô cạn E thu được 24g muối khan Xác định
thành phần % của Fe:
A 58,33% B 41,67% C 50% D 40%
Bài 13 Cho 8,3 gam hỗn hợp hai kim loại Al và Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc dư thu được 6,72 lit
khí SO2 (đktc) Khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu:
A 2,7g; 5,6g B 5,4g; 4,8g C 9,8g; 3,6g D 1,35g; 2,4g
Bài 14 Để a gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng
75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng
thu được 6,72 lit khí SO2( đktc) Khối lượng a gam là:
A 56g B 11,2g C 22,4g D 25,3g
Bài 15 Khi cho 9,6gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc thấy có 49gam H2SO4 tham gia
phản ứng tạo muối MgSO4, H2O và sản phẩm khử X X là:
A SO2 B S C H2S D SO2,H2S
Trang 5Bài 16 Hòa tan hết 16,3 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al và Fe trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu
được 0,55 mol SO2 Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu được là:
A 51,8g B 55,2g C 69,1g D 82,9g
Bài 17 Hòa tan hoàn toàn 4,0 gam hỗn hợp Mg, Fe, Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được
2,24 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch chứa m gam muối Giá trị của m là:
A 23,2 B 13,6 C 12,8 D 14,4
Bài 18 Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thoát ra 0,112 lít
khí (đktc) khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất) Công thức của hợp chất đó là:
A FeCO3 B FeS2 C FeS D FeO
Bài 19 Hòa tan 23,4 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu bằng một lượng vàu đủ dung dịch H2SO4, thu được
15,12 lít khí SO2 (đktc) và dung dịch chứa m gam muối Giá trị của m là:
A 153,0 B 95,8 C 88,2 D 75,8
Bài 20 Hòa tan hoàn toàn 9,6 gam một kim loại M trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thoát ra 3,36 lít khí
SO2 (đktc) Kim loại M là:
A Mg B Al C Fe D Cu
Trang 6Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh tiếng
I.Luyện Thi Online
dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
II.Khoá Học Nâng Cao và HSG
lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí
