Đặc biệt là các bài toán hỗn hợp các chất có tính chất hóa học tương tự tác dụng với cùng một chất như hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp oxit kim loại tác dụng với dung dịch HCI; H;ạSO,..;
Trang 2
DINH LG@T BAO TOAN KHO! LUGNG
I PHAT BIỂU ĐỊNH LUẬT - KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
Phát biểu định luật: “Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành sau phần ứng”
Định luật này áp dụng được hầu hết ở mọi bài toán khác nhau Đặc
biệt là các bài toán hỗn hợp các chất có tính chất hóa học tương tự tác dụng với cùng một chất (như hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp oxit kim loại
tác dụng với dung dịch HCI; H;ạSO, ; hỗn hợp axit cacboxylic đơn chức tác
dụng với bazơ, với ancol; hỗn hợp các muối cacbonat tác dụng với axit ) Ngoài ra các bài toán liên quan đến khối lượng xà phòng khi xà phòng hóa chất béo; các bài toán về nhiệt nhôm; các bài toán dẫn hỗn hợp các
hiđrocacbon và Hạ qua bột Ni nung nóng; các bài toán nhiệt phân muối
cacbonat, muối nitrat, hiđroxit kim loại hầu hết cũng thường sử dụng
định luật này
I BAI TAP MINH HOA
€ dụ 1: Hòa tan hết 10 gam rắn X gồm MgO; CuO; AlaO; cần vừa đủ 300 mì
dung dịch H;SO¿ 1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng được bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan?
lượng NaOH đã tham gia phản ứng là poe
^ 31 gam B 32,36 gam C 30 gam D 31,45 gam
(Đại học 2011/ Khối B) Giải
7.200
Ta CÓ DNaOH/adt béo = NKOH/axit béo = 1y.9 = T——~ = 0,025 mol
56000 Gọi x là số mol NaOH tác dụng với triglixerit, ta có:
TRhất béo + TẦNaOH/axit béo # HẦNaOH/triglixerit = Mxa phong + Maude + Myglixerol
Trang 3200 + 0,025.40 + 40.3x = 207,55 + 18 0,025 + 92x x=0,25
Vậy NaOH phản ứng = (0, 025 40 + 40.3x) = 31 gam (chon A)
€Ý dụ 3 Khi cho 0, 13 ot este đơn chức X tác dụng với dung dịch NaOH
dư thấy có 12 gắn NaOH tham gia phần ứng và tổng khối lượng sản phẩm hữu cơ thu được là 29,7 gam Số đồng phân cấu tạo của X thỏa các tính chất trên là
: (Dai hoe 2011/Khéi B)
Gải
“Vì nạst đơn chức : Rwaon = 1 : 2 nên đây phải là este đơn chức:
RCOOR' +2NaOH —› RCOONa + RONa+ H;O
Bảo toàn khối lượng cho M,.„ TS l6
Vậy X là CaHaO; ứng với 4 đồng phân cấu tạo sau:
CHsCOOC.Hs;; HCOOCaH,CH; (o; m; p) :
W dụ 4 Chất béo A có chỉ số axit và chỉ số xà phòng hóa lần lượt là 9,8
va 210 Tinh khối lượng xà phòng thu được khi xà phòng hóa hoàn
toàn 300 gam chất béo này bằng dung dịch KOH vừa đủ
Giải
Định luật bảo toàn khối lượng cho:
ma + MxKOH = Mya phing + Melixerol + TRayớc
Vậy Mza phong = (Ma + MxoH) - gixegl + Mause)
% dụ 5: Một mẫu chất béo có chỉ số xà phòng hóa và chỉ số axit lân lượt
là 198,8 và 8,4 Lượng xà phòng thu được khi cho 300 gam chất béo
này tác dụng hết với NaOH là
‘A, 310,51gam_ B 311,32gam C 342,6gam D 248,76gam.
Trang 4€ dụ 6: Cho 10 gam rắn X gồm AI; Zn; Cu tác dụng vừa đủ với 3; 36 lít (đkc) hỗn hợp khí Y gồm O; và Cl; (có tỉ khối so với Ha là 25,75) được
lượng bình tăng m gam và có 0,896 lít (đkc) hỗn hợp khí T' thoát ra
khỏi bình Biết tỉ khối của T so với Hạ là 4,ð Tìm m
W dụ 8 A là amino axit (chứa một nhóm NHạ) Biết %N (theo khối
lượng) trong A là 18,66% Phân tử khối của pentapeptit mạch hở X tạo
chỉ từ amino axit A là bao nhiêu?
Giải
Ta có, Mạ = 7ð nên A là NH;CH;COOH
Theo phan ứng: 5NHạCH;COOH ——> pentapeptit X + +
_ Thì Mx = ð.7ð — 4.18 = 308
Oh dy 9: Dẫn 4 garn hơi ancol đơn chức A qua ống sứ đựng CuO nung
nóng một thời gian rồi ngưng tụ phần hơi thoát ra được 5,6 gam hỗn
hợp X gồm andehit; ancol đư và nước Tìm công thức phân tử của A va tính %A bị oxi bóa
Giải Đặt công thức A là RCH;OH
Gọi a là số mol A bị oxi hóa, ta có phần ứng:
Trang 52RCH;OH + O; —> 2RCHO + 2H;O
Định luật bảo toàn khối lượng cho:
4 + Moi = Mandehit + Mancol dự + Mnuse Hay 4 +32.0,5a = 5,6 Rút ra a = 0,1
Nhưng ta phải có aMạ < 4 tức 0,LMạ < 4 Vậy Mạ < 40, đo đó A chỉ có thể là CHạOH
0,1.32.100
Phần trăm CHạOH bị oxi hóa = _—— =80%
€Ý dụ 1O Tiến hành nhiệt nhôm hoàn toàn (không có không khí) m gam
hỗn hợp rắn X gồm AI và FezO; được hỗn hợp rắn Y Hòa tan hết Y
trong H;5O¿ loãng sư được 0,4 mol Ha Cũng lượng Y này nếu tác dụng
với dung dịch, NaOH ‘du, sau, phản ứng được 0,3 mol Hz Tìm m
Vì Y tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng 0,3 mol Hạ chứng tỏ Y
có chứa AI] dư là 0,2 mol
Vậy riêng Fe trong Y giải phóng (0,4 ~ 0,3) = 0,1 mol Hạ
tức nre trong y = 0,1 mol
Định luật bảo toàn khối lượng cho:
m = mx = My = Malay + Maro, + MFe
lượng H› như nhau
€Ýt dụ 1: Nhiệt phân 60 gam KMnO¿ một thời gian được 47,6 gam rắn
Vậy đã có bao nhiêu %EMnQO¿ bị nhiệt phân ?
A 75% B 47,4% C 48,32% D 66,66%
Giải
Goi a là số mol KMnOx đã bị nhiệt phân, ta có phản ứng:
2KMnO, —'—› K;MnO¿ + MnO; + O;
Trang 6
= 30=47.6 «9.075 6 a=0,15
32 Định luật bảo toàn khối lượng cho nọ, =0,5a
Vay %KMn0, bi nhiệt phan = SAREE ION 47,40)
dụ 12: Nhiệt phân 120 gam CaCO; được 87 gam rắn X Vậy %CaCO;
bị nhiệt phân là :
A 72,50% — —B.63,50% C 77,24% Ð 87,00%
Gải
Ta có nạo = 12057 =0,75 mol = TCzCO,phảnứng *
Vậy %OaCO; bị nhiệt phân = KH nG
€Ýt dụ 12 Nhiệt phân 10 gam Cu(NOa); một thời gian được hỗn hợp khí X
và 8,92 gam rắn Y Hấp thụ hết hỗn hợp khí Y vào nước được 2 lít
dung dịch Z Tính pH dung dịch Z
Giải
Gọi a là số mol Cu(ÑO¿); đã bị nhiệt phân, ta có phản ứng:
2 Cu(NO¿); ——›> 2CuO + 4NO¿ + O¿
Định luật bảo toàn khối lượng cho:
Myo, +Mg = 46.2a+32.0,5a = 10-8,92= 1,08 <> a =0,01
Phan ứng của Ÿ với nước:
4NO; + O; + 2HạO ——> 4HNO;
Vay thu được 0,02 mol HNO¿, do đó [H”] = _ 01M Suy ra pH = 2
€ dụ 14: X là hỗn hợp 3 chất hữu cơ đồng phân, công thức phân tử
CzHạNGO¿ Cho một lượng X tác dụng với NaOH vừa đủ được dung dịch
Y va 11,2 lít (đkc) hỗn hợp Z gồm 3 khí đều có khả năng làm xanh
gidy qui tim ẩm Biết tỉ khối hơi của Z so với Hạ là 16,9 Cô cạn dung
dịch Y sau phản ứng được bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan?
Trang 7dụng với NaOH tạo muối natri; khí NHạ (hoặc các amin đơn chức no) và
nước theo tỉ lệ mol 1: 1: 1:1 :1
một muối natri và 0,78 gam hỗn hợp 2 ancol là đồng đẳng liên tiếp Vậy
X gồm hai este có công thức phân tử là
A HCOOCH, va HCOOC;:Hs B CHạCOOCH§ và CHạCOOO;H;
C HCOOC;H; và HCOOC;¿H; D O;l1;COOCH; và C;H;COOO;H;
Ta phải có Mì < 9ð < Ma nên các phương án A, B, C đều loại
Qi du 16 Thủy phân hoàn toàn 60 gam hỗn hợp hai đipeptit thu được
63,6 gam hỗn hợp gém các amino axit (các amnino axit đều có một
nhóm amino và một nhóm cacboxyÌ trong phân tử) Nếu cho + hỗn hợp X tác đụng với dung dịch HCI dư rồi cô cạn cẩn thận thì lượng
muối khan thu được là
A 7,09 gam B 16,3 C 8,15 D 7,82
(Đại học 9011/ Khối A) Giải
Đặt 2 đipeptit là X-Y (a mol) và Z-T (b mol)
X-Y + HO —>X + Y
10
Trang 8VẬY nhõn hợp amino axit = 22 + 2b = 2n, 2= Ú,4 mo] = ngơi
Do 46 mmusi khan = 6,36 + 36,5.0,04 = 7,82 gam (chọn D)
\% dy 47: Cho butan qua xúc tác thích hợp ở nhiệt độ cao được hỗn hợp X
gồm C„H¡o; CạH;; C„Hạ và H; có tỉ khối so với butan là 0,4 Nếu cho
0,6 mol X vào dung dịch brom dư thì số mol brom tối đa phản ứng là
A 0,48 B 0,36 C 0,60 D 0,24
(Dai hoe 2011/Khéi B)
Giải
Ta C6 Myyan ban Adu = Mx NEN Nyytan ban ado = axe a =0,24 mol
Vậy số mol Hạ đã tách ra = 0,6 — 0,24 = 0,36 = sé mol Bro da phan tng
(chon B)
louu g
+ Dinh luét bảo toàn khối lượng giúp tính nhanh số mol butơn bơn đầu + Trong phản ứng tách Hạ của ankan tạo hỗn hợp gôm Hạ uà các
hiđrocacbon thì hiệu số mol trước uà sau phản ứng chính lờ số moi Hạ đã
tách rơ Tách ra bao nhiêu moi ll; thì cũng có khả năng cộng uới bấy
nhiêu mol Bra trong dung dịch Bra
+ Trong phản ứng cộng của hỗn hợp gôm H; uà các hiđrocacbon chưa
no thì hiệu số mol hỗn hợp trước uà sau phân ứng chính là số mol Hạ đã
tham gia phản ứng cộng Đây là qui luật rết quan trọng để giúp giải
nhanh các bài toán liên quan đến phản ứng tách Hạ của anban 0à phản
ứng cộng Hạ của một hỗn hợp gồm Hạ uà các hiđrocacbon chưa no
+ Có thể mình họa thêm một uí dụ nhằm làm sáng tỏ quả luột đã nói ở
trên: “Cho hỗn hợp X gôm C2H2, CoHz; C;Hs uà Hạ có tỉ khối so uới etan là 0,6 qua bột Ni nung nóng Sau khi phản ứng xong được hỗn hợp Ÿ có tỉ
khối so uới etơn là 0,8 Nếu cho 0,6 mol X uào dung dịch brom dư thì số
moi brom tối đa phản úng là bao nhiêu?”
Giải
Ta có My = 30.0,6 = 18 va My = 30.0,8 = 24 Do My = 24 nén Y phdi cd
He du
11
Trang 9Mặt khác mụ = my = 18.0, = 9 nên ny = 3 =0,975 mol
Vậy số moi H; đã tham gia phan ung cong = 0,5 — 0,375 = 0,125 mol
Sau khi phản ứng xong uẫn còn He du, chitng té 0,5 mol hén hop X phan
ứng được với tối đa 0,125 mol Br»,
IH BÀI TẬP ÁP DỤNG
G1 Hòa tan hoàn toàn 8,1 gam AI trong HNO¿s thu được 11,2 lít (đkc)
hỗn hợp X gồm NO, NO; (không còn sản phẩm khử nào khác) Tỉ khối
của X so với Hạ là bao nhiêu?
Q2 Một mẫu chất béo có chỉ số xà phòng hóa và chỉ số axit lần lượt là
210 và 8,4 Khối lượng xà phòng thu được khi cho 400 gam chất béo này tác dụng hết với NaOH là bao nhiêu?
8 Trung hòa 2 gam amin đơn chức bậc một (A) bằng một lượng dung dịch HCI vừa đủ rồi cô cạn cẩn thận được 3 gam muối khan Số công
thức cấu tạo phù hợp với (A) là bao nhiều?
q 4 Hòa tan hết 36 gam rắn X gồm Cu; FeO; FezO; và FeạO, trong H;SO¿ đặc nóng du thu được ð,6 lít SO; (đke) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch chứa 92 gam rnuối Số mol HạSOx đã phản ứng là
Q 5 Cho 12,55 gam CH;CH(NH;CI)COOH vao 75 ml dung dich Ba(OR);
2M Cô cạn dung địch sau phản ứng được m gam rắn khan Giá trị m là
A 84,6 B 35,2 C 15,65 D 26,05
q6 Cho etan qua xúc tác thích hợp ở nhiệt độ cao được hỗn hợp X gồm C¿H¿; CạH¿; C;He và Hạ có tỉ khối so với etan là 0,6 Nếu cho 0,ð mol X vào dung dịch brom dư thì số mol brom tối đa phản ứng là
Q 7 Cho hin hợp X gồm propan, propen, propin và Hạ có tỉ khối so với
propan là 0,6 qua bột Ni nung nóng Sau khi phản ứng xong được hỗn hợp Ý có tỉ khối so với propan là 0,8 Nếu cho 0,5 mol X vào dung dịch brom dư thì số mol brom tối đa phản ứng là
©8 Xà phòng hóa m gam este đơn chức E cẩn vừa đủ 75 ml dung dịch NaOH 2M Cô cạn dung dich sau phan ứng được ancol F và (m — 2,7) gam muéi khan Ancol F có công thức phân tử là:
Q 9 Tién hanh nhiệt nhôm hoàn toàn m gam rắn X gồm AI và FeO
(không có không khí) được hỗn hợp rắn Y Cho Y vào dung dịch NaOH
12
Trang 10
dư thấy còn 10 gam rắn Z và không thấy khí thoát ra Hòa tan hết Z trong HNO¿ đặc nóng dư được 5,6 lít NO; (đkc) Giá trị m là
Q10 Đốt 20 gam sắt trong oxi được 23,2 gam rắn Giả thiết phản ứng
chỉ tạo FezO¿ thì % Fe bị oxi hóa là bao nhiêu?
Q11 Dẫn 11,2 lít (đkc) hỗn hợp X gồm CO và CO; có tỉ khối so với Hạ là
18 qua ống đựng 20 gam rắn Y nung nóng gồm AlzO;; FezO¿ và CuO được 17,6 gam rắn Z Khí T thoát ra khỏi ống dẫn vào nước vôi trong
dư được m gam kết tủa Giá trị m là
12 Hòa tan hết 15 gam rắn X gồm MgO, AlaO; và CuO cần vừa đủ V lít
dung dich HCl 2M Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 37,55 gam muối khan Giá trị V là:
Q 13 Hén hgp X gém 0,15 mol CHy; 0,09 mol,CzHe va 0,2 mol Hz Nung
nóng Z với xúc tác Ni một thời gian được hỗn hợp Y Dẫn Y qua binh
đựng dung dịch brôm dư thấy sau phản ứng thoát ra hỗn hợp Z có tỉ khối so với Hạ là 8 Biết độ tăng khối lượng bình brôm là 0,82 gam %
thể tích CH, trong Z 1a:
Q 14 Xà phòng hóa hoàn toàn 300 gam chất béo A có chỉ số axit là 8,4
cần vừa đủ 500 mì dung dịch KOH 2M Khối lượng xà phòng thu được sau phần ứng là
Q 15 Tron déu ran X gém Al va FeO theo ti 16 mol tuong tng 2 : 3 réi tiến
hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí được
13,5 gam rắn Y Cho Y vào dung dịch NaOH dư thấy bay ra 0,672 lít
Ha (đkc) Vậy hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm dat:
Q 16 Nung rắn X gồm 0,2 mol A] và 0,15 mol Cu trong oxi một thời gian
được hỗn hợp rắn Y Hòa tan hết Y cần vừa đủ 500ml dung dịch HNO; 2M Sau phản ứng thu được V lít NO (đkc) là sản phẩm khử duy nhất Tìm m và V
[ 17 Cho 10 gam hỗn hợp X gồm axit axetic; axit acrylic; axit propionic; axit fomic và phenol tác đụng với 150 m1 dung dịch NaOH 1M (vừa đủ)
Cô cạn dung dịch sau phản ứng được bao nhiêu gam hỗn hợp rắn khan?
18
Trang 11TV HƯỚNG DẪN GIẢI
G1 Gọi a, b lần lượt là số mol NO, NOa¿
32-03 mol
Ta phải có nạ, = Rato,y S2
Bảo toàn N cho nuyo, =3nwo,,, *8No * yo, = 3-0,3+0,5= L4 mol
Bảo toàn khối lượng cho 8,1 + 68.1,4 = 0,8.218 + mys + ret
<> mụn; = 18,8
19,8
Vay dun, Zag 2198
Rhận Xét
+ C6 thé gidi bai trén theo bdo todn electron nhu sau:
Goi a, b lén luot la sé mol NO, NO2
+ Hoặc kết hợp uới công thúc giải nhanh như sau:
Gọi a, b lần lượt là số mol NO, NO›
», *2xo + no, = 3.0,3+0,5=1,4 mol
2 Taco: Menstbéeo + TẦNaOH = THyaphòng + Thực + Tgixerol
Trang 12(18 Vì A là amin đơn chức nên nạ = nưoi © =
Qã Ta có Ney cruvncncoon =91 Mol; Ago), =0,15 mol tite n,,, =0,3 mol
Nhu vay 12,55 gam CH;ạCH(NH;CI)COOH đã phản ứng hết theo phan tng CH,CH(NH,CI)COOH + 20H” —->CH,CH(NH, )COO™ + Cl" +2H,O0
0,1mol 0,2mol 0,2moi
Bao toan khéi lugng cho 12,55 + 171.0,15 = mya, + 0,2.18
Vậy số mol Hạ đã tham gia phan ting cong = 0,5 — 0,375 = 0,125 mol
Sau khi phần ứng xong vẫn còn Hạ dư, chứng tổ 0,6 mol hỗn hợp X phan
Nhân xét
+ Vi My = 35,2 mà ta phải có M < 35,2 < M' nên buộc Y phải có Hạ dự
(C;zH;, C;Hạ, C;H¿ đều có M > 35,2)
+ Ta phải chứng mình Y còn H› dư thì 0,125 mol Hạ đã phản ứng uới
X mới là số moi Hạ cực đại mà 0,õ moi X có thể tác dụng Nếu H; không
còn dự trong ¥, bai todn sẽ không chính xác uì khi đó 0,5 mol X có thể
tác dụng được nhiều hơn 0,125 mol Họ
G8 Bảo toàn khối lượng cho ra + 40.0,075.2
= mạnc + (m — 2,7) <> Mancol = 8,7
MA iano = ngaow nên Maneat = poe =58 (ancol anlylic)
=0,3mol
15
Trang 1319 Vì cho Y vào dung dịch NaOH dư thấy còn 10 gam rắn Z và không thấy khí thoát ra, chứng tổ Y không có AI dư, và 10 gam rắn Z là Fe, ngoài ra có thể có FeO dư
Gọi a, b là số mol Fe và FeO trong Z, ta có hệ:
(9 = no, = ng, =2 (đo:2AI +3FeO——>Al,O, + 3Fe)
Bảo toàn khối lượng cho m = my = mại o, + ™Mpe + Mp9
= 102923 +10=11,7 gam
2110 Bảo toàn khối lugng cho n, Bee 0,2 mol
Suy ra nạo o, =0,05 mol, tức đã có 0,15 mol Fe bị oxi hóa
0,15.56.100 Vay %Fe bi oxi héa = 2= 42(%)
2 11 Bảo toàn khối lượng cho 2.182ˆÊ +20= mụy + 17,6 œ mụy, =20,4
Dựa uào sự bảo toàn C (hoặc bảo toàn EÙ), trong các bài toán nhiệt
‘uyén, ta LUÔP, CÓ Thy ban déu = Met thodt ra
Trang 14
Q14 Định luật bảo toàn khối lượng cho:
Ma + MKOH = Mya phing + Mglixerol + Maude
Vay Mya phong = (Ma + MOH) — (mgjixe + Thayợc)
300.84,
300.8,4
= (800 + 1.56 ) — (9226000 (300 + 7€ - 1, 36000 > = 825,9 gam
(chon A)
D 1õ Vì mx = my = 13,5 gam nên 27.2a + 72.3a = 13, œ a = 0,05
Vậy X gồm 0,1 mol Al va 0,15 mol FeO
Phản ứng xảy ra 2A1 + 3FeO ——> AlaO; + 3FeO Chú ý tỉ lệ nại : nreo = 2 : 3 vừa đủ theo lí thuyết nên hiệu suất tính
theo AI hoặc FeO đều được
Theo để, cho Y sau nhiệt nhôm vào dung dịch NaOH dư thấy bay ra 0,03 mol Hạ chứng tỏ AI còn dư 0,02 mol
Trang 15© CHUONG II
DINH LU@T B&O TOAN ELECTRON
I PHÁT BIỂU ĐỊNH LUẬT- KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
Phát biểu định luật: “Trong một phản ứng oxi hóa-khử (hay một quá
trình oxi hóa-khử), tổng số electron mà các chất khử đã cho và tổng số electron mà các chất oxi hóa đã nhận phải bằng nhau”,
Định luật này áp dụng được cho tất cả các bài toán có liên quan đến phần ứng oxi hóa khử, đặc biệt thích hợp là các bài toán có nhiều khả
năng phản ứng hoặc bài toán có nhiều ẩn số Ví dụ toán về hỗn hợp các kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp các muối; toán về hỗn hợp
các kim loại tác dụng với hỗn hợp các phi kim; toán về hỗn hợp các kim loại tác dụng với HNO;; với H;ạSO¿ dặc, nóng; toán về đốt cháy hỗn hợp các kim loại trong oxi được hỗn hợp X gồm oxit kim loại và kim loại dư, sau đó hòa tan hết X trong HNO:, HạSO¿ đặc nóng
Đặc biệt các bài toán về điện phân có dữ kiện về các quá trình oxi hóa,
khử ở cả hai điện cực trong đó thường gặp là toán về điện phân một dung
dịch hỗn hợp các chất; toán về hỗn hợp gồm kim loại và các oxit kim loại
tác dụng với với HNO; hoặc HạSO¿ đặc, nóng thì việc dùng định luật này
tỏ ra rất đắc dụng để có kết quả sớrn nhất
Il BAI TAP MINH HOA
® dụ 1: Hòa tan hết m gam sắt trong HNO¿ được 8,96 lít (đkc) hỗn hợp
NO, NO; có tỉ khối so với Hạ là 19 (không có sản phẩm khác của sự
khử N*Š) và thấy còn 0,6 gam sắt chưa tan hết Tìm m
Trang 16
Vf dy 2 Hoa tan hết 37 gam AI trong HNO; thấy thoát ra 1,344 lít (đkc
một khí X và được dung dịch chứa 237 gam muối Vậy khí X là
Gii
Vì nại = 1 mo] nên nu„ọ, = 1 moi tức mạuuyọ,, = 218 gam < 237 gam
chứng tổ phản ứng có tạo cá NH„NO;
VẬy nụ, vọ, = Bre =0,3 mol
Các quá trình cho nhận electron:
+ Có thể đặt X là N,O, rồi viết quá trình nhận là
N* + (5x — 2y)e —-—> Nx Oy
Nhưng khi đó dẫn đến hai ẩn x, y rườm rà, không cần thiết
+ Khi viết quá trình nhận eleetron là Ñ°° + ne ——> X, thì:
Mi dy 3: Hoa tan hết 24 gam hỗn hợp rắn X gồm Zn và AI (tỉ lệ mol tương
ứng 1 : ð) trong HNO; thấy thoát ra 8,96 lít (đkc) hỗn hợp NO; NO; có
tỉ khối so với Hạ là 21 và dung dịch chứa m gam muối Tìm mm
Gái
Gọi a và Ba là số mol Zn và A1 trong ÄX, ta có 65a + 27.Ba = 24 © a = 0,12
Vậy trong X có 0,12 mol Zn và 0,6 mol Al
1
Phương pháp đường chéo cho 82 =1,
Tyo, 3
Vay hén hgp khi gém 0,1 mol NO va 0,3 mol NOs
Các quá trình cho, nhận electron:
Trang 17CW dụ 4 Cho hỗn hợp X gồm 2,8 gam Fe và 0,81 gam A1 vào 200ml dung
dich Y hỗn hợp chứa AgNO; và Cu(NÑO); Sau khi phản ứng xong được
rắn Z gồm 3 kim loại Cho rắn Z vào dung dịch HCI dư thấy sau phản
ứng thoát ra 0,672 lít Hạ (đkc) Tính nông độ mol các muối trong dung dịch Y
Giải
"Trước hết phải thấy Z gồm Ag, Cu, Fe
Vì Z tác dụng với HCI dư tạo Ú,03 mol Hạ chứng tổ Fe còn dư 0,08 mol
Vay 0,03 mol AI và (0,05 — 0,03) = 0,02 mol Fe đã tác dụng hết với 2 muối Gọi x, y là số moi lầu lượt của AgNO¿ và Cu(NO¿)¿ trong dung dịch Y,
ta có các quá trình cho, nhận electron:
Do 45 Cryo, hg = OISM và Conway, =G.y = 0-2
( du 5: Cho hin hop gém 0,2 mol Fe va 0,1 mol Cu phần ứng với oxi
một thời gian được 21,6 gam hỗn hợp rắn X Hoà tan hết X trong dung
20
Trang 18Để ý rằng trong toàn thí nghiệm, Fe va Cu da cho electron, con O2 va
N* da nhan electron nhu sau:
Gia
Ta có 370 36 ~42—), 3 5 224 2 224 10,08
Rhện xét + Xét toàn bộ bài toán thì Fe là chất cho electron, con Oz va N** la
Vi du 7: Đốt cháy 22,2 gam rắn X gồm Al; Zn; Fe (ti 16 mol 1: 1: 1) trong
oxi được m gam rắn X gồm oxit kim loại và kim loại dư Hòa tan hết X trong HNO; du thay thoat ra 5,04 lít (đkc) hỗn hợp NO; NO; có tỉ khối so với Hạ là 19 (không còn sản phẩm khác của sự khử N*") Tìm m
Gái
Dễ dàng tính được nại = nza = DF = 0,15 mol
V& Nyy =Myo, = 0,1125 mol
Vậy 0,15.3+0,15.2+0,15.3 -— 2 vọi 125.3+0,1125.1<> m = 28,2
21
Trang 19Rhận xét
+ Xét toàn b6 bai todn thi Al; Zn; Fe la những chết cho electron, còn
O¿ uà N`Š là những chốt nhận electron
+ Chú ý O¿ nhận electron theo bán phản ứng sau:
O, + 4 —> 207
(m-22,2) 4 (m-22,2)
€ dụ 6 Hòa tan hết 12 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu; Fe; FeO; Fe;O; và
FeaO¿ bằng HNO¿ đặc nóng dư được 11,2 lít NO; (đkc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch chứa 47,32 gam muối Phần trăm khối
lượng Cu trong X là
Giải
Đặt công thức trung bình của Fe; FeO; Fe¿O; và Fe;Ox là Fe„Oy
Gọi a là số mol Cu; b là số mol Fe,Oy
64a + b(56x + 16y) m fa =0,02
Ta có hệ 2a + bx -2y) = =0,5 oe fsa
188a +242bx = 47,32 by = 0,04
64.0,02.100 Vay %Cu = =10,66(%)
CÝt dụ Q: Cho 4 gam rắn X gồm Mg, Fe vào 200ml dung dịch CuCh; nồng
độ x mol/lít Sau khi phản ứng xong được 6,2 gam rắn Y Thêm dung dịch
NaOH dư vào phần nước lọc, rồi thu kết tủa nung trong không khí đến
khối lượng không đổi được 4 gam hỗn hợp rắn Z Xác định giá trị x
Giải
Nếu chỉ có Mg phản ứng thì rắn Z chỉ là MgO (trái với giả thiết Z là
hỗn hợp, loại)
Nếu cả Mg và Fe đều phản ứng hết thì ta phải có mz > 4 gam (trái với
giả thiết là mz = 4 gam, loại)
Vậy Mg phản ứng hết, Fe chỉ phản ứng một phần
Gọi a, b lần lượt là số mol Mg và Fe đã phản ứng
Để ý rằng 6,2 gam rắn Y gồm Cu và Fe dư; 4 gam rắn Z gồm MgO và
EFezOa, ta có hệ:
22
Trang 20Vi dy 10: Cho m gam bột Cu vao 400 ml dung dich AgNO; 0,8M Sáu mé
thời gian thu duge 7,76 gam hén hgp ran X va dung dich Y Loc tách
rồi thêm 5,85 gam bột Zn vào Y Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toà
được 10,53 gam rắn Z Giá trị m là
A 3,84 B 6,4 € 5,12 D 5,76
(Đại học 2011/khối E Giải
Hỗn hợp rắn X gồm Ag và Cu dư Giả sử đã có a xnol Cu phan ứng:
Cu + 2Ag' —— Cu? + 2Ag
Vậy dung dịch Ÿ chứa a mol Cu?* và (0,08 - 2a) mol Ag*
Khi cho 22 =0,09 mol Zn vao dung dich Y, các cation trong dung dic
>
Ÿ có khả năng nhận tối đa (2a + 0,08 < 2a) = 0,08 mol electron, trong kÌ
0,09 mol Zn cé khả năng cho tối đa 0,18 mol electron nên sau phan tn
Zn còn dư là c5 „005 mol Do đó:
mx + mz = (Meu trong X + Mag trong X) + (Mou trong Z + Mag trọng Z + Tzn dự)
© 7,76 + 10,53 = (moq trong X + Mu trong 2) + (Mag trong x + Mag trong Z) +
Trang 21Vì Cu còn đư nên thu được Cu?" và Fe?* theo các quá trình sau:
Bảo toàn N cho? ayjvo, = Ayrcuno,), Tyre, * Bio
© Ouno, =2cuno,), +20 vo, # Rvo,
<> 0,5.2 = 2a + 2.3b + 0,1 2a + 6b = 0,9
Do đó m = 64a + 232b + 3 = 34,8 (chon C)
Mt du 12: Cho m gam rắn X gồm Cu và FezO; vào 650 mì dung dich
HNO¿ 2M Sau khi phần ứng xong được 2,24 lít NO (đkc) là sản phẩm
duy nhất của sự khử N* và còn lại 1 gam rắn là đồng kim loại chưa tan hết Giá trị m là
Giải
Gọi a, b là số mol Cu và FezO; đã phần ứng
V Cu còn dư nên thu được Cu và Fe2* theo các quá trình sau:
Bảo toàn N cho: ayjino, = Byrcueno,), Ê Pn/govwo,,, Ê Do,
© nặng, =2fcuyoy, †20powo,y, # Ryo
¥ du 13: Cho m gam rắn X gồm Cu và FeO vao 400 ml dung dich HNOs
2M Sau khi phan ting xong được 2,24 lít NO (đkc) là sản phẩm duy
"Vậy ta có hệ: {
24
Trang 22Gọi a, b là số mol Cu và FeO đã phan ứng
Vì Cu còn dư nên thu được CuỄ* và Fe?*, do vậy ở đây chỉ xảy ra quá
trình nhận electron của nv
Bảo toàn Ñ cho: no, = Bw/cuevo,), Ý Py/evo,), * fuywo
> Thno, =2Mcuaoy, + 2M reqvo,), † vo
Các uí đụ 8; 9; 10 tuy tương tự nhau, nhưng ở uí dụ 8 uà 9 thì FezO¿
oờ Fe;O; là các chất oxi hóa do chúng nhận electron để tạo muối Fe,
còn ở uí dụ 8 thì FeO không phải chết oxi hóa uì sản phẩm sau phản ứng
uẫn là muối Fe”
% dy 14 Cho 9,44 gam rắn X gồm Cu và Fe,O, vào H;SO/ đặc, nóng dư
Sau khi phản ứng xong được 0,ð04 lít SO; (đkc) là sản phẩm khử duy
nhất và dung dịch chứa 6,6 gam muối Vậy % khối lượng Cu trong X là
(Đại học 2010/khối B)
Vậy ta có hệ: {
Giải
Gọi a, b là số mol Cu và Fe,O, đã phan ứng
Vì Cụ còn đư nên thu được Cu?" và Fe?* theo các quá trình sau:
Trang 2364a + b(56x + Lóy) = 2,44 la=0,01
Vậy ta có hệ: |2a+b(3x-2y)=0,045 <> 4bx=0,025
1604 + 400% = 6,6 by = 0,025
Do đó %Cu = 201.64.100
2,44 =26,23% (chọn A)
Ít dụ 15 Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và FeaO„ tác dụng với dung
dịch HNO¿ loãng, đun nóng và khuấy đều Sau khi các phản ứng xảy
ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở
dktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y,
thu được m gam muối khan Giá trị m là
(Đại học 2009/ Khối B)
Tới
Goi a, b là số mol Cu và FesO, đã phần ứng
Vì Cu còn dư nên thu được Cu?* và Fe?" theo các quá trình sau:
'Vậy mụuõi khaa = 188a + 180.3b = 151,5 (chọn A)
€W dụ 16 Cho rắn X gồm AI và Pb vào dung dịch chứa 0,1 mol Cu(NO¿); Sau
khi phan ứng xong được hỗn hợp rắn Y có khối lượng giảm 2,96 gam
so với X Vậy khối lượng AI trong X là:
A 2,7 gam 1,08 gam C 4,32 gam D 1,89 gam
Gái
Nhôm phải phản ứng trước chì
Giả sử chỉ có AI phản ứng: 2Al + 8Cu?? —> 2AIÊ° + 3Cu
Ta thấy khối lượng Cu sinh ra (3 mol, tức 192 gam) lớn hơn khối lượng
AI đã phản ứng (2 mol, tức 54 gam) nên khối lượng hỗn hợp rắn Y sau
phan ứng phải tăng (trái với giả thiết là giảm)
Vậy phải có Pb phản ứng
28
Trang 24Vi sau phản ứng thu được »ổn hợp rắn Y nên Pb phải còn dư, vậy 0,1 mol Cu?* đã phản ứng hết
Goi a, b lần lượt là số mol Al va Pb da phan ứng, ta có hệ:
27a +207b — 64.0,1= 2,96 b=0,04
Vay Mai trong x = 27a = 1,08 gam (chon B)
% dy 17: Hoa tan hỗn hợp bột gồm m gam Cu và 4,64 gam FezO¿ vào dung
dich H,SO, (loãng, rất dư), sau khi kết thúc phản ứng chỉ được dung
dịch X Biết X làm mất màu vừa đủ 100ml dung dịch KMnO¿ 0,1M Giá trị m là
(Đại học 2011/ Khối A)
Cai
Hỗn hợp bột ban đầu gồm a mol Cu và 0,02 mol FeaOx
Có thể xem Cu va Fe30, da cho electron, còn Án" đã nhận electron
nên ta có: 2a + 0,02.1 = 5.0,01 © a = 0,015 tức ta = 0,96 (chọn D)
Nhận xét
Vì kết thúc thí nghiệm thu duge Cu**; Fe? uà Mn”', chứng tỏ đã xảy
ra các quá trình cho, nhận electron sau:
CW dụ 18 Điện phân (với điện cực trơ, có màng ngăn) 200 mì dung dịch
hỗn hợp gồm CuSO„ và KCI cho đến khi nước bị điện phân đồng thời ở
cả 2 điện cực thì ngừng thấy khối lượng catot tăng 1,92 gam và anot
xuất hiện 0,896 lít khí (đkc) Dung dịch sau điện phân có pH là
Trang 252H¿O +9e —> Hạ + 2OH-
Ta có
Vậy OE-]=SS =01M ©» pOH = 1 tức pH = 18
Xhện xét
Nhờ bảo toàn electron, rõ ràng ta thấy ngay ở caiot phổi xảy ra tiếp
›hẳn ứng của H;O tạo OHˆ làm dung dich thu duge cd pH > 7
M dy 19: Dien phân với dién cuc tro 400 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO,
va KCI cho dén khi nuée bị điện phân đồng thời ở cả 2 điện cực thì
ngừng thấy khối lượng catot tăng 1,92 gam và anot xuất hiện 0,448 lít khí (đkc) Dung dịch sau điện phân có pH là
- Nếu thời gian điện phân là t giây thì thu được 0,035 mol khí ở anot
và duy nhất y gam kim loại ở catot
- Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được tổng cộng ở cả 2 điện
sực là 0,1245 mol khí
28
Trang 26Khí thoát ra ở anot trong điện phân dung dịch MSO¿ luôn là Oa
Vì sau t giây có 0,035 mol O¿ thoát ra ở anot nên sau 2t giây phải có 0,07 mol khí O¿ thoát ra ở anot và có (0,1245 - 0,07) = 0,0545 mol khí Hạ thoát ra ở anot.theo các phần ứng:
Vì sau t gidy c6 0,035 mol O, thoát ra ở anot nên sé mol electron da
tham gia phản ứng ở anot là 0,035.4 = 0,14 = s6 mol electron da tham gia phần ứng ở catot, tức tạo ra 0,07 moÌ Cu
Vậy ta có y = 64.0,07 = 4,48 gam (chon A)
® dụ 21 Điện phân với điện cực trơ dung dịch chứa m gam hỗn hợp gồm NaCl và CuSO¿ cho đến khi HạO bị điện phân đồng thời ở cả 2 điện
cực thì ngừng thấy ở anot thoát ra 1,344 lít khí (đkc) Dung dịch sau
điện phân hoà tan vừa đủ 4 gam MgO Giá trị m là
2HO —>y O©; + 4H' + 4e
0,05mol 0,2mol 0,2mol
Vay m= mụuso, + my¿c, = 0,11.160 + ð8,õ.0,02 = 18,77
29
Trang 27®% dụ 22 Điện phân với điện cực trơ, có màng ngăn m gam dung dịch
hỗn hợp gồm NaCl và CuSO¿ cho đến khi HạO bị điện phân đồng thời
ở cả 2 điện cực thì ngừng, thấy ở anot thu được 1,792 lít khí (đkc)
Dung dịch sau điện phân hoà tan vừa đủ 5,1 gam Al;Os Giá trị m là
A 28,775 hoặc 14,16 8 25,385 hoặc 14,16
Giải
Do AlzOs; là oxit lưỡng tính nên dung dịch sau điện phân hoà tan
vừa đủ 0,05 mol AlzO; thì dung dịch này phải chứa 0,38 mol H* hoặc
chứa 0,1 mol OH”
® Dung dịch sau điện phân chứa 0,3 mol H*
0,075mol 0,3mol 0,8mol
Vay m = Meso, +Mygc = 0155-160 +.58,5.0,01 = 25,385
« Dung dịch sau điện phân chứa 0,1 mol OH:
I BAI TAP AP DUNG
Q 1 Hoda tan hoàn toàn 10,8 gam Al trong HNOs thu được 13,44 lít (đkc)
hỗn hợp X gồm NO, NO; (không còn sản phẩm khử nào khác) Tỉ khối
của % so với Hạ là bao nhiêu?
d2 Hòa tan hoàn toàn 8,1 gam Al trong HNO; thu được 8,96 lít (đkc)
hôn hợp X gồm NO, NO; có tỉ khối so với Hạ là 21,4 và dung dịch chứa
rn gam muối Tìm m
30
Trang 28Q8 Đốt cháy m gam Fe trong oxi được 10 gảm hỗn hợp rắn X Hòa tar
hết X trong HNO; dư thấy thoát ra 2,24 lít (đkc) hỗn hợp NO; NO; có t
khối so với Hạ là 19 (không có sản phẩm khác của sự khử N5) Tìm m:
Q 4 Dét chay 7 gam Fe trong oxi được m gam hỗn hợp rắn X Hòa tan hế
X trong HNOs dư thấy thoát ra 2,24 lít (đkc) hỗn hợp NO; NO; có t
khối so với Hạ là 19 (không có sản phẩm khác của sự khử N*5) Tìm m,
Q 5 Cho hén hop X gém 5,6 gam Fe va 5,4 gam Al vao 500ml dung dicl hỗn hợp chứa AgNOs va Cu(NOz)2 có nồng độ mol bằng nhau Sau kh
phản ứng xong được rắn Z gồm 3 kim loại Cho rắn Z vào dũng địcÌ
HƠI dư thấy sau phản ứng thoát ra 0,896 lít Hạ (dkc) Tính nồng di mol các muối AgNOs và Cu(NO¿); ban đầu:
Q6 Tiến hành nhiệt nhôm rắn X gồm 8,1 gam AI và 7,2 gam FezO¿ (khôn;
có không khí) một thời gian được rắn Y Hòa tan hết Y trong HNO; đặ nóng dư thấy bay ra V lít NOs (đkc) là sản phẩm khử duy nhất Tìm V Q17 Tiến hành nhiệt nhôm rắn X gồm 8,1 gam Al va 7,2 gam FeO (khôn:
có không khí) một thời gian được rắn Y Hòa tan hết Y trong HNO; đặ
nóng dư thấy bay ra V lít NO¿ (đke) là sản phẩm khử duy nhất Tìm V Q8 Tiến hành nhiệt nhôm rắn X gồm 8,1 gam AI và 28,2 gam FeạO, (không có không khí) một thời gian được rắn Y Hòa tan hết Y tron; HNQ¿ đặc nóng dư thấy bay ra V lít NÓ; (đkc) là sản phẩm khử duy nhất Tìm V
19 Chia rắn X gồm AI và FezO; làm 2 phần bằng nhau:
+ Cho phần 1 vào dung địch NaOH du Sau phan ứng được 5,04 lít Hạ (đke)
+ Tiến hành nhiệt nhôm phần 2 một thời gian (không có không khí) được rắn Y Hòa tan hết Y trong HNO; loãng, dư được V lít NO (đke) Tìm VỀ
Q10 Cho m gam rắn X gồm Cu và FeO vào 500 ml dung dich HNO3 2M
Sau khi phản ứng xong được 2,24 lít NO (đkc) là sản phẩm duy nhất cúc
sự khử N” và còn lại 2 gam rắn là đồng kim loại chưa tan hết Tìm m
11 Cho m gam rắn X gồm Cu và FezO¿ vào 500 ml dung dich HNO,
2M Sau khi phản ứng xong được 2,24 lít (đkc) hỗn hợp NO; NO¿ có tí
khối so với Hạ là 19 (không còn sản phẩm khác của sự khử N*`) và còn lại 2 gam rắn là đồng kim loại chưa tan hết Tìm m
Q 12 Cho m gam rắn X gồm Cu và Fe203 vao 500 ml dung dich HNO;
2M Sau khi phản ứng xong được 2,24 lít (đkc) hỗn hợp NO; NÓ; có tí
khối so với Hy là 21 (không còn sản phẩm khác của sự khử N*) và còn
lại 2 gam rắn là đồng kim loại chưa tan hết Tìm m
Q 18 Hoa tan m gam hỗn hợp bột gồm Cu và 2,32 gam FeaO¿ vào dung dich H;SO¿ Qoãng, rất dư), sau khi kết thúc phản ứng chỉ được đung dịch X Biết X làm mất màu vừa đủ 50 mÌ dung địch KMnO¿ 0,1M Tìm m
31
Trang 29Q 14 Hoa tan m gam hỗn hợp bột gồm Cu và 1,6 gam EezO; vào dung dich H2SO, (oãng, rất dư), sau khi kết thúc phản ứng chỉ được dung dịch X Biết X làm mất màu vừa đủ 50 ml dung dịch KMnO¿ 0,1M Tìm m
O 15 Hoa tan m gam hỗn hợp bột gồm Cu va 0,72 gam FeO vào dung dich
H;SO, (loãng, rất dư), sau khi kết thúc phản ứng chỉ được dung dich X
Biết X làm mất màu vừa đủ 50 ml dung dịch KMnO; 0,1M Tìm m
Q 16 Cho hỗn hợp gồm 0,2 mol Fe; 0,2 mol Al va 0,1 mol Cu phan ứng
với oxi một thời gian được ra gam hỗn hợp rắn X Hoà tan hết X trong
dung dich HNO, du thu được 8,96 lít (đkc) hỗn hợp NO; NO¿ có tỉ khối
so với Hạ là 19 (không còn sản phẩm khác của sự khử N*Š) Tìm m
Q 17 Đốt cháy 11,1 gam rắn X gồm AI; Zn; Fe (tỉ lệ mol 1 : 1 : 1) trong oxi được m gam rắn X gồm oxit kim loại và kim loại dư Hòa tan hết X trong HNO; dư thấy thoát ra 1,68 lít (đkc) NO là sản phẩm khử duy
nhất Tìm m
0 18 Cho 16,2 gam kim loại M (hóa trị không đổi) tác dụng với 0,15 mol
Oo Hoa tan chat ran sau phan ting bang dung dich HCl du thay bay ra 13,44 lít khí Hạ (đkc) Xác định kim loại M
19 Hòa tan hoàn toàn m gara CuSO¿.5H;O vào nước được dung dịch X
Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, dòng điện có cường độ I = 9,65A
Nhận thấy:
+ Nếu thời gian điện phân là t giây thì thu được 0,035 mol khí ở anot,
chưa có khí thoát ra ở catot,
+ Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được tổng cộng ở cả 2
điện cực là 0,1 mọi khí
Giá trị m và lần lượt là bao nhiêu?
(120 Hỗn hợp X gồm SO¿ và CO; có tỉ khối so với Hạ là 27 Vậy 5,6 lít (đke)
hỗn hợp X làm mất màu vừa đủ bao nhiêu ml dung dịch KMnO¿ 1M?
Q21 Điện phân (với điện cực tro, có màng ngăn) 500 mÌ dung dịch hỗn hợp,
gồm CuSO„; NaCl va KCl cho dén khi nước bị điện phân đồng thời ở cả 2 điện cực thì ngừng, thấy khối lượng catot tăng 0,96 gam và anot xuất hiện
0,448 lít khí (đkc) Dung dịch sau điện phân có pH là bao nhiêu?
22 Điện phân (với điện cực tro, có màng ngăn) 2 lít dung dịch hỗn hợp
gém CuSO,; NaCl va KCI cho đến khi nước bị điện phân đồng thời ở cả 2
điện cực thì ngừng, thấy khối lượng catot tăng 0,96 gam và anot xuất hiện 0,224 lít khí (đkc) Dung dịch sau điện phân có pH là bao nhiêu?
q23 Điện phân (với điện cực trơ, có màng ngăn) 2 lít dung dịch hỗn hợp gồm BaCl; 0,01M; NaCl 0,02M và KCI 0,02M cho đến khi anot xuất hiện 0,448 lít khí (đkc) thì ngừng Dung dịch sau điện phân có khả năng hòa tan tối đa bao nhiêu gam nhôm?
32
Trang 30
Q24 Để hòa tan hết một lượng rắn X gồm Mg, Al va Zn cAn*vita dG 525 mil dung dịch HƠI 2M.Thể tích dung dịch HNO¿ 2M ít nhất cần dùng là bao nhiêu để hòa tan được hoàn toàn cũng lượng X trên? (Biết phản
ứng chỉ tạo sản phẩm khử duy nhất NO)
G2 Đốt 12 gam hỗn hợp X gồm sắt và đồng (tỉ lệ mol 1 : 1) trong oxi được
n gam hỗn hợp rắn X Hòa tan hết X bằng HNOa dư được 1,344 lít (đkc) hỗn hợp NO; NO; có ti khối so với H; là 21 Cho biết phần ứng chỉ xảy
ra 2 quá trình khử N*Š Tìm m
IV HƯỚNG DẪN GIẢI
11 Gọi a, b lần lượt là số mol NO, NO;
Q2 Bằng phương pháp đường chéo tính được
=0,08 mol và nạo, =0,32 mol
Ano Nhưng nại = 0,3 mol nén Al cho 0,9 mol, con N** nhan (0,08.3 + 0,382.1) =
0,56 mol <.0,9 mol, ching té cd (0,9 — 0,56) = 0,34 mol electron tham gia
Trang 31(8 Ta có nạo =nyọ, =0,0ỗ mol
400m)
Vậy: 3= +3.0,05 +1.0,05 > m=8,12
Nh&n xét
+ Cũng có thể dùng bảo toờn electron, trong đó công thức hỗn hợp rắn
X được đặt là Fe,O, (a mol) Chú ý khi đó chỉ có Fe,O, là chết cho
electron va N*Š là chất nhận electron, ta có hệ như sau:
jess —2y) = 0,05.3 + 0,05.1 oe =0,145
+ Để ý rằng để tạo a mol Fe,O, phải đi từ ax mol Fe (bảo toàn Fe)
Vay m = 56ax = 8,12 gam
Vậy m = a(56x + 16y) = ð6ax + 16ay = 8,4 gam
Q5 Trước hết phải thấy Z gồm Ag, Cu, Fe
Vì Z tác dụng với HCI dư tạo 0,04 mol Hạ chứng tỏ Fe còn dư 0,04 mol
Vậy 0,9 mol A1 và (0,1 — 0,04) = 0,06 mol Fe đã tác dụng hết với 2 muối
Gọi x là số mol méi mudi AgNO; va Cu(NO;); trong dung dich Y, bao
toàn electron cho x + 2x = 0,2.3 + 0,06.2 © x= 0,24
Vậy [AgNO;] = [Cu(NO;)¿] = se =0,48M
Q6 Để ý rằng Fe*° trong hỗn hợp đầu không thay đổi số oxi hóa sau
phản ứng, tức bài toán chỉ có AI cho electron và N*5 nhận electron
Bao toan electron cho:
8,1
355 =Lamyo, © Myo, = 0,9 mol tức V = 20,16 lít
Q 7.6 day, Fe*? trong hén hợp đâu đã thay đổi số oxi hóa thành Fe'° sau
phần ứng, tức bài toán có A1 và FeO cùng cho electron và N*Š nhận
electron Bảo toàn electron cho:
© nọ = 1 mol tức V = 22,4 lít
34
Trang 32+ Chiu 9 cdch viét Al” (theo sé oxi héa) va Al** (theo điện tich ion) déu
chấp nhộn được Tuy nhiên để nhất quán uới cách uiết bên quá trình
nhận( N'ễ, theo số oxi hóa) nên ta chốp nhận cách viét Ai
+ Vì các sản phẩm của các quá trình oxi hóa, khủ trong bèi là
Al*®; Fe*? va N*', nên uê tổng thể bài toán thi Al va FeO la hai
chét cho electron, còn N*Š là chết nhận electron Chinh vi vay,
dù phản úng nhiệt nhôm có xảy ra hoàn toàn hay không, giá trị
V trong bài uẫn không đổi
Q 8 Cac qua trình cho, nhận electron trong bài là
Vay 359 t o57 = bane) © nạo, = 1 mol tức V = 22,4 lít
q9 Theo dữ kiện phần 1, mỗi phần có FezO; và 0,15 mol AI
“Tương tu nhu bd 6 ở trên, ta có:
3.0,15 = Inyo ñụọ, = 0,45 mọi tức V = 10,08 lít
G10 Gọi a, blà số mol Cu và FeO đã phản ứng
Vi Cu con du nén thu duge Cu va Fe’, do vay 6 đây chỉ xảy ra quá
Trang 33Bảo toàn N cho: nvuyyo, =Pg/cuwo,,, † Ry/rewo,), Ê R/No
= Aywo, = 2 cuno,), Ê2Dp¿wo,), + 4No
Bảo toàn N cho: nuwyo, =fa¿cuo,, # ñạ/rewo,), * ñ/No * BNO,
= Rung, =2%cuevoy, *29rewo,), † Byọ +2No,
Gọi a, b là số mol Cu và FezO; đã phản ứng
Vì Cu còn dữ nên thu được Cu?* và Fe?* theo các quá trình sau:
Bảo ton N cho: ayo, = Bwrexop, *Tụyrsso,, Ê Dgyne * Maio,
36
Trang 34(118 Ta có nạo, =0,01mol; n„„ọ, = 0,005 mọi
Hỗn hợp bột ban đầu gồm a mol Cu và 0,01 mol FezO¿
Vì kết thúc thi nghiém thu duge Cu”; Fe** va Mn‘, chứng tổ đã xảy
ra các quá trình cho, nhận electron sau:
(114 Ta 06 neg, =0,01 mol; nyo, = 9,005 mol
Hỗn hợp bột ban đầu gồm a mol-Cu va 0,01 mol Feg03
Vì kết thúc thí nghiệm thu được Cu”"; Fe”' và Mn”', chứng tổ chỉ xảy
ra các quá trình cho, nhận electron sau:
Cu ——> Cụ'?® + 2e Mn” + ðe ——> Mn®
Vậy 2a = 5.0,005 <> a = 0,0125 tức m = 64a + 1,6 = 2,4
Q 1õ Ta có nạ =0,01mol; TMnO, =0,005 mol
Hỗn hợp bột ban đầu gồm a mol Cu và 0,01 mol FeO
Vì kết thúc thí nghiệm thu được CuŸ"; Fe°' và Mn”', chứng tỏ đã xảy
ra các quá trình cho, nhận electron sau:
Trang 35Q16 Ta có nụ = Ayo, =0,2 mol
Dé y ring trong ca thi nghiém, Fe, Al va Cu da cho electron, cdn O2 va
N* da nhan electron nhu sau:
Do đồ m = m„ +mụ, = 27.0,2 + 56.0,2 + 64.0,1 + 32.0,15 = 27,8
O17 Theo dé thi ng; = nzp = Ne =.0,075 mol vA ny =0,075 mol
Vay 0,075.3+0,075.2 +0,0753=2 15) 00153 m= 141
Q 18 Để ý rằng trong toàn thí nghiệm, kim loại M đã cho electron, còn
O; và H*` đã nhận electron như sau:
219 Khí thoát ra ở anot trong điện phân dung dich CuSO¿ luôn là O¿,
Vì sau t giây có 0,035 mol O2 thoát ra ở anot nên sau 2t giây phải có
9,07 mol khí Ó; thoát ra ở anot và có (0,1 — 0,07) = 0,08 mol khí Hạ thoát
ra ở anot theo các phan ứng:
Trang 36Vay m = 250.0,11 = 27,5 gam
“Theo đề sau t giây có 0,035 mol O; thoát ra ở anot tức có 0,035.4 = 0,14 mol
electron da tham gia phan ứng ở anot nên áp đụng công thức
It 1 96500n, _ 96500.0,14
Be 96500" 1 oes Oe
[190 Dễ dàng tính được nạo =ncọ, =0,125 mol
Chỉ có SO; làm mất màu dung dịch KMnO¿ theo các quá trình cho nhận electron sau:
Nếu không dùng bảo toàn electron, phải uiết phân ting lam mat mau
dụng dịch KMnO¿ của SO; là
ðSO; + 2KMnO¿; + 2H¿O ——; 2H;SO, + 2MnSO¿+ KsSO¿ 0,125mol 0,06mol
u*, Na*, K*, H,0 soz, cr’, H,O
Trang 37HạO +2e ——» He + 20H” 2Œ 7 —› Cla + 2e
Mà AI tác dụng với OH trong dung địch theo tỉ lệ mol 1 : 1
ĐAI + 2OH +9HạO ——+ 2AIO; +3H,
Vay ma = 27.0,04 = 1,08 gam
QO 24 Ta c6 nyc = 0,525.2 = 1,05 mol
Nhu vay 1,05 mol H* d& nhan 1,05 mol electron do các kim loại cho
Do đó trong phản ứng với HNO¿, cũng xảy ra quá trình nhận electron:
N*\4 8e—› NO
1,05mol 0,35mol
"Theo công thức giải nhanh, ta có
uno, =4nyg =4.0,35 =1,4 mol, tiie V = 700ml
Q 25 Al phai phan ting trudc Fe Néu chi c6 Al phan ting sé khong cé két tủa T Vậy phải có Fe phản ứng
Gọi a, b là số mol AI Fe đã phan ứng, ta có hệ:
Trang 38
Các quá trình cho nhận electron trong phản ứng của hỗn hợp oxit sắt
Fe,Oy —> xFe*? + yO? + (8x — 2y)e N*® + le —> NÑ*%
Vay số mol NO, =.a(3x — 2y) = 0,04 nên V = 0,896 lit
27 Dễ thấy ng, = nọ, = 0,1 mol va Nyy = Myo, = 0,03 mol
Fe —: Fe'°+ 3e Op + 4e—— 07
Cu—> Cu? + 2¢e NY 4 8e —> N®
DINH LUG@T BAO TOAN NGUYEN TO
I PHÁT BIỂU ĐỊNH LUẬT- KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
Phát biểu định luật: “Khối lượng một nguyên tố (hay số moÌ nguyên tử
một nguyên tố) không đổi so với trước và sau một phản ứng hóa học hay
một quá trình biến đổi hóa học”
Định luật này áp dụng được cho rất nhiều các bài toán, đặc biệt thích hợp là các bài toán gồm nhiều quá trình phản ứng, nhất là có những quá trình mà phản ứng xảy ra không hoàn toàn, vì làm cách thông thường sẽ
có rất nhiều ẩn số
"Trong các bài toán đốt cháy hỗn hợp các chất hữu cơ hoặc toán về hỗn
hợp kim loại tác dụng với HNO¿, điểm nhận ra để vận dụng nhanh chóng
được định luật này là hỗn hợp các chất ban đầu hoặc tạo thành phải có
cùng số nguyên tử của một nguyên tố trong công thức phân tử (như đốt cháy hỗn hợp X gồm 3 esứe đơn chức cần V lit O¿.; hòa tan hỗn hợp Mg, Al
bằng HNO¿ được hỗn hợp Y gồm Ä; uà N;O; hoặc hỗn hợp NO vé NOz )
41
Trang 39Đặc biệt là định luật bảo toàn nguyên tố thường được áp dụng kèm
theo song song định luật bảo toàn electron ở các dạng bài về hỗn hợp
kim loại hoặc hỗn hợp gồm kim loại và oxit kim loại tác dụng với
HNO;, H:SO¿ đặc nóng
1I BÀI TẬP MINH HỌA
ý dụ 1 Hỗn hợp X gồm O¿ và O¿ có tỉ khối so với Hạ là 22 Hỗn hợp khí
Y gồm metylamin và etylamin có tỉ khối so với Hạ là 17,833 Để đốt
cháy hoàn toàn Vị lit Ý cần vừa đủ Vạ lít X (các thể tích đo ở cùng điều
Giả sử đã đốt 3 mol Y (gồm 2 mol CHạN và 1 mol CzH;N) thì sẽ được
No; 4 mol CO¿ và 8,ð mol HạO, như vậy phải dùng 16,5 mol O nguyên tử
Gọi x và 3x lần lượt là số mol O; và O¿ cần ding thi
(2x + 3.3x) = 16,5 ©x = 1,5 tức số mol hỗn hợp X = x + 3x = 6
Vậy tỉ lệ cần tìm là Vị : Vạ=3:6= 1: 2 (chọn D)
® dụ 2: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít (đkc) CO; vào 100ml dung dịch gồm
X¿CO; 0,2M và KOH x mol/Hít Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn
được dung dich Y Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl; dư được
11,82 gam kết tủa Giá trị x là
(Đại học 2011/ Khối B) Giải
Số mol CO¿ = 0,1 ; Số rnol KạCO;¿ = 0,02
Số mol KOH « 0,1x ; số mol BaCO; = 0,06 mol
Theo đề, dụng dịch Y gồm 0,06 mol K2CO3 va y mol KHCOs
Bảo toàn C va K cho ta hé: 0,06+y =0,1+0,02=0,12 ake
0,12 + y = 0,04 +0,1x y =0,06 Vay chon B
Rhận xét
Dung dịch Y cũng có thể gồm 0,06 mol KạCO; và y mol KOH Nhưng
bảo toàn C khi đó cho 0,06 = 0,1 + 0,12 (vô li)
42
Trang 40% dy 8 Dãn hỗn hợp khí và hơi Œ) gồm HCHO va Hy qua bot Ni nung
nóng một thời gian được hỗn hợp khí và hơi (Y) Đốt cháy hoàn toàn
(Y) được 32 gam CO¿ và 14,4 gam HạO Tính % thể tích Hạ trong Œ)
Giải
Vì ncọ, = 0,ỗ mol nên báo toàn-C cho ngcwo = Ago, = 0,5 mol
Vi nụ o =0,8 mol nên bảo toàn H cho nụ = 0,8 — 0,5 = 0,3 mol
CW dụ 4 Dãn hỗn hợp CO gồm C;H; và Hạ qua bột Ni nung nóng một thời
gian được (Y) Đốt cháy hoàn toàn (Y) được 17,6 gam CO2 va 14,4 gam HạO Tính % thể tích C;H; trong (X)
Giải
Vì nọo, = 0,4 mọi nên bảo toàn Ở cho nụ Seo, = 0,2 mol
Vì nụ ọ =0,8 mol nên bảo toàn H cho nụ = 0,8— 0,2 = 0,6 mol
0,2.100 0,2+0,6
Vay %C2H2 = = 25(%)
Rhện xét
Nếu giải bằng cách thông thường là uiết các phương trình phân ứng,
bài toán sẽ rất dài dòng uì hỗn hợp Y ngoài CaH, uà C;H¿ tạo thành, còn
có cả C;H; dự uà Hạ dự
Ýt dụ 5 Đốt cháy hoàn toàn 0,4ð mol hỗn hợp X gồm 3 este đơn chức, no
và 2 axit đơn chức, chưa no (1 nối đôi C=C) cần vừa đủ V lít O; (đkc) Sau phan tmg thu duge 1,65 mol CO, va 1,2 mol H20 Tim V