Bài tập hóa học nhiều hướng giải

Câu 11: Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu được V lít khí ở đktc và dung dịch X.. Khi cho nước vơi trong dư vào X thì thấy kết t

Câu 11: Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu được V lít khí (ở đktc) và dung dịch X Khi cho dư nước vơi trong vào dung dịch X thấy cĩ xuất hiện kết tủa Biểu thức liên hệ giữa V với a, b là :

A V = 22,4(a - b) B. V = 11,2(a - b) C V = 11,2(a + b) D V = 22,4(a + b)

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)

Phân tích và hướng dẫn giải

Bản chất phản ứng khi cho từ từ dung dịch chứa HCl vào dung dịch Na2CO3 là : H+ sẽ chuyển hết ion CO32− thành HCO3−, sau đĩ chuyển HCO3− thành CO2 Khi cho nước vơi trong dư vào X

thì thấy kết tủa, chứng tỏ trong X cịn chứa ion HCO3− và H+ đã phản ứng hết

Phương trình phản ứng :

2

2

Từ bản chất phản ứng và các thơng tin đề cho cũng như yêu cầu của đề bài ta cĩ thể đưa ra các hướng giải sau :

● Hướng 1 : Sử dụng phương trình ion rút gọn

(1), (2), (3) là các phản ứng trao đổi ion, đây là dấu hiệu rất rõ dàng chứng tỏ bài tập này cĩ thể

sử dụng phương trình ion rút gọn để tính tốn

2

Theo các phản ứng (1), (2), ta thấy :

2

CO

n = −(a b) mol⇒ V=22, 4(a b) lít−

● Hướng 2 : Sử dụng bảo tồn điện tích trong dung dịch X và bảo tồn nguyên tố C

Với dạng bài tập này, đa số bạn đọc giải theo hướng 1 Tuy nhiên, nếu vận dụng tốt phương pháp bảo tồn điện tích thì bạn đọc cĩ thể giải theo hướng 2 hoặc 3

Như đã phân tích ở trên, dung dịch X ngồi ion Na+, Cl− cịn cĩ ion HCO3−

Áp dụng bảo tồn điện tích cho dung dịch X, ta cĩ :

n + =n − +n − ⇒n − =n + −n − =(2b a) mol.−

Theo bảo tồn nguyên tố C, ta cĩ :

n − =n − +n ⇒n =n − −n − = −b (2b a) (a b) mol− = −

⇒ =V 22,4(a b) lít.−

● Hướng 3 : Xây dựng và sử cơng thức giải nhanh

Sử dụng bảo tồn điện tích trong phản ứng và sử dụng bảo tồn nguyên tố C, ta cĩ :

2

3

2

2 3

2 3

H CO HCO phản ứng

CO

H CO CO

HCO phản ứng

−



Áp dụng cơng thức trên suy ra :

Như vậy ở bài tập này thì hướng 3 sẽ cho kết quả nhanh nhất

Câu 19: Hịa tan hồn tồn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư) Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19 Giá trị của V là :

A 2,24 B 4,48 C 5,60 D. 3,36

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)

Phân tích và hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng :

3

2 2

3 3

Cu

H O NO



Từ giả thiết, dễ dàng tính được số mol của Fe, Cu :

Fe Cu

Fe Cu

Ở bài tập này, đề bài cho biết chất khử và số mol, yêu cầu tính thể tích của sản phẩm khử Như vậy hướng giải hay dùng nhất sẽ là bảo tồn electron Tuy nhiên, vẫn cĩ thể cĩ những hướng khác

để giải bài tập này

● Hướng 1 : Sử dụng bảo tồn electron để tính cụ thể số mol của các khí NO, NO 2 Từ đĩ suy ra thể tổng thể tích khí NO và NO 2

Theo giả thiết và bảo tồn electron, ta cĩ :

2 2

2 2

2 2

(NO, NO )

NO NO

NO NO

NO NO

0,1 0,1

+





Ngồi ra, thay vì sử dụng cơng thức khối lượng mol trung bình, ta cĩ thể dùng sơ đồ đường chéo để tính được tỉ lệ mol của NO và NO2

● Hướng 2 : Sử dụng bảo tồn electron để tính tổng số mol của các khí NO, NO 2 Từ đĩ suy ra thể tổng thể tích khí NO và NO 2

Đề bài khơng hỏi thể tích của từng khí nên khơng nhất thiết phải tính cụ thể số mol của từng khí

Nếu cĩ thể tính được trực tiếp tổng số mol của hai khí thì thì việc tính tốn chắc chắn sẽ nhanh hơn

so với hướng 1 Với hướng tư duy như vậy, ta cĩ thể giải như sau :

Thay hai cơng thức NO và NO2 bằng NOx, ta cĩ : 14 16x 19.2+ = ⇒ =x 1,5

Với x = 1,5 thì số oxi hĩa của N trong NOx là +3 Trong phản ứng, số oxi hĩa của N giảm từ +5

về +3

Áp dụng bảo tồn electron, ta cĩ :

{Fe {Cu NO x NO x NO (đktc) x

0,1 0,1

● Hướng 3 : Sử dụng kết hợp bảo tồn điện tích, bảo tồn nguyên tố, bảo tồn khối lượng

Theo bảo tồn điện tích, ta cĩ :

3 electron trao đổi

NO tạo muối

Sơ đồ phản ứng thể hiện vai trò của HNO3 :

mol: 0,5+a 0,5 a 0,25+0,5a

Đặt số mol của hỗn hợp NO và NO2 là a Theo bảo toàn nguyên tố N và nguyên tố H suy ra số mol của HNO3 và số mol của H2O

Áp dụng bảo toàn khối lượng, ta có :

63(a 0,5) 62.0,5 38a 18(0,5a 0,25)+ = + + + ⇒ =a 0,25 mol

2

(NO , NO)

Ngoài ra, ta có thể thay NO, NO2 bằng 1 chất NOx (x = 1,5) như hướng 2

Sơ đồ phản ứng thể hiện vai trò của HNO3 :

mol: 0,5+a 0,5 a 0,25+0,5a

Áp dụng bảo toàn nguyên tố O, ta có :

3(0,5 a) 0,5.3 1,5a (0,25 0,5a)+ = + + + ⇒ =a 0,25 mol

2

(NO , NO)

Như vậy, ở bài tập này thì hướng 2 sẽ cho kết quả nhanh nhất

Câu 21: Trộn dung dịch chứa a mol AlCl3 với dung dịch chứa b mol NaOH Để thu được kết tủa thì cần có tỉ lệ

A. a : b = 1 : 4 B. a : b < 1 : 4 C. a : b = 1 : 5 D a : b > 1 : 4

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)

Phân tích và hướng dẫn giải

Bản chất phản ứng : ion Al3+ tác dụng với ion OH− tạo ra kết tủa Al(OH)3 Nếu ion OH− có dư thì kết tủa Al(OH)3 bị hòa tan một phần hoặc hoàn toàn

3

3

Al+ + 3OH− → Al(OH) ↓

Al(OH) + OH− → [Al(OH) ]−

3

4

Al+ + 4OH− → [Al(OH) ]−

Với bài này, hướng giải thông thường là sử dụng phương trình ion rút gọn Tuy nhiên, với một bài tập giải được phương trình ion rút gọn thì cũng có thể giải được bằng phương pháp bảo toàn điện tích

● Hướng 1 : Sử dụng phương trình ion rút gọn

Căn cứ vào các phản ứng ta thấy : Để kết tủa bị hòa tan hết thì

3

OH

Al

n

4

n

−

+

Suy ra để thu được kết tủa thì

3

OH

Al

−

+

< ⇒ < ⇒ >

● Hướng 2 : Sử dụng bảo toàn điện tích

Dung dịch sau phản ứng có chứa các ion Na+, Cl− và có thể có ion [Al(OH) ]4 − Nếu có ion

4

4

[Al(OH) ] Al

n − <n +

Áp dụng bảo toàn điện tích trong dung dịch sau phản ứng, ta có :

{ { {3 4

Na Cl [Al(OH) ] Na Cl Al

a

b 3a

● Hướng 3 : Xây dựng công thức và sử dụng công thức giải nhanh

Trong trường hợp kết tủa Al(OH)3 bị hòa tan một phần, áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với Al

và nhóm OH, ta có :

3

3

3

Al(OH )

Al [Al(OH ) ]

Al(OH)

Al OH Al(OH)

+ −



Để có kết tủa thì :

3

Al(OH) Al OH

+ −

● Hướng 4 : Dựa vào cấu tạo của chất sản phẩm

Nếu ion Al3+ phản ứng với ion OH− để chuyển hết thành kết tủa Al(OH)3, sau đó tiếp tục bị ion

OH− hòa tan hết thì sản phẩm thu được là [Al(OH) ]4 − Suy ra để phản ứng tạo thành kết tủa thì

3

3

Câu 24: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa Giá trị của a là :

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)

Phân tích và hướng dẫn giải

Theo giả thiết, ta có :

Vì

CO BaCO

n >n nên phản ứng phải tạo ra cả BaCO3 và Ba(HCO3)2

Với bài này, ta có thể lựa chọn hướng giải tính toán theo phương trình phản ứng (vì chỉ có 2 phản ứng) Tuy nhiên, vẫn còn cách khác hay hơn đó là dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 ↓ (1)

mol: 0,08 ← 0,08 ← 0,08

Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 (2)

mol: 0,02 ← (0,12 – 0,08) = 0,04

Theo các phương trình phản ứng (1), (2), ta thấy :

2

0,1

2,5

● Hướng 2 : Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với Ba và C, ta có :

3 2

Ba(OH) BaCO Ba(HCO )

Ba(HCO ) 0,08

CO BaCO Ba(HCO ) Ba(OH)

0,12 0,08

2,5



● Hướng 3 : Xây dựng và sử dụng công thức giải nhanh

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với Ba và C, ta có :

Ba(OH) BaCO Ba(HCO )

Ba(OH) CO BaCO

CO BaCO Ba(HCO )



Áp dụng công thức giải nhanh, ta có :

{ {

Ba(OH ) BaCO CO Ba(OH )

0,12 0,08

?

0,1

2,5

14243