chuyên đề phương pháp bảo toàn electron

PHẠM VI SỬ DỤNG: Gặp nhiều chất trong ví dụ mà khi xét phương trình phản ứng là phản ứng oxi hóa khử có sự thay đổi số e hoặc phản ứng xảy ra phức tạp, nhiều đoạn, nhiều quá trình thì ta

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON

(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)

Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC

Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “ P h ư ơ ng p háp b ả o t o àn elct ro n (P h ầ n 2) ” thuộc Khóa

h ọ c T L ĐH K I T -1: Mô n H ó a h ọ c (th ầ y Vũ ắ c Kh N g ọ c ) tại website Hocmai.vn Để có thể nắm vững kiến thức phần

“Phương pháp bảo toàn elctron”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với b ài g i ả n g n à y.

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

- Trong một hệ oxi hoá khử: “tổng số e do chất khử nhường bằng tổng số e mà chất oxi hoá nhận” Hay

“tổng số mol e chất khử nhường bằng tổng số mol e chất oxi hoá nhận”

- Quan trọng nhất là khi áp dụng phương pháp này đó là việc phải nhận định đúng trạng thái đầu và

trạng thái cuối của hệ oxi hoá khử, ta không cần quan tâm đến việc cân bằng phản ứng oxi hoá khử xảy ra.

- Khi áp dụng phương pháp bảo toàn electron ta phải làm các bước sau:

chất nhận” Từ đó thiết lập phương trình đại số (nếu cần), kết hợp với giả thiết của Ví dụ để tìm ra két quảnhanh nhất và chính xác nhất

II PHẠM VI SỬ DỤNG:

Gặp nhiều chất trong ví dụ mà khi xét phương trình phản ứng là phản ứng oxi hóa khử (có sự thay đổi

số e) hoặc phản ứng xảy ra phức tạp, nhiều đoạn, nhiều quá trình thì ta áp dụng phương pháp bảo toàn e

- Cần kết hợp các phương pháp như bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố để giải bài toán

- Cần có nhiều chất oxi hoá và nhiều chất khử cùng tham gia trong Ví dụ ta cần tìm tổng số mol e nhận

và tổng số mol e nhường rồi mới cân bằng

III VÍ DỤ ÁP DỤNG

Ví dụ 1: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2008) Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung

2

- Phần 1 tác dụng với H2SO4 loãng dư sinh ra 3,08 lít khí hiđrô (đktc).

- Phần 2 tác dụng NaOH dư sinh ra 0,84 lít khí hiđrô (đktc) Giá trị m gam là:

Bài giải:

Al 3e Al3

z 3z z

P1: Fe 2e Fe2 áp dụng ĐLBT e: 3z + 2y = 0,275 (1)

y 2y y 2H 2e H2 0,275 0,1375

Ví dụ 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối B-2007) Nung m gam bột Fe trong ôxi thu được 3 gam

khử duy nhất Giá trị m gam là:

Ví dụ 4: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007) Hoà tan 5,6 gam Fe bằng dung

Ví dụ 5 (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007) Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu ( tỉ

Ví dụ 6: ( TN TH PT 2007) Hoà tan 5,4 gam Al bằng một lượng dung dịch H2SO4 loãng dư Sau phản

Ví dụ 7: (Đề thi thử ĐH Vinh) Hoà tan hết hỗn hợp bột gồm m gam Cu và 4,64 gam Fe3O4 vào dung dịch

0,05 - 0,01

nFe

Ví dụ 8: Cho m gam Al tan hoàn toàn dung dịch HNO3 nóng dư thu được 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí A

o cm a i v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | 3

-+ Quá trình oxi hoá:

Ví dụ 10: Để m gam bột sắt ngoài không khí 1 thời gian thu được 11,8 gam hỗn hợp các chất rắn FeO,

Ví dụ 11: Hoà tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra

Bài giải:

Al, Fe, Mg nhường e, số mol e này chính bằng số mol e Cu nhường khi tham gia phản ứng với HNO số

2,4 2,4mol V O

2 2,4.22,4 53,76lít C đúng

Chú ý: Nếu nH 1,2 V O

2 1,2.22,4 26,88lít D sai

Ví dụ 12: Hoà tan hoàn toàn 43,2 gam kim loại Cu vào dung dịch HNO3 loãng dư, tất cả khí NO thu được

đktc tham gia vào quá trình trên là:

N N

Bài giải:

này, Cu là chất nhường với O là chất nhận e

Ví dụ 13: Chia m gam hỗn hợp 2 kim loại A, B có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau.

– Phần 1 tan hết trong dung dịch HCl tạo ra 1,792 lít H2 đktc

- Phần 2 nung trong oxi thu được 2.84 gam hỗn hợp oxit Giá trị của m là

Ví dụ 14: : Chia 44 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại M có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau

- P1 tan hết trong 2 lít dung dich HCl tạo ra 14,56 lít H2 đktc

- P2 tan hoàn toàn trong dung dich HNO3 loãng nóng thấy thoát ra 11,2 lít khí NO duy nhất ở đktc.

1 Nồng độ mol của dung dich HCl là:

2 Khối lượng hỗn hợp muối clorua khan thu được khi cô cạn dung dịch sau pư ở P1 là:

3 Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là:

Vậy a = 2; M = 24(Mg) là phù hợp.

Ví dụ 15: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe2O3 nung nóng thu được 14 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn.

nhất Giá trị m là:

Bài giải:

moxi(trong oxit) = m - 14g nCO = nO(oxit) = m 14

Ví dụ 16: Cho tan hoàn toàn 58 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO3 2M loãng nóng

thu được là:

Bài giải:

Nếu chỉ dùng phương pháp bảo toàn e thông thường, ta cũng chỉ lập được 2 phương trình 3 ẩn số và sẽ

- Phần 1 tác dụng NaOH dư thu được 0,3 mol khí

Bài giải:

16+2

Trong X chỉ có Al có tính khử: 2H2O + 2e H2 + 2OH

-H

o cm a i v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | 6

-0,6 0,3

Ví dụ 19: Cho tan hoàn toàn 7,2 gam FexOy trong HNO3 thu được 0,1 mol NO2 Công thức phân tử củaôxit là:

- Phần 1 cho tan hết trong dung dịch HCl thấy thoát ra 13,44 lít khí

- Phần 2 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 3,36 lít khí

Gọi x, y, z là số mol Al, Mg, Fe trong 7,4 gam hỗn hợp

Ví dụ 23: Chia hỗn hợp X gồm Al, Al2O3, ZnO thành 2 phần bằng nhau

– Phần 1 cho tác dụng dung dịch NaOH dư thu được 0,3 mol khí

Ví dụ 24: Cho tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp X ở dạng bột gồm: S, FeS và FeS2 trong dung dịch HNO3

và nung kết tủa đến khối lượng không đổi được m gam chất hỗn hợp rắn Giá trị m gam là:

o cm a i v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | 8

-Fe S21 tương đương với Fe2+ S-2 S0, Vì vậy có thể coi hỗn hợp X gồm hai chất S và FeS có số mol a

Fe2

m 15,145 2,4 17,545gam D đúng

Ví dụ 25: Cho tan hoàn toàn 3,6 gam hỗn hợp gồm Fe và Mg trong dung dịch HNO3 2M loãng nóng thu

nung kết tủa đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn

chất oxi hoá, số mol e nhân vẫn là 0,2mol:

3)3

2.0,01

nNO 2nN O3.0,06 0,04 2.0,01 0, 26

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp bảo toàn electron

Câu 1: Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch HNO3 rất loãng thì thu được hỗn hợp gồm 0,015 mol

Câu 2: Cho a gam hỗn hợp A gồm các oxit FeO, CuO, Fe2O3 có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với

có tỷ khối so với hiđro là 20,143 Giá trị của a là:

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn a gam FeS trong O2 dư, thu được khí SO2 Trộn SO2 với một lượng O2 rồi nung

trong Y cần 0,8 mol NaOH Giá trị của a là:

Câu 4: Hòa tan 9,6 gam Mg trong dung dịch HNO3 tạo ra 2,24 lít khí NxO Công thức của khí đó là:

Câu 5: Khi cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, thấy có 49 gam H2SO4 tham gia

A SO2. B S C H2S D.S O2

Câu 8: Hòa tan kim loại M vào HNO3 thu được dung dịch A (không có khí thoát ra) Cho NaOH dư vàodung dịch A thu được 2,24 lít khí (đktc) và 23,2 gam kết tủa Kim loại M là:

Câu 9: Hòa tan hết m gam một kim loại M trong HNO3 loãng, nóng thu được khí NO, còn khi hòa tan m

lượng muối clorua bằng 52,48% khối lượng muối nitrat thu được Kim loại M và hóa trị tương ứng của nó

là:

Câu 10: Oxi hóa hoàn toàn 0,728 gam bột Fe ta thu được 1,016 gam hỗn hợp A gồm hai oxit sắt Hòa tan

Câu 11: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỷ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (đktc)

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp bảo toàn electron

Câu 13: Cho hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu vào 2 lít dung dịch HNO3 vừa đủ thu được 1,792 lít khí X (đktc)

Câu 14: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm ba kim loại bằng dung dịch HNO3 thu được 1,12 lít hỗn

37,8% (d = 1,242 g/ml) tối thiểu cần dùng là:

Câu 15: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí

Câu 16: Cho tan hoàn toàn 58 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO3 2M thu được 0,15

Câu 17: Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư được 896 ml (đktc) hỗn hợp gồm NO

Câu 18: Cho 1,35 gam hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư được 1,12 lít hỗn hợp NO và

Câu 19: Cho 18,98 gam hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng vừa đủ với 2 lít dung dịch HNO3 thu được

Câu 20: Hòa tan 6,25 gam hỗn hợp Zn và Al vào 275 ml dung dịch HNO3 xM thu được dung dịch A,

Câu 22: Hòa tan hỗn hợp X gồm Fe và MgO bằng HNO3 vừa đủ được 0,112 lít (27,30C, 6,6 atm) một khíkhông màu hóa nâu ngoài không khí Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 10,22 gam hỗn hợp muốikhan Khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu là:

Câu 23: Một hỗn hợp gồm 3 kim loại Al, Fe, Mg có khối lượng 26,1 gam được chia làm 3 phần bằng

nhau:

- Phần 1: cho tan hết trong dung dịch HCl thấy thoát ra 13,44 lít khí

- Phần 2: cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 3,36 lít khí

Câu 24: Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H2SO4 đặc nóng (dư), thoát ra 0,112 lít (ở

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2007)

Câu 25: Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO3 và H2SO4

Câu 26: Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3 dư thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp X gồm hai khí NO2

Câu 27: Hỗn hợp A gồm 2 kim loại có hóa trị không đổi, không tác dụng với H2O và đứng trước Cu trong

Câu 28: Hòa tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra

V là:

Câu 29: Chia hỗn hợp X gồm Al, Al2O3, ZnO thành 2 phần bằng nhau:

- Phần một cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 0,3 mol khí

Câu 30: 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:

Biết các thể tích khí đều đo ở đktc Giá trị của V là :

Câu 31: Một hỗn hợp gồm 2 kim loại Mg và Al được chia thành hai phần bằng nhau:

Biết các thể tích khí đều đo ở đktc Giá trị của V là:

Câu 32: Chia m gam hỗn hợp 2 kim loại A, B có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau :

- Phần 2 nung trong oxi thu được 2,84 gam hỗn hợp oxit

Giá trị của m là:

Câu 33: Hoà tan hoàn toàn 1,23 gam hỗn hợp X gồm Cu và Al vào dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được

Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa Phần trăm về khối lượng của Cu trong hỗn

hợp X và giá trị của m lần lượt là:

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2009)

Câu 34: Trộn 0,81 gam bột nhôm với bột Fe2O3 và CuO rồi đốt nóng để tiến hành phản ứng nhiệt nhôm

phẩm khử duy nhất) ở đktc Giá trị của V là:

Câu 35: Hòa tan hoàn toàn 43,2 gam Cu kim loại vào dung dịch HNO3 loãng, tất cả khí NO thu được đem

tham gia vào quá trình trên là:

Câu 36: Cho 8,3 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe có tỷ lệ 1:1 về số mol vào 100 ml dung dịch Y gồm

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

H

o cm a i v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 585812 Trang | 12

-Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp bảo toàn electron

Câu 37: Một hỗn hợp X gồm Al và Fe có khối lượng 8,3 gam Cho X vào 1 lít dung dịch A chứa AgNO3

dịch HCl) và dung dịch C (hoàn toàn không còn màu xanh của Cu ) Khối lượng chất rắn B và % khốilượng Al trong hỗn hợp là:

Câu 38: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc)

bằng 19 Giá trị của V là:

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2007)

Câu 39: Hòa tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được dung dịch X Dung dịch X phản

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2007)

Câu 40: Cho 6,6 gam một anđehit X đơn chức, mạch hở phản ứng với lượng dư AgNO3 (hoặc Ag2O)

khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) Công thức cấu tạo thu gọn của X là:

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2007)

Câu 41: Điện phân dung dịch CuCl2 với điện cực trơ, sau một thời gian thu được 0,32 gam Cu ở catốt vàmột lượng khí X ở anôt Hấp thụ hoàn toàn lượng khí X nói trên vào 200ml dung dịch NaOH (ở nhiệt độthường) Sau phản ứng, nồng độ NaOH còn lại là 0,05M (giả thiết thể tích dung dịch không thay đổi).Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2007)

Câu 42: Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO3 1M Sau khi cácphản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hòa:

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2008)

Câu 43: Cho 3,6 gam anđehit đơn chức X phản ứng hoàn toàn với một lượng dư Ag2O (hoặc AgNO3)

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2008)

Câu 44: Nung một hỗn hợp rắn gồm a mol FeCO3 và b mol FeS2 trong bình kín chứa không khí (dư) Sau

hỗn hợp khí Biết áp suất khí trong bình trước và sau phản ứng bằng nhau, mối liên hệ giữa a và b là (biếtsau các phản ứng, lưu huỳnh ở mức oxi hoá +4, thể tích các chất rắn là không đáng kể)

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2008)

Câu 45: Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư) Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thuđược 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch

X là

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2008)

Câu 46: Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu vào dung dịch HCl (dư), sau khi kết thúc phản ứng sinh ra

3,36 lít khí (ở đktc) Nếu cho m gam hỗn hợp X trên vào một lượng dư axit nitric (đặc, nguội), sau khi kết

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2008)

Câu 47: Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO)

H

o cm a i v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 13

2+

Câu 48: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và

Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2009)

Câu 49: Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 loãng, thu được 940,8 ml khí NxOy

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2009)

Câu 50: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4 0,25M Sau khicác phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khửduy nhất, ở đktc) Giá trị của m và V lần lượt là:

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2009)

Câu 51: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng vàkhuấy đều Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ởđktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan Giá trịcủa m là:

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2009)

Câu 52: Hỗn hợp X gồm 2 kim loại có hóa trị không đổi và không tác dụng với nước Cho X tác dụng

Câu 53: Hòa tan hoàn toàn 3,6 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe trong dung dịch HNO3 2M, thu được dung

nung kết tủa đến khối lượng thu được m gam chất rắn

a)Giá trị của m là:

Câu 54: Chia 44 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại M có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau:

a) Nồng độ mol/lít của dung dịch HCl là:

b) Khối lượng hỗn hợp muối khan thu được khi cô cạn dung dịch sau phản ứng ở phần 1 là:

c) % khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là:

d) Kim loại M là:

Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc Nguồn: o c ma H i vn

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp bảo toàn electron

- Trang | 14

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN