TUYỆT CHIÊU GIẢI NHANH PP QUY ĐỔI VÀ ĐỒ THI ,CHÌA KHÓA VÀNG

3 Trong quá trình tính toán theo phơng pháp quy đổi đôi khi ta gặp số âm nh số mol âm, khối ợng âm đó là do sự bù trừ khối lợng của các chất trong hỗn hợp, trong trờng hợp này ta vẫn tí

Chìa khóa vàng 1: ph ơng pháp quy đổi

I cơ sở lý thuyết

1) Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (Ví dụ: hỗn hợp X gồm: Fe, FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 ) (từ 3chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất ( nh: Fe, FeO hoặc Fe, Fe2O3 hoặc….) một chất ( nh: FexOy hoặc…)

ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lợng hỗn hợp

2) Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kỳ cặp chất nào, thậm chí quy đổi về một chất Tuy nhiên tanên chọn cặp chất nào đơn giản có ít phản ứng oxi hoá khử nhất, để đơn giản trong việc tính toán

3) Trong quá trình tính toán theo phơng pháp quy đổi đôi khi ta gặp số âm ( nh số mol âm, khối ợng âm) đó là do sự bù trừ khối lợng của các chất trong hỗn hợp, trong trờng hợp này ta vẫn tính toánbình thờng và kết quả cuối cùng vẫn thoả mãn

l-4) Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất là FexOy thì Oxit FexOy tìm đợc chỉ là oxit giả định không

có thực( ví dụ nh: Fe15O16 , Fe7O8…)

5) Khi quy đổi hỗn hợp các chất về nguyên tử thì tuân theo các bớc nh sau:

Bớc 1: quy đổi hỗn hợp các chất về cac nguyên tố tạo thành hỗn hợp đó

Bớc 2: đặt ẩn số thích hợp cho số mol nguyên tử các nguyên tố trong hỗn hợp

Bớc 3: Lập các phơng trình dựa vào các định luật bảo toàn khối lợng, bảo toàn nguyên tố, bảotoàn electron…

Bớc 4: lập các phơng trình dựa vào các giả thiết của bài toán nếu có

Bớc 5: giải các phơng trình và tính toán để tìm ra đáp án

6 Một số bài toán hoá học có thể giải nhanh bằng phơng pháp bảo toàn khối lợng, bảo toàn

nguyên tố, bảo toàn e… song phơng pháp quy đổi cũng tìm ra đáp án rất nhanh, chính xác và đó là phơngpháp tơng đối u việt, kết quả đáng tin cậy, có thể vận dụng vào các bài tập trắc nghiệm để phân loại họcsinh (nh đề tuyển sinh ĐH-CĐ - 2007 - 2008 mà Bộ giáo dục và đào tạo đã ra)

7 Công thức giải nhanh

Khi gặp bài toán dạng sắt và hỗn hợp sắt ta áp dụng công thức tính nhanh sau: Khi áp dụng côngthức này thì chúng ta cần chứng minh để nhớ và vận dụng linh hoạt trong quá ttrình làm các bài toán trắcnghiệm (công thức đợc chứng minh ở phơng pháp bảo toàn e)

a Trờng hợp 1: tính khối lợng sắt ban đầu trớc khi bị ôxi hóa thành m gam hỗn hợp X gồm: Fe,FeO, Fe2O3 v Feà 3O4

c Trờng hợp 3: tính khối lợng muối tạo thành khi cho m gam hỗn hợp X gồm: Fe, FeO, Fe2O3 và

Fe3O4 vào dung dịch HNO3 nóng d

Ii Bài toán áp dụng:

Bài toán 1: Nung m gam bột sắt trong oxi thu đựơc 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hoà tan hết hỗn hợp X

trong dung dịch HNO3 d thoát ra 0.56 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m là:

A 2.52 gam B 1.96 gam C 3.36 gam D 2.10 gam.

Cách 2: Quy hỗn hợp chất rắn X về hai chất FeO, Fe 2 O 3

3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

Cách 3: Quy hỗn hợp chất rắn X về mặt chất là Fe x O y

3FexOy + (12x - 2y)HNO3 → 2Fe(NO3)3 +(3x-2y)NO + (6x -y)H2O

3.0,025

⇒ Fe Ox y

3 3.0, 025 n

Bài toán 2: Cho 11.36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3

loãng d thu đợc 1.344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X Cô cạn dung dịch Xsau phản ứng đợc m gam muối khan Giá trị m là:

A 34.36 gam B 35.50 gam C 49.09 gam D 38.72 gam

Bài giải.

Cách 1: Quy đổi hỗn hợp về hai chất: Fe, Fe 2 O 3

Hoà tan hỗn hợp với HNO3 loãng d → 1,344 lít NO

Cách 2: Quy hỗn hợp về hai chất: FeO, Fe 2 O 3

3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

0,18 0,18mol 0,06

x y

Fe O

11,36 0, 06.3 n

Cách 4 áp dụng phơng pháp quy đổi nguyên tử

Ta xem 11.36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 là hỗn hợp của x mol Fe và y mol O

Bài toán 3: Nung 8.4 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu đợc m gam X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và

Fe3O4 Hoà tan m gam hỗn hợp X bằng HNO3 d, thu đợc 2.24 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duynhất Giá trị m là:

A 11.2 gam B 25.2 gam C 43.87 gam D 6.8 gam

Bài giải.

- Cách 1: + Sử dụng phơng pháp quy đổi,

Quy đổi hỗn hợp X về hai chất Fe và Fe2O3 hoà tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 d ta có:

Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O: nNO2 = 0,1mol

Tất nhiên mX > 8,4 do vậy D là đáp án vô lý)

- Cách 2: Quy đổi hổn hợp X về hai chất FeO và Fe 2 O 3

FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

Chú ý: Vẫn có thể quy đổi hỗn hợp X về hai chất (FeO và Fe3O4) hoặc (Fe và FeO) hoặc (Fe và Fe3O4)

nh-ng việc giải trở nên phức tạp hơn, cụ thể là ta phải đặt ẩn số mol mỗi chất, lập hệ phơnh-ng trình, giải hệ phơnh-ngtrình hai ẩn số)

56 3x 2y y 7

−Vậy công thức quy đổi là: Fe6O7 (M = 448) và

Nhận xét: Quy đổi hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 về hỗn hợp hai chất FeO, Fe2O3 là đơn giản nhất

Cách 4: áp dụng công thức giải nhanh.

Bài toán 4: Nung m gam Fe trong không khí, sau một thời gian ta thu đợc 11,2 gam hỗn hợp chất rắn X

gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO Hoà tan hết 11,2g hỗn hợp chất rắn X vào dung dịch HNO3 d thu đợc 2,24 lítkhí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m là:

Bài giải:

Cách 1: Tơng tự nh ví dụ 1, đối với cách 1

- Quy về hỗn hợp X về hai chất Fe và Fe2O3:

Bài toán 5: Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4 trong dung dịch HNO3 đặc nóng thu

đ-ợc 4,48 lít khí màu nâu duy nhất (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đđ-ợc 145,2gam muối khan,giá trị m là:

Bài giải:

áp dụng phơng pháp quy đổi: Quy hỗn hợp X về hỗn hợp hai chất

Cách 1: Quy hỗn hợp X về 2 chất Fe và Fe 2 O 3 :

Hoà tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 đặc nóng d

Ta có: Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O (1)

Bài toán 6: Hoà tan hoàn toàn 49.6 gam hh X gồm Fe, FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 bằng H2SO4 đặc, nóng thu

đợc dung dịch Y và 8.96 lít khí SO2(đktc) Thành phần phần trăm về khối lợng của oxi trong hỗn hợp X

và khối lợng muối trong dung dịch Y lần lợt là:

A 20.97% và 140 gam B 37.50% và 140 gam

C 20.97% và 180 gam D.37.50% và 120 gam

Chú ý: + Nếu mFe (SO )2 4 3 = (0, 4 0, 05).400 180g + = ⇒ C sai

+ Tơng tự quy đổi về hai chất khác…

Cách 2 áp dụng phơng pháp quy đổi nguyên tử

Ta xem 49,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 là hỗn hợp của x mol Fe và y mol O

Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4

Hỗn hợp X gồm: Fe3O4 mol: Fe(0,2mol) + dung dịch Y

Bài toán 9: Nung x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí một thời gian thu đợc 63,2 gam hỗn hợp

chất rắn Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn trênbằng H2SO4 đặc, nóng, d thu đợc dung dịch Y và 6,72lít khí SO2(đktc) Giá trị của x mol là:

Bài giải.

Xem hỗn hợp chất rắn là hỗn hợp của x mol Fe , 0,15 mol Cu và y mol O

Ta có: mHH=56x + 64.0,15 +16y=63,2

56x+16y=53,6 (1)Mặt khác quá trình cho và nhận electron nh sau

Giải hệ (1) và (2) => x=0,7 mol, y=0,9 mol A đúng

Bài toán 10 Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeS , FeS2, và S bằng HNO3 nóng d thu đợc 9,072lít khí màu nâu duy nhất (đktc, sản phẩm kh duy nhất ) và dung dịch Y Chia dung dịch Y thành 2 phầnbằng nhau

Phần 1 cho tác dụng với dung dịch BaCl2 d thu đợc 5,825 gam kết tủa trắng

Phần 2 tan trong dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa Z, nung Z trong không khí đến khối lợngkhông đổi đợc a gam chất rắn.

Giá trị của m và a lần lợt là:

A 5,52 gam và 2,8 gam B 3,56 gam và 1,4 gam

C 2,32 gam và 1,4 gam D 3,56 gam và 2,8 gam

Bài giải.

Xem hỗn hợp chất rắn X là hỗn hợp của x mol Fe u và y mol S

Quá trình cho và nhận electron nh sau

iii bài tập tự giải

Bài 1: Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 bằng HNO3 thu đợc 2.24 lít khí màunâu duy nhất (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng đợc 96.8 gam muối khan Giá trị m là:

A 55.2 gam B 31.2 gam C 23.2 gam D 46.4 gam.

Bài 2: Hoà tan 52.2 gam hh X gồm FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 bằng HNO3 đặc, nóng thu đợc 3.36 lít khí

NO2 (đktc) Cô cạn dd sau phản ứng đợc m gam muối khan Giá trị m là:

A 36.3 gam B 161.535 gam C 46.4 gam D 72.6 gam.

Bài 3: Vào thế kỷ XVII các nhà khoa học đã lấy đợc một mẩu sắt nguyên chất từ các mảnh vỡ của thiên

thạch Sau khi đem về phòng thí nghiệm do bảo quản không tốt nên nó bị oxi hóa thành m gam chất rắn

X gồm Fe và các ôxit của nó Để xác định khối lợng của mẩu sắt thì các nhà khoa học đã cho m gamchất rắn X trên vào vào dung dịch HNO3 loãng thu đợc khí NO duy nhất và dung dịch muối Y, cô cạndung dịch muối Y cân nặng 48,4 gam chất rắn khan Mẩu thiên thạch bằng sắt nguyên chất đó có khối l-ợng là:

Bài 4: Vào thế kỷ XIX các nhà khoa học đã lấy đợc một mẩu sắt nguyên chất từ các mảnh vỡ của thiên

thạch Sau khi đem về phòng thí nghiệm các nhà khoa học đã lấy 2,8 gam Fe để trong ống thí nghiệmkhông đậy nắp kín nó bị ôxi hóa thành m gam chất rắn X gồm Fe và các ôxit của nó Cho m1 gam chấtrắn X trên vào vào dung dịch HNO3 loãng thu đợc 896 ml khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch muối Y,cô cạn dung dịch muối Y cân nặng m2 gam chất rắn khan

1 giá trị của m2 là:

2 giá trị của m1 là:

Bài 5: một chiếc kim bằng sắt lâu ngày bị oxi hóa, sau đó ngời ta cân đợc 8,2 gam sắt và các ôxit sắt

cho toàn bộ vào dung dịch HNO3 đặc nóng thu đợc 4,48 lít khí màu nâu duy nhất (đktc) và dung dịchmuối Y, cô cạn dung dịch muối Y thu đợc m gam muối khan

1 khối lợng chiếc kim bằng sắt là:

A 6,86 gam. B 3,43 gam C 2,42 gam D 6.26 gam

2 giá trị của m gam muối là:

A 29,645 gam. B 29,5724 gam C 31,46 gam D 29,04 gam

Bài 6: Các nhà khoa học đã lấy m1 gam một mảnh vỡ thiên thach bằng sắt nguyên chất do bảo quảnkhông tốt nên nó bị oxi hóa thành m2 gam chất rắn X gồm Fe và các ôxit của nó Để xác định khối lợngcủa mẩu sắt thì các nhà khoa học đã cho m2 gam chất rắn X trên vào vào dung dịch HNO3 loãng d thu đ-

ợc 6,72 lít khí NO duy nhất(đktc) và dung dịch muối Y, cô cạn dung dịch muối Y cân nặng 121 gam chấtrắn khan

1 giá trị của là: m1

2 giá trị của m2 là:

A 32,8 gam. B 65,6 gam C 42,8 gam D 58,6 gam

Bài 7: các nhà thám hiểm đã tìm thấy một chất rắn bị gĩ sắt dới đại dơng, sau khi đa mẩu gỉ sắt để xác

định khối lợng sắt trớc khi bị oxi hóa thì ngời ta cho 16 gam gĩ sắt đó vào vào dung dịch HNO3 đặc nóng

d thu đợc 3,684 lít khí NO2 duy nhất(đktc) và dung dịch muối X, cô cạn dung dịch muối X cân nặng mgam chất rắn khan

1 khối lợng sắt ban đầu là:

A 11,200 gam B 12,096 gam. C 11,760 gam D 12,432 gam

2 giá trị của m là:

A 52,514 gam B 52,272 gam. C 50,820 gam D 48,400 gam

Bài 8: cho 12,096 gam Fe nung trong không khí thu đợc m1 gam chất rắn X gồm Fe và các ôxit của nó.Cho m1 gam chất rắn X trên vào vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc 1,792 lít khí SO2 duy nhất (đktc)

và dung dịch muối Y, cô cạn dung dịch muối Y cân nặng m2 gam chất rắn khan

1 giá trị của m1 là:

2 giá trị của m2 là:

Bài 9: Sau khi khai thác quặng bôxit nhôm có lẫn các tạp chất: SiO2, Fe, các oxit của Fe Để loại bỏ tạpchất ngời ta cho quặng vào dung dịch NaOH đặc nóng d thu đợc dung dịch X và m gam chất rắn khôngtan Y để xác định m gam chất rắn không tan chiếm bao nhiêu phần trẩmtng quặng ta cho m gam chất rắn

đó vào dung dịch HNO3 loãng d thu đợc 6,72 lít khí NO duy nhất(đktc) và dung dịch muối Y, cô cạndung dịch muối Y cân nặng 121 gam chất rắn khan Giá trị của là m1

Bài 10: Hòa tan hoàn toàn một ôxit sắt FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc 2,24 lít khí SO2

duy nhất (đktc) và dung dịch muối Y, cô cạn dung dịch muối Y cân nặng 120 gam chất rắn khan Côngthức phân tử của ôxit sắt là:

Bài 11: Nung y mol Fe trong không khí một thời gian thu đợc 16,08 gam hỗn hợp A gồm 4 chất rắn gồm

Fe và các ôxit sắt hòa tan hết lợng hỗn hợp A trên bằng dung dịch HNO3 loãng d thu đợc 672 ml khí NOduy nhất(đktc) và dung dịch muối Giá trị của là y:

A 0.21 mol B 0,232 mol C 0,426 mol D 36,8 mol

Bài 12: Hòa tan m gam hỗn hợp X bốn chất rắn gồm Fe và các ôxit sắt bằng dung dịch HNO3 d thu đợc4,48 lit khí NO2 duy nhất(đktc) và 145,2 gam muối khan Giá trị của là m gam:

Bài 13 Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam hỗn hợp X gồm: FeS , FeS2, S, Cu, CuS, FeCu2S2 thì cần 2,52 lít

ôxi và thấy thoát ra 1,568 lít(đktc) SO2, mặt khác cho 6,48 gam X tác dụng dung dịch HNO3 nóng d thu

đợc V lít khí màu nâu duy nhất (đktc, sản phẩm kh duy nhất ) và dung dịch Y Cho dung dịch Y tác dụngvới dung dịch Ba(OH)2 d thu đợc m gam kết tủa trắng

pháp và công thức giải nhanh dạng bài toán “cho oxit axit CO 2 hoặc SO 2 tác dụng với dung dịch Ca(OH) 2 hoặc Ba(OH) 2 thu đợc kết tủa”.

1 Dạng bài toán “cho oxit axit CO 2 , SO 2 tác dụng với dung dịch Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2 thu đợc kết tủa”.

a Điều kiện bài toán:

Tính số mol hay thể tích Oxit axit CO2 khi biết

Giới thiệu về cách vẽ đồ thị nh sau:

Giả sử cho biết số mol

2 Ca(OH)

điểm có giá trị là a Từ trục hoành (Ox) của tọa độ ( hình vẽ ) chọn hai điểm có giá trị a và 2a Sau đó tại

điểm có giá trị a của trục Ox và tại điểm có giá trị a của trục Oy kẻ vuông góc và chúng giao nhau tại

điểm A Từ điểm giao nhau của A(a,a) ta nối với toạ độ O(0,0) và điểm (2a,0) ta đợc 1 tam giác vuôngcân đỉnh là A Giả sử cho biết số mol kết tủa

3 CaCO

giá trị là b ( hình vẽ) trên trục tung Oy Kẻ một đờng thẳng song song với trục hoành cắt trục tung tại

điểm có giá trị là a đờng thẳng song song này sẽ cắt tam giác vuông cân ( hình vẽ) tại hai điểm Từ hai

điểm hạ vuông góc với trục hoành Ox thì ta sẽ đợc 2 điểm trên trục hoành Ox có giá trị là n1 và n2 đócũng chính là số mol CO2 chúng ta cần tìm Nh vậy số mol CO2 tham gia phản ứng có thể xãy ra 2 trờnghợp: giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất tơng ứng là:

CO2(min) 2

Trong đó b là số mol kết tủa CaCO3, a là số mol Ca(OH)2

3 bài toán áp dụng

Bài toán 1: ( Trích câu 5 trang 119 tiết 39- 40 bài 26: kim loại kiềm thổ và hợp chất của kim loại kiềm

thổ SGK ban cơ bản).

Cho 2,8 gam CaO tác dụng với một lợng nớc d thu đợc đung dịch A Sục 1,68 lít khí CO2 (đktc)vào dung dịch A:

CaCO3y

CO2a

n1 a n2 2a

a Tính khối lợng kết tủa thu đợc.

b Khi đun nóng dung dịch A thì khối lợng kết tủa thu đợc là bao nhiêu?

Bài giải

CO Ca

2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2)

Khi đun nóng dung dịch ta có phơng trình phản ứng xãy ra:

Ca(HCO3)2 →CaCO3 ↓ + CO2 + H2O (3)

áp dụng phơng phấp đồ thị ta có:

a Khối lợng kết tủa thu đợc là:

Dựa vào đồ thị ta có : nCaCO3 = 0,025 mol

CO CO

toán 2: ( Trích câu 2 trang 132 tiết 43 bài 28: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại

kiềm thổ và hợp chất của chúng SGK ban cơ bản).

Sục 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch có chứa 0,25 mol Ca(OH)2 Khối lợng gam kết tủa thu

0,05 0.025

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (1)2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2)Gọi x, y lần lợt là số mol CO2 của phơng trình (1) và (2) Ta có hệ phơng trình:

n

n

−

< < thì kết luận tạo 2 muối.

- Nếu học sinh vội vàng làm bài mà không t duy thì từ phơng trình (1) =>

n = n = 0, 25 mol => m = 100.0, 25 25 gam =

Nh vậy kết quả đáp án D là sai

- Do vậy học sinh áp dụng giải cách 2 rất phù hợp với phơng pháp trắc nghiệm, đáp án chínhxác, thời gian ngắn hơn

=> nCaCO3 = 0, 25 0,05 0, 2mol − = => mCaCO3 = 100.0, 2 20gam = đáp án đúng là C

Cách 4: áp dụng công thức giải nhanh:

3 CaCO

Bài toán 3: ( Trích câu 6 trang 132 tiết 43 bài 28: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại

kiềm thổ và hợp chất của chúng SGK ban cơ bản).

Sục a mol CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu dợc 3 gam kết tủa, lọc tách kết tủa dung dịch còn lạimang đun nóng thu đợc 2 gam kết tủa nữa Giá trị a mol là:

Cách 3: áp dụng công thức giải nhanh

Nếu chúng ta gặp một bài toán khi cho oxit axit CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 hay Ba(OH)2

thu đợc x mol kết tủa và sau đó đun nóng thu đợc y mol kết tủa nữa thì áp dụng công thức tính nhanh sau,

2

COn

xmol0,03

2x m ol

x mol 0,03