Phương pháp bảo toàn electron

+ B3: áp dụng định luật bảo toàn e cho hai quá trình trên: “Tổng số mol e chất nhờng bằng tổng số mol e chất nhận”.. Phạm vi sử dụng: Gặp nhiều chất trong bài toán mà khi xét phơng trìn

Chìa khóa vàng 4 ph ơng pháp bảo toàn electron

I cơ sở lý thuyết

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

Ví dụ:

Cr - 3e → Cr3+

x 3x x

Cu - 2e → Cu2+

Fe - 3e → Fe3+

z 3z z

N5+ + 3e → N2+

áp dụng phơng pháp bảo toàn e thì: ⇔ 3x + 2y + 3z = 3t

- Quan trọng nhất là khi áp dụng phơng 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 phơng pháp bảo toàn electron ta phải làm các bớc sau:

+ B1: Từ dữ kiện của bài toán đổi ra số mol

+ B2: Viết quá trình oxi hoá, quá trình khử, đồng thời thiết lập các đại lợng theo số mol

+ B3: áp dụng định luật bảo toàn e cho hai quá trình trên: “Tổng số mol e chất nhờng bằng tổng số mol e chất nhận” Từ đó thiết lập phơng trình đại số (nếu cần), kết hợp với giả thiết của bài toán để tìm ra két quả nhanh nhất và chính xác nhất

II Phạm vi sử dụng:

Gặp nhiều chất trong bài toán mà khi xét phơng 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 phơng pháp bảo toàn e

- Cần kết hợp các phơng pháp nh bảo toàn khối lợng, bảo toàn nguyên tố để giải bài toán

- Cần có nhiều chất oxi hoá và nhiều chất khử cùng tham gia trong bài toán ta cần tìm tổng số mol

e nhận và tổng số mol e nhờng rồi mới cân bằng

III Bài toán áp dụng

Bài toán 1: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2008) Cho 3.2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml

dung dịch hỗn hợp HNO3 0.8 M và H2SO4 0.2 M Sau khi các phản ứng xẫy ra hoàn toàn sinh ra V lít khí

NO (đktc) sản phẩm khử duy nhất Giá trị V lít là:

A 0.746 lít B 0.448 lít C 1.792 lít D 0.672 lít

Bài giải:

áp dụng phản ứng oxi hoá khử:

Ta có:

VNO = 0,03

x 22,4 = 0,672lít

⇒ D đúng

Phân tích bài toán:

+ Học sinh A làm: Cu - 2e → Cu2+

0,05 0,1 0,05

⇒ =>sai

+ Học sinh B làm:

(không thoả mãn) vì nCu =

0,05mol

+ Học sinh C làm:

+ Học sinh D làm:

NO 4H 3e NO 2H O 0,12 0,03

3

H (HNO )

H

H (H SO )

n 0,08mol

n 0,12mol

n 2.H SO 2.0,2.0,1 0,04

+

+ +



N 3e N (NO)

x 3x x

2

NO

0,1 0,1

x V 22,4

2+

Cu - 2e Cu

x 2x x

2x 0,24 x 0,12

N 3e N (NO) 0,05 0,24 0,08



→







2+

Cu - 2e Cu 0,05 0,1 0,1 0,1

x (sai) 3

NO 4H 3e NO 2H O

x 4x 3x x



→



 =





+ Học sinh E

nhận xét: Có

thể Cu d hoặc

Cu phản ứng

hết → nên làm nh A đúng

Bài toán 2: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2008) Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3

(trong môi trờng không có không khí) đến phản ứng xẫy ra hoàn toàn thu đợc hỗn hợp rắn Y, chia Y thành hai phần bằng nhần bằng nhau:

- Phần 1 tác dụng với H2SO4 loãng d sinh ra 3.08 lít khí hiđrô (đktc)

- Phần 2 tác dụng NaOH d sinh ra 0.84 lít khí hiđrô (đktc) Giá trị m gam là:

A 22.75 B 21.40 C 29.40 D 29.43

Bài giải:

Phân tích bài toán: Từ P2 + NaOH d nên Al d còn Fe2O3 hết:

Nh vậy hỗn hợp Y: Fe, Al2O3 và Al d

Gọi x, y, z lần lợt là số mol Al2O3, Fe và Al d trong mỗi phần:

P1: áp dụng ĐLBT e: 3z + 2y =

P2:

áp dụng ĐLBT e: 3z = 0,075

⇒z= 0,025M

Thay vào (1) ⇒ y = 0,1mol: Fe2O3 +

2Al → Al2O3 + 2Fe (3)

Từ (3) ⇒

m = 2.(0,05 102 + 56 0,1 + 27

0,025)= 22,75 ⇒ A đúng

Bài toán 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối B-2007) Nung m gam bột Fe trong ôxi thu đợc 3 gam

hỗn hợp chất rắn X Hoà tan hết hỗn hợp X bằng HNO3 d, thu đợc 0.56 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m gam là:

A 2.62 B 2.32 C 2.22 D 2.52

Bài giải.

Fe - 3e → Fe3+

x 3x

N+5 + 3e → N+2 (NO)

0,075 0,025

áp dụng ĐLBT e: 3x = 0,075 + 4y (1) Mặt khác: mX = mFe + 56x+ 32y=3 (2)

O2 + 4e → 2O-2

y 4y

Từ (1) và (2) ⇒

⇒ m = 56 ì 0,045 = 2,52g → D đúng

Bài toán 4: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007) Hoà tan 5.6 gam Fe bằng dung dịch H2SO4

loãng thu đợc dung dịch X Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0.5 M Giá trị V ml là:

Bài giải

; Fe - 2e → Fe2+

0,1 0,2 0,1

+ 3

H (HNO )

NO H

H (H SO )

n 0,1mol V 0,1.22,4 0,56(Sai)

n + 0,02mol + 4



3

2

2

Al 3e Al

z 3z z

Fe 2e Fe

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

+

+

+



− →















3

2

Al 3e Al

z 3z z 2H 2e H 0,075 0,0375

+

+



− →









2 3

1

x n n 0,05mol

2

2

O m

x 0,045

y 0,015

=



 =



Fe

5,6

n 0,1mol

56

= − =

Fe2+ - 1e → Fe3+

0,1 0,1 0,1

Mn+7 + 5e → Mn2+

x 5x

áp dụng ĐLBT e: 5x

= 0,1 ⇒ x =

→ B đúng

Phân tích bài toán: Nếu Fe + H2SO4 tạo V1 lít H2 thì:

Bài toán 5 (Trích đề thi tuyển

sinh ĐH CĐ- Khối A-2007).

Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn

hợp Fe và Cu ( tỉ lệ mol 1:1)

bằng HNO3 thu đợc V lít hỗn hợp

khí X gồm NO và NO2 (đktc) và

dung dịch Y ( chỉ chứa 2 muối và

axit d ) Tỉ khối của X so với H2

bằng 19 Giá trị V lít là:

D 5.60.

Bài giải:

Xác định %V của NO và NO2 trong X:

Các phơng

trình oxi

hoá khử: nFe = a ⇒ nCu = a;

56a + 64a = 12 ⇒ a = 0,1mlol

áp dụng định luật

bảo toàn e ta có: 0,3 + 0,2

= 3x + x ⇒ x = 0,125

Vậy nX = 0,125 2

= 0,25mol ⇒ VX = 0,25

22,4 = 5,6 lít ⇒ D đúng

Bài toán 6: ( TN TH PT 2007) Hoà tan 5.4 gam Al bằng một lợng dung dịch H2SO4 loãng đ Sau phản ứng thu đợc dung dịch X và V lít khí H2 đktc Giá trị của V lít:

Bài giải:

ứng với 6,72 lít ⇒ D

đúng

Bài toán 7: (Đề thi thử

ĐH Vinh) Hoà tan hết

hỗn hợp bột gồm m gam

Cu và 4.64 gam Fe3O4

vào dung dịch H2SO4

loãng d, sau phản ứng hoàn toàn thu đợc dung dịch X Dung dịch X làm mất màu vừa đủ 100 ml dung dịch KMnO4 0.1 M Giá trị của m gam là:

A 1.92 B 0.96 C 0.48 D 1.44

Bài giải:

Fe3O4 + 4 H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O

0,1 0,02

5 =

4

KMnO

0,02

V 0,04lit 40ml

0,5

3

2

Fe 3e Fe

a 3a a 2H 2e H

3a 2b 5c 2b b

M 5e Mn

c 5c c

+

+

















2

30x 46(1 x)

M 19.2 x 0,5hay50% n n xmol

1

3

2

2

N 3e N (NO)

Fe 3e Fe

3x x 0,1 0,3

N 1e N (NO )

Cu 2e Cu

+

+







+ →

2

3

2

Al 3e Al 0,2 0,6 5,4

n 0,2 n 0,3

27 2H 2e H

0,6 0,3

+

+

 − →









0,02 0,02 0,02

Cu + Fe2(SO4)3→ CuSO4 + 2FeSO4

⇒ Dung dịch X là H2SO4 d FeSO4, CuSO4

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8 H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

0,05 0,01

còn d ⇒B đúng

Bài toán 8: Cho m gam Al tan hoàn

toàn dung dịch HNO3 nóng d thu đợc 11.2 lít (đktc) hh khí A gồm: N2 , NO, N2O có tỉ lệ về số mol tơng ứng là 2:1:2 Giá trị m gam là:

A 35.1 B 18.9 C 27.9 D 26.1

Bài giải:

+ Quá trình oxi hoá:

Al - 3e → Al3+ (1)

a 3a a

+ Quá trình khử:

2N+5 + 10e → N2 (2)

0,4 2 0,2

N+5 + 3e → N+2 (NO) (3)

0,3 0,1

2N+5 + 8e → N+1(N2O) (4)

1,6 0,2

áp dụng ĐLBT e:

3a = 2 + 0,3 + 1,6 = 3,9 ⇒ a = 1,3

⇒ mAl = 27 1,3 = 35,1g ⇒ A đúng

Phân tích bài toán:

+ Nếu (2, 3, 4) không cân bằng 3a = 1 + 0,3 + 0,8 ⇒ a = 0,7 ⇒ mAl = 18,9g → B sai

+ Nếu (2, 3) cân bằng còn (4) không: 3a = 2 + 0,3 + 0,8 ⇒⇒ mAl = 27,9 → C sai

+ Nếu (2) không cân bằng, (3,4) cân bằng 3a = 1 +

0,3 + 1,6 ⇒⇒ mAl = 26,1 → D sai

Bài toán 10: Để m gam bột sắt ngoài không khí

1 thời gian thu đợc 11,8 gam hỗn hợp các chất rắn FeO, Fe2O3, Fe, Fe3O4 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO3 loãng thu đợc 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc) Giá trị m gam là:

Bài giải:

Chất khử là Fe; Chất oxi hoá gồm O2 và HNO3

FeO - 3e → Fe3+

→

N+5 + 3e → N+2 (NO) 0,3 0,1

Σ ne nhờng = Σ ne chất oxi hoá nhận (O2 , )

⇒ m = 9,94 gam → B đúng

Bài toán 11: Hoà tan hoàn toàn 17.4

gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg

Fe (SO )

n Cu

0,03

m 64 0,96g

2

11,2

n 0,5mol n 0,2mol;n 0,1mol; n 0,2mol 22,4

3,1 a 3

=

2,9 a

3

=

2

−

m 56

3m 56

2-2

.4

11, 8 m 11, 8 m

→

3

NO− 3m 11,8 m

0,3

−

trong dung dịch HCl thấy thoát ra 13.44 lít khí, nếu cho 34.8 gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO4 d, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu đợc sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 nóng d, thu đợc V lít khí NO2 đktc Giá trị V là:

A 11.2 lit B 22.4 lít C 53.76 lít D 26.88 lít

Bài giải:

Al, Fe, Mg nhờng e, số mol e này chính bằng số mol e Cu nhờng khi tham gia phản ứng với HNO3

số mol e mà H+ nhận cũng chính là số mol e mà HNO3 nhận

2H+ + 2e → H2

1,2mol

17,4 gam hỗn hợp H+ nhận 1,2mol e

Vậy 34,8gam số mol mà H+ nhận là: 2,4

mol

17,4g hỗn hợp →

34,8g hỗn hợp →

N+5 + 1e → NO2

2,4 2,4mol ⇒ lít →

C đúng

Chú ý: Nếu →lít → D sai

Bài toán 12: Hoà tan hoàn toàn 43.2

gam kim loại Cu vào dung dịch HNO3 loãng d, tất cả khí NO thu đợc đem ôxi hoá thành NO2 rồi sục vào nớc có dòng oxi để chuyển hết thành dung dịch HNO3 V lít khí O2 đktc tham gia vào quá trình trên là:

A 15.12 lít B 7.56 lít C 6.72 lít D 8.96 lít

Bài giải:

Ta nhận thấy Cu nhờng e cho HNO3 tạo thành NO2 , sau đó NO2 lại nhờng cho O2 Vậy trong bài toàn này, Cu là chất nhờng với O2 là chất nhận e

Cu - 2e → Cu2+

0,675 1,35

O2 + 4e → 2O

2-x 42-x 4x = 1,35 → x = 0,3375 lít → B đúng

Phân tích: Nếu O2 + 2e → 2O2-→ lít

→ A sai

Bài toán 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 đợc 2.84 gam hỗn hợp oxit Giá trị của m là

A 1.56 gam B 4.4 gam C 3.12 gam D 4.68 gam

Bài giải:

A, B là chất khử H+ (ở, P1) và O2 (ở P2) là chất oxi hoá nhận = nhận

2H+ - 2.1e → H2

0,16 ← 0,08

O2 + 4e → 2O

2-0,04 ← 0,16

⇒

m = 1,56 x2 = 3,12g → C đúng

Phân tích: Nếu ⇒ m = 4,4g → B

sai

Bài toán 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:

A 0.45 M B 0.25 M C 0.55 M D 0.65 M

2 Khối lợng hỗn hợp muối clorua khan thu đợc khi cô cạn dung dịch sau p ở P1 là:

13,44

0,6mol 22,4 =

H

n + = 1,2 H

n + = 2,4mol

2

NO

V = 2,4.22,4 53,76 =

H

n + = 1,2

2

NO

V = 1,2.22,4 26,88 =

2

O

V = 0,3375.22,4 7,56 =

2

O

1,35

x V 15,12 2

eH

n +

∑ ∑ neO2

2

m = m − m = 2,84 0,04.32 1,56g − =

2

KLP

m = 2,84 0,04 x16 2,2g − =

A 65.54 gam B 68.15 gam C 55.64 gam D 54.65 gam.

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

A 49.01 % B 47.97 % C 52.03 % D 50.91 %

4 Kim loại M là:

A Mg B Zn C Al D Cu

Bài giải:

a)

→ Đáp

án D đúng

b) Trong đó:

mmuói = 22 + 1,3 35,5 = 68,15g

→ Đáp án B

c) áp dụng định luật bảo toàn e:

P1: Fe: Fe - 2e → Fe2+

x 2x

M - ae → Ma+

y ay

2H+ + 2e → H2

1,3 0,65

M - ae → Ma+

N+5 + 3e → N+2 (NO)

1,5 0,5

⇒

nFe = 0,2 ⇒ ⇒ D đúng

d) mM = 22 - 0,2 56 =

10,8g,

Vậy a = 2; M = 24(Mg) là phù

hợp

Bài toán 15: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe2O3 nung nóng thu đợc 14 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn Cho hỗn hợp X hòa tan hoàn toàn bằng HNO3 d, thu đợc 2.24 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m là:

A 16.4 gam B 14.6 gam C 8.2 gam D 20.5 gam.

Bài giải:

CO là chất khử (ta coi Fe2O3 không tham gia vào phản ứng oxi hoá khử)

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

C+2 + 2e → C+4

- HNO3 là chất oxi hoá: N+5 + 3e → N+2

0,3 0,1mol

Ta có: ⇒ A đúng

Bài toán 16: Cho tan hoàn toàn 58

gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO3 2M loãng nóng thu đợc dung dich B và 0.15 mol

n = 0,65mol ⇒ n = 2n = 2.0,65 1,3mol =

M

1,3

C 0,65M

2

= =

mClmuối =HClm + m −

n − = n = 1,3mol

3

Fe − 3e → Fe + 2x ay 1,3 x 0,2

3x ay 1,5 ay 0,9

Fe

0,2.56

%m 100% 50,91%

22

M

0,9 m 10,8.a

a n 0,9

m 14 16

−

m 14 16

−

m 14 8

−

m 14

0,3 m 16,4g 8

khí NO và 0.05 mol NO2 Cô cạn dung dich B khối lợng muối khan thu đợc là:

A 120.4 gam B 89.8 gam C 116.9 gam D kết quả khác

Bài giải:

Nếu chỉ dùng phơng pháp bảo toàn e thông thờng, ta cũng chỉ lập đợc 2 phơng trình 3

ẩn số và sẽ gặp khó khăn trong việc giải Để tính khối lợng muối trong bài toán trên ta có công thức (trong muối) = a nX

Trong đó a là số e mà N+5 nhận để tạo thành Y

Nh vậy: mmuối khan = mFe, Cu, Ag +

mmuối khan = 58 + 0,95

62 = 116,9g ⇒ C đúng

Bài toán 17: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe2O3 nung nóng thu đợc X gồm 4 chất rắn chia X thành

2 phần bằng nhau

- Phần 1 hoà tan bằng HNO3 d, thu đợc 0.02 mol khí NO và 0.03 mol N2O

- Phần 2 hoà tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc V lít SO2 (đktc) Giá trị V là:

A 2.24 lít B 3.36 lít C 4.48 lít D 6.72 lít

Bài giải:

HNO3 là chất ôxi hóa:

N+5 + 3e → N+2

0,06 0,02mol

2N+5 + 8e → 2N+1 (N2O)

0,24 0,06 0,03

⇒Σne nhận = 0,06 + 0,24 = 0,3mol

- Chất khử ở hai phần là nh nhau, do đó số mol eletron H2SO4 nhận bằng số mol eletron HNO3

nhận Ta có

lít ⇒ B đúng

Bài toán 18: Chia hỗn

hợp X gồm Al và Al2O3

thành 2 phần bằng nhau

- Phần 1 tác dụng NaOH d thu đợc 0.3 mol khí

- Phần 2 tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thu đợc 0.075 mol khí Y duy nhất Y là:

A NO2 B NO C N2 O D N2

Bài giải:

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

0,6 0,3 Khi tác dụng với HNO3, chất oxi hoá là HNO3

N+5 + ne → Y

0,075n….0,075mol ta có: 0,075n = 0,6

Với n là số e mà N+5 nhận để tạo thành Y ⇒ n = 8 Vậy Y là N2O ⇒ C đúng

Bài toán 19: Cho tan hoàn toàn 7.2 gam FexOy trong HNO3 thu đợc 0.1 mol NO2 Công thức phân tử của

ôxit là:

A FeO, B Fe2O3 C Fe3O4 D kết quả khác

Bài giải:

N+5 + 1e → N+4 … (NO2) , FexOy là chất khử

0,1 0,1 0,1

⇒ FeO → A

đúng

3

NO−

3

NO

n −

3

NO

m −

2

NO

n − = 3.n + 8n = 3.0,15 8.0,05 0,95mol + =

2

2 SO

S 2e S (SO )

V 0,15.22,4 3,36 0,3 0,15





2y

3

x.Fe x 3 e x.Fe (3x 2y) 0,1

+

+

+

7,2 7,2

(3x 2y) 16x 16y x y 56x 16y − − > 56x 16y − ⇒ = ⇒ =

Bài toán 20: Hoà tan hoàn toàn 19.2 gam kim loại M trong dung dịch HNO3 d thu đợc 8.96 lít (đktc) hỗn hợp khí NO2 và NO có tỉ lệ về thể tích 3:1

1 Kim loại M là:

A Al B Cu C Mg D Fe

2 Khối lợng HNO3 đã tham gia phản ứng là

A 44.1 gam B 25.2 gam C 63 gam D kết quả khác

Bài giải:

vì

⇒ ⇒ nNO = 0,1mol

Chất khử M: M - ne → Mn+

(1)

n Chất oxi hoá:

áp dụng định

luật bảo toàn e: Σne nhận =

Σne nhờng⇔

1) ⇒→ Cu ⇒ B đúng

2) ⇒⇒ C đúng

Chú ý: + Nếu (2) và (3) cân bằng

phơng trình bán oxi hoá khử: ⇒

⇒B sai

+ Nếu (2) cân bằng và (3) không cân

bằng phơng trình bán oxi hoá khử:

⇒ ⇒ A sai

+ Nếu (3) cân bằng mà (2) không cân

bằng: → A sai

Bài toán 21: Hoà tan hoàn toàn 11,2g Fe trong dung dịch HNO3 d, thu đợc A và 6,72 lít hỗn hợp khí X gồm NO và một khí X với tỉ lệ thể tích là 1: 1 Khí X có công thức là:

Bài giải:

- Quá trình oxi

hoá: Fe - 3e → Fe3+

(1) 0,2 0,6 0,2

- Quá trình khử:

(2)

(3)

áp dụng định luật bảo toàn

e:

Bài toán 22: Một hỗn hợp 3 kim loại gồm

Al , Fe, Mg có khối lợng 26.1 gam đợc 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 d thu đợc 3.36 lít khí

- Phần 3 cho tác dung dịch CuSO4 d , lọc lấy toàn bộ chất rắn thu đợc sau phản ứng đem hoà tan trong dung dịch HNO3 d thì thu đợc V lít khí NO2 ( các khí đều đo đktc) Giá trị V lít thu đợc là:

2

h

8,96

n 0,4mol

22,4

V 3 n 3

V = → 1 n = 1

2

NO

3

n 0,4 0,3mol

4

19,2 M

19,2 M

NO 1e 2H NO H O (2) 0,3 0,3 0,6 0,3

NO 3e 4H NO 2H O (3) 0,1 0,3 0,4 0,1 0,2

19,2 n 0,6

M =

19,2

M n 32n M 64(n 2) 0,6

3

n mHNO= n3+= = 1.63 63gam 0,6 0,4 1mol = + =

3

n 3 = n + = 0,4mol HNO

m = 63.0,4 25,2gam =

3

n 3 = n + = 0,7mol HNO

m = 63.0,7 44,1mol =

3

n = n + = 0,7mol

h

6,72 11,2

n 0,3mol n 0,2mol

khí

NO 3e 4H H O NO 0,15 0,45 0,6 0,15

5x 2y 0,15 0,15

x xNO− (5x 2y)e N O

−

→

5x 2y 0,6 0,45 0,15

x

−

2

x 1

NO

y = ⇒ 2

A 26.88 B 53.70 C 13.44 D 44.8.

Bài giải:

2Al + 6HCl → AlCl3 + 3H2

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Khối lợng mỗi phần

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

trong 34,7 g hỗn hợp nAl = 0,4;

nMg = 0,3; nFe = 0,3

2Al + 3CuSO4

→ Al2(SO4)3 + 3Cu

Mg + CuSO4→ MgSO4 + Cu

Fe + CuSO4→ FeSO4 + Cu

Cu + 4HNO3→ Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

- ở P3 khi các kim loại tác dụng với dung dịch CuSO4 tạo thành Cu, lợng Cu này tác dụng với HNO3 tạo ra Cu2+ Do đó: Al, Mg, Fe là chất khử, nhờng e

Σne nhờng = 3 0,1 + 2 0,075 + 2 0,075 = 0,6mol

- HNO3 là chất oxi hoá, nhận e: N+5 + 1e → N+4 (NO2) ⇒ a = 0,6

a a

it ⇒ C đúng

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

– Phần 1 cho tác dụng dung dịch NaOH d thu đợc 0.3 mol khí

– Phần 2 tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thu đợc 0.075 mol khí Y duy nhất Khí Y là:

A NO2 B NO C N2 O C N2

Bài giải:

Trong X chỉ có Al có tính khử nớc bị nhôm khử theo phơng trình

2H2O + 2e → H 2 + 2OH

0,6 0,3mol Khi tác dụng với HNO3, chất oxi hoá là

HNO3

N+5 + ne → Y

0,075n 0,075

0,075n = 0,6, n là số e mà N+5 nhận để tạo thành Y n = 8

Vậy Y là N2 O

⇒ C đúng

Bài toán 24: Cho tan hoàn toàn 3.76 gam hỗn hợp X ở dạng bột gồm: S, FeS và FeS2 trong dung dịch HNO3 thu đợc 0.48 mol NO2 và dung dịch dung dịch D Cho dung dịch D tác dụng dung dịch Ba(OH)2 d, lọc và nung kết tủa đến khối lợng không đổi đợc m gam chất hỗn hợp rắn Giá trị m gam là:

A 11.650 B 12.815 C 13.980 D 17.545.

Bài giải:

tơng đơng với Fe2+ S-2 S0, Vì vậy có thể

coi hỗn hợp X gồm hai chất S và FeS có số mol

a và b ta có: Số gam: X = 32a + 88b = 3,76 (I)

Chất khử: S0 - 6e → S+6

a 6a

FeS-2 - 9e → Fe3+ + S+6

b 9b

26,1

m 8,7g 3

27x 24y 56z 8,7 x 0,1 1,5x y z 0,3 y 0,075 1,5 0,15 x 0,075

n = 0,6mol → V = 0,6.22,4 13,44l =

2 1 2

Fe S+ −

Chất oxi hoá: N+5 + 1e → N+4 (NO2)

0,48 0,48

Ta có: 6a + 9b = 0,4 8 (II), Từ (I) và (II): a = 0,035 mol S, b = 0,03 mol FeS

,

⇒ D đúng

Bài toán 25: Cho tan hoàn toàn 3.6 gam hỗn hợp gồm Fe và Mg trong dung dịch HNO3 2M loãng nóng

thu đợc dung dịch D, 0.04 mol khí NO và 0.01 mol N2O Cho dung dịch D tác dụng với NaOH lấy d, lọc

và nung kết tủa đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn

1 Giá trị m là

A 2.6 gam B 3.6 gam C 5.2 gam D 7.8 gam

2 Thể tích HNO3 đã phản ứng là:

A 0.5 lít B 0.24 lít C 0.26 lít D 0.13 lít

Bài giải:

a) HNO3 là chất oxi hoá: N+5 + 3e → NO

0,12 0,04 mol 2N+5 + 8e → 2N+1 (N2O)

0,08 0,02 0,01mol

Σne nhận = 0,12 + 0,08 = 0,2mol

- Mg và Fe là chất khử Gọi x, y là số mol Mg và Fe trong hỗn hợp

Mg - 2e → Mg3+

x 2x mol

Fe - 3e → Fe3+

y 3y mol

⇒Σne nhờng = 2x + 3y

Ta có hệ phơng trình:

Ta có thể tính theo

cách sau: Ta có sơ đồ: Mg → MgO; Fe → Fe2O3 Trong đó Mg và Fe là chất khử, oxi là chất oxi hoá, số mol e nhân vẫn là 0,2mol:

O + 2e → O

2-0,1 0,2 m = mMg, Fe + mO = 3,6 + 16 0,1 = 5,2gam → C đúng

b) Theo định luật bảo toàn nguyên tố N ta có:

Hay

lít ⇒ D đúng

IV bài tập t giải

Bài 1: Để 9,94 gam bột sắt ngoài không

khí một thời gian thu đợc a gam hỗn hợp các chất rắn FeO, Fe2O3, Fe, Fe3O4 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp

đó bằng dung dịch HNO3 loãng thu đợc 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc) Giá trị a gam là:

Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 1,74 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra 1,344

lít khí, nếu cho một lợng gấp đôi hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO4 d, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu đợc sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 nóng d, thu đợc V lít khí NO2 đktc Giá trị V là:

2

n = n − = n + n = 0,035 0,03 0,065mol + =

4

BaSO

m mFe O2 3= = 0,065.233 15,145g 0,015.160 2,4g = =

m 15,145 2,4 17,545gam = + =

2 3

x 0,01molMg 0,01molMgO 24x 56y 3,6

y 0,06molFe 0,03molFe O 2x 3y 0,2

 m m = MgO + mFe O2 3 = 0,01.40 0,03.160 5,2g + =

N(HNO ) N(NO ) N(NO) N(N O)

n = n + n + n

n = 2n + 3n + n + 2n 2.0,01 3.0,06 0,04 2.0,01 0,26

3

HNO

0,26

V 0,13

2