Tổng hợp hóa học hay lạ khó

Trong vô cơ thường dùng 4 định luật bảo toàn: + Bảo toàn nguyên tố , bảo toàn khối lượng.. Đây là một bài toán khó vì tại giai đoạn 1 chúng ta không xác định được các phản ứng đã xảy r

DongHuuLee(Chủ biờn)

Cộng tỏc viờn : tập thể học sinh lớp 12 A4 – Trường THPT Cẩm Thủy 1 – Thanh Húa

Ad min :FC – HểA HỌC VÙNG CAO 2017

https://www.facebook.com/groups/210136082530524/

phân tích những con đường tư duy chinh phục câu vận dụng cao

môn hóa học

THI THPT QuốC GIA

(hướng dẫn chi tiết mọi nội dung )

https://www.facebook.com/donghuu.lee

-

Bài 1 Hỗn hợp X gồm FeS,FeS2,CuS tan vừa hết trong dung dịch chứa 0,33 mol H2SO4 đặc sinh ra 0,325 mol khí SO2 và dung dịch Y.Nhúng thanh Fe nặng 50 gam vào dung dịch Y ,phản ứng xong thấy thanh Fe nặng 49,8 gam và thu được dung dịch Z.Cho Z tác dụng với HNO3 đặc ,dư sinh ra khí

NO2 duy nhất và còn lại dung dịch E( không chứa NH4+).Khối lượng muối khan có trong E là m(g).Giá trị lớn nhất của m là

0,33mol H SO HNO (§Æc),§ñ Fe (d­) 4

0,325(mol) 4 3

2 4

2 4 3

Fe(NO )Fe(NO )

Fe (SO )

Fe (SO )

 khối lượng muối lớn nhất có thể có trong E là 20.57 (gam)  Đáp án A

Nhận xét Đây là một bài toán hóa học khá là đặc sắc và không dễ tìm ra lời giải.Để giải tốt bài tập

trên và các bài tập tương tự khác bạn đọc cần biết:

Bài nào khó ,có bảo toàn

Trong vô cơ thường dùng 4 định luật bảo toàn:

+ Bảo toàn nguyên tố , bảo toàn khối lượng

+ Bảo toàn điện tích, bảo toàn e ( Tùy từng bài mà chúng ta có thể chỉ dùng một định luật hoặc phải dùng đồng thời một vài định luật)

Các phản ứng xảy ra trong bài trên(giúp bạn đọc hiểu bản chất hóa học,bạn đọc tự cân bằng nhé):

- Tại giai đoạn 1:

- Tại giai đoạn 3:

Fe2+(thuộc muối sunfat) + H+ + NO3-  Fe3+ + NO2 + H2O

Bài 2 Đốt cháy 8,96 gam Fe trong O2 một thời gian thu được 11,2 gam hỗn hợp X gồm Fe , FeO,Fe3O4 và Fe2O3.Hòa tan hoàn toàn X bằng dung dịch hỗn hợp Y gồm chứa a mol HNO3 0,06 mol

H2SO4 thu được dung dịch Z ( không chứa NH4+) và 0,896 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc) Giá trị của a là

HNO a (mol)

H SO 0,06(mol ) O

4

3 4

2 3

FeFeO

Vì trong dung dịch Y có Fe2+ nên H+ và NO3- không thể đồng thời còn cả H+ và NO3- trong Y ( vì nếu

cả hai còn thì có ngay phản ứng : Fe2+ + H+ + NO3-  Fe3+ + NO + H2O) Vây có hai khả năng :

 Khả năng 1: H+ hết

2 3

H (cßn) 2

4 3

 Khả năng 2 NO3- hết

3

2 3

Nhận xét Đây là một bài toán hóa học khó,điểm nhấn của bài này là :

- Tại giai đoạn 2 sinh ra đồng thời cả hai muối ( Fe 2+ và Fe 3+ )

- Cũng tại giai đoạn 2, chúng ta không biết là H + hết hay NO 3 - hết

Để giải tốt bài trên cũng như các bài hỗn hợp K.lo¹i H NO 3

SpKOxit K.lo¹i

Về kiến thức Về kĩ năng

.1 Fe tác dụng với O 2 tạo ra hỗn hợp phức tạp:

0 2 3 t

( Chỉ tạo ra mình Fe 2 O 3 khi O 2 dư)

2 Khi cho hỗn hợp Fe và các oxit của nó tác dụng với

dung dịch chứa (H + + NO 3 - ) thì sơ đồ phản ứng tổng

quát là :

3

2 2

2

2

2 3 H NO

2 3

3

2 4

ngay : Khi cho hỗn hợp Fe và các oxit của nó tác dụng

với dung dịch chứa (H + + NO 3 - ) thì H + có 3 vai trò :

1.Chuyển bài toán thành một sơ đồ để định hình cách giải,định hướng tư duy 2.Thực hiện ngay “câu thần trú” : + Bảo toàn nguyên tố H,O,N và, bảo toàn khối lượng cho giai đoạn (1)

+ Bảo toàn điện tích, bảo toàn edưới dạng kinh nghiệm

 Mg còn dư 0,6 -0,4 = 0,2 mol  các ion kim loại ban đầu trong Y đã “lặn”hết thành kim loại  trong Y chỉ có Mg2+( 0,4 mol) cùng với các gốc axit,không có cation của kim loại khác Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng các nguyên tố kim loại cho giai đoạn 2 có:

m(ion k.loại trong X) + 14,4 = m(ion k.loại trong Y) + 29,8

 m(ion k.loại trong X) = (0, 4 24 29, 8) 14, 4   25(g)

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng các nguyên tố kim loại ( bao gồm kim loại và ion kim loại) cho giai doạn 1 có :

(Zn ) Cu2 Fe2 (r ¾ n ) (ion k.lo¹ i trong X)

Nhận xét Đây là một bài toán khó vì tại giai đoạn 1 chúng ta không xác định được các phản ứng đã

xảy ra,phản ứng dừng tại thời điểm nào.Để giải nhanh bài toán trên cũng như nhiều bài toán (kim loại + muối ) khác thì chúng ta cần biết:

Về kiến thức Về kĩ năng

 Bản chất của phản ứng giữa kim loại với muối là :

Kim loại + cation kim loại ( trong muối)

điều này có nghĩa là các anion gốc axit trong muối

không tham gia phản ứng và do đó luôn không đổi

trong dung dịch nên:

(gèc axit )trong dd ban §Çu (gèc axit )trong dd cuèi

 Khi cho kim loại + dung dịch muối thì cation kim

loại sẽ “lặn” khỏi dung dịch,ngược lại kim loại phản

ứng sẽ “bơi vào” dung dịch và biến thành cation

“phóng ra” điện tích dương để trung hòa điện tích

âm của các anion gốc axit.Tổng lượng điện tích âm

của các anion gốc axit là cơ sở để xác định lượng kim

loại “bơi vào” và lượng ion kim loại”lặn” khỏi dung

dịch( nguyên tắc là tổng điện tích dương của các

cation kim loại trong dung dịch luôn phải bằng tổng

điện tích âm của các gốc axit)

 Chú ý

- Nếu có nhiều kim loại thì thứ tự kim loại “bơi vào”

dung dịch sẽ là : kim loại mạnh “bơi vào”trước

trước,kim loại yếu “bơi vào”sau

- Nếu trong dung dịch có nhiều muối tức nhiều ion

kim loại thì thứ tự ion “lặn” khỏi dung dịch sẽ là :

ion đứng sau “lặn” trước ,ion đứng trước “lặn”

sau.Tùy theo lượng điện tích dương của kim loại

phản ứng “phóng vào” mà các ion kim loại phản

ứng “lặn” nhiều hay ít

Để giải nhanh bài toán kim loại + muối thường dùng :

- Định luật bảo toàn điện tích

- Định luật bảo toàn khối lượng các nguyên tố kim loại

- Định luật bảo toàn e

- Phương pháp tăng – giảm khói lượng ( Tùy từng bài mà chúng ta vận dụng một hay một số định luật)

Bài 4.Cho m gam Fe vào 1 lít dung dịch hỗn hợp A có chứa H2SO4 0,1 M ; Cu(NO3)20,1M và Fe(NO3)3 0,1M.Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được 0,69m gam hỗn hợp kim loại, dung dịch X và khí NO ( sản phẩm khử duy nhất) Cô cạn dung dịch X thì thu được m1 gam chất rắn Giá trị của m và m1 lần lượt là

A 25,8 và 78,5 B.25,8 và 55,7 C.20 và 78,5 D.20 và 55,.7

Hướng dẫn giải

3 3

H SO 0,1Mm(g) Fe 1(lÝt) ddA Cu(NO ) 0,1M hh k.lo¹i NO ddX

Fehh

(p ­) 2 BT §.TÝch

4 2

3 (cßn) 1(muèi)

Về kiến thức Về kĩ năng

 Bản chất của phản ứng giữa kim loại với muối là :

Kim loại + cation kim loại ( trong muối)

 Trong môi trường axit(H +

NONO

NNH

2

2

H NO

2 3

2 3

4 2

NO

N OFe

NFe

NH (dd)Fe

Trong sơ đồ trên ,nếu kim loại mà dư thì chỉ tạo

Fe 2+ Fe + 2Fe 3+ (vừa sinh)  3Fe 2+

 Để giải nhanh bài toán kim loại + muối ,tính

oxi hóa của NO 3 - trong môi trường H + thường dùng :

-Bán phản ứng oxi hóa của NO 3 - trong môi trường axit  Spk ( chú ý các dấu hiệu tạo

NH 4 + )

- Định luật bảo toàn điện tích

-Bảo toàn nguyên tố

- Định luật bảo toàn khối lượng các nguyên

tố kim loại

- Định luật bảo toàn e

( Tùy từng bài mà chúng ta vận dụng một hay một số định luật)

 K.loại +

3 x 2

A 17,12 gam B.17,21gam C.18,04 gam D.18,40 gam

NO Quy t ¾ c §­êng chÐo

Vì cóa H2 thoát ra nên NO3- đã hết, H+ dư và tham gia quá trình :

-

Như vậy,bản chất của bài toán là :



2 3

(d­) 2 2

2 4 2 0,08(mol)

4

Fe : a(mol)

Nhận xét đây là bài toán khá đặc sắc ,tuy nhiên quý bạn đọc sẽ dễ dàng tìm ra nhanh đáp số nếu

nắm vững các kiến thức và kĩ năng của bài số 4 ,cụ thể:

Về kiến thức

 Trong môi trường axit(H +

) thì NO 3 - có tính oxi hóa và tùy từng bài mà bị khử đi theo các bán

phản ứng :

2

3 2

2 4

NONO

NNH

2

2

H NO

2 3

2 3

4 2

NO

N OFe

NFe

NH (dd)Fe

 Để giải nhanh bài toán liên quan đến tính oxi

hóa của NO 3 - trong môi trường H + thường dùng : -Bán phản ứng oxi hóa của NO 3 - trong môi trường axit  Spk ( chú ý các dấu hiệu tạo

NH 4 + )

- Định luật bảo toàn điện tích

-Bảo toàn nguyên tố

- Định luật bảo toàn e

( Tùy từng bài mà chúng ta vận dụng một hay một

số định luật)

 K.loại +

3 x 2

A.389,175(g) B.585,0(g) C.406,8(g) D.628,2(g)

Hướng dẫn giải

- Sơ đồ bài toán :

2 3

2

1.BaCl (§ñ) 2.AgNO (d ­)

Mà theo đề H+ hết ( dung dịch sau phản ứng chỉ chứa muối)  chứng tỏ ngoài 3 quá trình trên thì H+(

2,05 – 1,55 = 0,5 mol) còn tham gia quá trình:

Lưu ý:trong dãy điện hóa ,ion đứng sau thì sẽ nhận e trước, ion đứng trước thì sẽ nhận e sau

- Áp dụng bảo toàn nguyên tố N:

3 2 2 4

3 4

BT § T 3

BTNT Cl

: 1, 025

Ag : 0, 4AgCl : 2, 05

cao mới có thể đi tới đáp án của bài này Để giải nhanh bài này cũng như những bài tương tự bạn đọc cần biết :

Về kiến thức Về kĩ năng

1 Khi cho hỗn hợp có Kim loại và các oxit tác dụng với

dung dịch chứa (H + + NO 3 - ) thì H + có 3 vai trò (theo thứ

NONO

- Sơ đồ hóa bài toán để định hướng nhanh cách giải

- Áp dụng các định luật bảo toàn : nguyên

tố, điện tích, bảo toàn e kinh nghiệm,bảo toàn khối lượng

- Trong bài toán có quá trình:

2

2 4

NONO

Nếu thấy đề cho đồng thời số mol của một

trong ba phần tử bên trái và số mol của Spk thì chắc chắn Spk ngoài khí còn có cả

NH 4 + Vì vậy ,nếu thấy dấu hiệu trên thì lập tức hướng trí tuệ của mình vào việc chứng minh có NH 4 + và tìm mol của

NH 4 + (việc làm này thường xuất hiện trên

n

2 4

NONO

( Chú ý : trong dãy điện hóa H + đứng trước Fe 3+ nên Fe 3+

phản ứng trước, H + phản ứng sau.Luật chung là : ion

đứng sau thì phản ứng trước,ion đứng trước thì phản ứng

NONOFe

Tuy nhiên,nếu trong hỗn hợp phản ứng mà có kim loại ( từ

Mg đến Cu) thì có thể muối Fe 3+ này sẽ bị kéo (một phần

hoặc tất cả ) về muối Fe 2+ :



2

3 2 n ( Mg Cu ) 3

Luật là : kim loại dư thì chỉ tạo muối Fe 2+

3 Các muối Fe 2+ bị dung dịch AgNO 3 kéo lên muối Fe 3+ :

NaNO

?Fe(NO )

-

 Dễ thấy ,từ 

2 2

2 H O2

H O

m 14, 04(g)n 0, 78(mol)

2 4

2

2 H BTH

2

3 4 1,8mol KHSO

2 2

2

3 2

4

Na , K , SONaNO

áp dụng các định luật bảo toàn ,đặc biệt là rèn luyện kĩ năng sử dụng bảo toàn e ở dạng kinh nghiệm(

vì kĩ thi trắc nghiệm bạn không những chạy đua với kiến thức mà còn phải chạy dua với thời gian nữa)

Bài 8.Hòa tan m(g) hỗn hợp X gồm FexOy,Fe,MgO và Mg bằng dung dịch HNO3 dư thì thu được 6,72 lít hỗn hợp khí A (đktc) gồm hai khí N2O và NO có tỉ khối so với H2 bằng 15,933 và dung dịch Y chứa 129,4 gam muối.Mặt khác,cũng lượng X ở trên nếu hòa tan bằng dung dịch H2SO4 đặc,dư thì thu được 15,68 lít khí SO2(sản phẩm khử duy nhất ,đktc) và dung dịch Z có chứa 104 gam muối trung hòa.Giá trị của m là

x y

4

V 6,72(lit ) 2 129,4(g)

A d

4 V 15,68(lit ) 104(g)

NO

N OFe

NOhhX

xFe xFe (3x 2y)e 10H

+ +2 NO3- + 8e  N2O + 5H2O 4H+ + NO3- + 3e  NO + 2H2O

xFe xFe (3x 2y)e

2 4 4 2 (thuéc oxit )

0,1(mol ) 0,1(mol)

Fe OFehhX

MgOMg

= m(k.loại) + m(oxi) = 27,2 + 16 0,1 = 28,8 gam  Đáp án B

Nhận xét Thật tuyệt vời phải không quý bạn đọc!!! Để có lời giả như trên cho bài này cũng như các

bài tương tự khác , bạn đọc cần biết :

FeO ,Fe 3 O 4 + HNO 3  Fe(NO 3 ) 3 + Spk + H 2 O

4 Oxit kim loại + H 2 SO 4

Vai trò 1 kế hợp với Oxi của oxit để tạo H 2 O:

Vai trò 3 tác dụng với kim loại tạo H 2 :

3 Trên sơ đồ: H + + NO 3 - +e  SpK + H 2 O Nếu đề cho đồng thời số mol của spk và số mol cảu một trong 3 đại lượng bên trái( H + hoặc

NO 3 - hoặc e) thì chắc chắn sẽ cso thêm quá trình tạo NH 4 +

Bài 9.Nung hỗn hợp A gồm a mol Mg và 0,25 mol Cu(NO3)2 một thời gian thì thu được 0,45 mol hỗn hợp khí B và rắn X.Hòa tan X bằng một lượng vừa đủ dung dịch chứa 1,3 mol HCl thì thu được 0,05 mol hỗn hợp khí Y gồm N2 và H2 có tỉ khối so với hiđro bằng 11,4 và dung dịch Z chỉ chứa muối clorua.Cô cạn Z thì thu được m gam muối Giá trị gần nhất của m là

A.82(g) B.74(g) C.72(g) D.80(g)

Hướng dẫn giải

- Sơ đồ bài toán :

3 2 2 0,05(mol ) 2

Z

d 11,4 H

khi cho X + HCl thì H+ của HCl thực hiện các vai trò :

+ Kết hợp với Oxi của oxit để tạo H2O:

(1) 2

- Ở giai đoạn nhiệt phân BTNT O     

(muèi)Z 4

- Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn ( một thời

gian) thì chất ban đầu vẫn còn

- Trong hỗn hợp nhiệt phân có kim loại thì :

O 2( vừa sinh) + + kim loại t0 Oxit

2 Khi cho cho hỗn hợp có Kim loại và các oxit

tác dụng với dung dịch chứa (H + + NO 3 - ) thì H +

NONO

- Sơ đồ hóa bài toán để định hướng nhanh cách giải

- Áp dụng các định luật bảo toàn : nguyên tố, điện tích, bảo toàn e kinh nghiệm,bảo toàn khối lượng

- Trong bài toán có quá trình:

2

2 4

NONO

Nếu thấy đề cho đồng thời số mol của một trong

ba phần tử bên trái và số mol của Spk thì chắc chắn Spk ngoài khí còn có cả NH 4 + Vì vậy ,nếu thấy dấu hiệu trên thì lập tức hướng trí tuệ của mình vào việc chứng minh có NH 4 + và tìm mol của NH 4 + (việc làm này thường xuất hiện trên

n 0, 48(mol); n 0, 72(mol); n 0, 48(mol)

n 0, 24(mol); n 0, 72(mol); n 0, 72(mol)

M + ion K.loại (thuộc muối)

2.Khi cho kim loại phản ứng đồng thời với các cation

kim loại hoặc H + thì cation đứng sau sẽ phản ứng

trước, cation đứng trước phản ứng sau:

(phản ứng này chỉ xảy ra khi kim loại đứng trước Fe)

Khi giải bài toán hóa mà đề cho đồng thời số mol của các chất phản ứng thì phải tính toán theo chất có mol

hscb nhỏ hơn và trình bày theop

phương pháp 3 dòng ( ban đầu , phản ứng, sau phản ứng)

Cách 2.Phương pháp bảo toàn e+ bảo toàn điện tích + bảo toàn nguyên tố

- Sau phản ứng có kim loại  dung dịch chỉ chứa muối Fe2+

-Fe phải hết

- H+ phải hết

- NO3- còn

- Cu2+ đã tham gia phản ứng nhưng phải còn

Từ đây bài toán có thể mô tả theo sơ đồ :

3

3 2 2

3

2 2

2

Fe H

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

NO Cu 2e Cu (2)

Cu Cu

Na Na

loại sau phản ứng lại không phản ứng rồi?)

Khi áp dụng bảo toàn e thì :

- Nên sử dụng ở dạng bảo toàn e kinh nghiệm để nhẩm nhanh

- Chú ý:



e(nhËn) e(cho) e(nhËn)

e(nhËn)

chÊt oxi hãa(1) hÕt

ChÊt oxi hãa(2) cßn

Bài 11 Hòa tan hoàn toàn 3,9 gam hỗn hợp X gồm Al và Mg có tỉ lệ mol tương ứng là 2:1 bằng dung

dịch Y gồm KNO3 và HCl thì thu được dung dịch A chỉ chứa m gam muối ,hỗn hợp khí B có thể tích 2,24 lít (ở đktc) gồm hai khí không màu trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí.Tỉ khối của B so với H2 bằng 8.Vậy m gần nhất giá trị nào ?

e(cho) H

3

2

( NO,NH ,H )

3 3 4

Nhận xét Dù là một bài khá hay nhưng nếu nhớ và hiểu những nhận xét mà tác giả đã phân tích ở

những bài trên thì hi vọng bài này không còn là vấn đề với các quý bạn đọc nữa

Bài 12 Hỗn hợp X có khối lượng 13,36 gam gồm Cu và Fe3O4 Hòa tan X trong H2SO4 đặc,dư thì thu được V1 lít khí SO2(đktc) và dung dịch Y.Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư rồi lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thì thu được 15,2 gam chất rắn Q.Mặt khác, nếu cho lượng hỗn hợp X ở trên tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 và H2SO4 thì sinh ra V2 lít NO ( sản phẩm khử duy nhất) và 0,64 gam kim loại không tan Giá trị của V1 và V2 lần lượt là

2 4 2

TN H SO (d ­) NaOH d ­ t

2

15,2(g)

V (lit ) ? HNO

TN dd

H SO 13,36(g) 3 4

V (lit ) ?

Cuhh

2 3 15,2(g)

Nếu là hóc inh, các em nên góp chung mua theo nhóm để giảm kinh phí

Mọi thắc mắc xin liên hệ qua địa chỉ fb:

https://www.facebook.com/donghuu.lee