I CƠ S PHƯƠNG PHÁP
1 Nguyên t c
Quy ñ i là phương pháp bi n ñ i toán h c nh m ñưa bài toán ban ñ u là m t h n h p ph c t p
v d ng ñơn gi n hơn, qua ñó làm cho các phép tính tr' nên ñ( dàng, thu)n tiên
Dù ti n hành quy ñ i như th nào thì cũng ph i tuân th 2 nguyên t c sau:
B o toàn nguyên t*, t c là t ng s* mol m i nguyên t* ' h n h p ñ u và h n h p m,i ph i như nhau
B o toàn s* oxi hóa, t c t ng s* oxi hóa c a các nguyên t* trong hai h n h p là như nhau
2 Các hư ng quy ñ!i và chú ý
- M t bài toán có th- có nhi u hư,ng quy ñ i khác nhau nhưng ch y u có 2 hư,ng ch y u:
Quy ñ i h n h p nhi u ch t v h n h p hai hay ch m t ch t:
Trong trư ng h p này thay vì gi0 nguyên h n h p các ch1t như ban ñ u, ta chuy-n thành h n h p v,i s* ch1t ít hơn( cũng c a các nguyên t* ñó), thư ng là h n h p 2 ch1t th)m chí là 1 ch1t duy nh1t
Ví d4: V,i h n h p các ch1t g5m Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 ta có th- chuy-n thành các c6p quy ñ i
Tuy nhiên ta nên ch n c6p ch1t nào ñơn gi n có ít ph n ng oxi hóa-kh nh t ñ- ñơn gi n vi7c tính
toán
Rõ ràng là v,i cách quy ñ i này thì bài toán tr' nên ñơn gi n hóa ñi r1t nhi u nh ñó có th- gi i
m t cách nhanh g n hơn
Quy ñ i h n h p nhi u ch t v các nguyên t tương ng:
Thông thư ng ta g6p bài toán h n h p nhi u ch1t nhưng v b n ch1t ch; g5m 2 ho6c 3 nguyên t*
Do ñó, có th- quy ñ i th<ng h n h p ñ u v h n h p ch; g5m 2 ho6c 3 nguyên t= tương ng
Ví d4: H n h p g5m Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, Cu2S, S thành Cu, Fe, S
- Do vi7c quy ñ i nên trong m t s* trư ng h p s* mol m t ch1t có th- có giá tr> âm ñ- t ng s* mol
m i nguyên t* là b o toàn
- Trong quá trình làm bài ta thư ng k t h p s= d4ng các phương pháp b o toàn kh*i lư ng, b o toàn nguyên t*, và b o toàn electron K t h p v,i vi7c sơ ñ5 hóa bài toán ñ- tránh vi t phương trình
ph n ng, qua ñó rút ngBn th i gian làm bài
- Phương pháp quy ñ i t*t nh1t, có tính khái quát cao nh1t là quy ñ i th<ng v các nguyên t= tương
ng ðây là phương án cho l i gi i nhanh, g n và d( hi-u, bi-u th> ñúng b n ch1t hóa h c
II M$T S% THÍ D) MINH H*A
VÍ D) 1: Nung m gam b t sBt trong oxi thu ñư c 3gam h n h p ch1t rBn X Hòa tan h t h n h p X
HƯ+NG D,N GI/I
PHƯƠNG PHÁP QUY ð0I
Trang 2Sơ ự5 bài toán:
Fe FeO
Fe 2 O 3
Fe 3 O 4
NO
Dd Fe 3+
0,56 lit
3g
m gam
Ta có: nNO = 0,025 (mol)
Trong trư ng h p này ta có th- quy ự i h n h p X thành các h n h p khác ựơn gi n hơn g5m 2 ch1t sau:
Phương án 1: Quy ự i h n h p X thành
Theo b o toàn kh*i lư ng: 56x + 160y = 3 (1)
Các quá trình cho nh)n electron:
b o toàn electron: 3x = 0,075 → x = 0,025 (mol) (2)
TJ (1) và (2) → x = 0,025 (mol) và y = 0,01 (mol)
B o toàn nguyên t* Fe:
→ đáp án A
Phương án 2: Quy ự i h n h p X thành
Các quá trình cho nh)n electron:
B o toàn electron: 3x + y = 0,075 → x = 0,025 (mol) (4)
TJ (3) và (4) → x = 0,015 (mol) và y = 0,03 (mol)
B o toàn nguyên t* Fe:
→ đáp án A
VÍ D) 2: Nung 8,4g sBt trong không khắ, sau ph n ng thu ựư c m gam ch1t rBn X g5m Fe, Fe2O3,
phFm kh= duy nh1t Giá tr> c a m là:
HƯ+NG D,N GI/I
Trang 30,1
⇒ S* mol c a nguyên t= Fe t o oxit Fe2O3 là
Fe
n
2 3
Fe O
0,35 n
3 2
=
ừ
V)y:
2 3
X Fe Fe O
Ớ Quy h n h p X v hai ch t FeO và Fe2 O 3:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
ta có:
2
2 2 3
0,15 mol
→
2
h X
m = 0,1ừ72 + 0,025ừ160 = 11,2 gam
→ đáp án A
Chú ý: VKn có th- quy h n h p X v hai ch1t (FeO và Fe3O4) ho6c (Fe và FeO), ho6c (Fe và Fe3O4) nhưng vi7c gi i tr' nên ph c t p hơn (c4 th- là ta ph i ự6t Fn s* mol m i ch1t, l)p h7 phương trình, gi i h7 phương trình hai Fn s*)
Ớ Quy h n h p X v m t ch t là Fe x O y:
FexOy + (6x−2y)HNO3 → Fe(NO3)3 + (3x−2y) NO2 + (3x−y)H2O
− →
y =7 mol
V)y công th c quy ự i là Fe6O7 (M = 448) và
6 7
Fe O
0,1 n
3 6 2 7
=
ừ − ừ = 0,025 mol
⇒ mX = 0,025ừ448 = 11,2 gam
Nh n xét: Quy ự i h n h p g5m Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 v h n h p hai ch1t là FeO, Fe2O3 là ựơn
gi n nh1t
VÍ D) 3: Hòa tan h t m gam h n h p X g5m FeO, Fe2O3, Fe3O4 b ng HNO3 ự6c nóng thu ựư c 4,48 lit khắ NO2( ựktc) Cô c n dung d>ch sau ph n ng thu ựư c 145,2 gam mu*i khan Giá tr> m là:
HƯ+NG D,N GI/I
Quy ự i h n h p v h n h p hai ch1t FeO và Fe2O3 Ta có:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 0,2(mol) ← 0,2 (mol) 0,2 (mol)
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
Trang 40,2(mol) ← 0,4(mol)
=
VÍ D) 4: Hòa tan hoàn toàn 49,6g h n h p X g5m Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 b ng H2SO4 ự6c nóng thu
ựư c dung d>ch Y và 8,96 lit SO2( ựktc)
a/ Tắnh ph n trăm kh*i lư ng oxi trong h n h p X:
b/ Tắnh kh*i lư ng mu*i trong dung d>ch Y:
HƯ+NG D,N GI/I
- 0,05(mol) → - 0,05(mol)
→ m(Fe2O3) = 49,6 Ờ 0,8.72 = -8(g) → ( -0,05 mol)
→ n(O) = 0,8 + 3(-0,05) = 0,65 (mol)
VÍ D) 5: đ- kh= hoàn toàn 3,04 gam h n h p X g5m FeO, Fe2O3, Fe3O4 thì c n 0,05 mol H2 M6t
HƯ+NG D,N GI/I
x y
x 3y
=
=
V)y:
2
SO
→ đáp án A
Trang 5VÍ D) 6: (TSðH A 2008): ð- hoà tan hoàn toàn 2,32 gam h n h p g5m FeO, Fe2O3 và Fe3O4 ( trong
ñó s* mol FeO b ng s* mol Fe2O3), c n dùng vJa ñ V lít dung d>ch HCl 1M Giá tr> c a V là:
HƯ+NG D,N GI/I
Ta dùng phương pháp quy ñ i:
Fe3O4 l hçn hîp cña FeO v Fe2O3
V× nFeO = nFe2O3 => cho nªn ta coi h n h p ch; có Fe3O4
→
VÍ D) 7: Cho 11,36 gam h n h p g5m Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 ph n ng h t v,i dung d>ch HNO3 loãng (dư), thu ñư c 1,344 lít khí NO (s n phFm kh= duy nh1t, ' ñktc) và dung d>ch X Cô c n dung
d>ch X thu ñư c m gam mu*i khan Giá tr> c a m là:
A 49,09 B. 34,36 C. 35,50 D. 38,72
HƯ+NG D,N GI/I
Cách 1: Theo phương pháp b o toàn electron
=
DNa vào ñ>nh lu)t b o toàn kh*i lư ng, ta có:
→
→
#
→
→
→
←
mmu*i = mFe + mNO3-= 8,96 + 62.3nFe = 8,96 + 62.3 #
= 38,72gam → Ch n D
Cá ch 2: phương pháp quy ñ i
Trang 6Ta coi h n h p ch; g5m Fe và O:
→
ta có: 56x + 16y = 11,36 (*)
Theo ự>nh lu)t b o toàn electron: 3x = 2y + 0,18 (**)
Gi i h7 pt(*) và (**) ựư c x = 0,16 và y = 0,15 → mmu*i = 0,16 242 = 38,72 (g)
VÍ D) 8: H n h p X g5m (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) v,i s* mol m i ch1t là 0,1 mol, hòa tan h t vào
khắ thoát ra ' ựktc thu c phương án nào ?
HƯ+NG D,N GI/I
0,3 0,1 0,1 mol
Cu( NO ) NO
1
3 2
d Cu( NO )
0,05 V
1
= = 0,05 lắt (hay 50 ml)
→ đáp án C
VÍ D) 9: H n h p X có t; kh*i so v,i H2 là 21,2 g5m propan, propen và propin Khi ự*t cháy hoàn toàn 0,1 mol X, t ng kh*i lư ng c a CO2 và H2O thu ựư c là:
HƯ+NG D,N GI/I
Quy ự i h n h p thành: C3H8: x (mol) và C3H4: y (mol)
Ta có h7 phương trình:
⇒
Trang 7Sơ ự5 cháy: ( $# (
m = 44.0,3 + 18(0,06.4 + 0,04.2) = 18,96 (g)
→ đáp án B
2 (đH B 2013): H n h p X g5m FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Cho khắ CO qua m gam X nung nóng, sau m t th i gian thu ựư c h n h p ch1t rBn Y và h n h p khắ Z Cho toàn b Z vào dung d>ch
d>ch ch a 18 gam mu*i Giá tr> c a m là
HƯ+NG D,N GI/I
() $ *+
( ' (
$ ,)- *+
! 2
→
→
( ()(
Xét ự n tr ng thái ự u và cu*i các ch1t có s* oxi hóa thay ự i, bO qua quá trình trung gian:
0,09 → 3.0.09
0,04 → 0,08
x → 2x
+
0,09 ← 0,045 B3o toàn electron: 3.0,09 + 0.08 = 2x + 0.09 → x = 0,13 (mol)
đÁP ÁN A
2 (đH B 2013) : Cho m gam m t oxit sBt ph n ng vJa ự v,i 0,75 mol H2SO4, thu ựư c
tr> c a m là:
HƯ+NG D,N GI/I Cách 1: Quy ự i oxit sBt thành h n h p g5m Fe (x mol) O (y mol)
x → 3x
y → 2y
+
+
Trang 80,15 ← 0,075
B o toàn electron: 3x = 2y + 0,15 (1)
Gi i h7 phương trình (1), (2): x = 0,45; y = 0,6
⇒ m = 0,45.56 + 0,6.16 = 34,8 (gam)
Cách 2:
B o toàn nguyên t H : $ = $
B o toàn kh i lư ng : 6' $ $
⇒ moxit = 0,225.400 +0,075.64 + 0,75.18 – 0,75.98 = 34,8 (gam)
ðÁP ÁN B
2 (ðH A 2013) : H n h p X g5m Na, Ba, Na2O và BaO Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào
HƯ+NG D,N GI/I
)
<)
<)
Nh4n xét: Bài toán có 4 Fn mà ch; có 3 d0 ki7n N u ñ6t 4 Fn gi i sP ph c t p, khi ñó ph i thNc hi7n nhi u phép bi n ñ i toán h c ph c t p Do ñó, chúng ta c n gi m xu*ng thành 3 Fn như sau:
∑
$ (
#
−
(
Trang 90,12 0,08 → 0,08
→ <)( 0,08.197 = 15,76 (g)
ðÁP ÁN B
BÀI T7P T8 LÀM
BÀI 1: Hòa tan hoàn toàn 25,6 gam rBn X g5m Fe, FeS, FeS2 và S b ng dung d>ch HNO3 dư, thoát ra
Giá tr> c a V là
BÀI 2: Cho hoàn toàn 3,76g h n h p X ' d ng b t g5m S , FeS, FeS2 trong dung d>ch HNO3 thu ñc
kh*i lư ng không ñ i thu ñc m g hh rBn Giá tr> m là:
BÀI 3: Hòa tan hoàn toàn 30,4g ch1t rBn X g5m Cu, CuS, Cu2S và S b ng HNO3 dư, thoát ra 20,16 lit khí NO duy nh1t (ñktc) và dung d>ch Y Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu ñư c m gam k t t a Giá tr> m là:
BÀI 4: Nung m gam b t Cu trong oxi thu ñư c 24,8 gam h n h p ch1t rBn X g5m Cu, CuO, Cu2O Hòa tan hoàn toàn X trong H2SO4 ñ6c nóng thoát ra 4,48 lit khí SO2 duy nh1t (ñktc) Giá tr> c a m là:
BÀI 8: Cho 9,12 g h n h p g5m FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác d4ng v,i dung d>ch HCl dư Sau khi các ph n
Giá tr> c a m là:
BÀI 5: Hòa tan hoàn toàn 34,8 gam m t oxit sBt d ng FexOy trong dung d>ch H2SO4 ñ6c nóng Sau
ph n ng thu ñư c 1,68 lit khí SO2 ( s n phFm kh= duy nh1t, ño ' ñktc) oxit FexOy là:
BÀI 6: H n h p X g5m Mg, MgS, S Hòa tan hoàn toàn m gam X trong HNO3 ñ6c nóng thu ñư c
m là: