Muốn chinh phục điểm cao môn hóa học trong kỳ thi THPT Quốc Gia thì các em cần phải có nền tảng kiến thức và phương pháp làm bài thật tốt. Sau đây mình xin giới thiệu bộ tài liệu 20 PHƯƠNG PHÁP, CHUYÊN ĐỀ GIẢI NHANH BÀI TẬP HÓA HỌC của thầy Nguyễn Minh Tuấn, tốp 1 luyện thi đại học môn Hóa Học trong những năm vừa qua. Bộ tài liệu này được biên soạn rất kĩ gồm câu hỏi đáp án và cả đáp án chi tiết được phân hóa theo mức độ cơ bản đọc hiểu vận dụng và vận dung cao. Tài liệu này rất phù hợp với các thầy cô giáo cần giáo án thật hay và chuẩn để giảng dạy cũng như các bạn gia sư cần tài liệu đi dạy thêm. Tài liệu này còn rất phù hợp với các em học sinh đang cần nguồn tài liệu quý để luyện thi đại học môn Hóa Học, nếu nắm vững được những phương pháp này thì chắc chắn các em đã đặt 1 bước chân vào trường đại học mà các em mơ ước.Lưu ý : Bộ tài liệu gồm có 20 chuyên đề phương pháp nên cần tải tất cả xuống để giảng dạy học tập nhé Thân
Trang 1PHƯƠNG PHÁP 21 : PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ, NHẬN ĐỊNH
ĐỂ LỰA CHỌN HƯỚNG GIẢI TỐI ƯU
I PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ TÌM HƯỚNG GIẢI TỐI ƯU ĐỐI VỚI CÁC BÀI TẬP HÓA VÔ CƠ
Ví dụ 1: Hòa tan hết 0,2 mol FeO bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu được khí SO2 (sảnphẩm khử duy nhất) Hấp thụ hoàn toàn khí SO2 sinh ra ở trên vào dung dịch chứa 0,07 mol KOH
và 0,06 mol NaOH, thu được dung dịch chứa m gam muối Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng khối A và khối B năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
Theo giả thiết, ta có : nOH nKOHnNaOH 0,07 0,06 0,13 mol.
Theo bảo toàn electron, ta có : FeO SO 2 SO 2
n
n
phản ứng tạo ra cả muối SO32 và HSO3
SO2 hoặc CO2 tác dụng với dung dịch kiềm thực chất là phản ứng trao đổi ion Dạng bài tập nàythường có các hướng giải sau :
● Hướng 1 : Tính toán theo phương trình phản ứng
● Hướng 2 : Sử dụng phương pháp bảo toàn điện tích và bảo toàn nguyên tố
Trong phản ứng của CO2 với OH , ion OH đã được thay bằng các ion HCO , CO3 32 Theobảo toàn điện tích và bảo toàn nguyên tố S, ta có :
Trang 2● Hướng 3: Sử dụng công thức giải nhanh
Như vậy, đối với bài tập CO 2 hoặc SO 2 phản ứng với dung dịch kiềm thì giải theo hướng 3 là tối
ưu nhất Còn nếu không nhớ được công thức giải nhanh thì làm theo hướng 2
Để giải nhanh bài tập hóa học thì phải hiểu bản chất hóa học của bài toán, nhưng phải hạn chế tối đa việc viết phương trình phản ứng
Ví dụ 2: Sục 4,48 lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 0,12M và NaOH 0,06M.Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)
Phân tích và hướng dẫn giải
Từ giả thiết, suy ra :
n n n n 0,1 mol m 0,1.197 19,7 gam
● Hướng 2 : Sử dụng bảo toàn điện tích và bảo toàn nguyên tố
Sau phản ứng của CO2 với dung dịch NaOH và Ba(OH)2, ion OH được thay bằng các ion
n n n n 0,1 mol m 0,1.197 19,7 gam
Trang 3● Hướng 3 : Xây dựng và sử dụng công thức giải nhanh
Theo bảo toàn điện tích và bảo toàn nguyên tố C, ta có :
2
2
2 3
nn
n n n n 0,1 mol m 0,1.197 19,7 gam
Ví dụ 3: Trộn dung dịch chứa a mol AlCl3 với dung dịch chứa b mol NaOH Để thu được kết tủa thìcần có tỉ lệ
A a : b = 1 : 4 B a : b < 1 : 4 C a : b = 1 : 5 D a : b > 1 : 4
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)
Phân tích và hướng dẫn giải
Bản chất phản ứng : ion Al3+ tác dụng với ion OH tạo ra kết tủa Al(OH)3 Nếu ion OH có dưthì kết tủa Al(OH)3 bị hòa tan một phần hoặc hoàn toàn
● Hướng 1 : Sử dụng phương trình ion rút gọn
Căn cứ vào các phản ứng ta thấy : Để kết tủa bị hòa tan hết thì
3
OH Al
Trang 4Dung dịch sau phản ứng có chứa các ion Na+, Cl và có thể có ion [Al(OH) ]4 Nếu có ion
4
4
n n , khi đó phản ứng tạo ra kết tủa
Áp dụng bảo toàn điện tích trong dung dịch sau phản ứng, ta có :
● Hướng 3 : Xây dựng công thức và sử dụng công thức giải nhanh
Trong trường hợp kết tủa Al(OH)3 bị hòa tan một phần, áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với Al
● Hướng 4 : Dựa vào cấu tạo của chất sản phẩm
Nếu ion Al3+ phản ứng với ion OH để chuyển hết thành kết tủa Al(OH)3, sau đó tiếp tục bị ion
OH hòa tan hết thì sản phẩm thu được là [Al(OH) ]4 Suy ra để phản ứng tạo thành kết tủa thì
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010)
Phân tích và hướng dẫn giải
Theo giả thiết, ta thấy :
Trang 5● Hướng 2 : Sử dụng bảo toàn điện tích
Dung dịch sau phản ứng có chứa các ion K , Cl , [Al(OH) ] 4 , trong đó :
● Hướng 4 : Sử dụng công thức giải nhanh
Dựa vào sự bảo toàn nguyên tố Al và nhóm OH ở hướng 3, ta suy ra công thức :
Al(OH) OH
3 Al
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2009)
Phân tích và hướng dẫn giải
Coi phản ứng của m gam ZnSO4 với 110 ml dung dịch KOH 2M là thí nghiệm 1 (TN1); phảnứng của m gam ZnSO4 với 140 ml dung dịch KOH 2M là thí nghiệm 2 (TN2)
Lượng KOH dùng ở hai thí nghiệm khác nhau nhưng thu được lượng kết tủa như nhau Chứngtỏ ở TN1 kết tủa chưa bị hòa tan, ở TN2 kết tủa đã bị hòa tan một phần
Đối với bài tập liên quan đến tính lưỡng tính của hiđroxit, ta có thể sử dụng một số hướng giảisau :
● Hướng 1 : Tính toán theo phương trình phản ứng
Trang 6Suy ra : 2
● Hướng 2 : Sử dụng bảo toàn nguyên tố
Ở TN1 : Theo bảo toàn nhóm OH, ta có : Zn(OH) 2 OH Zn(OH) 2
ZnSO Zn(OH)
● Hướng 3 : Xây dựng và sử dụng công thức giải nhanh
Theo bảo toàn nguyên tố Zn và nhóm OH, ta có :
Ngoài các hướng giải thường gặp ở trên, đối với bài tập này ta còn có một hướng giải khác
● Hướng 4 : Tìm khoảng giới hạn
Vì khi dùng 0,22 mol OH thì kết tủa Zn(OH)2 chưa bị hòa tan, còn khi dùng 0,28 mol OH thìkết tủa đã bị hòa tan nên suy ra :
Ví dụ 6: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 30 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa Na2CO3
0,2M và NaHCO3 0,2M, sau phản ứng thu được số mol CO2 là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2010)
Phân tích và hướng dẫn giải
Theo giả thiết, ta có :
n n 0,03 mol; n n 0,02 mol; n n 0,02 mol
Bản chất phản ứng khi cho từ từ dung dịch chứa HCl vào dung dịch Na2CO3, NaHCO3 là : H+ sẽchuyển hết ion CO32 thành HCO3, sau đó chuyển HCO3 thành CO2
Trang 7● Hướng 1 : Sử dụng phương trình ion rút gọn
(1), (2) là các phản ứng trao đổi ion, đây là dấu hiệu rất rõ dàng chứng tỏ bài tập này cĩ thể sửdụng phương trình ion rút gọn để tính tốn
Theo các phản ứng (1), (2), ta thấy : nCO2 0,01 mol
● Hướng 2 : Sử dụng bảo tồn điện tích trong dung dịch X và bảo tồn nguyên tố C
Với dạng bài tập này, đa số học sinh giải theo hướng 1 Tuy nhiên, nếu vận dụng tốt phươngpháp bảo tồn điện tích thì cĩ thể giải theo hướng 2 hoặc 3
Dung dịch sau phản ứng ngồi ion Na+, Cl cịn cĩ ion HCO3
2
HCO 0,03
● Hướng 3 : Xây dựng và sử cơng thức giải nhanh
Sử dụng bảo tồn điện tích trong phản ứng và sử dụng bảo tồn nguyên tố C, ta cĩ :
2
3
2
2 3
2 3
CO
CO HCO phản ứng
Như vậy, ở bài tập này thì hướng 3 sẽ cho kết quả nhanh nhất.
Ví dụ 7: Cho 2,13 gam hỗn hợp X gờm ba kim loại Mg, Cu và Al ở dạng bột tác dụng hồn tồn với
oxi thu được hỗn hợp Y gờm các oxit cĩ khối lượng 3,33 gam Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ
để phản ứng hết với Y là :
A 90 ml B 57 ml C 75 ml D 50 ml
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008)
Phân tích và hướng dẫn giải
Thay các kim loại Mg, Al, Cu bằng kim loại M
Trang 8● Hướng 2 : Sử dụng bảo tồn electron
Sau tất cả các phản ứng, kim loại M chuyển thành muối MCln
Do electron và gốc Cl đều cĩ điện tích là 1-, nên kim loại M nhường đi bao nhiêu mol electronthì sẽ nhận về bấy nhiêu mol Cl để trung hịa điện tích
Vậy ta cĩ : nCl nelectron trao đổi 4nO2 4.0,0375 0,15 mol
● Hướng 3 : Bảo tồn điện tích trong phản ứng
Bản chất phản ứng của M2On với HCl là phản ứng của ion O2 với ion H+
Áp dụng bảo tồn điện tích trong phản ứng, ta cĩ :
2 n 2
● Hướng 4 : Sử dụng bảo tồn điện tích trong oxit và muối
Khi chuyển từ M2On thành MCln thì ion O2 đã được thay bằng ion Cl
Ở bài tập này, giải theo hướng 2, hướng 3 hoặc hướng 4 thì sẽ nhanh hơn
Ví dụ 8: Hỗn hợp X gờm hai kim loại kiềm và một kim loại kiềm thổ Hịa tan hồn tồn 1,788 gam
X vào nước, thu được dung dịch Y và 537,6 ml khí H2 (đktc) Dung dịch Z gờm H2SO4 và HCl,trong đĩ số mol của HCl gấp hai lần số mol của H2SO4 Trung hịa dung dịch Y bằng dung dịch Ztạo ra m gam hỗn hợp muối Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
● Hướng 1 : Tính tốn theo phương trình phản ứng
Trang 9● Hướng 2 : Sử dụng bảo toàn electron và bảo toàn điện tích
Vì electron và nhóm OH đều có điện tích là 1-, nên kim loại nhường đi bao nhiêu electron thì
sẽ nhận về bấy nhiêu nhóm OH để trung hòa điện tích Suy ra :
H 2
Vậy làm theo hướng 3 sẽ cho hiệu quả cao nhất.
Ví dụ 9: Hoà tan hoàn toàn 2,9 gam hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó vào nước, thu được
500 ml dung dịch chứa một chất tan có nồng độ 0,04M và 0,224 lít khí H2 (ở đktc) Kim loại M là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2009)
Phân tích và hướng dẫn giải
Với bài tập này thì việc tính toán theo phương trình phản ứng là không hợp lý vì có 4 ẩn số màchỉ có 3 phương trình toán học Ta có thể lựa chọn một số hướng giải sau :
● Hướng 1 : Sử dụng bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng
M
Trang 10Do kim loại M tác dụng với nước giải phóng H2 nên M có hóa trị 1 (kim loại kiềm) hoặc hóa trị
2 (kim loại kiềm thổ)
Sơ đồ phản ứng : (M, M O )2 n H O2 M(OH)n H2
Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với H, ta có :
Thử với n =1 hoặc n = 2, ta thấy nghiệm thỏa mãn (*) là n 2, M 137
Vậy kim loại M là Ba
● Hướng 3 : Sử dụng phương pháp quy đổi và bảo toàn electron
Quy đổi hỗn hợp M, M2On thành hỗn hợp gồm M và O
Sơ đồ phản ứng :
{
{
1 2
0
H O
2 n
0,01 mol
2,9 gam 2,9 gam
M
M OO
Chất khử là M; chất oxi hóa là O và H2O, sản phẩm khử của H2O là H2
Theo bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố M và bảo toàn khối lượng, ta có :
Trang 11Ví dụ 10: Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc, nĩng (giả thiết SO2 là sản phẩmkhử duy nhất) Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được
A 0,03 mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4. B 0,05 mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư
C 0,02 mol Fe2(SO4)3 và 0,08 mol FeSO4 D 0,12 mol FeSO4
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007)
Phân tích và hướng dẫn giải
Với bài tập này, hướng giải thơng thường là tính tốn theo phương trình phản ứng Tuy nhiên,vẫn cĩ những hướng khác hiệu quả hơn
● Hướng 1 : Tính tốn theo phương trình phản ứng
Theo giả thiết : nFe 6,72 0,12 mol.
Theo các phản ứng (1) và (2), ta thấy : nFeSO4 0,06 mol; nFe (SO )2 4 3 0,05 0,02 0,03 mol
● Hướng 2 : Nhận xét, đánh giá kết hợp với bảo tồn nguyên tố
Từ giả thiết, suy ra :
Suy ra : nelectron nhận max nH SO2 4 0,3 mol
Như vậy, trong phản ứng của Fe với H2SO4 đặc, H2SO4 phản ứng hết
Trang 12Như vậy, đối với bài tập này thì làm theo hướng 3 là hợp lý nhất Nếu phương án nhiễu mạnh hơn thì làm theo hướng 2 Nếu làm theo hướng 1 thì sẽ mất nhiều thời gian hơn do phải cân bằng các phản ứng.
Ví dụ 11: Hịa tan hồn tồn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít(ở đktc) hỗn hợp khí X (gờm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư) Tỉ khốicủa X đối với H2 bằng 19 Giá trị của V là :
A 2,24 B 4,48 C 5,60 D 3,36
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Long Châu Sa – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Phân tích và hướng dẫn giải
2 2
3 3
Cu
H ONO
2 2
2 2
● Hướng 2 : Tính tổng số mol của các khí NO, NO 2 Từ đĩ suy ra thể tổng thể tích khí NO và NO 2
Đề bài khơng hỏi thể tích của từng khí nên khơng nhất thiết phải tính cụ thể số mol của từng
khí Nếu cĩ thể tính được trực tiếp tổng số mol của hai khí thì thì việc tính tốn chắc chắn sẽ nhanh
hơn so với hướng 1 Với hướng tư duy như vậy, ta cĩ thể giải như sau :
Đặt cơng thức trung bình của NO và NO2 là NO , ta cĩ : 14 16x 19.2 x 1,5x
Với x 1,5 thì số oxi hĩa của N trong NO là +3 Trong phản ứng, số oxi hĩa của N giảm từx+5 về +3
Áp dụng bảo tồn electron, ta cĩ :
3n 2n 2n n 0,25 mol V 0,25.22,4 5,6 lít
● Hướng 3 : Sử dụng kết hợp bảo tồn điện tích, bảo tồn nguyên tố, bảo tồn khối lượng
Theo bảo tồn điện tích, ta cĩ : NO tạo muối3 electron trao đổi Fe Cu
Trang 13Đặt số mol của hỗn hợp NO và NO2 là a Theo bảo toàn nguyên tố N và H suy ra số mol củaHNO3 và số mol của H2O
Sơ đồ phản ứng thể hiện vai trò của HNO3 :
Như vậy, ở bài tập này thì hướng 2 sẽ cho kết quả nhanh nhất.
Ví dụ 12: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X
và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2 Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí
H2 là 18 Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là :
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2009)
Phân tích và hướng dẫn giải
Nếu phản ứng không tạo ra muối NH4NO3 thì theo bảo toàn nguyên tố Al dễ dàng tính được sốmol và khối lượng của muối Al(NO3)3, không cần phải tính số mol của N2O và N2 Như vậy, chắcchắn phản ứng phải tạo ra cả muối NH4NO3
Hướng giải bài tập này là sử dụng bảo toàn electron Việc tính toán nhanh hay chậm phụ thuộcvào việc tính số mol của hai khí N2O và N2
● Hướng 1 : Sử dụng bảo toàn electron
Theo giả thiết, ta có :
Trang 14● Hướng 3 : Sử dụng số oxi hóa trung bình và bảo toàn electron
Đặt công thức của hai khí là N O Ta có : 14.2 16x 18.2 36 x 0,52 x
Với x 0,5 thì số oxi hóa của N trong N O là 0,5 Như vậy số oxi hóa của N trong HNO2 x 3
● Hướng 4 : Tìm khoảng giới hạn
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
Đây là dạng bài tập kim loại hoạt động mạnh phản ứng với HNO3 tạo muối amoni Vì :
● Hướng 1 : Sử dụng công thức khối lượng mol trung bình và bảo toàn electron
Theo giả thiết, ta có :
Trang 15● Hướng 3 : Sử dụng số oxi hóa trung bình và bảo toàn electron
Đặt công thức trung bình của hai khí N2 và N2O là N O 2 x
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2008)
Phân tích và hướng dẫn giải
Lượng HNO3 cần dùng để hòa tan Fe và Cu ít nhất khi muối sắt tạo thành là Fe(NO3)2
Vì chỉ có 2 phản ứng nên có thể tính toán theo phương trình phản ứng, nhưng hướng giải nàychưa bao giờ là hướng giải tối ưu
● Hướng 1 : Tính toán theo phương trình phản ứng
Để giải nhanh hơn, ta có thể đi theo các hướng sau :
● Hướng 2 : Sử dụng bảo toàn electron và bảo toàn nguyên tố N
Trang 16● Hướng 3 : Sử dụng bảo tồn điện tích và bán phản ứng
Dung dịch sau phản ứng cĩ các ion : Cu , Fe và NO2 2 3 Áp dụng bảo tồn điện tích, ta cĩ :
Với dạng bài tập này thì hướng 4 sẽ tối ưu nhất.
Ví dụ 15: Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn,thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X Dung dịch X cĩ thể hịa tan tối đa mgam Cu Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2009)
Phân tích và hướng dẫn giải
Nhận thấy : Sau tất cả các phản ứng, dung dịch X chứa Fe2+, Cu2+ vàNO3
Ngồi hướng tính tốn theo phương trình phản ứng, ta cĩ thể giải theo các hướng khác :
● Hướng 1 : Tính tốn theo phương trình phản ứng
Trang 17Đối với bài tập này thì hướng 3, 4 là những sự lựa chọn tối ưu nhất.
Ví dụ 16*: Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp
gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X vàkhí NO (sản phẩm khử duy nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủathu được là lớn nhất Giá trị tối thiểu của V là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2009)
Phân tích và hướng dẫn giải
Bài tập này có khá nhiều phản ứng nên tính toán theo các phản ứng sẽ mất nhiều thời gian Ta
có thể sử dụng một số hướng giải khác ngắn gọn hơn :
● Hướng 1 : Sử dụng bảo toàn electron và bán phản ứng ion - electron
Theo giả thiết, ta có :
3
H NO
nNaOH nOH nH 3nFe3 2nCu2 0,36 mol Vdd NaOH 1M 0,36 lít 360 ml
● Hướng 2: Sử dụng bảo toàn electron, bảo toàn điện tích và bán phản ứng ion - electron
Trang 18Suy ra : NO phản ứng3 Cu Fe NO phản ứng3
Dung dịch X phản ứng với NaOH sẽ tạo ra dung dịch cĩ chứa các ion Na , SO , NO 42 3
Áp dung bảo tồn điện tích, ta cĩ :
● Hướng 3: Sử dụng bảo tồn điện tích và tìm khoảng giới hạn
Sau tất cả các phản ứng, dung dịch sau phản ứng cĩ chứa các ion : Na , SO , NO 42 3
Áp dụng bảo tồn điện tích, ta cĩ :
0,32 n NaOH 0,4 nNaOH 0,36 mol Vdd NaOH 1M 0,36 lít 360 ml
Như vậy, làm theo hướng 3 sẽ ngắn gọn nhất Nếu phương án nhiễu mạnh hơn thì nên làm theo hướng 2.
Ví dụ 17: Cho hỗn hợp bột gờm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO3 1M Saukhi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được m gam chất rắn Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãythế điện hố: Fe3+/Fe2+ đứng trước Ag+/Ag) :
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008)
Phân tích và hướng dẫn giải
Theo giả thiết :
Các hướng tính khối lượng chất rắn :
● Hướng 1 : Tính tốn theo phương trình phản ứng
Trang 19PS :
+ Nếu 3nAl nAg 3nAl2nFe thì Fe dư Chất rắn gồm Ag và Fe dư
+ Nếu nAg 3nAl thì Al dư và Fe chưa phản ứng Chất rắn gồm Ag và Al dư và Fe.
+ Nếu 3nAl3nFenAgthì Ag + dư Chất rắn chỉ cĩ Ag.
● Hướng 3 : Sử dụng bảo tồn điện tích
Ta thấy : Al3 Fe2 NO 3 Al3 Fe3
3n 2 n n 3n 3n
.Suy ra : Dung dịch sau phản ứng chứa các ion Al , Fe , Fe , NO 3 2 3 3 Như vậy, Fe và Al đãtan hết, Ag+ đã phản ứng hết Chất rắn chỉ cĩ Ag, mAg 0,55.108 59,4 gam
Ở bài tập này làm theo hướng 2 hoặc hướng 3 sẽ cho kết quả nhanh hơn.
Ví dụ 18*: Đốt cháy hỗn hợp gờm 1,92 gam Mg và 4,48 gam Fe với hỗn hợp khí X gờm clo và oxi,
sau phản ứng chỉ thu được hỗn hợp Y gờm các oxit và muối clorua (khơng cịn khí dư) Hịa tan Ybằng một lượng vừa đủ 120 ml dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch Z Cho AgNO3 dư vào dungdịch Z, thu được 56,69 gam kết tủa Phần trăm thể tích của clo trong hỗn hợp X là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)
Phân tích và hướng dẫn giải
● Hướng 1 : Theo bảo tồn electron, bảo tồn điện tích trong phản ứng của H và O 2 , bảo tồnnguyên tố O và Cl và giả thiết, ta cĩ :
Trang 20(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
Các hướng giải :
● Hướng 1 : Sử dụng bảo tồn nguyên tố và bảo tồn khối lượng
Sơ đờ phản ứng : FexOy + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
Áp dụng bảo tồn nguyên tố S và H, ta cĩ :
?
●Hướng 2 : Sử dụng bảo tồn nguyên tố và cơng thức giải nhanh
Theo bảo tồn nguyên tố S, Fe và cơng thức giải nhanh nFe 0,1nelectron axit nhận0,0125mhỗn hợp,
ta cĩ :
Trang 21● Hướng 3 : Phân tích, đánh giá và bảo tồn electron
Vì FexOy phản ứng với H2SO4 đặc, nĩng giải phĩng khí SO2 nên FexOy cĩ tính khử Vậy FexOy làFeO hoặc Fe3O4 Trong phản ứng các oxit này đều nhường đi 1 electron
Theo bảo tồn electron, ta cĩ : electron trao đổi Fe O x y SO 2
Ví dụ 20: Cho 11,36 gam hỗn hợp gờm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3
lỗng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X Cơ cạndung dịch X thu được m gam muối khan Giá trị của m là :
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008)
Phân tích và hướng dẫn giải
Bài tập này cĩ nhiều phản ứng nên hướng tính tốn theo phương trình phản ứng là khơng hợp lý
vì sẽ mất rất nhiều thời gian và khĩ làm Cĩ rất nhiều hướng khác để giải bài tập này, dưới đây 5hướng cơ bản :
● Hướng 1 : Sử dụng bảo tồn nguyên tố và bảo tồn khối lượng
Gọi số mol của Fe(NO3)3 là a Theo bảo tồn nguyên tố N và H suy ra số mol của HNO3 và
H2O
● Hướng 2 : Sử dụng phương pháp quy đổi và bảo tồn electron
Với hỗn hợp gờm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 ta cĩ thể quy đổi thành các hỗn hợp khác nhau : (Fe vàO), (Fe và Fe2O3), (Fe và FeO),… Hướng quy đổi thành (Fe và O) cĩ lợi cho việc tính tốn nhất
5 3
2 0
Trang 22Theo sơ đồ phản ứng ta thấy : Chất khử là Fe; chất oxi hóa là O và HNO3, sản phẩm khử củaHNO3 là NO
Áp dụng bảo toàn electron và bảo toàn khối lượng, ta có :
● Hướng 3 : Sử dụng phương pháp quy đổi và bảo toàn điện tích
Quy đổi hỗn hợp Fe và các oxit của nó thành hỗn hợp gồm Fe (x mol) và O (y mol)
Theo bảo toàn điện tích, ta có :
{{
2
3 NO
● Hướng 4 : Sử dụng phương pháp tạo hợp chất ảo
Suy nghĩ : Nếu ta có thể biến hỗn hợp Fe và các oxit của Fe (hỗn hợp X) thành Fe 2 O 3 thì dễdàng tính được số mol của Fe2O3, biết số mol của Fe2O3 sẽ tính được số mol của Fe(NO3)3 dựa vàobảo toàn nguyên tố Fe
Vậy vấn đề bây giờ là tính khối lượng O2 phản ứng với X để tạo ra Fe2O3 Trong phản ứng, Xnhường cho HNO3 bao nhiêu mol electron thì cũng nhường cho O2 bấy nhiêu mol electron Nên ta
PS : Như vậy, để chuyển hỗn hợp gồm kim loại và oxit thành hỗn hợp oxit hoặc 1 oxit thì ta
thêm một lượng oxi là
● Hướng 5 : Xây dựng và sử dụng công thức giải nhanh
Sơ đồ phản ứng tổng quát :
Trang 23Gọi nelectron axit nhận là số mol electron mà HNO3 hoặc H2SO4 nhận vào để sinh ra sản phẩm khử.
Áp dụng bảo tồn electron và bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
Như vậy, bài tập này giải theo hướng 2, hướng 4 hoặc hướng 5 thì cho kết quả nhanh hơn.
Ở sơ đờ trên, nếu thay Fe bằng Cu thì ta cĩ :
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2009)
Phân tích và hướng dẫn giải
● Hướng 1 : Sử dụng bảo tồn nguyên tố và bảo tồn khối lượng
Đặt số mol của Fe2(SO4)3 là a Theo bảo tồn nguyên tố S và H, ta tính được số mol của H2SO4
Trang 24Có thể tìm công thức của FexOy đơn giản hơn : Gọi n là số electron mà FexOy nhường Áp dụngbảo toàn electron, ta có :
● Hướng 3 : Sử dụng quy đổi và bảo toàn electron
Quy đổi FexOy thành hỗn hợp gồm Fe và O
Trong phản ứng, chất khử là Fe; chất oxi hóa là O và H2SO4, sản phẩm khử của H2SO4 là SO2.Theo bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố Fe, ta có :
2 4 3 2
● Hướng 4 : Sử dụng kỹ năng phân tích, đánh giá
Trong phản ứng, FexOy là chất khử nên chỉ có thể là FeO hoặc Fe3O4
Dù là FeO hay Fe3O4 thì trong phản ứng mỗi phân tử oxit đều nhường đi 1 electron
O
2nn
Như vậy, để giải nhanh bài tập này, ta có thể lựa chọn các hướng giải 3; 4; 5 hoặc 6.
Ví dụ 22: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Cho khí CO qua m gam X nung nóng, sau một thờigian thu được hỗn hợp chất rắn Y và hỗn hợp khí Z Cho toàn bộ Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, đếnphản ứng hoàn toàn, thu được 4 gam kết tủa Mặt khác, hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch H2SO4
đặc, nóng (dư), thu được 1,008 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa 18 gammuối Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
● Hướng 1 : Sử dụng phương pháp tạo hợp chất ảo
Trang 252 2
SO electron trao đổi
● Hướng 3: Sử dụng phương quy đổi, bảo tồn electron và bảo tồn nguyên tố
Quy đổi hỗn hợp X gờm FeO, Fe2O3, Fe3O4 thành Fe và O
Chất khử trong tồn bộ quá trình phản ứng là Fe, CO; chất oxi hĩa là O và H2SO4 18 gam muối
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
Vì các phản ứng xảy ra hồn tồn và hỗn hợp Y phản ứng được với dung dịch NaOH giải phĩngkhí H2, chứng tỏ Al dư, Fe2O3 đã phản ứng hết
Theo giả thiết, suy ra : Khi cho Y phản ứng với dung dịch H2SO4 sẽ thu được 2.4a = 8a mol H2;Khi cho Y phản ứng với dung dịch NaOH sẽ thu được 2a mol H2
Trang 26Sơ đờ phản ứng :
o
2 2 3
t (1)
● Hướng 1 : Sử dụng bảo tồn nguyên tố và bảo tồn electron
Áp dụng bảo tồn nguyên tố Fe, ta cĩ : Fe trong Y Fe trong X Fe Fe O 2 3
● Hướng 3 : Tìm khoảng giới hạn
Theo bảo tồn electron, ta cĩ : 3nAl phản ứng 6nFe O2 3 nAl phản ứng 0,2 mol
Suy ra : nAl ban đầu nAl phản ứng0,2 mAl ban đầu 0,2.27 5,4 gam mAl 7,02 gam
Hướng giải 3 là tối ưu nhất Nhưng nếu phương án nhiễu mạnh hơn thì phải sử dụng hướng 1 hoặc 2.
Ví dụ 24: Nung hỗn hợp bột gờm 15,2 gam Cr2O3 và m gam Al ở nhiệt độ cao Sau khi phản ứnghồn tồn, thu được 23,3 gam hỗn hợp rắn X Cho tồn bộ hỗn hợp X phản ứng với axit HCl (dư)thốt ra V lít khí H2 (ở đktc) Giá trị của V là :
A 7,84 B 4,48 C 3,36 D 10,08
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007)
Phân tích và hướng dẫn giải
Theo giả thiết :
Trang 27Theo bảo toàn khối lượng, ta có : Al X Cr O 2 3 Al
● Hướng 2 : Áp dụng bảo toàn electron
Trong phản ứng của Cr2O3 với Al, số oxi hóa của Cr thay đổi từ +3 về 0, của Al thay đổi từ 0lên +3 Nên một phân tử Cr2O3 nhận vào 6 electron, 1 nguyên tử Al nhường 3 electron
Vì Cr O 2 3 Al
0,3 0,1
6 n 3n
nên suy ra : Al dư, Cr2O3 phản ứng hết
Sơ đồ phản ứng :
1 o
3 0
● Hướng 3 : Áp dụng bảo toàn điện tích và bảo toàn nguyên tố
Lập luận tương tự như hướng 2 để suy ra sau tất cả các phản ứng muối tạo thành là CrCl2 vàAlCl3
Nhận xét : Trong phản ứng của X với HCl, ion H+ đã được thay thế bằng các ion Al3+ và Cr2+
nên theo bảo toàn điện tích, ta có : H Al3 Cr2
Trang 28Ví dụ 25: Nung 6,58 gam Cu(NO3)2 trong bình kín không chứa không khí, sau một thời gian thuđược 4,96 gam chất rắn và hỗn hợp khí X Hấp thụ hoàn toàn X vào nước để được 300 ml dungdịch Y Dung dịch Y có pH bằng
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2009)
Phân tích và hướng dẫn giải
● Hướng 1 : Sử dụng phương trình phản ứng và tăng giảm khối lượng
21
2x
hệ giữa a và b là (biết sau các phản ứng, lưu huỳnh ở mức oxi hoá +4, thể tích các chất rắn là khôngđáng kể) :
A a = 0,5b B a = b C a = 4b D a = 2b
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2008)
Phân tích và hướng dẫn giải
Vì áp suất trong bình trước và sau phản ứng không đổi, chứng tỏ số mol O2 phản ứng bằng tổng
số mol của CO2 và SO2 tạo thành
Trang 29Với bài tập này, hướng làm được sử dụng nhiều nhất là tính toán theo phương trình phản ứng.Nhưng vì bản chất phản ứng của các chất với O2 là phản ứng oxi hóa – khử, nên ta còn có mộthướng giải khác là sử dụng bảo toàn electron.
● Hướng 1 : Tính toán theo phản ứng
411
211b
● Hướng 2 : Dùng bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron
Theo bảo toàn nguyên tố S và C, ta có : nCO2 nFeCO3 a mol; nSO2 2nFeS2 2b mol
Theo bảo toàn electron, ta có : O 2 FeCO 3 FeS 2 O 2
Rõ ràng sử dụng phương trình phản ứng chưa bao giờ là hướng giải tối ưu!
Ví dụ 27: Nhiệt phân 4,385 gam hỗn hợp X gồm KClO3 và KMnO4, thu được O2 và m gam chất rắngồm K2MnO4, MnO2 và KCl Toàn bộ lượng O2 tác dụng hết với cacbon nóng đỏ, thu được 0,896 líthỗn hợp khí Y (đktc) có tỉ khối so với H2 là 16 Thành phần phần trăm theo khối lượng của KMnO4
trong X là :
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2011)
Phân tích và hướng dẫn giải
Đối với bài tập này, hướng tính toán theo phương trình phản ứng là không hợp lý, vì phải viếtnhiều phản ứng nên mất nhiều thời gian Tuy nhiên, để tìm ra hướng giải nhanh hơn cùng không hềđơn giản!
● Hướng 1 : Tính toán theo phương trình phản ứng
Theo giả thiết, ta có :
Trang 303 4
4 2
(KClO , KMnO )
KMnO O
● Hướng 2 : Sử dụng phương pháp quy đổi và bảo toàn khối lượng
Hỗn hợp Y gồm CO và CO2, nY 0,896 0,04 mol; mY 0,04.16.2 1,28 gam.
22,4
Theo bảo toàn nguyên tố C, ta có : nC n(CO, CO )2 0,04 mol mC 0,04.12 0,48 gam.Trong phản ứng nhiệt phân KMnO4, K2MnO4 và MnO2 sinh ra theo tỉ lệ mol 1 : 1 nên quy đổithành KMnO3
● Hướng 3 : Sử dụng phương pháp trung bình, quy đổi và bảo toàn electron
Đặt công thức chung của hỗn hợp CO, CO2 là COx Theo giả thiết, ta có :
1,25 5
7
0,04 mol 3
4
? 4,385 gam
Theo giả thiết và bảo toàn electron, ta có :
Trang 31● Hướng 4 : Sử dụng phương pháp quy đổi, bảo toàn khối lượng và bảo toàn electron
Hỗn hợp Y gồm CO và CO2 Theo bảo toàn nguyên tố C, ta có :
(CO, CO )2 C
n n 0,04 mol m 0,04.32 0,04.12 0,8 gam n 0,025 mol
Trong phản ứng nhiệt phân KMnO4, K2MnO4 và MnO2 sinh ra theo tỉ lệ mol 1 : 1 nên quy đổithành KMnO3
o
0 t
3
2 5
0,025 mol 3
4 4,385 gam
Thứ tự khử trên catot : Cu2+ > H2O; thứ tự oxi hóa trên anot : Cl > H2O
Điện phân đến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả hai điện cực, chứng tỏ trong dung dịch ion
Cu2+ và ion Cl bị điện phân hết
Dung dịch X sau phản ứng điện phân hòa tan được Al2O3, chứng tỏ trong X chứa axit (H+) hoặcbazơ (OH )
mol: 2y 2y y
Al2O3 + 2OH 2AlO2 + H2O
Trang 32m = 160.0,1 + 58,5.0,6 = 5,11 gam
● Hướng 2 : Sử dụng phương pháp bảo toàn điện tích, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố
Nếu X chứa OH thì khí thoát ra trên anot chỉ là Cl2 (0,3 mol), ta có :
● Hướng 3 : Sử dụng bảo toàn điện tích và bảo toàn nguyên tố
Nếu dung dịch X chứa OH thì khí sinh ra ở anot là Cl2 (0,3 mol) Trong dung dịch X chứa cácion âm là SO42
và OH và ion dương là Na+ Vậy ion Cl trong NaCl đã được thay thế bằng ion
Nếu dung dịch sau điện phân chứa H+ thì khí sinh ra là Cl2 và O2
Theo giả thiết và áp dụng bảo toàn điện tích ta có :
Trang 33II PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ TÌM HƯỚNG GIẢI TỐI ƯU ĐỐI VỚI CÁC BÀI TẬP HĨA HỮU CƠ
Ví dụ 1: Hỗn hợp khí X gờm anken M và ankin N cĩ cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử Hỗn
hợp X cĩ khối lượng 12,4 gam và thể tích 6,72 lít (ở đktc) Số mol, cơng thức phân tử của M và Nlần lượt là :
A 0,1 mol C2H4 và 0,2 mol C2H2 B 0,1mol C3H6 và 0,2 mol C3H4
C 0,2 mol C2H4 và 0,1 mol C2H2 D 0,2 mol C3H6 và 0,1 mol C3H4
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2009)
Phân tích và hướng dẫn giải
● Hướng 1 : Sử dụng phương pháp tìm khoảng giới hạn số nguyên tử C
Đặt cơng thức của M và N lần lượt là CnH2n (x mol) và CnH2n-2 (y mol)
Theo giả thiết, ta cĩ :
Suy ra D là đáp án đúng : 0,2 mol C H và 0,1 mol C H3 6 3 4
● Hướng 2 : Sử dụng phương pháp trung bình và phương pháp đường chéo
● Hướng 3 : Sử dụng phương pháp trung bình
Vì M, N cĩ cùng số nguyên tử C, nên đặt cơng thức trung bình của chúng là C H x y
Theo giả thiết, ta cĩ :
phải cĩ số mol nhiều hơn Suy ra D là đáp án đúng : 0,2 mol C H và 0,1 mol C H3 6 3 4
Đối với bài này thì hướng làm nhanh nhất là thử đáp án :
36 34
Trang 34● Hướng 4 : Thử đáp án
Ở phương án A : mX 0,1.28 0,2.26 8 gam 12,4 gam (loại).
Ở phương án B :mX 0,2.28 0,1.26 8,2 gam 12,4 gam (loại).
Ở phương án C : mX 0,1.42 0,2.40 12,2 gam 12,4 gam (loại).
Ở phương án D :mX 0,2.42 0,1.40 12,4 gam (thỏa mãn)
Ví dụ 2: Hỗn hợp X gờm 0,15 mol vinylaxetilen và 0,6 mol H2 Nung nĩng hỗn hợp X (xúc tác Ni)một thời gian, thu được hỗn hợp Y cĩ tỉ khối so với H2 bằng 10 Dẫn hỗn hợp Y qua dung dịchbrom dư, sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn, khối lượng brom tham gia phản ứng là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)
Phân tích và hướng dẫn giải
Vì MY 10.2 20 nên trong Y cĩ chứa H2 Rất khĩ xác định chính xác thành phần các chấttrong Y nên ta giả sử Y gờm 5 chất
● Hướng 1 : Sử dụng phương pháp trung bình
H
C H4 4 2
m m
m m 0,15.52 0,6.2 9 gam.
Y X
Coi như C4H4 phản ứng với H2 tạo ra một hiđrocacbon duy nhất là C H 4 y
Theo bảo tồn nguyên tố C và H, ta cĩ :
● Hướng 2 : Sử dụng cơng thức k.nhợp chất hữu cơ nH phản ứng2 nBr phản ứng2
Vinylaxetilen cĩ cơng thức phân tử là C4H4 và cơng thức cấu tạo là CH2 CH C CH (k = 3)
H
C H4 4 2
m m
m m 0,15.52 0,6.2 9 gam.
Y X
Sử dụng kết quả k.nhợp chất hữu cơ nH phản ứng2 nBr phản ứng2 , ta cĩ :
C H 4 4 H phản ứng 2 Br phản ứng 2 Br phản ứng 2 Br phản ứng 2
● Hướng 3 : Sử dụng phương pháp quy đổi
Trang 35Quy đổi hỗn hợp Y thành hỗn hợp gờm C4H8 và H2 Theo bảo tồn khối lượng và giả thiết, tacĩ:
Ví dụ 3: Nung nĩng hỗn hợp X gờm 0,1 mol axetilen; 0,2 mol propen; 0,1 mol etilen và 0,6 mol
hiđro với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp Y cĩ tỉ khối so với H2 bằng 12,5 Cho hỗnhợp Y tác dụng với brom dư trong CCl4 thấy cĩ tối đa a gam brom phản ứng Giá trị của a là
(Thi thử Đại học lần 2 – THPT chuyên Vĩnh Phúc, năm học 2012 – 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
Theo bảo tồn khối lượng, ta cĩ :
H phản ứng
n n
Sử dụng kết quả k.nhợp chất hữu cơ nH phản ứng2 nBr phản ứng2 , ta cĩ :
C H 2 2 C H 3 6 C H 2 4 H phản ứng 2 Br phản ứng 2 Br phản ứng 2 Br phản ứng 2
Y phản ứng vừa đủ với bao nhiêu mol Br2 trong dung dịch?
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
dd AgNO dư
Trang 36Để tính số mol Br2 phản ứng, ta cĩ thể đi theo các hướng sau :
● Hướng 1 : Sử dụng phương pháp bảo tồn khối lượng và cơng thức giải nhanh
Số mol hỗn hợp khí ban đầu : (C H , H ) 2 2 2 C H 2 2 H 2
Do C2H2 cĩ hai liên kết nên tham gia phản ứng cộng H2 và Br2 theo tỉ lệ 1 : 2
Suy ra : Br phản ứng 2 H phản ứng 2 C H phản ứng với H và Br 2 2 2 2 Br phản ứng 2
● Hướng 2 : Sử dụng phương pháp quy đổi và cơng thức giải nhanh
Theo giả thiết, suy ra :
Rõ ràng hướng 2 nhanh và sáng tạo hơn nhiều so với hướng 1.
Ví dụ 5: Hỗn hợp khí X gờm C2H6, C3H6 và C4H6 Tỉ khối của X so với H2 bằng 24 Đốt cháy hồntồn 0,96 gam X trong oxi dư rời cho tồn bộ sản phẩm cháy vào 1 lít dung dịch Ba(OH)2 0,05M.Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng khối A và khối B năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
● Hướng 1 : Sử dụng phương pháp quy đổi
Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp gờm C2H6 và C4H6
Theo giả thiết và bảo tồn nguyên tố C, ta cĩ :
Trang 37Suy ra :
Hoặc có thể quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp gồm C3H6 và C4H6
Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố C, ta có :
● Hướng 3 : Sử dụng phương pháp trung bình và bảo toàn nguyên tố
Đặt công thức trung bình của hỗn hợp X là C H x 6
Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố C, ta có :
2 6
Đối với bài tập này, hướng 3 là sự lựa chọn tối ưu nhất.
Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn một lượng ancol X cần vừa đủ 8,96 lít khí O2 (đktc) thu được 6,72 lítkhí CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O Biết X có khả năng phản ứng với Cu(OH)2 Tên của X là
A propan-1,3-điol B glixerol C propan-1,2-điol D etylen glicol.
(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng khối A và khối B năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
● Hướng 1 : Sử dụng công thức giải nhanh và bảo toàn nguyên tố C, H, O
Đặt công thức phân tử của X là CxHyOz
Theo giả thiết, khi đốt cháy X cần 0,4 mol O2, tạo thành 0,3 mol CO 2 và 0,4 mol H 2 O; X phản ứng được với Cu(OH) 2 Suy ra X là ancol no, đa chức và phải có ít nhất hai nhóm –OH liền kề Suy
Trang 38Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, H, O, ta có :
● Hướng 2 : Sử dụng công thức giải nhanh, bảo toàn nguyên tố O và dựa vào đáp án
Theo giả thiết, khi đốt cháy X cần 0,4 mol O2, tạo thành 0,3 mol CO 2 và 0,4 mol H 2 O; X phản ứng được với Cu(OH) 2 Suy ra X là ancol no, đa chức (có ít nhất hai nhóm –OH liền kề)
Hướng 2 tối ưu hơn hướng 1.
Ví dụ 7: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức, thuộc cùng dãy đồng đẳng, thu được
3,808 lít khí CO2 (đktc) và 5,4 gam H2O Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2010)
Phân tích và hướng dẫn giải
Khi đốt cháy hỗn hợp X gồm 3 ancol đơn chức, thu được :
● Hướng 1 : Sử dụng phương trình phản ứng cháy và bảo toàn khối lượng
C trong ancol H trong ancol O trong ancol
Trang 39Đối với bài này, nếu nhớ được công thức giải nhanh thì lựa chọn hướng 3 Nếu không nhớ hoặc ancol là đa chức thì hướng 2 là lựa chọn tối ưu.
Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,07 mol một ancol đa chức và 0,03 mol một ancol
không no, có một liên kết đôi, mạch hở, thu được 0,23 mol khí CO2 và m gam H2O Giá trị của m là
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
●Hướng 1 : Tính theo phương trình phản ứng
Số nguyên tử cacbon trung bình của hai ancol là : CO 2
● Hướng 2 : Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố
Số nguyên tử cacbon trung bình của hai ancol là : CO 2
CH2=CHCH2OH Theo bảo toàn nguyên tố H, ta có :
● Hướng 3 : Sử dụng công thức giải nhanh
Số nguyên tử cacbon trung bình của hai ancol là : CO 2
Trang 40Khi đốt cháy hỗn hợp X, ta thấy :
Đối với bài tập này thì hướng 3 là hướng giải tối ưu Khi gặp các bài tập đốt cháy hợp chất hữu
cơ ta nên chú ý khai thác hai cơng thức :
x y x y z 2 2
(k 1)n n n và (k 1 0,5t)n C H N hoặc C H O Nx y z x y z t nCO2 nH O2
Ví dụ 9: Hỗn hợp X gờm ancol metylic, ancol etylic và glixerol Đốt cháy hồn tồn m gam X, thu
được 15,68 lít khí CO2 (đktc) và 18 gam H2O Mặt khác, 80 gam X hịa tan được tối đa 29,4 gamCu(OH)2 Phần trăm khối lượng của ancol etylic trong X là
dung dịch phức màu xanh thẫm
Suy ra : Ở phản ứng (1) nC H (OH)3 5 3: nCu(OH)2 2 :1
Đây là dạng bài tập chia hỗn hợp thành các phần khơng bằng nhau Để giải dạng bài tập này ta
cĩ thể làm như sau :
● Hướng 1 : Đặt số mol chất trong các phần khác nhau tỉ lệ với nhau theo một số k; a; b
Trong m gam X, ta đặt : nCH OH3 x mol; nC H OH2 5 y mol; nC H (OH)3 5 3 z mol
Trong 80 gam X, ta đặt : nCH OH3 kx mol; nC H OH2 5 ky mol; nC H (OH)3 5 3 kz mol
Theo bảo tồn nguyên tố C, H, giả thiết và (1), ta cĩ :
● Hướng 2 : Tìm trực tiếp mối liên hệ về số mol chất giữa các phần khác nhau
Theo giả thiết và bảo tồn nguyên tố C, H, ta cĩ :