32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH32 CHUYÊN ĐỀ HÓA VÔ CƠ LUYỆN THI ĐH
Trang 1MỤC LỤC
Chủ đề 01: Những con đường biến hóa tinh tế trong Hóa Học
Chủ đề 02: Hướng dẫn áp dụng các định luật bảo toàn
Chủ đề 03: Vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn qua bài toán kim loại tác
dụng với H+ trong môi trường NO3-
Chủ đề 04: Bài toán kim loại tác dụng HNO3
Chủ đề 05: Bài toán hỗn hợp kim loại và oxit kim loại tác dụng HNO3
Chủ đề 06: Bài toán hợp chất chứa S, C tác dụng với HNO3
Chủ đề 07: Xử lý tinh tế bài toán hỗn hợp kim loại và oxit kim loại tác dụng
với H+ trong môi trường NO3-
Chủ đề 08: Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối
Chủ đề 09: Bài toán kim loại tác dụng với axit loãng (HCl, H2SO4)
Chủ đề 10: Bài toán oxit kim loại tác dụng với axit loãng
Chủ đề 11: Bài toán khử oxit kim loại bằng CO, H2
Chủ đề 12: Bài toán kim loại tác dụng H2SO4 (đặc, nóng)
Chủ đề 13: Bài toán oxit kim loại tác dụng H2SO4 (đặc, nóng)
Chủ đề 14: Bài toán hỗn hợp chứa S và các muối của S tác dụng H2SO4 (đặc, nóng)
Chủ đề 15: Bài toán Oleum
Chủ đề 16: Bài toán tốc độ phản ứng và hằng số cân bằng Kc
Chủ đề 17: Một số bài toán về nhóm Halogen
Chủ đề 18: Bài toán PH trong dung dịch
Chủ đề 19: Bài toán sử dụng phương trình ion thu gọn
Chủ đề 20: Bài toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm
Chủ đề 21: Bài toán nhiệt phân muối nitrat
Chủ đề 22: Bài toán về phân bón hóa học
Chủ đề 23: Bài toán về axit H3PO4
Chủ đề 24: Bài toán về NH3
Chủ đề 25: Bài toán H+ tác dụng HCO3-, CO32-
Chủ đề 26: Bài toán nhiệt phân muối giàu oxi
Chủ đề 27: Bài toán về hỗn hợp chứa nhôm, kim loại kiềm, kiểm thổ
Chủ đề 28: Bài toán về kim loại kiềm, kiểm thổ và hợp chất
Chủ đề 29: Bài toán lượng kết tủa Al(OH)3 thay đổi
Chủ đề 30: Bài toán nhiệt nhôm
Chủ đề 31: Bài toán đồ thị trong hóa học
Chủ đề 32: Bài toán điện phân
Trang 2CHỦ ĐỀ 1
NHỮNG CON ĐƯỜNG BIẾN HÓA TINH TẾ TRONG HÓA HỌC
Trước hết để có thể hiểu và áp dụng được những con đường biến hóa trong
hóa học tôi xin mời các bạn theo dõi sự so sánh sau đây:
Tư duy hóa học tự luận cổ điển
+ Chú tâm đến các phản ứng hóa học
+ Viết các phương trình phản ứng sau
đó dựa vào các phương trình phản ứng
để suy ra các yếu tố cần thiết
+ Mất rất nhiều thời gian để cân bằng
và viết phương trình Bên cạnh đó có
nhiều yếu tố của phương trình ta
không cần quan tâm nhưng vẫn phải
viết đầy đủ trong phương trình
+ Điều nguy hiểm nhất là nó hạn chế
rất nhiều khả năng sáng tạo của bộ
não vì tính dập khuôn máy móc
Tư duy hóa học đảo chiều hiện đại
+ Xem các bài toán là một hệ kín Nghĩa là các thông số về khối lượng, điện tích được bảo toàn Nó chỉ chuyển hóa lẫn nhau
+ Tốc độ xử lý nhanh vì chỉ cần quan tâm tới các yếu tố cần thiết, không cần quan tâm tới phương trình hóa học + Phát triển được sự sáng tạo của bộ não trong việc tìm ra các hướng giải hay
Làm thế nào để có vận dụng linh hoạt được tư duy đảo chiều?
Luôn xem các bài toán hóa học là một hệ kín Hệ kín là gì? Các bạn có thể tưởng tượng đơn giản như một cái ao hay hồ nước Trong đó có rất nhiều loại cua, tôm, cá…chúng có thể muốn làm gì thì làm nhưng không được vượt ra khỏi cái ao,
hồ đó Các bài toán hóa học cũng vậy, khi các chất phản ứng ứng nhau các nguyên
tố sẽ chạy từ chất này qua chất khác nhưng khối lượng của nguyên tố đó không đổi
đó là nội dung của định luật “bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố” Một loại hình nữa cũng rất hay được các nguyên tố áp dụng đó là đổi và nhận electron
Tại sao tôi khuyến khích các bạn tư duy theo kiểu đảo chiều?
Tôi phải thừa nhận rằng thật khó để làm việc gì đó theo cách này khi mà đa
số mọi người lại làm theo cách khác Tuy nhiên, các bạn hãy nhớ rằng sự sáng tạo được gọi là sáng tạo vì nó có tính đối lập Một cái gì đó mà ai cũng biết sau đó ta cũng lại làm tương tự như những gì họ đã biết thì không thể gọi là sự sáng tạo Khi các bạn làm việc hay học tập theo kiểu tư duy đảo chiều khả năng sáng tạo của bạn
sẽ được nâng cao rất nhiều và đó là điều tôi mong muốn nhất Trong câu hỏi này tôi muốn nhấn mạnh với các bạn thêm một câu cuối cùng “Nếu không có tư duy sáng tạo thì điều kì diệu sẽ không bao giờ xảy ra”
Vậy khi áp dụng vào Hóa Học thì chúng ta cần những gì?
Tất nhiên các bạn cần phải biết tính chất hóa học liên quan tới cái hệ kín
mà ta đang xem xét Tuy nhiên, điều các bạn cần biết là nó có phản ứng với nhau hay không? Sản phẩm tạo ra là chất gì? Vậy là đủ còn phương trình phản ứng của
Trang 3nó thì chúng ta không quan tâm, bởi vì nếu quan tâm thì các bạn lại tư duy theo kiểu “vết xe đổ” chứ không phải “tư duy đảo chiều” mà tôi nói nữa
Vấn đề khó khăn nhất là gì?
Chủ quan tôi nghĩ rằng thời buổi ngày nay thị trường sách và tài liệu tham khảo nói chung và hóa học nói riêng hỗn loạn chưa từng có Chính vì thế mà các bạn được tiếp xúc với rất nhiều loại tài liệu của nhiều tác giả khác nhau Theo tôi trong số đó thế nào các bạn cũng bị ảnh hưởng bởi một số lỗi tư duy lạc hậu theo kiểu hóa học tự luận cổ điển Còn tôi thì tôi khẳng định từ khi có đổi mới thi cử theo hình thức trắc nghiệm tôi chưa từng tham khảo một cuốn sách nào viết về kỹ thuật giải bài tập hóa học và các bạn thấy đấy tôi vẫn tồn tại và được các bạn chấp nhận Giờ đây, tôi ngồi đây viết lại những gì tôi hay tư duy, suy nghĩ về kỹ thuật giải bài tập hóa học không phải để các bạn học theo như kiểu con vẹt mà tôi mong muốn các bạn tiếp tục sáng tạo, tiếp tục đổi mới bộ não Các bạn cần phải hiểu rằng làm gì muốn thành công cũng cần phải sáng tạo Do đó, tôi mong muốn các bạn hãy mạnh dạn sáng tạo hơn nữa, nhìn vào cái gì đó cũng phải thấy được cái chưa hoàn mỹ và tất nhiên cuốn sách này của tôi cũng vậy, nó cũng không thể hoàn
mỹ nếu không muốn nói là tệ hại với một số người Tôi nói quá lan man phải không các bạn? Tóm lại khó khăn nhất là gì? – Là các bạn bị ảnh hưởng những lỗi
tư duy làm hạn chế sự sáng tạo Khắc phục thế nào? – Bạn của tôi ơi ! Mỗi người một tính cách, một quan điểm, một kiểu nhìn nhận khác nhau…Bạn là bạn và bạn phải hiểu chính mình xem mình hợp với cái gì nhất
Nào, bây giờ chúng ta sẽ cùng nhau đi nghiên cứu những con đường biến hóa của các nguyên tố trong hóa học vô cơ Qua những ví dụ ở chương 1 này mục đích của tôi chỉ là muốn các bạn hiểu sơ bộ về đường hướng mà tôi hay làm Để vận dụng linh hoạt được các bạn cần chịu khó luyện tập theo từng chuyên đề ở chương 2
Nhắc tới hóa học vô cơ các bạn hãy nhớ thật kỹ cho tôi những vấn đề sau:
1) Về kim loại: Bản chất của kim loại là gì? – Là khi nó tham gia phản ứng thì nó
sẽ nhường các electron ở lớp ngoài cùng (thường là 1, 2 hoặc 3 electron) để nhận lại các ion âm khác Bản chất là trao đổi điện tích âm mà thôi Các electron trong kim loại có thể được đổi thành các ion âm điển hình là: OH-, Cl-, SO42-, NO3-, O2-,
CO32-, HCO3-, PO43-…
2) Về dung dịch: Luôn tự hỏi: Dung dịch chứa các ion gì? Số mol thế nào? Và hãy
nhớ rằng dung dịch thì luôn trung hòa về điện nghĩa là tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm
3) Về di chuyển nguyên tố: Các bạn cần phải biết sau phản ứng các nguyên tố
trong hệ kín của chúng ta nó chạy vào chất nào?
4) Về số oxi hóa của các nguyên tố trong hệ: Cuối cùng (sau khi tất cả các phản
ứng đã xong) thì những nguyên tố nào thay đổi số oxi hóa? Thay đổi như thế nào?
Trang 4Tăng hay giảm? Ta luôn có tổng tăng thì bằng bằng giảm Dưới đây tôi xin trình bày sơ lược thông qua một số ví dụ cụ thể
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn tan 41,2 gam hỗn hợp X chứa Cu và Fe3O4 trong dung dịch chứa HCl thu được dung dịch Y chỉ chứa hỗn hợp các muối Mặt khác cũng hòa tan hoàn toàn lượng X trên bằng dung dịch chứa H2SO4 loãng thì thu được dung dịch Z cũng chỉ chứa hỗn hợp các muối trung hòa Cô cạn Y và Z thì thấy lượng
muối trong Z nhiều hơn trong Y là 15 gam Phần trăm khối lượng Cu trong X gần
nhất với:
A 15,5% B 16,4% C 12,8% D 20,5%
Nguồn đề: Thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Trong bài toán này ta có thể xét hệ kín là Cu, Fe3O4, HCl hoặc Cu, Fe3O4, H2SO4
Rõ ràng với các hệ kín như vậy nó chỉ xảy ra quá trình luân chuyển điện tích âm từ
O2- thành Cl- và SO42- Do đó, ta có ngay
2 4
3 4 BTNT.O
A 18,56 B 23,2 C 27,84 D 11,6
Nguồn đề: Thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Bài này hệ kín của chúng ta đương nhiên là Fe, Fe3O4 và HCl Bài toán này ta có thể tư duy theo nhiều cách
Cách 1: Tư duy theo hướng trao đổi điện tích
Tương tự ví dụ trên O2- sẽ được đổi thành Cl- và electron sẽ được đổi thành Cl
Trang 5Cách 2: Tư duy theo sự di chuyển của nguyên tố (BTNT)
Các bạn hãy trả lời giúp tôi H trong HCl cuối cùng đã đi đâu?
Đương nhiên là nó sẽ di chuyển vào H2 và H2O
Ví dụ 3: Cho 31,6 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe3O4 tan hết trong dung dịch HCl thu được 2,24 lít khí H2 (đktc) và dung dịch Y chỉ chứa 60,7 gam hỗn hợp muối Cho AgNO3 dư vào Y thì thấy có m gam kết tủa xuất hiện Giá trị của m là:
A 171,35 B 184,71 C 158,15 D 181,3
Nguồn đề: Thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Theo kết quả đã tính bên trên ta sẽ có ngay
3 4
Fe : 0,1531,6
Fe O : 0,1
ìíîBài này chúng ta có thể tư duy theo hai hướng như sau:
Hướng 1: Tư duy theo kiểu sự di chuyển của các nguyên tố (BTNT) và mở rộng ra
Trang 6Hướng 2: Dùng BTE cho cả quá trình
Chất khử là Fe Chất oxi hóa là: O, H2 và Ag
=
Ví dụ 4: Đun nóng 48,2 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 và KClO3, sau một thời
gian thu được 43,4 gam hỗn hợp chất rắn Y Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl đặc, sau phản ứng thu được 15,12 lít Cl2 (đktc) và dung dịch gồm MnCl2, KCl và HCl dư Số mol HCl phản ứng là:
A 1,8 B 2,4 C 1,9 D 2,1
Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016
Định hướng tư duy giải
A 40,18 B 38,24 C 39,17 D 37,64
Trích đề thi thử THPT Chuyên Bến Tre – 2016
Phân tích hướng giải
Trang 7m 39,17
Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Cho m gam X vào dung dịch
H2SO4 loãng dư thu được dung dịch Y Chia Y thành hai phần bằng nhau
- Phần I tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch KMnO4 0,5M
- Phần II hòa tan tối đa 6,4 gam Cu
Ví dụ 7: Hòa tan m gam hỗn hợp FeO, Fe(OH)2, FeCO3 và Fe3O4( trong đó
Fe3O4 chiếm 1/3 tổng số mol hỗn hợp) vào dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp gồm CO2 và NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) có tỷ khối so với H2 là 18,5 Số mol HNO3 phản ứng là:
A 1,8 B 3,2 C 2,0 D 3,8
Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016
Định hướng tư duy giải
Ví dụ 8: Cho m gam Mg vào dung dịch X gồm 0,03 mol Zn(NO3)2 và 0,05 mol
Cu(NO3)2 , sau một thời gian thu được 5,25 gam kim loại và dung dịch Y Cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y, khối lượng kết tủa thu được là 6,67 gam Giá trị của m là :
A 3,6 B 2,86 C 2,02 D 4,05
Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016
Định hướng tư duy giải
Ở bài toán này các bạn xem hệ kín của chúng ta là Mg, Zn(NO3)2, Cu(NO3)2 và NaOH sẽ thấy sự chuyển đổi NO3- trong các ion kim loại thành OH-
Trang 8îBTKL m 0,03.65 0,05.64 5,25 3,95 m 4,05(gam)
Ở chủ đề tiếp theo đây tôi sẽ giúp các bạn nhận ra sức mạnh của các định luật bảo toàn nếu các bạn biết vận dụng khôn khéo và linh hoạt
Trang 9CHỦ ĐỀ 2 HƯỚNG DẪN ÁP DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Như tôi đã nói với các bạn việc chúng ta xem một bài tập hóa học là một
hệ kín có thể ví như cảnh “chim lồng, cá chậu” có nghĩa là các anh muốn làm gì thì làm nhưng không bao giờ thoát được ra cái lồng đó
2.1 Định luật bảo toàn nguyên tố
Sự di chuyển của nguyên tố từ chất này qua chất khác được gọi là định luật bảo toàn nguyên tố (BTNT) Tôi đưa ra một ví dụ điển hình và đơn giản như sau:
Ví dụ 1: Giả sử ta cho a mol Fe (vừa đủ) tác dụng với HNO3 sau phản ứng thu được 0,1 mol Fe(NO3)2, 0,2 mol Fe(NO3)3, 0,2 mol NO2 và 0,2 mol NO Trong ví
dụ trên BTNT được tư duy là N trong HNO3 được phân bổ vào Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, NO2 và NO
Tôi thì tôi hay viết là
Với O tôi hay tư duy theo kiểu phá vỡ gốc NO3- lý do là khi NO3- bị phá vỡ thì O
nó sẽ được điều vào NO, NO2 và H2O Với bài toán trên có 0,4 mol gốc NO3- bị
2 3
Ví dụ 2 : Cho hỗn hợp 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2 Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa Mặt khác, nếu thêm Ba(OH)2
dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí tới khối lượng không đổi được x gam chất rắn Giá trị của m và x là :
A 111,84 và 157,44 B 112,84 và 157,44
C 111,84 và 167,44 D 112,84 và 167,44
Định hướng tư duy giải
Bài toán khá đơn giản ta chỉ cần sử dụng BTNT thuần túy là xong
Ta có : uF
=ì
Trang 10A 196 B 120 C 128 D 115,2
Trang 11Định hướng tư duy giải
Vì phản ứng hoàn toàn và chất rắn tác dụng với HNO3 có khí NO nên O2 sinh ra trong quá trình nhiệt phân đã đi hết vào trong các oxit sắt
A 15,12 B 18,19 C 11,33 D 12,92
Định hướng tư duy giải
Để giải nhanh bài tập này ta đưa ra các câu hỏi đặt ra là:
H trong H2SO4 chạy đi đâu rồi ? – Nó chạy vào H2O
O trong H2SO4 chạy đi đâu rồi ? – Nó chạy vào muối 2
2.2 Định luật bảo toàn electron (BTE)
Bản chất của BTE các em có thể hiểu đơn giản là kim loại đẩy e của mình cho nguyên tố khác để lấy về anion, còn nguyên tố nhận e của kim loại cũng biến thành chất khác Nói như vậy nghĩa là khi áp dụng định luật này các bạn phải biết (nói chính xác là phải thuộc) chất nào nhường e và chất nào nhận e? Sau khi nhường nhận thì chúng biến thành cái gì? Nghe có vẻ mênh mông quá phải không? Nhưng các bạn đừng sợ vì thật ra nó cũng chỉ có vài chất được lập đi lập lại thôi Chúng ta cùng nhau quay lại ví dụ 1 bên trên:
Ví dụ 1: Giả sử ta cho a mol Fe (vừa đủ) tác dụng với HNO3 sau phản ứng thu được 0,1 mol Fe(NO3)2, 0,2 mol Fe(NO3)3, 0,2 mol NO2 và 0,2 mol NO
Chúng ta đã xem xét ví dụ này qua định luật BTNT Bây giờ ta tiếp tục xem xét nó dưới hướng nhìn của BTE
Trang 12Như ở bên trên tôi đã nói số liệu của bài toán đã được tôi bố trí chuẩn xác, nếu các bạn tự ý thay đi nó sẽ sai bản chất Tại sao lại như vậy? Vì chúng ta cần phải tuân theo định luật BTE nữa Không khó để nhìn ra số mol e của Fe nhường chính là số mol NO3- trong muối nghĩa là 0,8 mol Vậy nguyên tố nào đã nhận e của Fe? Chính là N+5 trong HNO3 nó đã nhận e để biến thành N+2 trong NO và N+4trong NO2 Số mol e nhận cũng là 0,8 Đó chính là nội dung của định luật bảo toàn electron (BTE) Nói tóm lại công thức áp dụng của định luật BTE thì rất ngắn
Chất nhận e (chất oxi hóa) là những chất nào?
Chú ý khi giải bài tập:
– Xác định nhanh tất cả các nguyên tố thay đổi số oxh (không quan tâm tới chất
không thay đổi)
– Viết chính xác quá trình nhường nhận electron (nên nhớ thuộc lòng)
– Kết hợp linh hoạt với Bảo toàn nguyên tố
– Áp dụng công thức åne- =åne+
– Chú ý với những trường hợp về axit HNO3 tạo ra muối NH4NO3; hỗn hợp muối
Fe2+;Fe3+
– Trường hợp một nguyên tố tăng rồi lại giảm số oxi hóa hoặc ngược lại
Bây giờ, chúng ta sẽ nghiên cứu các ví dụ để hiểu vấn đề trên
A Bảo toàn electron một nấc
Bảo toàn electron một nấc nghĩa là chất khử sẽ có số oxi hóa được đưa ngay từ min tới max thông qua một chất oxi hóa (thường là HNO3 hoặc H2SO4)
Trang 13Ví dụ 3: 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:
B Bảo toàn electron nhiều nấc
Bảo toàn electron nhiều nấc nghĩa là chất khử sẽ có số oxi hóa được đưa từ số oxi hóa min tới số oxi hóa trung gian rồi tới max thông qua một sô chất oxi hóa
Với mức trung gian thường là : Oxi, Clo
Với mức max thường là:HNO3 hoặc H2SO4
Dạng bài tập này ta thường hay dùng phương pháp “Chia để trị”
Ví dụ 4: Đốt cháy x mol Fe bởi oxi thu được 5,04 gam hỗn hợp (A) gồm các oxit
sắt Hòa tan hoàn toàn (A) trong dung dịch HNO3 thu được 0,035 mol hỗn hợp (Y) gồm NO và NO2 Tỷ khối hơi của Y đối với H2 là 19 Tính x
A 0,06 mol B 0,065 mol C 0,07 mol D 0,075 mol
Định hướng tư duy giải
Ví dụ 5: Thổi một luồng CO qua hỗn hợp Fe và Fe2O3 nung nóng được chất khí B
và chất rắn D Cho B lội qua dung dịch nước vôi trong dư thấy tạo 6 gam kết tủa Hòa tan D bằng H2SO4 đặc, nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO2 còn dung dịch E Cô cạn E thu được 24 g muối khan Xác định thành phần % của Fe:
A 58,33% B 41,67% C 50% D 40%
Định hướng tư duy giải
Cô cạn E thu được 24g muối khan do đó ta có :
Trang 14A 8,0 gam B 16,0 gam C 12,0 gam D 24 gam
Định hướng tư duy giải
Chia để trị:
BTNT.Fe
3 3 1
Fe : a(mol) Fe(NO ) : a(mol)m
O : b(mol)
ïíïî1
Ví dụ 7: Đốt 11,2 gam Fe trong bình kín chứa khí Cl2, thu được 18,3 gam chất rắn
X Cho toàn bộ X vào dung dịch AgNO3 dư đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chắt rắn Giá trị của m là:
1
Chú ý: Bài này ta áp dụng BTE cho cả quá trình Chất khử là Fe với số mol e
nhường là 0,2.3 = 0,6 do đó tổng số mol e nhận (Cl và Ag+ ) cũng phải bằng 0,6
Trang 15C Bảo toàn electron có nhiều yếu tố gây nhiễu
Trong nhiều bài tập hóa học người ra đề rất hay dùng kỹ thuật tung hỏa mù bằng cách đưa các nguyên tố gây nhiễu vào làm nhiều bạn học sinh không hiểu kỹ bản chất hóa học sẽ rât bối rối Nhiều khi còn hoang mang và đành bó tay mặc dù bản chất nó rất đơn giản Yếu tố gây nhiễu chính là các nguyên tố lên rồi lại xuống, xuống rồi lại lên nhưng tổng các quá trình thì bằng 0 Phát hiện ra điều trên chúng
ta không cần quan tâm tới các yếu tố gây nhiễu để đơn giản hóa bài toán
Ví dụ 8: Trộn 0,54 gam bột nhôm với bột Fe2O3 và CuO rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu được hỗn hợp A Hoà tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO3 được hỗn hợp khí gồm NO và NO2 có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 3 Thể tích (đktc) khí
NO và NO2 lần lượt là:
A 0,224 lít và 0,672 lít B 0,672 lít và 0,224 lít
C 2,24 lít và 6,72 lít D 6,72 lít và 2,24 lít
Định hướng tư duy giải
Trong ví dụ này ta chỉ quan tâm tới sự thay đổi số oxi hóa của Al với Fe và Cu không cần quan tâm.Vì cuối cùng các nguyên tố đều lên số oxi hóa cao nhất
A 72,91% B 64,00% C 66,67% D 37,33%
Định hướng tư duy giải
Trang 16Chú ý: Nguyên tố gây nhiễu là Cl2(ta không cần quan tâm) vì cuối cùng Cl- cũng bị KMnO4 oxi hóa thành Cl2
2.3 Định luật bảo toàn điện tích
Tư tưởng cổ điển thưởng chỉ áp dụng định luật bảo toàn điện tích (BTĐT) cho một dung dịch khi đề bài cho luôn các ion có sẵn trong dung dịch Tôi nghĩ điều đó đơn giản tới mức hiển nhiên các bạn phải hiểu được Tuy nhiên, tôi vẫn đưa ra một số ví dụ để các bạn dễ hình dung:
Ví dụ 1: Một dung dịch chứa hai cation là Al3+ (0,2 mol) và Fe2+ (0,1 mol) Trong dung dịch trên còn chứa hai anion là Cl— (x mol) và 2
4
SO -(y mol) Tìm x và y biết rằng cô cạn dung dịch trên thu được 46,9 gam hỗn hợp muối khan
Chú ý: Khối lượng muối trong dung dịch chính là tổng khối lượng các ion
Ví dụ 2: Dung dịch A chứa: 0,15 mol Ca2+; 0,6 mol Cl-; 0,1 mol Mg2+; a mol HCO3-; 0,4 mol Ba2+ Cô cạn dung dịch A được chất rắn B Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là:
+
Trang 17A 15,62 gam B 11,67 gam C 12,47 gam D 13,17 gam
Định hướng tư duy giải
0, 05.2 0,1 0, 08 0, 05 n n 0, 07-
Ví dụ 4: Hòa tan hết 0,54g Al trong 70ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch
X Cho 75ml dung dịch NaOH 1M vào X, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa Giá trị của m là
A 1,56 B 0,78 C 0,39 D 1,17
Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016
Định hướng tư duy giải
Các bạn hãy làm quen với câu hỏi: Dung dịch cuối cùng chứa gì?
Rồi sau đó ta sẽ điền số điện tích để đủ cung ứng cho Na+
ï¾¾¾®
îBTNT.Al m¯ 0,015.78 1,17
Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Na, Ba, Al vào nước được dung dịch
X và 13,44 lít H2 (đktc) Cho X phản ứng với 450 ml dung dịch H2SO4 1M được 31,1 gam kết tủa và dung dịch Y chỉ chứa các muối sanfat trung hòa Cô cạn Y được 41,3 gam chất rắn khan Giá trị m bằng
Trang 18ïî
e 2
Ví dụ 6: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Na, K, Ba, Al vào nước được dung
dịch X và 8,288 lít H2 (đktc) Cho X phản ứng với 250 ml dung dịch H2SO4 1M được 20,22 gam kết tủa và dung dịch Y chỉ chứa các muối sunfat trung hòa Cô cạn
Y được 25,74 gam chất rắn khan Giá trị m bằng
í
ïî
e 2
Ví dụ 7: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Na, K, Ba, Al vào nước được dung
dịch X và 9,184 lít H2 (đktc) Cho X phản ứng với 350 ml dung dịch H2SO4 1M được 26,42 gam kết tủa và dung dịch Y chỉ chứa các muối sunfat trung hòa Cô cạn
Y được 32,58 gam chất rắn khan Phần trăm khối lượng của Ba có trong hỗn hợp ban đầu là:
í
ïî
e 2
Trang 19Ví dụ 8: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Na, K, Ba, Al vào nước được dung
dịch X và 8,512 lít H2 (đktc) Cho X phản ứng với 200 ml dung dịch H2SO4 1,25M
và HCl 1M được 24,86 gam kết tủa và dung dịch Y chỉ chứa các muối clorua và sunfat trung hòa Cô cạn Y được 30,08 gam chất rắn khan Phần trăm khối lượng của Ba có trong hỗn hợp ban đầu là:
4
SO : 0,2524,86 30,08 54,94
Cl : 0,2
OH : a
+ -
ïï
ïïîBTDT a 0,06 BTKL m 22,82
4
Al(OH) : 0,0224,86
BaSO : 0,1
ì
î0,1.137
Trang 20dung dịch hỗn hợp Al2(SO4)3 0,5M và HCl 1M, đến phản ứng hoàn toàn thu được 31,1 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của m là:
î → Na lớn nhất khi kết tủa bị tan một phần
Dung dịch cuối cùng chứa:
2 4
2 BTDT
SO : 0,2
Cl : 0,2AlO : 0,1
îBTNT.Na m 0,5.23 11,5(gam)
Ví dụ 11: Sục 17,92 lít H2S ở (đktc) vào V ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M, KOH 1M và Ba(OH)2 0,5M, đến phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X Cô cạn X thu được 45,9 gam chất rắn khan Giá trị của V là:
A 300 B 250 C 200 D 400
Trích đề THPT – Đặng Thúc Hứa – Lần 2 – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta dùng kỹ thuật điền số điện tích, xét trường hợp muối là HS- trước
ïïîBTKL 45,9 V(23 39 33 0,5.137) V 0,2
Có đáp án → dễ thấy với các trường hợp tạo hỗn hợp muối và có dư OH- thì không
có đáp án thỏa mãn
Ví dụ 12: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Na, Na2O, K, K2O, Ba và BaO, trong
đó oxi chiếm 8,75% về khối lượng vào nước thu được 400ml dung dịch Y và 1,568 lít khí H2 (đktc) Trộn 200ml dung dịch Y với 200ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,2M và H2SO4 0,15M thu được 400ml dung dịch có PH = 13 Các phản ứng xảy
ra hoàn toàn Giá trị của m gần nhất với:
A 12 B 15 C 14 D 13
Trích đề thi thử THPT Chuyên Nguyễn Huệ – Lần 3 – 2016
Định hướng tư duy giải
Trang 21Ví dụ 13: Đốt cháy hoàn toàn m gam P sau đó hòa tan hoàn toàn sản phẩm cháy
vào H2Othu được dung dịch X Người ta cho 300ml dung dịch KOH 1M vào X sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn cô cạn thu được 18,56 gam rắn khan Giá trị của
m là:
A 2,48 B 2,265 C 1,86 D 1,24
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
+ Tư duy điền số điện tích ta có:
3 4
BTDT
m
PO :31
BTDT
m
PO :31
2.4 Định luật bảo toàn khối lượng (BTKL)
Có thể nói rằng định luật BTNT là một trường hợp riêng của BTKL, khi ta
áp dụng BTKL cho một nguyên tố thì người ta gọi là BTNT Trong quá trình giải các bài toán hóa học vô cơ định luật BTKL đóng vai trò khá quan trọng, tuy nhiên
nó hiếm khi được áp dụng riêng lẻ mà thường chỉ là một khâu nào đó của bài toán
Trang 22Đơn giản là vì chúng ta không gặp nhiều khó khăn để phát hiện ra một bài toán có được xử lý thông qua định luật BTKL hay không
Một vấn đề nữa mà tôi muốn nói với các bạn đó là khi áp dụng BTKL các bạn lên vận dụng linh hoạt chứ đừng lên chỉ gò bó với lối áp dụng tư duy cổ điển
đó là: Tổng khối lượng các chất sau và trước phản ứng là không thay đổi, hay biểu diễn qua công thức là: m const= Thế áp dụng linh hoạt nghĩa là áp dụng nhử thế nào? Là chúng ta có thể áp dụng cho một phần của các chất tham gia phản ứng hay nói một cách khác là áp dụng bảo toàn cho nhóm nguyên tố cần thiết Các bạn theo dõi thêm qua một số ví dụ sau:
Ví dụ 1: Đốt cháy 2,15 gam hỗn hợp gồm Zn, Al và Mg trong khí oxi dư, thu được
3,43 gam hỗn hợp X Toàn bộ X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch HCl 0,5M Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị của V là:
A 160 B 240 C 480 D 320
Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016
Định hướng tư duy giải
Ví dụ 2: Cho luồng khí CO dư qua ống sứ đựng 5,36 gam hỗn hợp FeO và Fe2O3
(nung nóng), thu được m gam chất rắn và hỗn hợp khí X Cho X vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 9 gam kết tủa Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là
A 3,75 B 3,92 C 2,48 D 3,88
Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016
Định hướng tư duy giải
O
X¾¾¾¾®n¯=0,09¾¾¾® =m 5,36 0,09.16 3,92(gam)-!"#"$=
Ví dụ 3: Cho m gam Mg vào dung dịch X gồm 0,03 mol Zn(NO3)2 và 0,05 mol
Cu(NO3)2, sau một thời gian thu được 5,25 gam kim loại và dung dịch Y Cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y, khối lượng kết tủa thu được là 6,67 gam Giá trị của m là :
A 3,6 B 2,86 C 2,02 D 4,05
Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016
Định hướng tư duy giải
îBTKL(Mg,Zn,Cu) m 0,03.65 0,05.64 5,25 3,95 m 4,05(gam)
Trang 23Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn 30 gam hỗn hợp X gồm Mg, MgO, Mg(NO3)2 trong dung dịch HCl Sau phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa một muối clorua và
4,48 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) Khối lượng muối có trong Y là:
A 66,5 B 58,9 gam C 57,0 gam D 47,5 gam
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
MgCl
n 0,6(mol) m 0,6.95 57(gam)
Ví dụ 5: Cho m g bột Fe vào 200 ml dung dịch hỗn hợp A chứa H2SO41M, Fe(NO3)3 0,5M và CuSO4 0,25M Khuấy đều cho đến khi phản ứng kết thúc thu được 0,85m gam chất rắn Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 Giá trị của
m là:
A 72 g B 53,33 g C 74,67 g D 32,56 g Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Ta có:
3
H
NO NO
Ví dụ 6 Hoà tan hoàn toàn m gam Fe trong dung dịch HNO3 thấy có 0,3 mol khí
NO2 sản phẩm khử duy nhất thoát ra, nhỏ tiếp dung dịch HCl vừa đủ vào lại thấy
có 0,02 mol khí NO duy nhất bay ra Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng là:
A 24,27 g B 26,92 g C 19,50 g D 29,64 g
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
Trang 243
Fe
BTKL Cl
A 48,3 B 57,0 C 45,6 D 36,7
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
X + NaOH có khí H2 chứng tỏ Al dư Có ngay: = ¾¾¾® =
Ví dụ 8: Cho Mg phản ứng vừa đủ với V lít dung dịch hỗn hợp chứa HCl 2M và
H2SO4 1M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch A chứa m gam muối và 4,48 lít khí H2 (đktc) Giá trị của m là:
A 20,6 B 21,5 C 23,4 D 19,8
Trích đề thi thử thầy Nguyễn Anh Phong
Định hướng tư duy giải
2.5 Vận dụng liên hoàn các định luật bào toàn
Trong phần này tôi sẽ trình bày một bài toán với nhiều cách giải, áp dụng nhiều định luật bảo toàn để các bạn có thể hiểu một cách sâu sắc và dễ dàng khi áp dụng chúng vào các bài toán khác
Ví dụ 1: Cho 27,25 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Fe, Cu tác dụng với O2 thu được
m gam hỗn hợp chất rắn Y Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thu được dung dịch Z (chứa 5 muối, với tổng khối lượng muối là 96,85 gam)
và 10,64 lít (đktc) khí SO2 duy nhất Gía trị của m là
A 34,85 B 20,45 C 38,85 D 31,25
Định hướng tư duy giải
Trang 25+ Bảo toàn nguyên tố S trong H2SO4 2
Định hướng tư duy giải
+ Quá trình X →Y BTKL Trong Y
Cách 1: Dùng BTNT.O cho cả quá trình
Trang 26-+ Ta có số mol NO thoát ra là 0,03 → có 0,03 mol gốc NO3- bị phá vỡ Khi bị phá
vỡ như vậy nó biến thành 0,03 mol NO bay lên → phải có 0,06 mol O đi vào H2O + Số mol O trong Y cũng đi vào H2O
ïîVậy H+ làm 2 nhiệm vụ là tạo ra NO và biến O trong Y thành H2O
3
HNO H
n n + 0,03.4 0,03.2 0,18(mol)
Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm Fe, Al, CuO, Mg, Zn Cho m gam hỗn hợp X tác dụng
với oxi sau 1 thời gian thu được m+0,96 gam hỗn hợp Y Cho hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được 7,168 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu được m+73,44 gam chất rắn khan
Số mol HNO3 tham gia phản ứng là:
Trang 27lượng của Cu trong X là
-ìïïì
Trang 28duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Oxit sắt trong X là:
A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D FeO hoặc Fe3O4
Định hướng tư duy giải
Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm Al, Cu, CuO, Fe2O3, Mg Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với H2 dư đun nóng thu được m–4,84 gam hỗn hợp rắn Y Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với H2SO4 đặc nóng dư thu được 5,824 lít SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu được 73,88 gam chất rắn khan Giá trị của m là:
Trang 29Ví dụ 8 : Cho 33,6 gam Fe vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng sau khi phản ứng xảy
ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí duy nhất SO2 (đktc) và 14,4 gam hỗn hợp chất rắn Số mol axit H2SO4 đã tham gia phản ứng là
A 0,8 mol B 0,4 mol C 0,6 mol D 1,2 mol
Định hướng tư duy giải
A 30,0 B 22,4 C 25,2 D 26,28
Định hướng tư duy giải
+ Vì có Fe dư → muối cuối cùng là FeCl2
+ H trong HCl đã chạy đi đâu? Nó chạy vào H2O và biến thành H2
2
BTNT.Clo
2 HCl
Câu 2: Đun nóng hỗn hợp bột X gồm 0,06 mol Al, 0,01 mol Fe3O4, 0,015 mol
Fe2O3 và 0,02 mol FeO một thời gian Hỗn hợp Y thu được sau phản ứng được hoà tan hoàn toàn vào dung dịch HCl dư, thu được dung dịch Z Thêm NH3 vào Z cho đến dư, lọc kết tủa T, đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Giá trịcủa m là
A 6,16 B 6,40 C 7,78 D 9,46
Định hướng tư duy giải
Cuối cùng Fe và Al sẽ chạy vào đâu? – Nó chạy vào Fe2O3 và Al2O3
2 3 BTNT
Trang 30Cõu 3: Cho hỗn hợp X gồm x mol FeS2 và 0,045 mol Cu2S tỏc dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 loóng, đun núng, thu được dung dịch chỉ chứa muối sunfat của cỏc kim loại và giải phúng khớ NO duy nhất Giỏ trị của x là:
A 0,060 B 0,045 C 0,090 D 0,180
Định hướng tư duy giải
Dung dịch cuối cựng chứa gỡ?
3 BTNT 2
2 4
Fe : x
Cu : 0,09
SO : 0,045 2x
+ + -
ỡùù
ắắắđớ
ùợBTDT 3x 0,09.2 2(0,045 2x) x 0,09(mol)
Cõu 4: Cho hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe, 0,15 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4 tỏc dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 loóng thu được dung dịch A Cho dung dịch A tỏc dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa đem nung trong khụng khớ đến khối lượng khụng đổi thu được m gam chất rắn C Giỏ trị của m là:
A 70 B 72 C 65 D 75
Định hướng tư duy giải
Fe cuối cựng chạy đi đõu? – Nú chạy vào Fe2O3
A 23,0 gam B 32,0 gam C 16,0 gam D 48,0 gam
Định hướng tư duy giải
Fe cuối cựng chạy đi đõu? – Nú chạy vào Fe2O3
A 0,03 B 0,04 C 0,06 D 0,12
Định hướng tư duy giải
Dung dịch cuối cựng chứa gỡ?
3 BTNT 2
2 4
Fe : 0,12
Cu : 2a
SO : 0,24 a
+ + -
ỡùù
ắắắđớ
ùợBTDT 0,12.3 2a.2 2(0,24 a) a 0,06(mol)
Trang 31Câu 7: Dẫn khí CO từ từ qua ống sứ đựng 14 gam X gồm CuO, Fe2O3, FeO và
Fe3O4 nung nóng một thời gian được m gam chất rắn Y Cho toàn bộ khí thu được sau phản ứng vào dung dịch Ca(OH)2 dư được kết tủa Z Cho toàn bộ Z phản ứng dung dịch HCl dư được 2,8 lít khí đktc Tìm m :
A 12 B 10 C 6 D 8
Định hướng tư duy giải
+ CO cuối cùng chạy đi đâu? – Biến thành CO2
Ta có:
2
BTKL CO
2,8
22,4
Câu 8: Oxi hóa chậm m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 12
gam hỗn hợp X( Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4) Để hòa tan hết X, cần vừa đủ 300 ml dung dịch HCl 1M, đồng thời giải phóng 0,672 lít khí (đktc ) Giá trị của m là:
A 10,08 B 8,96 C 9,84 D 10,64
Định hướng tư duy giải
H trong HCl cuối cùng chạy đi đâu? – Nó đi vào H2O và H2
Ta có:
2 2
HCl BTNT.H
H O H
là 19 Cho chất rắn Y tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được dung dịch T
và 7,168 lít NO(điều kiện tiêu chuẩn, sản phẩm khử duy nhất) Cô cạn dung dịch T
thu được 3,456m gam muối khan Giá trị của m gần nhất với:
Trang 32Câu 10: Cho 14,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Zn và Al hòa tan hết trong V lít dung
dịch HNO3 1M vừa đủ thu được 9,856 lít NO2 (đktc) và dung dịch Z chứa 81,9 gam muối Thể tích HNO3 cần dùng là:
A 1,58 lít B 1,28 lít C 1,44 lít D 1,51 lít
Định hướng tư duy giải
Nhìn thấy hỗn hợp là các kim loại mạnh → Nghĩ tới NH4NO3: a mol
3
4 3 BTE
NO 2
Câu 11: Cho m gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn, Cu tác dụng với oxi sau 1 thời
gian thu được m+6,72 gam hỗn hợp Y Cho hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch
H2SO4 đặc nóng dư thu được dung dịch Z và 4,928 lít SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) Cô cạn dung dịch Z thu được 90,28 gam muối khan Giá trị của m là
Câu 12: Cho 23,640 gam hỗn hợp X gồm Al, FeO, CuO tác dụng với lượng dư khí
hidro thu được 4,860 gam nước và hỗn hợp kim loại Y Mặt khác, cho 11,94 gam
X tác dụng với lượng dư dung dịch HNO3 loãng thu được 1,792 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch B Cô cạn dung dịch B được m gam muối khan Giá trị của m gần nhất với:
11,94
O : 0,27.0,505 0,13635(mol)
=ì
=î
Và nNO =0,08¾¾® =m 9,757 62(0,08.3 0,13635.2) 41,54+ + =
Câu 13: Hỗn hợp X gồm Fe, Zn, ZnO và FeO Để hoà tan 12,46 gam hỗn hợp X
cần 380 ml dung dịch HCl 1M thu được 2,464 lít khí hiđro (đktc) Cho 12,46 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được 1,568 lít NO (đktc) và dung
Trang 33dịch Y Cụ cạn dung dịch Y thu được 44,2 gam muối khan Số mol HNO3 tham gia phản ứng là
A 0,645 B 0,615 C 0,625 D 0,605
Định hướng tư duy giải
Ta cú:
2 2
ắắđớùợ
Trang 34hỗn hợp X tỏc dụng với dung dịch HNO3 loóng dư thu được 2,464 lớt NO (đktc) và dung dịch Y Cụ cạn dung dịch Y thu được 105,18 gam muối khan Giỏ trị của m gần nhất với giỏ trị nào sau đõy:
SO : 0,19
ỡù
ắắđớùợBTE
Cõu 16: Cho 39,2 gam hỗn hợp M gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3, CuO và Cu (trong
đú oxi chiếm 18,367% về khối lượng) tỏc dụng vừa đủ với 850 ml dung dịch HNO3nồng độ a mol/l, thu được 0,2 mol NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) Giỏ trị
e NONO
N2 và N2O Tỉ khối của Z so với H2 là 18,8 Cho dung dịch NaOH tới dư vào Y rồi đun núng, khụng cú khớ thoỏt ra Số mol HNO3 đó phản ứng với X là:
A 0,67 B 0,47 C 0,57 D 0,62
Định hướng tư duy giải
Trang 35A 0,94 mol B 0,72 mol C 0,86 mol D 0,64 mol
Định hướng tư duy giải
Với thí nghiệm đầu: Fe : a 56a 16b 11,36 a 0,16
A 27,965 B 18,325 C 16,605 D 28,326
Trang 36Định hướng tư duy giải
H trong sẽ được phân bổ vào H2 và H2O
Ta có:
2
HCl H
Trang 37Chủ đề 3: Vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn qua bài toán kim loại tác dụng với H + trong NO 3 -
Định hướng tư duy giải
* Đây là dạng toán hay và đẹp trong chương trình hóa vô cơ THPT Khi giải cần chú ý:
+ Nếu có khí H2 bay ra thì dung dịch không còn NO3-
+ Các kim loại mạnh như Mg, Al, Zn thường cho sản phẩm khử có NH4+
* Chúng ta thường dùng tư duy phân chia nhiệm vụ của H+ (nghĩa là ta có thể hiểu
H+ làm các nhiệm vụ sinh ra NO, NO2, N2O, N2 hoặc NH4+) Các bạn cần nhớ các phản ứng quan trọng dưới đây:
* Khi làm cần để ý xem ta tính số mol ne theo yếu tố nào (kim loại, H+ hayNO3-)
* Tôi lấy dạng bài tập này đầu tiên vì muốn các bạn hiểu được kỹ thuật áp dụng các định luật bảo toàn qua đó muốn nhấn mạnh với các bạn rằng trong giải bài tập hóa học áp dụng các ĐLBT là vô cùng quan trọng Bây giờ chúng ta cùng nhau nghiên cứu qua một số ví dụ sau:
Ví dụ 1: Dung dịch X chứa 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO3)2 Cho m gam Fe vào dung dịch X, khuấy đều cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn Y gồm hai kim loại có khối lượng 0,8m gam và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của m và V lần lượt là:
A 40 và 2,24 B 20 và 1,12 C 40 và 1,12 D 20 và 2,24
Định hướng tư duy giải
Có số mol H+ áp dụng tư duy phân chia nhiệm vụ H+
NO
n 0,1
2 3
BTNT.N Trong X
FeCl NO
BTKL.Cu Fe + 0,05.64 m 0,8m 0,2.56 m 40
Trang 38Ví dụ 2: Cho 8,64 gam Mg vào dung dịch hỗn hợp NaNO3 và H2SO4 đun nhẹ đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch A; 1,792 lít (đktc) hỗn hợp khí
B có khối lượng 1,84 gam gồm 2 khí không màu có một khí hóa nâu và còn lại 4,08 gam chất rắn không tan Cô cạn cẩn thận dung dịch A thu được m gam muối khan Giá trị m là
A 31,5 gam B 29,72 gam C 36,54 gam D 29,80 gam
Trích đề thi thử Chuyên KHTN – Hà Nội – 2016
Định hướng tư duy giải
B
H : 0,02(mol)1,84
NO : 0,06(mol)0,08
ìï
íïïî
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 2 gam hỗn hợp 2 kim loại A và B có hóa trị không đổi
trong hợp chất bằng dung dịch hỗn hợp HNO3 và H2SO4 đặc, nóng, thu được dung dịch X (không chứa ion NH4+) và 896 ml (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO2 và SO2
có tỷ khối so với H2 bằng 29,75 Nếu cho dung dịch BaCl2 vào dung dịch X thì không thấy kết tủa tạo thành Cô cạn cẩn thận X được lượng muối khan là:
A 9,22 gam B 6,96 gam C 6,34 gam D 4,88 gam
Trích đề thi thử Chuyên KHTN – Hà Nội – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta có: 2
2
e SO
Trang 39(không tạo thành sản phẩm khử của N5+) Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là :
A 4,20 B 4,06 C 3,92 D 2,40
Trích đề thi thử Chuyên ĐHSP Hà Nội – 2016
Định hướng tư duy giải
Fe : a
Fe : 0,065
+ +
ìï
ïî
Cuối cùng ¾¾¾® =BTKL m 56(0,065 0,0075) 4,06(gam)+ =
Ví dụ 5: Hoàn tan hoàn toàn m gam bột Fe vào 100 ml dung dịch X gồm CuSO4,
H2SO4 và Fe2(SO4)3 0,1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y, m gam chất rắn Z và 0,224 lít H2 (đktc) Giá trị của m là:
A 12,80 B 8,96 C 17,92 D 4,48
Trích đề thi thử Chuyên ĐH Vinh – 2015
Định hướng tư duy giải
A 18,27 B 14,90 C 14,86 D 15,75
Trích đề thi thử Chuyên ĐH Vinh – 2016
Định hướng tư duy giải
Trang 40Ví dụ 7: Hòa tan hoàn toàn 8,4 gam Fe trong dung dịch HNO3 thu được dung dịch
X và thấy thoát ra 2,688 lít khí NO (đktc) Đổ 100ml dung dịch HCl 1M vào X được dung dịch Y và lại thấy có khí thoát ra Cho AgNO3 dư vào Y thấy có m gam kết tủa xuất hiện Biết các phản ứng hoàn toàn, NO là sản phẩm khử duy nhất của
N+5 Giá trị của m gần nhất với:
A 14 B 15 C 18 D 16
Định hướng tư duy giải
Ta có:
2 Fe
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 0,02 mol Fe và 0,01 mol Cu vào 200 ml dung dịch
gồm HNO3 0,1M và HCl 0,4M thu được dung dịch X Cho dung dịch AgNO3
dư vào X thì xuất hiện a gam kết tủa Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, sản phẩm khử của NO3- là khí NO duy nhất Giá trị của a là
A 11,48 B 13,64 C 2,16 D 12,02
Trích đề thi thử Chuyên ĐH Vinh – 2016
Định hướng tư duy giải