Chuyên đề: bốn kĩ thuật tính toán cơ bản trong Hóa học thầy Thiện tặng học trò.THPT Đoàn Thượng | Trường THPT Đoàn Thượng

[r]

CÁCH 1 Kỹ thuật sử dụng đại số và số học

a) Phương pháp đại số:

Đặt x, y, z, t lần lượt là số mol của Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3

 x + y + 3z + 2t = 0,045 (I)

(3e) (+3e) (1e) (+3e) (1e) (+3e)

Phản ứng oxi hóa – khử: Fe  NO ; 3FeO  NO ; 3Fe3O4  NO ;

 x + y/3 + z/3 = 0,025  3x + y + z = 0,075 (II)

Biểu thức cần tìm:m = 56x + 72y + 232z + 160t

hay m = 56(x + y + 3z + 2t) + 16( y + 4z + 3t) phải tìm ( y + 4z + 3t)

Biến đổi (II): 3x + y + z = 3(x + y + 3z + 2t)  2(y + 4z + 3t) = 0,075

Suy ra: y + 4z + 3t = 0,03  m = 2,52 + 160,03 = 3,00 gam

a) Phương pháp số học:

Giả sử lượng Fe phản ứng với O2 chỉ tạo ra Fe2O3 : 4Fe + 3O2  2Fe2O3

 số mol Fe tác dụng với O2 = 0,045  0,025 = 0,02

CÁCH 2 Kỹ thuật sử dụng các quy tắc bảo toàn

a) Bảo toàn khối lượng chất: mA + mHNO3 = mFe(NO )3 3+ mNO + mH O2 (*)

Số mol Fe = Fe(NO3)3 = 0,045; HNO3 tạo NO = 0,025 ; HNO3 tạo Fe(NO3)3 = 0,0453 = 0,135 ; H2O = 1

2HNO3.

+0,135)18

b) Bảo toàn nguyên tố O: FexOy + HNO3  Fe(NO3)3 + NO + H2O

O(Fe O )x y = m 2,52

16



; O(Fe(NO ) )3 3 = (0,0459) = 0,405;

O(HNO )3 = (0,0453+0,025)3 = 0,48  O(H O)2 =0, 045 3 0, 025

2

 

= 0,08

16



+ 0,48 = 0,405 + 0,025 + 0,08  m = 3,00 gam

c) Bảo toàn số mol electron:

chất nhường e là Fe, chất thu e là O2 và N+5 trong HNO3

Fe  Fe3+ + 3e ; O2 + 4e  2O2 và N+5 + 3e  N+2 (NO) 0,045 0,135 m 2,52

32



m 2,52

8



0,075 0,025

8



+ 0,075  m = 3,00 gam

b) Bảo toàn điện tích:

Gọi công thức chung của cả hỗn hợp A là FexOy (x, y là số trung bình)

FexOy + (4 + 2y) H+ + NO3  xFe3+ + NO + (2 + y) H2O

Bảo toàn điện tích 2 vế phản ứng, ta có: 4 + 2y − 1 = 3x  3x − 2y = 3 (I)

số mol FexOy = NO = 0,025  0,025x = 0,045  x = 1,8 và y = 1,2

 m = (56 ×1, 8+16×1,2) × 0,025 = 3,00 gam

CÁCH 3 Kỹ thuật sử dụng trị số trung bình

a) Số oxi hóa trung bình của Fe = +n (với công thức Fe 2 O n)

Fe+n  Fe3+ + (3n)e và N+5 + 3e  N+2 (NO)

 0,045(3  n) = 0,0253  n = 4

3

 m = 0,045

b) Công thức phân tử trung bình: FexOy

xFe2yx  xFe3+ + (3x2y) e và N+5 + 3e  N+2 (NO)

x

y = 3 2

 Công thức Fe3O2 có M = 200  m = 0,045

CÁCH 4 Kỹ thuật sử dụng phép quy đổi

a) Quy đổi công thức phân tử: Quy hỗn hợp X thành (Fe + Fe2O3)

Fe  Fe3+ + 3e và N+5 + 3e  N+2 (NO)

 Fe = NO = 0,025 mol và Fe2O3 = 2,52 (56 0, 025)

112

= 0,01 mol

 m = (560,025) +( 0,01160) = 3,00 gam

b) Quy đổi nguyên tố: Quy hỗn hợp X thành (Fe + O) có số mol = 0,045 + x

Fe  Fe3+ + 3e ; O + 2e  O2 và N+5 +3e  N+2 (NO)

0,045 0,135 x 2x 0,075 0,025

 0,135 = 2x + 0,075  x = 0,03  m = 2,52 + (0,0316) = 3,00 gam

c) Quy đổi tác nhân oxi hóa: Quy Fe +O 2

   Fe2+ +HNO 3

   Fe3+ thành Fe +O 2

   Fe3+ 0,075 mol electron mà N+5 nhận coi là do O2 nhận nên sản phẩm cuối cùng là Fe2O3

N+5 + 3e  N+2 (NO) O + 2e  O2

0,0375 0,075

HDC Chọn A Số mol Z = 0,45; MZ = 46/9  chứa H2 = 2 < 46/9 và NO (hóa nâu trong KK)

2

NO 30 28 / 9 46/9

H = 2 224 / 9





2

NO

H =

1

8=

0,05 mol 0,4 mol  H trong KHSO4  H2 + H2O Bảo toàn khối lượng: mX + mKHSO4 = mmuối sunfat + mZ + mH O2

 (20,4) + (21,05) = 2,9 < 3,1  còn tạo ra NH4= 0,05 mol ( 0,2 mol H) Bảo toàn N: 2Số mol Fe(NO3)2 = NO + NH4= 0,05 + 0,05 = 0,1  Fe(NO3)2 = 0,05 mol Bảo toàn O: OFe O3 4+ OFe(NO )3 2+ OKHSO4= OSO 2  + ONO+ OH O2

4

= 0,2

 %mAl = 66, 2 (180 0, 05) 66,2  (232 0,2) = 0,163  16,3%