Phương pháp 1: ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Nguyên tắc của phương pháp này khá đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn khối lượng: “Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành trong phản ứng”. Cần lưu ý là: không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng cũng như phần chất có sẵn, ví dụ nước có sẵn trong dung dịch. Lưu ý: Sơ đồ hoá PTHH -KL, OXIDE + HCl, H2SO4 loãng -Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng các cation kim loại và anion gốc axit. Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Tính giá trị m. A. 105,6 gam. B. 35,2 gam.C. 70,4 gam. D. 140,8 gam. Hướng dẫn giải Các phản ứng khử sắt oxit có thể có: to 3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 (1) to Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 (2) to FeO + CO Fe + CO2 (3) Như vậy chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe 3O4 hoặc ít hơn, điều đó không quan trọng và việc cân bằng các phương trình trên cũng không cần thiết, quan trọng là số mol CO phản ứng bao giờ cũng bằng số mol CO2 tạo thành. 11,2 n 0,5 mol. B 22,5 Gọi x là số mol của CO2 ta có phương trình về khối lượng của B: 44x + 28(0,5 x) = 0,5 20,4 2 = 20,4 nhận được x = 0,4 mol và đó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng. Theo ĐLBTKL ta có: m + m = m + m X CO A CO2 m = 64 + 0,4 44 0,4 28 = 70,4 gam. (Đáp án C) Ví dụ 3: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO 3 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO 2 duy nhất (đktc). Tính nồng độ % các chất có trong dung dịch A. A. 36,66% và 28,48%.B. 27,19% và 21,12%. C. 27,19% và 72,81%. D. 78,88% và 21,12%. Hướng dẫn giải Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O n 0,5 mol n 2n 1mol. NO2 HNO3 NO2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m 2 m 2 m 2 m NO d muèi h k.lo¹i d HNO3 2 1 63 100 12 46 0,5 89 gam. 63 Đặt nFe = x mol, nCu = y mol ta có: 56x 64y 12 x 0,1 3x 2y 0,5 y 0,1 0,1 242 100 %m 27,19% Fe(NO3 )3 89 0,1 188 100 %m 21,12%. (Đáp án B) Cu(NO3 )2 89 Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của các kim loại hoá trị (I) và muối cacbonat của kim loại hoá trị (II) trong dung dịch HCl. Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí (đktc). Đem cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan? A. 13 gam. B. 15 gam. C. 26 gam. D. 30 gam. Hướng dẫn giải M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O R2CO3 + 2HCl 2MCl2 + CO2 + H2O 4,88 n 0,2 mol CO2 22,4 Tổng n = 0,4 mol và n 0,2 mol. HCl H2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 23,8 + 0,4 36,5 = mmuối + 0,2 44 + 0,2 18 m muối = 26 gam. (Đáp án C) BT ÁP DỤNG: 1. Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3. Giá trị của m là: 2. Chia 78,4 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 thành hai phần thật đều nhau. Cho phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 77,7 gam muối khan. Phần thứ hai tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch Y gồm hỗn hợp HCl, H2SO4 loãng, thu được 83,95 gam muối khan. a. Xác định % khối lượng của mỗi chất trong X. b. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch Y. 3. Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị m là: 4. Hòa tan hỗn hợp A gồm Fe2(SO4)3; FeSO4; CuSO4, trong đó %S = 21,875% theo khối lượng. Lấy 102,4 gam hỗn hợp A hòa tan trong nước dư, sau đó cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết tủa đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi. Lượng oxit sinh ra được khử hoàn toàn bằng CO dư, thu được m gam kim loại. Tính m. 5. Chia 156,8 gam hỗn hợp L gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần thật đều nhau. Cho phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư được 155,4 gam muối khan. Phần thứ hai tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch M là hỗn hợp HCl, H2SO4 loãng thu được 167,9 gam muối khan 6. Một hỗn hợp X gồm Na, Ca, Na2O và CaO. Hoà tan hết 25,65 gam hỗn hợp X vào nước thu được 2,8 lit khí H2(đktc) và dung dịch Y trong đó có 14 gam NaOH. Hấp thụ hồn tồn 16,8 lit CO2(đktc) vào dung dịch Y. Tính khối lượng kết thu được Phương pháp 2: BẢO TOÀN MOL NGUYÊN TỬ Có rất nhiều phương pháp để giải toán hóa học khác nhau nhưng phương pháp bảo toàn nguyên tử và phương pháp bảo toàn số mol electron cho phép chúng ta gộp nhiều phương trình phản ứng lại làm một, qui gọn việc tính toán và nhẩm nhanh đáp số. Rất phù hợp với việc giải các dạng bài toán hóa học trắc nghiệm. Cách thức gộp những phương trình làm một và cách lập phương trình theo phương pháp bảo toàn nguyên tử sẽ được giới thiệu trong một số ví dụ sau đây. Ví dụ 1: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2. Mặt khác hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc thu được thể tích khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) ở điều kiện tiêu chuẩn là A. 448 ml.B. 224 ml. C. 336 ml. D. 112 ml. Hướng dẫn giải Thực chất phản ứng khử các oxit trên là H2 + O H2O 0,05 0,05 mol Đặt số mol hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 lần lượt là x, y, z. Ta có: nO = x + 4y + 3z = 0,05 mol (1) 3,04 0,05 16 n 0,04 mol Fe 56 x + 3y + 2z = 0,04 mol (2) Nhân hai vế của (2) với 3 rồi trừ (1) ta có: x + y = 0,02 mol. Mặt khác: 2FeO + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O x x/2 2Fe3O4 + 10H2SO4 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O y y/2 x y 0,2 tổng: n 0,01 mol SO2 2 2 Vậy: V 224 ml. (Đáp án B) SO2 Ví dụ 2: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO và H2 đi qua một ống đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hoàn toàn. Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khí và hơi nặng hơn khối lượng của hỗn hợp V là 0,32 gam. Tính V và m. A. 0,224 lít và 14,48 gam. B. 0,448 lít và 18,46 gam. C. 0,112 lít và 12,28 gam. D. 0,448 lít và 16,48 gam. Hướng dẫn giải Thực chất phản ứng khử các oxit trên là CO + O CO2 H2 + O H2O. Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hơn hỗn hợp khí ban đầu chính là khối lượng của nguyên tử Oxi trong các oxit tham gia phản ứng. Do vậy: mO = 0,32 gam. 0,32 n 0,02 mol O 16 n n 0,02 mol . CO H2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: moxit = mchất rắn + 0,32 16,8 = m + 0,32 m = 16,48 gam. V 0,02 22,4 0,448 lít. (Đáp án D) hh (CO H2 ) Ví dụ 3: Thổi rất chậm 2,24 lít (đktc) một hỗn hợp khí gồm CO và H 2 qua một ống sứ đựng hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng là 24 gam dư đang được đun nóng. Sau khi kết thúc phản ứng khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là A. 22,4 gam. B. 11,2 gam. C. 20,8 gam. D. 16,8 gam. Hướng dẫn giải 2,24 n 0,1 mol hh (CO H2 ) 22,4 Thực chất phản ứng khử các oxit là: CO + O CO2 H2 + O H2O. Vậy: n n n 0,1 mol . O CO H2 m O = 1,6 gam. Khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là: 24 1,6 = 22,4 gam. (Đáp án A) Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu trong không khí thu được 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl 2M. Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng. A. 0,5 lít. B. 0,7 lít.C. 0,12 lít. D. 1 lít. Hướng dẫn giải mO = moxit mkl = 5,96 4,04 = 1,92 gam. 1,92 n 0,12 mol . O 16 Hòa tan hết hỗn hợp ba oxit bằng dung dịch HCl tạo thành H2O như sau: + 2 2H + O H2O 0,24 0,12 mol 0,24 V 0,12 lít. (Đáp án C) HCl 2 Ví dụ 6: Cho hỗn hợp A gồm Al, Zn, Mg. Đem oxi hoá hoàn toàn 28,6 gam A bằng oxi dư thu được 44,6 gam hỗn hợp oxit B. Hoà tan hết B trong dung dịch HCl thu được dung dịch D. Cô cạn dung dịch D được hỗn hợp muối khan là A. 99,6 gam. B. 49,8 gam. C. 74,7 gam. D. 100,8 gam. Hướng dẫn giải Gọi M là kim loại đại diện cho ba kim loại trên với hoá trị là n. n M + O2 M2On (1) 2 M2On + 2nHCl 2MCln + nH2O (2) Theo phương trình (1) (2) n 4.n . HCl O2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng m 44,6 28,6 16 gam O2 n 0,5 mol n = 4 0,5 = 2 mol O2 HCl n 2 mol Cl m = m + m = 28,6 + 2 35,5 = 99,6 gam. (Đáp án A) muối hhkl Cl Ví dụ 8: Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp CuO và FexOy bằng H2 dư ở nhiệt độ cao thu được 17,6 gam hỗn hợp 2 kim loại. Khối lượng H2O tạo thành là A. 1,8 gam. B. 5,4 gam.C. 7,2 gam. D. 3,6 gam. Hướng dẫn giải mO (trong oxit) = moxit mkloại = 24 17,6 = 6,4 gam. 6,4 m 6,4 gam ; n H O 0,4 mol. O H2O 2 16 m 0,4 18 7,2 gam. (Đáp án C) H2O Bài toán nguyên tử: Nguyên tử: Tổng hạt = Số e + Số p + Số n = 2Z+N N hat hat Theo thực nghiệm: 1 1,5 với 2 ≤ Z ≤ 82 Z với Z Z 3,5 3 Câu 1: Tổng số hạt trong 1 nguyên tử X là 155. Số hạt mang điện nhiều hơn không mang điện là 33. Tìm p, n và A của X. Câu 2: Nguyên tử R có tổng số hạt là 48. Trong đó số hạt mang điện gấp 2 lần số hạt không mang điện. Xác định số lượng các hạt cơ bản trong R. Câu 3: Tổng số các loại hạt cơ bản trong nguyên tử của một nguyên tố là 13. Xác định số lượng các hạt cơ bản trong nguyên tử nguyên tố đó. Xác định hợp chất và ion đa nguyên tử bằng cách lập hệ 1-Câu toán phân tử: MaXb: (M: A1; Z1, N1); (X: A2; Z2, N2) Các phương trình thường gặp: - Tổng hạt nguyên tử: hat M a X b a(2Z1 N1) b(2Z2 N2 ) - Hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện = (2aZ1 2bZ2 ) (aN1 bN2 ) - Số hạt mang điện gấp m lần số hạt không mang điện: (2aZ1 2bZ2 ) m(aN1 bN2 ) n+ n 2- Câu toán ion: + Cation MaXb : * hat M a X b a(2Z1 N1) b(2Z2 N2 ) n * Số hạt mang điện = (2aZ1 2bZ2 ) n m- m + Anion MaXb : * hatX A Z m 2Z N m * Số hạt mang điện = (2aZ1 2bZ2 ) m Câu 1: Trong phân tử M2X có tổng số hạt (p, n, e) là 92 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 28 hạt. Số khối của M+ lớn hơn số khối X2- là 7. Tổng số hạt (p, + 2- n, e) trong M nhiều hơn trong X là 7 hạt. Hãy xác định M2X (Na2O) Câu 2: Hợp chất Y có công thức phân tử M2X3, trong đó M chiếm 36,84% khối lượng. Trong hạt nhân M và hạt nhân Y đều có số p = số n. Tổng số proton trong Y là 38 hạt. Xác định công thức phân tử của Y. (N2O3) Câu 3: Trong phân tử M2X có tổng số các hạt là 140 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt. Số khối của ion M + nhiều hơn ion X 2- là 23. Tổng số hạt + 2- trong M nhiều hơn trong X là 31 hạt. Xác định M2X (K2O) Câu 4: Có hợp chất MX3. Cho biết: - Tổng số hạt trong MX3 là 196 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không magn điện là 60 hạt. - Khối lượng của nguyên tử X lớn hơn nguyên rử M là 8 - Tổn số hạt trong ion X- nhiều hơn trong ion M3+ là 16 hạt. Xác định hợp chất MX3 (AlCl3) 3- Câu 5: Tổng số hạt trong ion MX4 là 145 hạt. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 49 hạt. Trong nguyên tử X có số e = số p= số n. Trong nguyên tử M có số hạt mang điện 3- 3- nhiều hơn số hạt không mang điện là 14 hạt. Hãy xác định MX4 (PO4 )
Tài liệu đính kèm: