Phương pháp sử dụng hỗn hợp ảo

PHƯƠNG PHÁP 10: SỬ DỤNG CHẤT ẢO, SỐ OXI HÓA ẢO

I. PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CHẤT ẢO, SỐ OXI HÓA ẢO

Phương pháp sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo là một phương pháp mới lạ để giải nhanh một số dạng bài tập trắc nghiệm hóa học.

Cơ sở của phương pháp : Chuyển hỗn hợp ban đầu thành hỗn hợp mới hoặc hợp chất mới; chuyển dung dịch ban đầu thành một dung dịch mới; gán cho nguyên tố số oxi hóa mới khác với số oxi hóa thực của nó. Từ đó giúp cho việc tính toán trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn.

Hỗn hợp, hợp chất, dung dịch, số oxi hóa mới được gọi là ảo vì nó không có trong giả thiết của bài toán.

II. PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ CÁC VÍ DỤ MINH HỌA

1. Sử dụng dung dịch ảo

Ví dụ 1: Dung dịch X chứa a mol Na⁺; b mol ; c mol và d mol . Để tạo kết tủa lớn nhất người ta phải dùng 100 ml dung dịch Ba(OH)₂ x mol/l. Biểu thức tính x theo a và b là:

A. . B. . C. . D. .

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2012 – 2013)

Hướng dẫn giải

Chuyển ion thành 2 ion ảo là và H⁺.

Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm : a mol Na⁺; b mol H⁺, (b+c) mol và d mol .

Cho Ba(OH)₂ vào dung dịch X’ sẽ tạo ra kết tủa là BaSO₄ và BaCO₃. Như vậy các ion Na⁺ và H⁺ đã được thay thế bằng ion Ba²⁺.

Áp dụng bảo toàn điện tích, ta có :

Ví dụ 2: Dung dịch X chứa các ion: , , , 0,1 mol và 0,3 mol Na⁺. Thêm V lít dung dịch Ba(OH)₂ 1M vào X thì thu được lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị nhỏ nhất của V là :

A. 0,15. B. 0,25. C. 0,20. D. 0,30.

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Hạ Hòa – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)

Hướng dẫn giải

Chuyển ion thành 2 ion ảo là và H⁺.

Chuyển X thành dung dịch ảo X’ gồm : 0,1 mol H⁺, 0,3 mol Na⁺ và các ion , , .

Sau phản ứng của X’ với Ba(OH)₂, các ion , , được thay bằng ion .

Theo bảo toàn điện tích, ta có :

Ví dụ 3: Dung dịch E gồm x mol Ca²⁺, y mol Ba²⁺, z mol . Cho từ từ dung dịch Ca(OH)₂ nồng độ a mol/l vào dung dịch E đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất thì vừa hết V lít dung dịch Ca(OH)₂. Biểu thức liên hệ giữa các giá trị V, a, x, y là

A. B. C. D.

(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2012)

Hướng dẫn giải

Chuyển E thành dung dịch ảo E’ gồm : x mol Ca²⁺, y mol Ba²⁺, z mol và z mol .

Áp dụng bảo toàn điện tích cho dung dịch E’, ta có :

Sơ đồ phản ứng :

Áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng của Ba²⁺, Ca²⁺ với ion , ta có :

Hoặc áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng của ion H⁺ với ion , ta có :

Ví dụ 4: Một cốc chứa dung dịch A gồm a mol Ca²⁺, b mol Mg²⁺ và c mol . Dùng V lít dung dịch Ca(OH)₂ x mol/l để kết tủa lượng cation trong cốc. Biết kết tủa tạo ra là CaCO₃ và Mg(OH)₂. Mối quan hệ giữa V, a, b, x là :

A. V = (a + 2b)/x B. V = (2a + b)/x C. V = (a + b)/x D. V = (2a + 2b)/x

(Đề thi thử đại học lần 1 – THPT Cẩm Khê – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)

Hướng dẫn giải

Chuyển A thành dung dịch ảo A’ gồm : a mol Ca²⁺, b mol Mg²⁺, c mol và c mol .

Áp dụng bảo toàn điện tích cho dung dịch A’, ta có :

Sơ đồ phản ứng :

Áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng của Ca²⁺ với ion , ta có :

Hoặc áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng của ion Mg²⁺, H⁺ với ion , ta có :

2. Sử dụng hỗn hợp ảo

Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na₂O và BaO. Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu được 1,12 lít khí H₂ (đktc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam Ba(OH)₂. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO₂ (đktc) vào Y, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 23,64. B. 15,76. C. 21,92. D. 39,40.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)

Hướng dẫn giải

Vấn đề mấu chốt của bài tập này là phải tính được số mol của NaOH trong dung dịch Y. Tuy nhiên, dung dịch Y được tạo thành khi cho hỗn hợp X gồm 4 chất là Na, Na₂O, Ba, BaO tác dụng với H₂O nên việc tính toán gặp nhiều khó khăn (do phải sử dụng nhiều ẩn số mol).

Giả sử ta có thể biến hỗn hợp 4 chất trong X thành một hỗn hợp trung gian X’ gồm 2 chất là Na₂O và BaO (bằng cách cho X tác dụng với O₂) thì việc tính toán sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều. Vì số mol Ba(OH)₂ trong Y đã biết nên dễ dàng tính được số mol và khối lượng của BaO trong X’. Từ đó sẽ tính được khối lượng của và số mol của Na₂O, rồi suy ra số mol của NaOH.

Muốn làm như vậy, ta phải biết được tổng số mol electron mà Na, Ba trong X đã nhường trong phản ứng với O₂. Khi đó sẽ biết được số mol electron mà O₂ có thể nhận, từ đó suy ra được số mol của O₂ phản ứng với X để chuyển thành X’.

Trong phản ứng của X với nước, chỉ có Na và Ba phản ứng giải phóng H₂. Nên thông qua số mol H₂ giải phóng ta có thể tính được số mol electron mà Na và Ba nhường.

Theo giả thiết, ta có :

Theo bảo toàn nguyên tố Ba, ta có :

Theo bảo toàn nguyên tố Na:

Vậy dung dịch Y có 0,14 mol NaOH và 0,12 mol Ba(OH)₂. Suy ra :

tạo ra cả

Vì phản ứng tạo ra cả hai muối, nên sử dụng công thức giải nhanh, ta có:

Như vậy để chuyển hỗn hợp gồm các kim loại và oxit thành hỗn hợp các oxit thì ta thêm một lượng oxi là . Tùy thuộc vào từng bài mà số mol electron có thể tính theo H₂, SO₂, NO, NO₂,…

Ví dụ 2: Cho 30,7 gam hỗn hợp X gồm Na, K, Na₂O, K₂O tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu được 2,464 lít H₂ (đktc), dung dịch chứa 22,23 gam NaCl và x gam KCl. Giá trị của x là:

A. 32,78. B. 31,29. C. 35,76. D. 34,27.

Hướng dẫn giải

Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Na₂O và K₂O bằng cách cho X phản ứng với một lượng O₂ là :

Áp dụng bảo toàn nguyên tố Na và K, ta có :

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm CaO, Mg, Ca, MgO. Hòa tan 5,36 gam hỗn hợp X bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được 1,624 lít H₂ (đktc) và dung dịch Y trong đó có 6,175 gam MgCl₂ và m gam CaCl₂. Giá trị của m là

A. 7,4925 gam. B. 7,770 gam. C. 8,0475 gam. D. 8,6025 gam.

(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Chuyên Vĩnh Phúc, năm học 2011 – 2012)

Hướng dẫn giải

Chuyển X thành hỗn hợp ảo X’ gồm CaO và MgO bằng cách cho X phản ứng với một lượng oxi là :

Theo bảo toàn nguyên tố Mg và Ca, ta có :

O2 Education gửi các thầy cô link download file pdf đầy đủ

PP10 – SỬ DỤNG HỖN HỢP ẢO

 

Xem thêm

Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học

Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết

Phương pháp quy đổi

I. Phương pháp quy đổi

1. Nội dung phương pháp quy đổi

• Cơ sở của phương pháp quy đổi là định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố.
  • Định luật bảo toàn khối lượng: Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành. Suy ra: Khi chuyển đổi hỗn hợp này thành hỗn hợp khác thì khối lượng được bảo toàn.
  • Định luật bảo toàn nguyên tố: Trong phản ứng hóa học, các nguyên tố được bảo toàn. Suy ra: Khi chuyển đổi hỗn hợp này thành hỗn hợp khác thì nguyên tố được bảo toàn.
• Như vậy, khi chuyển đổi (quy đổi) hỗn hợp này thành hỗn hợp khác thì khối lượng và nguyên tố được bảo toàn.
• Phương pháp quy đổi là phương pháp chuyển đổi các chất phản ứng hoặc các chất sản phẩm thành các chất tương đương trên cơ sở bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố.

2. Ưu điểm của phương pháp quy đổi

a. Xét các hướng giải bài tập sau:

Câu 41 – Mã 253: Hỗn hợp X gồm 1 mol aminoaxit no, mạch hở và 1 mol amin no, mạch hở. X có khả năng phản ứng tối đa với 2 mol HCl hoặc 2 mol NaOH. Đốt cháy hoàn toàn X thu được 6 mol CO₂, x mol H₂O và y mol N₂. Các giá trị x, y tương ứng là

A. 8 và 1,0. B. 8 và 1,5. C. 7 và 1,0. D. 7 và 1,5.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2010)

● Cách 2: Sử dụng phương pháp quy đổi

Theo giả thiết, X gồm amin no, mạch hở và amino axit no, mạch hở.

b. Nhận xét:

Với cách 1: Ta đi tìm công thức tổng quát của amin và amino axit. Việc xây dựng công thức của amin thì khá đơn giản vì đó là amin no, đơn chức (dạng quen thuộc). Nhưng xây dựng công thức của amino axit no, mạch hở chứa 1 nhóm –NH₂ và 2 nhóm –COOH thì phức tạp hơn, chắc chắn có nhiều học sinh sẽ lúng túng (vì đây không phải là dạng công thức quen thuộc). Cách đơn giản nhất là lấy một ví dụ cụ thể, chẳng hạn là H₂NCH(COOH)₂, rồi từ đó suy ra công thức tổng quát. Sau khi xây dựng được công thức của các chất trong X, ta phải tiếp tục lập sơ đồ phản ứng cháy để tìm số mol của H₂O và N₂. Như vậy, làm theo cách 1 sẽ mất thời gian vào việc lập công thức và viết sơ đồ đốt cháy X để tính toán.

Với cách 2: Nhận thấy . Mặt khác đề cho các chất trong X là no, mạch hở nên coi X là hai amino axit no, mạch hở, phân tử có 1 nhóm –NH₂ và 1 nhóm –COOH (dạng quen thuộc). Đến đây, sử dụng công thức trung bình cho hai chất và áp dụng bảo toàn nguyên tố thì dễ dàng tính được số mol của H₂O và N₂.

c. Kết luận:

Phương pháp quy đổi không giúp ta giải quyết được bài toán một cách triệt để, nhưng nhờ nó mà việc tính toán trong một số bài tập có chứa hỗn hợp nhiều chất trở nên đơn giản hơn, dễ dàng hơn và nhanh chóng hơn.

3. Phạm vi áp dụng của phương pháp quy đổi:

Phương pháp quy đổi có thể giải quyết được một số dạng bài tập hóa vô cơ hoặc hóa hữu cơ, có thể là phản ứng oxi hóa – khử hoặc phản ứng không oxi hóa – khử.

Một số dạng bài tập thường dùng phương pháp quy đổi là:

• Hỗn hợp (Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄); (Fe, S, FeS, FeS₂), (Fe, Cu, FeS, FeS₂, CuS, Cu₂S); (Cu, Fe_xO_y),…tác dụng với dung dịch HNO₃ hoặc H₂SO₄ đặc, nóng.
• Hỗn hợp (Mg, Ca, MgO, CaO); (K, Na, Na₂O, K₂O),… tác dụng với dung dịch HCl hoặc H₂SO₄ loãng.
• Hỗn hợp (FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄) phản ứng với dung dịch HCl hoặc H₂SO₄ loãng.
• Đốt cháy hỗn hợp các chất bằng hỗn hợp O₂, O₃.
• Đốt cháy hỗn hợp các chất hữu cơ.
• Hỗn hợp các chất trong đó có những chất có khối lượng phân tử bằng nhau và tính chất tương tự nhau.

II. Phân dạng bài tập và các ví dụ minh họa

1. Dạng 1: Quy đổi chất

Phương pháp giải

– Bước 1: Nhận dạng nhanh phương pháp giải bài tập

Khi gặp một trong các dấu hiệu sau đây thì ta nên sử dụng phương pháp quy đổi chất: (1) Bài tập có hỗn hợp nhiều chất được cấu tạo bởi 1, 2 hay 3 nguyên tố; (2) Bài tập có các chất phản ứng ở dạng tổng quát (Fe_xO_y, C_xH_y,…); (3) Bài tập có hỗn hợp nhiều chất trong đó có những chất có cùng khối lượng mol hoặc cùng công thức phân tử, công thức đơn giản nhất; (4) Bài tập có hỗn hợp các chất trong đó có những chất có mối liên quan với nhau về số mol.

– Bước 2: Tiến hành quy đổi: Đối với các dạng bài tập có dấu hiệu (1) hoặc (2) ta nên quy đổi hỗn hợp ban đầu hoặc chất ban đầu thành hỗn hợp các nguyên tử. Đối với bài tập có dấu hiệu (3) ta nên quy đổi những chất có cùng công thức phân tử, hoặc cùng khối lượng mol thành một chất; Đối với bài tập có dấu hiệu (4) thì tùy thuộc vào từng bài cụ thể mà ta lựa chọn cách quy đổi sao cho hợp lý nhất.

– Bước 3: Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn quá trình chuyển hóa giữa các chất, để thấy rõ hơn bản chất hóa học của bài toán.

– Bước 4: Kết hợp với các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, bảo toàn khối lượng để thiết lập các phương trình toán học liên quan đến số mol, khối lượng, thể tích của các chất cần tìm, giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm kết quả.

► Các ví dụ minh họa ◄

a. Bài tập có hỗn hợp nhiều chất được cấu tạo bởi 1, 2 hay 3 nguyên tố

Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na₂O và BaO. Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu được 1,12 lít khí H₂ (đktc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam Ba(OH)₂. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO₂ (đktc) vào Y, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 23,64. B. 15,76. C. 21,92. D. 39,40.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)

Hướng dẫn giải

● Bước 1: Nhận dạng nhanh phương pháp giải bài tập

Đề bài cho biết hỗn hợp X gồm có 4 chất là Na, Ba, Na₂O và BaO. Tuy nhiên, ta thấy X chỉ được tạo thành từ 3 loại nguyên tố là Na, Ba, O. Đây là dấu hiệu (1), chứng tỏ bài tập này sẽ sử dụng phương pháp quy đổi.

● Bước 2: Tiến hành quy đổi

Quy đổi hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na₂O và BaO thành hỗn hợp X’ gồm Na, Ba, O.

● Bước 3: Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn quá trình chuyển hóa giữa các chất, để thấy rõ hơn bản chất hóa học của bài toán

Ta coi hỗn hợp đầu tiên là X’, còn X là hỗn hợp trung gian.

Căn cứ vào sơ đồ phản ứng, ta thấy: Chất khử là Na, Ba; chất oxi hóa là O và H₂O; sản phẩm khử của H₂O là H₂.

● Bước 4: Kết hợp với các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, bảo toàn khối lượng để thiết lập các phương trình toán học liên quan đến số mol, khối lượng, thể tích của các chất cần tìm, giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm kết quả.

Theo giả thiết, ta có:

Theo bảo toàn electron và bảo toàn khối lượng, ta có:

Vậy dung dịch Y có 0,14 mol NaOH và 0,12 mol Ba(OH)₂. Suy ra:

tạo ra cả

Vì phản ứng tạo ra cả hai muối, nên sử dụng kết quả đã chứng minh ở chuyên đề bảo toàn điện tích, ta có:

Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm CaO, Mg, Ca, MgO. Hòa tan 5,36 gam hỗn hợp X bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được 1,624 lít H₂ (đktc) và dung dịch Y trong đó có 6,175 gam MgCl₂ và m gam CaCl₂. Giá trị của m là

A. 7,4925 gam. B. 7,770 gam. C. 8,0475 gam. D. 8,6025 gam.

(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Chuyên Vĩnh Phúc, năm học 2011 – 2012)

Hướng dẫn giải

Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp X’ gồm Ca, Mg, O.

Sơ đồ phản ứng:

Từ sơ đồ phản ứng, ta thấy: Chất khử là Ca, Mg; chất oxi hóa là H⁺ trong HCl và O; sản phẩm khử của H⁺ là H₂;

Áp dụng bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố Ca, ta có:

O2 Education gửi các thầy cô link download file pdf đầy đủ tại đây PP7 – QUY ĐỔI

Xem thêm

• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết

Phương pháp đồ thị

CHUYÊN ĐỀ 6: ĐỒ THỊ

I. Các dạng đồ thị cơ bản

1. Sục khí CO₂ vào dung dịch Ba(OH)₂ hoặc Ca(OH)₂

Bản chất phản ứng :

Suy ra : Lượng kết tủa tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (1), phản ứng này cần a mol CO₂. Sau đó lượng kết tủa tan dần đến hết ứng với phản ứng (2), phản ứng này cũng cần a mol CO₂.

Vậy sự biến thiên lượng kết tủa BaCO₃ hoặc CaCO₃ theo lượng CO₂ được biểu diễn bằng đồ thị sau :

Nhận xét : Dựa vào dạng hình học của đồ thị, ta thấy đường biến thiên lượng kết tủa hợp với trục hoành tạo thành một tam giác vuông cân.

Suy ra : Nếu phản ứng tạo ra một lượng kết tủa x mol (như đồ thị dưới đây) thì ta dễ dàng tính được số mol CO₂ tham gia phản ứng là x mol hoặc .

2. Sục khí CO₂ vào dung dịch chứa hỗn hợp các bazơ NaOH (hoặc KOH) và Ba(OH)₂ (hoặc Ca(OH)₂)

Bản chất phản ứng :

Suy ra : Lượng kết tủa tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (1), phản ứng này cần a mol CO₂. Lượng kết tủa không thay đổi một thời gian ứng với phản ứng (2) và (3), phản ứng này cần b mol CO₂. Sau đó lượng kết tủa tan dần đến hết ứng với phản ứng (4), lượng CO₂ cần dùng trong phản ứng này là a mol.

Vậy sự biến thiên lượng kết tủa BaCO₃ hoặc CaCO₃ theo lượng CO₂ được biểu diễn bằng đồ thị sau :

Nhận xét : Dựa vào dạng hình học của đồ thị, ta thấy đường biến thiên lượng kết tủa hợp với trục hoành tạo thành một hình thang cân.

Suy ra : Nếu phản ứng tạo ra một lượng kết tủa x mol (nhỏ hơn lượng kết tủa cực đại) thì ta dễ dàng tính được số mol CO₂ tham gia phản ứng là x mol hoặc .

3. Phản ứng của dung dịch bazơ (chứa ion) với dung dịch chứa muối Al³⁺

Bản chất phản ứng :

Suy ra : Lượng kết tủa tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (1), phản ứng này cần 3a mol . Sau đó lượng kết tủa tan dần đến hết ứng với phản ứng (2), phản ứng này cần a mol .

Vậy sự biến thiên lượng kết tủa Al(OH)₃ theo lượng được biểu diễn bằng đồ thị sau :

Nhận xét : Dựa vào dạng hình học của đồ thị, suy ra : Nếu phản ứng tạo ra x mol kết tủa (x < a) thì có thể dễ dàng tính được lượng tham ra phản ứng là 3x mol hoặc .

4. Phản ứng của dung dịch bazơ (chứa ion) với dung dịch chứa các ion H⁺ và Al³⁺

Bản chất phản ứng :

Suy ra : Ở phản ứng (1), dùng để trung hòa H⁺ nên lúc đầu chưa xuất hiện kết tủa. Sau một thời gian, kết tủa bắt đầu xuất hiện và tăng dần đến cực đại a mol ứng với phản ứng (2), phản ứng này cần 3a mol . Cuối cùng kết tủa bị hòa tan dần đến hết ứng với phản ứng (3), phản ứng này cần a mol .

Vậy sự biến thiên lượng kết tủa Al(OH)₃ theo lượng được biểu diễn bằng đồ thị sau :

5. Phản ứng của dung dịch axit (chứa ion H⁺) với dung dịch chứa ion hay

 

O2 Education gửi các thầy cô link download file pdf đầy đủ

PP6 – ĐỒ THỊ

 

Xem thêm

Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học

Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết

Phương pháp khai thác độ bất bão hoà

PHƯƠNG PHÁP 8: KHAI THÁC ĐỘ BẤT BÃO HÒA TRONG

PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY HỢP CHẤT HỮU CƠ

I. ĐỘ BẤT BÃO HÒA

Độ bất bão hòa của hợp chất hữu cơ là đại lượng đặc trưng cho độ không no của phân tử hợp chất hữu cơ.

Độ bất bão hòa có thể được ký hiệu là k, a, ,… Thường ký hiệu là k.

Giả sử một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử là C_xH_yO_zN_t thì tổng số liên kết  và vòng của phân tử được gọi là độ bất bão hòa của phân tử đó. Công thức tính độ bất bão hòa :

Đối với hợp chất C_xH_yO_zN_t, ta có :

và

II. PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY HỢP CHẤT HỮU CƠ

1. Sơ đồ phản ứng đốt cháy hiđrocacbon

Suy ra :

2. Sơ đồ phản ứng đốt cháy dẫn xuất chứa oxi của hiđrocacbon

Suy ra :

3. Sơ đồ phản ứng đốt cháy dẫn xuất chứa nitơ, oxi của hiđrocacbon

Suy ra :

● Như vậy :

Khi đốt cháy hợp chất hữu cơ chứa C, H hoặc chứa C, H, O thì :

Còn khi đốt cháy hợp chất chứa nitơ hoặc chứa đồng thời cả oxi và nitơ thì:

III. BẢNG MỐI LIÊN HỆ GIỮA SỐ MOL H₂O, CO₂ VỚI SỐ MOL CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY

HIĐROCACBON
Tên hiđrocacbon	Độ bất bão hòa k	Công thức phân tử tổng quát CnH2n+2-2k	Mối quan hệ giữa số mol H2O, CO2 và số mol hợp chất hữu cơ trong phản ứng đốt cháy
Ankan	k = 0	CnH2n+2
Xicloankan hoặc Anken	k = 1	CnH2n
Ankađien hoặc Ankin	k = 2	CnH2n-2
Benzen và Ankylbenzen	k = 4	CnH2n-6
DẪN XUẤT CHỨA OXI CỦA HIĐROCACBON
Tên dẫn xuất	Độ bất bão hòa k	Công thức phân tử tổng quát CnH2n+2-2kOx	Mối quan hệ giữa mol H2O, mol CO2 và mol hợp chất hữu cơ trong phản ứng đốt cháy
Ancol no, đơn chức, mạch hở hoặc ete no, đơn chức, mạch hở	k = 0, x = 1	CnH2n+2O
Ancol no, đa chức, mạch hở	k = 0, x2	CnH2n+2Ox
Ancol không no, phân tử có 1 liên kết C=C, mạch hở, đơn chức	k = 1, x = 1	CnH2nO
Anđehit no, đơn chức, mạch hở hoặc xeton no, đơn chức, mạch hở	k = 1, x = 1	CnH2nO
Anđehit không no, có 1 liên kết C=C đơn chức, mạch hở, có 1 liên kết C=C hoặc xeton no, đơn chức, mạch hở	k = 2, x = 1	CnH2n-2O
Axit no, đơn chức, mạch hở hoặc este no, đơn chức, mạch hở	k = 1, x = 2	CnH2nO2
Axit không no, có 1 liên kết C=C, đơn chức, mạch hở hoặc este không no, có 1 liên kết C=C, đơn chức, mạch hở	k = 2, x = 1	CnH2n-2O2
DẪN XUẤT CHỨA NITƠ, OXI CỦA HIĐROCACBON
Tên dẫn xuất	Độ bất bão hòa k	Công thức phân tử tổng quát CnH2n+2-2k+tOxNt	Mối quan hệ giữa mol H2O, mol CO2 và mol hợp chất hữu cơ trong phản ứng đốt cháy
Amin no, đơn chức, mạch hở	k = 0, x = 0, t = 1	CnH2n+3N
Amino axit no, mạch hở, phân tử có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH­2	k = 1, x = 2, t = 1	CnH2n+1O2N
Đipeptit tạo bởi amino axit no, mạch hở, phân tử có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH­2	k = 2, x = 3, t = 2	CnH2nO3N2
Tripeptit tạo bởi amnino axit no, mạch hở, phân tử có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH­2	k = 3, x = 4, t = 3	CnH2n-1O4N3
Tetrapeptit tạo bởi amnino axit no, mạch hở, phân tử có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH­2	k = 4, x = 5, t = 4	CnH2n-2O5N4

IV. PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ CÁC VÍ DỤ MINH HỌA

Sử dụng mối liên hệ giữa độ bất bão hòa k với số mol của hợp chất hữu cơ và số mol CO₂, H₂O, giúp ta giải nhanh các dạng bài tập liên quan đến phản ứng đốt cháy hợp chất hữu cơ.

1. Đốt cháy hiđrocacbon

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon (tỉ lệ số mol 1 : 1) có công thức đơn giản nhất khác nhau, thu được 2,2 gam CO₂ và 0,9 gam H₂O. Các chất trong X là

A. một anken và một ankin. B. hai ankađien.

C. hai anken. D. một ankan và một ankin.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)

Hướng dẫn giải

● Cách 1 : Nhận xét đánh giá

Vì hai hiđrocacbon có công thức đơn giản nhất khác nhau nên chúng thuộc các dãy đồng đẳng khác nhau. Loại phương án B và C.

Theo giả thiết, khi đốt cháy X, thu được

Đốt cháy anken, thu được .

Đốt cháy ankan, thu được .

Đốt cháy ankin, thu được .

Nên khi đốt cháy hỗn hợp gồm 1anken và 1 ankin thì (loại A).

Vậy đáp án đúng là D.

● Cách 2 : Dựa vào độ bất bão hòa

Vì hai hiđrocacbon có công thức đơn giản nhất khác nhau nên chúng thuộc các dãy đồng đẳng khác nhau. Loại phương án C và B.

Đặt công thức trung bình của hai hiđrocacbon là .

Ta có : Loại A vì đối với hỗn hợp anken và ankin thì .

Vậy hỗn hợp hai chất trong X gồm

Ví dụ 2: Khi đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp khí gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈ (đktc) thu được 44 gam CO₂ và 28,8 gam H₂O. Giá trị của V là :

A. 8,96. B. 11,20. C. 13,44. D. 15,68.

Hướng dẫn giải

CH₄, C₂H₆, C₃H₈ đều là ankan.

Khi đốt cháy ankan, ta có :

Ví dụ 3: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀ (đktc) thu được 16,8 lít khí CO₂ (đktc) và x gam H₂O. Giá trị của x là :

A. 6,3. B. 13,5. C. 18,0. D. 19,8.

Hướng dẫn giải

CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀ đều là ankan.

Khi đốt cháy ankan, ta có : .

Vậy

Ví dụ 4: Để oxi hóa hoàn toàn m gam một hiđrocacbon X cần 17,92 lít O₂ (đktc), thu được 11,2 lít CO₂ (đktc). CTPT của X là :

A. C₃H₈. B. C₄H₁₀. C. C₅H₁₂. D. C₂H₆.

Hướng dẫn giải

Theo bảo toàn nguyên tố O, ta có :

.

Số C của ankan là :

 

O2 Education gửi các thầy cô link download file pdf đầy đủ

PP8 – KHAI THÁC ĐỘ BẤT BÃO HÒA

 

Xem thêm

Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học

Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết

Phương pháp bảo toàn electron

CHUYÊN ĐỀ 5: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON

I. Phương pháp bảo toàn electron

1. Nội dung phương pháp bảo toàn electron

– Cơ sở của phương pháp bảo toàn electron là định luật bảo toàn electron : Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số electron mà các chất khử nhường luôn bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận.

– Hệ quả của của định luật bảo toàn electron :

● Hệ quả 1 : Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số mol electron mà các chất khử nhường luôn bằng tổng số mol electron mà các chất oxi hóa nhận.

● Hệ quả 2 : Đối với những bài tập liên quan đến phản ứng oxi hóa – khử, nếu số mol electron mà chất khử nhường lớn hơn số mol electron mà chất oxi hóa nhận thì chất khử dư và ngược lại.

– Phương pháp bảo toàn electron là phương pháp giải bài tập hóa học sử dụng các hệ quả của định luật bảo toàn electron.

2. Ưu điểm của phương pháp bảo toàn electron

a. Xét các hướng giải bài tập sau :

Câu 40 – Mã đề 359: Dẫn luồng khí CO đi qua hỗn hợp gồm CuO và Fe₂O₃ nung nóng, sau một thời gian thu được chất rắn X và khí Y. Cho Y hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH)₂ dư, thu được 29,55 gam kết tủa. Chất rắn X phản ứng với dung dịch HNO₃ dư thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của V là :

A. 2,24. B. 4,48. C. 6,72 . D. 3,36.

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B năm 2012)

Hướng dẫn giải

● Cách 1 : Giải theo phương pháp thông thường – Tính toán theo phương trình phản ứng

Chất rắn X có thể gồm các chất : Cu, Fe, (Fe₂O₃ và CuO) dư; Y là khí CO₂ và có thể còn CO dư.

Gọi số mol của CuO và Fe₂O₃ bị khử bởi CO lần lượt là x và y mol.

Các phản ứng xảy ra :

CO + CuO Cu + CO₂ (1)

mol: x x x

3CO + Fe₂O₃ 2Fe + 3CO₂ (2)

mol: y 2y 3y

CuO + 2HNO₃ Cu(NO₃)₂ + H₂O (3)

Fe₂O₃ + 6HNO₃ 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O (4)

3Cu + 8HNO₃ 3Cu(NO₃)₃ + 2NO + 4H₂O (5)

mol: x

Fe + 4HNO₃ Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O (6)

mol: 2y 2y

CO₂ + Ba(OH)₂ BaCO₃ + H₂O (7)

mol: (x+3y) (x+3y)

Theo các phương trình phản ứng và giả thiết, ta có :

● Cách 2 : Sử dụng phương pháp bảo toàn electron

Sơ đồ phản ứng :

Sau phản ứng chỉ có C và N thay đổi số oxi hóa. Vậy chất khử là CO và chất oxi hóa là HNO₃.

Quá trình oxi hóa – khử :

Quá trình oxi hóa	Quá trình khử
(1) (1) là quá trình oxi hóa, sản phẩm sinh ra trong quá trình oxi hóa gọi là sản phẩm oxi hóa (CO2).	(2) (2) là quá trình khử, sản phẩm sinh ra trong quá trình khử gọi là sản phẩm khử (NO).

Theo bảo toàn nguyên tố C và bảo toàn electron, ta có :

b. Kết luận :

So sánh 2 cách giải ở trên, ta thấy : Phương pháp bảo toàn electron có ưu điểm là trong quá trình làm bài tập thay vì phải viết phương trình phản ứng, học sinh chỉ cần lập sơ đồ phản ứng, tính toán đơn giản và cho kết quả nhanh.

Như vậy, nếu sử dụng phương pháp bảo toàn electron một cách hiệu quả thì có thể tăng đáng kể tốc độ làm bài so với việc sử dụng phương pháp thông thường. Đây là điều rất có ý nghĩa đối với các em học sinh trong quá trình làm bài thi trắc nghiệm.

3. Phạm vi áp dụng :

Phương pháp bảo toàn electron có thể giải quyết được hầu hết các bài tập liên quan đến phản ứng oxi hóa – khử trong hóa vô cơ và một số bài tập trong hóa hữu cơ.

Một số dạng bài tập thường dùng phương pháp bảo toàn electron :

+ Kim loại tác dụng với phi kim, với dung dịch muối, với dung dịch axit.

+ Hỗn hợp Fe và các oxit của nó tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc hoặc dung dịch HNO₃.

+ Muối Fe²⁺, muối phản ứng với dung dịch KMnO₄/H⁺, K₂Cr₂O₇/H⁺.

+ Khử oxit kim loại bằng khí CO, H₂; phản ứng nhiệt nhôm.

+ Phản ứng điện phân dung dịch chất điện ly.

4. Bảng tính nhanh số mol electron cho, nhận (số electron trao đổi)

Từ ví dụ ở trên, ta thấy có thể tính nhanh số mol electron trao đổi như sau :

– Số mol electron mà chất khử nhường = số electron chất khử nhường số mol chất khử = số electron chất khử nhường số mol sản phẩm oxi hóa.

– Số mol electron mà chất oxi hóa nhận = số electron chất oxi hóa nhận số mol chất oxi hóa = số electron chất oxi hóa nhận số mol sản phẩm khử.

Bảng tính nhanh số electron trao đổi trong một số quá trình oxi hóa – khử thường gặp

Quá trình oxi hóa	Quá trình khử	Số mol electron trao đổi
(M là kim loại, n là số electron nhường)		hoặc
(X là Cl, Br, I)		hoặc
		hoặc
		hoặc
(m, n là số oxi hóa, n < m) Ví dụ :		hoặc hoặc
(m, n là số oxi hóa, n < m) Ví dụ :		hoặc hoặc
		hoặc
		hoặc (*)
		hoặc (*)
		hoặc (*)
	(a, b là số oxi hóa của Mn, a > b) Ví dụ :	hoặc hoặc
	(a, b là số oxi hóa của Cr, a > b) Ví dụ :	hoặc hoặc

(*) chỉ đúng cho trường hợp chất khử là kim loại.

Đối với các quá trình oxi hóa – khử khác ta tính tương tự.

* Bổ sung kiến thức: Viết bán phản ứng oxi hóa – khử trong môi trường axit

Ví dụ: Viết quá trình khử của phản ứng sau :

Cu + H⁺ + Cu²⁺ + NO + H₂O

● Cách 1 : Bảo toàn nguyên tố N, O và H

Bước 1: Viết : + 3e NO (1)

Bước 2: Số nguyên tử N ở hai vế của (1) đã bằng nhau. Vế phải thiếu 2O nên thêm 2H₂O vào vế phải để bảo toàn O, và để bảo toàn H thì phải thêm 4H⁺ vào vế trái :

4H⁺ + + 3e NO + 2H₂O

● Cách 2 : Bảo toàn N, bảo toàn điện tích và bảo toàn H.

Bước 1 : Viết : + 3e NO (1)

Bước 2: Số nguyên tử N ở hai vế của (1) đã bằng nhau. Quan sát thấy ở vế trái, tổng điện tích là 4- (điện tích của 1 ion là 1-, điện tích của 3e là 3-), trong khi đó tổng điện tích ở vế phải là 0. Để cân bằng điện tích với vế phải, ta thêm 4H⁺ (ứng với điện tích là 4+) vào vế trái. Để bảo toàn H ta thêm 2H₂O vào vế phải :

4H⁺ + + 3e NO + 2H₂O

Nếu viết bán phản ứng khử trong môi trường kiềm thì nên sử dụng cách 2.

II. Phân dạng bài tập và các ví dụ minh họa

1. Dạng 1: Tính lượng chất trong phản ứng oxi hóa – khử

O2 Education gửi các thầy cô link download file pdf đầy đủ

PP5 – BẢO TOÀN ELECTRON

 

Xem thêm

Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học

Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết

Phương pháp bảo toàn điện tích

CHUYÊN ĐỀ 4: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

I. Phương pháp bảo toàn điện tích

1. Nội dung phương pháp bảo toàn điện tích

– Cơ sở của phương pháp bảo toàn điện tích là định luật bảo toàn điện tích : Trong một hệ cô lập điện tích được bảo toàn.

Suy ra trong phân tử hợp chất ion hoặc dung dịch chất điện li, tổng giá trị điện tích dương bằng tổng giá trị điện tích âm.

– Hệ quả của của định luật bảo toàn điện tích :

● Hệ quả 1 :

Trong dung dịch : Tổng giá trị điện tích dương số mol ion dương = Tổng giá trị điện tích âm số mol ion âm.

Ví dụ : Dung dịch X có a mol Mg²⁺, b mol Na⁺, c mol , d mol , e mol . Tìm mối quan hệ về số mol của các ion trong X.

Theo hệ quả 1 của định luật bảo toàn điện tích, ta có :

● Hệ quả 2 :

Trong phản ứng trao đổi : Tổng giá trị điện tích dương số mol ion dương phản ứng = Tổng giá trị điện tích âm số mol ion âm phản ứng.

Ví dụ : Cho từ từ V lít dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa Na₂CO₃ 1M và KHCO₃ 0,5M đến khi không còn khí thoát ra thì dừng lại. Tính V.

Theo giả thiết, ta có :

Bản chất phản ứng là ion H⁺ tác dụng hoàn toàn với các ion và , giải phóng khí CO₂.

Áp dụng hệ quả 2 của định luật bảo toàn điện tích, ta có :

● Hệ quả 3 :

Khi thay thế ion này bằng ion khác : Số mol ion ban đầu giá trị điện tích của nó = Số mol ion thay thế giá trị điện tích của nó.

Ví dụ : Cho 0,075 mol Fe₂O₃ phản ứng hoàn toàn với 150 ml dung dịch HCl aM. Tính a.

Theo bảo toàn nguyên tố O, ta có :

Fe₂O₃ phản ứng với HCl tạo ra FeCl₃. Như vậy, ion trong Fe₂O₃ đã được thay thế bằng ion nên

Suy ra :

Phương pháp bảo toàn điện tích là phương pháp giải bài tập hóa học sử dụng các hệ quả của định luật bảo toàn điện tích.

2. Ưu điểm của phương pháp bảo toàn điện tích

a. Xét các hướng giải bài tập sau :

Câu 30 – Mã đề 384: Cho hỗn hợp K₂CO₃ và NaHCO₃ (tỉ lệ mol 1 : 1) vào bình dung dịch Ba(HCO₃)₂ thu được kết tủa X và dung dịch Y. Thêm từ từ dung dịch HCl 0,5M vào bình đến khi không còn khí thoát ra thì hết 560 ml. Biết toàn bộ Y phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 1M. Khối lượng kết tủa X là

A. 3,94 gam. B. 7,88 gam. C. 11,28 gam. D. 9,85 gam.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2012)

Hướng dẫn giải

● Cách 1 : Phương pháp thông thường – Tính toán theo phương trình phản ứng

Đặt

Theo giả thiết :

Kết tủa X là BaCO₃, dung dịch Y chứa các ion K⁺, Na⁺, , ngoài ra còn có thể có Ba²⁺ hoặc .

Phản ứng xảy ra khi cho hỗn hợp NaHCO₃ và K₂CO₃ vào bình chứa Ba(HCO₃)₂ :

+ Ba²⁺ BaCO₃ (1)

Phản ứng xảy ra khi tiếp tục cho HCl vào bình đến khi không còn khí thoát ra :

H⁺ + H₂O + CO₂ (2)

2H⁺ + H₂O + CO₂ (3)

2H⁺ + BaCO₃ Ba²⁺ + H₂O + CO₂ (4)

Phản ứng xảy ra khi cho NaOH vào dung dịch Y :

+ + H₂O (5)

Từ giả thiết và các phản ứng (2), (3), (4) ta thấy :

Từ giả thiết và (5) ta thấy số mol phản ứng là :

Từ (*) và (**) suy ra : x = 0,04; y = 0,08.

Do

● Cách 2 : Phương pháp bảo toàn điện tích (vẫn sử dụng cách gọi số mol như trên) :

Sơ đồ phản ứng :

Để lập được phương trình như ở trên, ta có thể đi theo 1 trong 2 hướng như sau:

* Hướng 1 : Áp dụng bảo toàn điện tích trong dung dịch sau phản ứng

Theo sơ đồ phản ứng ta thấy : Sau khi cho HCl phản ứng vừa hết với các chất trong bình thì dung dịch thu được chứa các ion K⁺, Na⁺, Ba²⁺ và

Áp dụng bảo toàn điện tích trong dung dịch sau phản ứng, ta có :

* Hướng 2 : Áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng

Bản chất của phản ứng giữa các cặp ion trái dấu là tạo ra những chất kết tủa, bay hơi, điện li yếu trung hòa về điện. Phản ứng của HCl với các chất ở trong bình là phản ứng của H⁺ với các ion (nằm trong kết tủa và có thể cả trong dung dịch) và trong dung dịch nên ta có :

Khi cho dung dịch Y phản ứng với dung dịch NaOH thì chỉ có ion phản ứng với ion tạo ra .

+ + H₂O

Suy ra :

Vậy ta có :

Do

b. Nhận xét :

Với cách 1 : Viết nhiều phản ứng (mặc dù đã sử dụng phản ứng ở dạng ion rút gọn – phản ứng thể hiện rõ nét nhất bản chất phản ứng), mối liên quan về số mol các chất được tính toán dựa trên phản ứng. Tuy dễ hiểu nhưng phải trình bày dài dòng, mất nhiều thời gian, chỉ phù hợp với hình thức thi tự luận trước đây.

Với cách 2 : Mối liên quan về số mol các chất được tính toán trực tiếp dựa vào sự bảo toàn điện tích nên không phải viết phương trình phản ứng.

Ở cách 1, (*) được thiết lập dựa vào phản ứng ion rút gọn. Ở cách 2, (*) được thiết lập dựa vào bảo toàn điện tích. Từ đó suy ra : Sử dụng phương trình ion rút gọn là đã gián tiếp sử dụng bảo toàn điện tích.

c. Kết luận :

So sánh 2 cách giải ở trên, ta thấy : Phương pháp bảo toàn điện tích có ưu điểm là trong quá trình làm bài tập thay vì phải viết phương trình phản ứng, học sinh chỉ cần lập sơ đồ phản ứng, tính toán đơn giản dựa vào sự bảo toàn điện tích và cho kết quả nhanh.

Như vậy : Nếu sử dụng phương pháp bảo toàn điện tích một cách hiệu quả thì có thể tăng đáng kể tốc độ làm bài so với việc sử dụng phương pháp thông thường là viết phương trình phản ứng ở dạng phân tử hoặc bản chất hơn là viết phương trình ion rút gọn.

3. Phạm vi áp dụng :

Phương pháp bảo toàn điện tích có thể giải quyết được nhiều dạng bài tập liên quan đến phản ứng trong hóa vô cơ, có thể là phản ứng oxi hóa – khử hoặc phản ứng không oxi – hóa khử.

Một số dạng bài tập thường dùng bảo toàn điện tích là :

+ Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện ly.

+ Khí CO₂ tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp các bazơ.

+ Cho từ từ dung dịch axit vào dung dịch chứa ion hoặc chứa đồng thời các ion .

+ Dung dịch axit tác dụng với dung dịch chứa ion .

+ Phản ứng của kim loại, oxit, muối,… với dung dịch axit có tính oxi hóa hoặc không có tính oxi hóa.

Để sử dụng thành thạo bảo toàn điện tích trong phản ứng, cần phải hiểu được bản chất của phản ứng. Dưới đây là bảng tổng kết các phản ứng trao đổi ion thường gặp và biểu thức bảo toàn điện tích trong phản ứng.

Phản ứng trao đổi (không cần quan tâm đến hệ số cân bằng)	Bảo toàn điện tích trong phản ứng
Ba2+ + BaCO3 (Có thể thay ion Ba2+ bằng Ca2+, Mg2+; thay ion bằng )
Ba2+ + BaSO4
Ag+ + AgCl (Có thể thay ion bằng ion )
Ag+ + CuS (Có thể thay ion Ag+ bằng ion Pb2+, Cu2+)
Ag+ + Ag3PO4 (Có thể thay ion Ag+ bằng ion Ca2+, Mg2+, Ba2+)
Al3+ + + H2O CO2 + Al(OH)3 (Có thể thay ion Al3+ bằng ion Fe3+)
H+ + H2O
NH4+ + NH3 + H2O
Mn+ + M(OH)n (M là kim loại từ Mg đến Cu)
+ + H2O (Đối với các ion , phản ứng cũng xảy ra tương tự)
+ 2H+ dư CO2 + H2O
+ H+ CO2 + H2O

 

O2 Education gửi các thầy cô link download file pdf đầy đủ

PP4 – BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

 

Xem thêm

Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học

Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết

Tổng hợp 23 phương pháp giải bài tập môn hoá học

 

Mời các thầy cô truy cập vào các link sau để xem chi tiết và download file các phương pháp giải bài tập môn hoá học

 

PP1 – Bảo toàn nguyên tố

PP2 – Bảo toàn khối lượng

PP3 – Tăng giảm khối lượng

PP4 – Bảo toàn điện tích

PP5 – Bảo toàn electron

PP6 – Đồ thị

PP7 – Quy đổi

PP8 – Khai thác độ bất bão hoà

PP9 – Đường chéo

PP10 – Sử dụng hỗn hợp ảo

PP11 – Phương pháp trung bình

PP12 – Tự chọn lượng chất

PP13 – Tìm khoảng giới hạn

PP14 – Vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn

PP15 – Phân tích đánh giá

PP16 – Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối

PP17 – Quy đổi peptit

PP18 – Bài tập phản ứng tạo muối amoni

PP19 – Bài tập điện phân

PP20 – Quy đổi oxit nitơ

PP21 – Quy đổi gốc axit

PP22 – Quy đổi este

PP23 – Đồng đẳng hoá

PP 24 – Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ

PP25 – Tổng hợp kĩ thuật phương pháp giải bài tập peptit đầy đủ chi tiết

Giải bài tập chất béo theo phương pháp dồn chất

Tổng hợp 50+ bài tập chất béo có lời giải chi tiết

 

• Tư duy NAP về tính bất biến của kim loại
• Tư duy NAP về tính bất biến của hỗn hợp chứa hợp chất
• Tư duy NAP đi tắt đón đầu kết hợp với các định luật bảo toàn
• Tư duy NAP phân chia nhiệm vụ H+
• Vận dụng linh hoạt và liên hoàn các định luật bảo toàn
• Bài toán vận dụng tư duy điền số điện tích có lời giải chi tiết

 

• Bài toán đồ thị cơ bản trong hóa học có lời giải chi tiết
• Bài toán đồ thị nâng cao có lời giải chi tiết
• Bài toán nhỏ từ từ H+ vào dung dịch HCO3- và CO32- có lời giải chi tiết
• Bài toán khử oxit kim loại bằng H2 CO hoặc C có lời giải chi tiết
• Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối có lời giải chi tiết
• Bài toán kim loại tác dụng với axit HCl H2SO4 có lời giải chi tiết
• Bài toán hỗn hợp Na K Ca Ba và oxit tác dụng với nước có lời giải chi tiết
• Bài toán hỗn hợp Al Na K Ca Ba tác dụng với nước có lời giải chi tiết
• Bài toán CO2 SO2 tác dụng với dung dịch kiềm có lời giải chi tiết
• Lý thuyết và bài tập điện phân có lời giải chi tiết
• Lý thuyết và bài tập kim loại tác dụng với axit HNO3 có lời giải chi tiết

 

Phương pháp giải bài tập cho HS lớp 10

• Phương pháp bảo toàn nguyên tố cho HS lớp 10
• Phương pháp bảo toàn khối lượng cho HS lớp 10
• Phương pháp tăng giảm khối lượng cho HS lớp 10

 

Các thầy cô và các em có thể xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

• Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
• Lý thuyết và bài tập điện phân có lời giải chi tiết
• Lý thuyết và bài tập kim loại tác dụng với axit HNO3 có lời giải chi tiết
• Tổng hợp bài tâp phương pháp dồn chất xếp hình
• 100 câu lý thuyết đếm hóa hữu cơ lớp 12 thi TN THPT
• 200 câu lý thuyết đếm hóa học lớp 12 có đáp án ôn thi TN THPT
• Tổng hợp kĩ thuật phương pháp giải bài tập peptit đầy đủ chi tiết
• Tổng hợp bài tập hữu cơ hay và khó có lời giải chi tiết
• Biện luận công thức phân tử muối amoni hữu cơ đầy đủ chi tiết
• Giải bài tập chất béo theo phương pháp dồn chất
• Tổng hợp 50+ bài tập chất béo có lời giải chi tiết
• Tổng hợp bài tập vô cơ hay và khó có lời giải chi tiết
• Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học
• Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết
• Tổng hợp đề thi HSG lớp 12 môn hoá học
• Tổng hợp đề thi giữa học kì 1 môn hóa cả 3 khối 10 11 12
• Tổng hợp đề thi học kì 1 lớp 12 môn hóa học
• Tổng hợp đề thi học kì 1 lớp 11 môn hóa học
• Tổng hợp đề thi học kì 1 lớp 10 môn hóa học
• Tổng hợp đề thi giữa học kì 2 cả ba khối 10 11 12
• Tổng hợp đề thi học kì 2 lớp 12 môn hóa học
• Tổng hợp đề thi học kì 2 lớp 11 môn hóa học
• Tổng hợp đề thi học kì 2 lớp 10 môn hoá học
• Tổng hợp các chuyên đề hóa học lớp 10
• Tổng hợp các chuyên đề hóa học lớp 11
• Tổng hợp các chuyên đề hóa học lớp 12
• Tổng hợp 23 phương pháp giải bài tập môn hóa học
• Tư duy NAP về tính bất biến của kim loại
• Tư duy NAP về tính bất biến của hỗn hợp chứa hợp chất
• Tư duy NAP đi tắt đón đầu kết hợp với các định luật bảo toàn
• Tư duy NAP phân chia nhiệm vụ H+
• Vận dụng linh hoạt và liên hoàn các định luật bảo toàn
• 30+ bài toán nhiệt nhôm có lời giải chi tiết
• Các dạng toán nâng cao về sắt và các hợp chất của sắt
• Bài toán hỗn hợp kết tủa của BaCO3 và Al(OH)3 có lời giải chi tiết
• Bài toán đồ thị nâng cao có lời giải chi tiết
• Bài toán nhỏ từ từ H+ vào dung dịch HCO3- và CO32- có lời giải chi tiết
• Bài toán vận dụng tư duy điền số điện tích có lời giải chi tiết
• Bài toán khử oxit kim loại bằng H2 CO hoặc C có lời giải chi tiết
• Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối có lời giải chi tiết
• Bài toán kim loại tác dụng với axit HCl H2SO4 có lời giải chi tiết
• Bài toán hỗn hợp Na K Ca Ba và oxit tác dụng với nước có lời giải chi tiết
• Bài toán hỗn hợp Al Na K Ca Ba tác dụng với nước có lời giải chi tiết
• Bài toán CO2 SO2 tác dụng với dung dịch kiềm có lời giải chi tiết
• Bài toán đồ thị cơ bản trong hóa học có lời giải chi tiết

Phương pháp bảo toàn nguyên tố

CHUYÊN ĐỀ 1: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ

I. Phương pháp bảo toàn nguyên tố

1. Nội dung phương pháp bảo toàn nguyên tố

– Cơ sở của phương pháp bảo toàn nguyên tố là định luật bảo toàn nguyên tố : Trong phản ứng hóa học, các nguyên tố được bảo toàn.

– Hệ quả của của định luật bảo toàn nguyên tố : Trong phản ứng hóa học, tổng số mol của một nguyên tố tham gia phản ứng bằng tổng số mol nguyên tố đó tạo thành sau phản ứng.

Ví dụ : Đốt cháy hoàn toàn 6 gam axit axetic cần vừa đủ V lít O₂ (đktc). Sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng NaOH dư, thấy khối lượng bình tăng m gam. Tính V và m ?

Các hướng tư duy để tính V và m :

* Hướng 1 : Dựa vào số mol của axit axetic (CH₃COOH) và phương trình phản ứng để tính số mol của O₂ cần dùng, số mol CO₂ và số mol H₂O tạo thành. Từ đó suy ra thể tích O₂ và khối lượng bình NaOH tăng.

Theo giả thiết :

Phương trình phản ứng :

CH₃COOH + 2O₂ 2CO₂ + 2H₂O

mol: 0,1 0,2 0,2 0,2

Theo phương trình và giả thiết, ta có :

* Hướng 2 : Dựa vào hệ quả của định luật bảo toàn nguyên tố và số mol axit CH₃COOH (0,1 mol) để tính số mol CO₂ và số mol H₂O tạo thành; số mol O₂ tham gia phản ứng. Từ đó suy ra thể tích O₂ và khối lượng bình NaOH tăng.

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với C và H, ta có :

Áp dụng bảo toàn nguyên tố O, ta có :

Suy ra :

– Phương pháp bảo toàn nguyên tố là phương pháp giải bài tập hóa học sử dụng hệ quả của định luật bảo toàn nguyên tố.

2. Ưu điểm của phương pháp bảo toàn nguyên tố

a. Xét các hướng giải bài tập sau :

Câu 25 – Mã đề 231: Dẫn V lít (đktc) hỗn hợp X gồm axetilen và hiđro có khối lượng là m gam đi qua ống sứ đựng bột niken nung nóng, thu được khí Y. Dẫn Y vào lượng dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃ thu được 12 gam kết tủa. Khí đi ra khỏi dung dịch phản ứng vừa đủ với 16 gam brom và còn lại khí Z. Đốt cháy hoàn toàn khí Z được 2,24 lít khí CO₂ (đktc) và 4,5 gam H₂O. Giá trị của V là:

A. 11,2. B. 13,44. C. 5,60. D. 8,96.

(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng khối A năm 2007)

Hướng dẫn giải

● Cách 1 : Phương pháp thông thường – Tính toán theo phương trình phản ứng

Theo giả thiết ta suy ra Y gồm H₂ dư, C₂H₂ dư, C₂H₄ và C₂H₆.

Số mol của các chất :

Phương trình phản ứng :

C₂H₂ + H₂ C₂H₄ (1)

mol: 0,1 0,1 0,1

C₂H₂ + 2H₂ C₂H₆ (2)

mol: 0,05 0,1 0,05

C₂H₂ + 2AgNO₃ + 2NH₃ C₂Ag₂ + 2NH₄NO₃ (3)

mol: 0,05 0,05

C₂H₆ + O₂ 2CO₂ + 3H₂O (4)

mol: 0,05 0,1 0,15

2H₂ + O₂ 2H₂O (5)

mol: 0,1 (0,25 – 0,15) = 0,1

Theo các phản ứng ta thấy :

● Cách 2 : Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với H, ta có :

b. Nhận xét :

Với cách 1 : Viết nhiều phản ứng, mối liên quan về số mol của các chất được tính toán dựa trên phản ứng. Tuy dễ hiểu nhưng phải trình bày dài dòng, mất nhiều thời gian, chỉ phù hợp với hình thức thi tự luận trước đây.

Với cách 2 : Mối liên quan về số mol của các chất được tính toán trực tiếp dựa vào sự bảo toàn các nguyên tố nên không phải viết phương trình phản ứng.

c. Kết luận :

So sánh 2 cách giải ở trên, ta thấy : Phương pháp bảo toàn nguyên tố có ưu điểm là trong quá trình làm bài tập học sinh không phải viết phương trình phản ứng, tính toán đơn giản dựa vào sự bảo toàn nguyên tố và cho kết quả nhanh hơn so với việc tính toán theo phương trình phản ứng.

Như vậy : Nếu sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố một cách hiệu quả thì có thể tăng đáng kể tốc độ làm bài so với việc sử dụng phương pháp thông thường.

3. Phạm vi áp dụng :

Phương pháp bảo toàn nguyên tố có thể giải quyết được nhiều dạng bài tập liên quan đến phản ứng trong hóa vô cơ cũng như trong hóa hữu cơ.

Một số dạng bài tập thường dùng bảo toàn nguyên tố là :

+Ion Al³⁺, Zn²⁺ tác dụng với dung dịch kiềm (NaOH, Ba(OH)₂,…).

+ Khí CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm.

+ Tính số mol HNO₃, H₂SO₄ tham gia phản ứng.

+ Đốt cháy hợp chất, thường là hợp chất hữu cơ.

+ Thủy phân không hoàn toàn peptit.

4. Bảng tính nhanh số mol nguyên tố, nhóm nguyên tố trong phản ứng

Từ ví dụ ở trên ta thấy : Có thể tính nhanh số mol nguyên tố, nhóm nguyên tố như sau :

Số mol nguyên tố X hoặc nhóm nguyên tố X = số nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử X trong đơn chất, hợp chất số mol chất đó.

Bảng tính nhanh số mol nguyên tố, nhóm nguyên tố

Chất	Số mol chất	Số mol nguyên tố, nhóm nguyên tố
Ba(OH)2
H2SO4
Fe2(SO4)3
Al2O3
CxHyOzNt
Ala-Ala-Ala
Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val

Đối với các chất khác ta tính tương tự.

II. Phân dạng bài tập và các ví dụ minh họa

1. Dạng 1: Tính lượng chất trong phản ứng

Phương pháp giải

– Bước 1 : Lập sơ đồ phản ứng biểu diễn quá trình chuyển hóa giữa các chất, để thấy rõ bản chất hóa học của bài toán.

– Bước 2 : Nhận dạng nhanh phương pháp giải bài tập : Khi gặp bài tập mà giữa lượng chất cần tính và lượng chất đề bài cho đều có chứa cùng 1 nguyên tố hay một nhóm nguyên tố thì ta nên dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố.

– Bước 3 : Xác định áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với nguyên tố, nhóm nguyên tố nào.

– Bước 4 : Thiết lập phương trình bảo toàn nguyên tố. Ngoài ra, kết hợp với các giả thiết khác để lập các phương trình toán học có liên quan. Từ đó suy ra lượng chất cần tính.

PS :

– Trong phương pháp bảo toàn nguyên tố, nếu xác định sai hoặc thiếu các chất chứa nguyên tố mà ta sử dụng để tính lượng chất thì bảo toàn nguyên tố không còn đúng nữa.

► Các ví dụ minh họa ◄

a. Phản ứng một giai đoạn

Ví dụ 1: Điện phân nóng chảy Al₂O₃ với các điện cực bằng than chì, thu được m kilogam Al ở catot và 89,6 m³ (đktc) hỗn hợp khí X ở anot. Tỉ khối của X so với H₂ bằng 16,7. Cho 1,12 lít X (đktc) phản ứng với dung dịch Ca(OH)₂ dư, thu được 1,5 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

A. 115,2. B. 82,8 . C. 144,0. D. 104,4.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013)

Hướng dẫn giải

● Bước 1 : Lập sơ đồ phản ứng :

Trong phản ứng điện phân nóng chảy Al₂O₃ với các điện cực làm bằng than chì (C), Al sinh ra ở catot, O₂ sinh ra ở anot và như vậy anot sẽ bị O₂ oxi hóa thành CO, CO₂, ngoài ra vẫn có thể còn O₂ dư.

Sơ đồ phản ứng :

CO₂ + CaCO₃ CaCO₃ + H₂O

● Bước 2 : Nhận dạng nhanh phương pháp giải bài tập

Bài tập yêu cầu tính khối lượng của Al khi điện phân nóng chảy oxit Al₂O₃, trong khi lại cho thông qua thông tin về số mol của CO₂, CO, O₂. Nhận thấy : Giữa hỗn hợp (CO, CO₂, O₂) và Al₂O₃ đều có chứa nguyên tố O; Giữa Al và Al₂O₃ đều có nguyên tố Al. Đây là dấu hiệu chứng tỏ bài tập này sẽ sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố.

● Bước 3 : Xác định áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với nguyên tố, nhóm nguyên tố nào

Dựa vào giả thiết tính được số mol của CO₂, CO, O₂. Từ đó tính được số mol của Al₂O₃ dựa vào bảo toàn nguyên tố O. Biết được số mol của Al₂O₃ sẽ tính được số mol của Al dựa vào bảo toàn nguyên tố Al.

● Bước 4 : Thiết lập phương trình bảo toàn nguyên tố. Từ đó suy ra lượng chất cần tính.

Theo giả thiết, ta có :

Thay (3) vào (1), (2), ta được hệ hai phương trình hai ẩn. Giải hệ phương trình ta có :

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với O và Al, ta có :

Ví dụ 2: Đốt 5,6 gam Fe trong không khí, thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho toàn bộ X tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng (dư), thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:

A. 18,0. B. 22,4. C. 15,6. D. 24,2.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)

Hướng dẫn giải

Vì dung dịch HNO₃ dư nên Fe phản ứng hết, muối sắt tạo thành là Fe(NO₃)₃.

Giữa lượng chất cần tính là khối lượng Fe(NO₃)₃ và lượng chất đã biết là Fe đều có nguyên tố Fe, nên áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với Fe, ta có :

● Xét bài tập sau : Sục hoàn toàn khí CO₂ vào dung dịch Ba(OH)₂, tạo ra cả hai muối Ba(HCO₃)₂ và BaCO₃. Tìm mối quan hệ về số mol của CO₂, Ba(OH)₂ và BaCO₃.

Hướng dẫn giải

Theo bảo toàn nguyên tố đối với C và Ba, ta có :

Nếu thay bằng Ca(OH)₂ thì ta có :

● Bây giờ ta sẽ sử dụng kết quả trên để giải bài tập ở ví dụ 3 :

Ví dụ 3: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO₂ (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)₂ nồng độ a mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là:

A. 0,032. B. 0,048. C. 0,06. D. 0,04.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)

Hướng dẫn giải

Vì nên phản ứng còn tạo ra cả muối Ba(HCO₃)₂ và BaCO₃.

Từ kết quả trên, ta có :

Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn V lít CO₂ (đktc) vào bình đựng 200 ml dung dịch X gồm NaOH 1M và Na₂CO₃ 0,5M, thu được dung dịch Y. Kết tinh dung dịch Y (chỉ làm bay hơi nước) thu được 19,9 gam chất rắn khan. Giá trị V là:

A. 2,24. B. 3,36. C. 5,6. D. 1,12.

(Đề thi thử đại học lần 5 – THPT Chuyên – Đại học SPHN, năm học 2011 – 2012)

Hướng dẫn giải

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với Na ta thấy :

Nếu trong dung dịch Y chỉ có Na₂CO₃ thì số mol Na₂CO₃ là 0,2 mol, khi đó khối lượng chất rắn là 21,2 gam; nếu Y chỉ chứa NaHCO₃ thì số mol NaHCO₃ là 0,4 mol, khi đó khối lượng chất rắn là 33,6; còn nếu Y chứa cả hai muối thì khối lượng chất rắn thuộc khoảng (21,2 ; 33,6). Trên thực tế khối lượng chất rắn chỉ là 19,9 gam nên xảy ra trường hợp NaOH dư. Như vậy chất rắn gồm NaOH dư và Na₂CO₃.

Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố Na, ta có :

Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, ta có :

● Xét bài tập sau : Cho dung dịch chứa ion vào dung dịch chứa ion Al³⁺, sau phản ứng thấy kết tủa Al(OH)₃ đã bị tan một phần. Tìm mối liên hệ về số mol giữa các ion , Al³⁺ và kết tủa Al(OH)₃.

Hướng dẫn giải

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với Al và bảo toàn nhóm , ta có :

Nếu thay ion Al³⁺ bằng ion Zn²⁺, ta có :

● Bây giờ ta sẽ vận dụng kết quả trên để giải bài tập ở các ví dụ 5, 6 :

Ví dụ 5: Cho 200 ml dung dịch AlCl₃ 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam. Giá trị lớn nhất của V là:

A. 1,2. B. 1,8. C. 2,4. D. 2.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007)

Hướng dẫn giải

Vì nên còn một phần ion nhôm nằm trong dung dịch sau phản ứng.

Phản ứng có thể xảy ra theo hai hướng khác nhau :

Theo hướng (1) : AlCl₃ dư, nên lượng NaOH dùng trong trường hợp này là ít nhất.

Theo hướng (2) : AlCl₃ chuyển hết vào kết tủa Al(OH)₃, sau đó kết tủa bị hòa tan một phần. Trường hợp này lượng NaOH dùng nhiều nhất. Vậy ta phải tính lượng NaOH theo hướng (2).

Từ kết quả trên, ta có :

PS : Ở bài này, nếu đề chỉ nói “Giá trị của V là : …” thì phản ứng có thể xảy ra theo hướng (1) hoặc (2). Khi đó sẽ có hai giá trị của V thỏa mãn là V_(min) ứng với hướng (1) và V_(max) ứng với hướng (2).

Ví dụ 6: Hoà tan hoàn toàn m gam ZnSO₄ vào nước được dung dịch X. Nếu cho 110 ml dung dịch KOH 2M vào X thì thu được 3a gam kết tủa. Mặt khác, nếu cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thì thu được 2a gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 32,20. B. 24,15. C. 17,71. D. 16,10.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2010)

Hướng dẫn giải

Bản chất phản ứng :

Cho 110 ml KOH 2M (0,22 mol) vào dung dịch X (TN1), thu được 3a gam Zn(OH)₂. Cho 140 ml dung dịch KOH 2M (0,28 mol) vào dung dịch X (TN2), thu được 2a gam kết tủa. Chứng tỏ ở trường hợp (TN2) kết tủa đã bị hòa tan một phần. Ở TN1 kết tủa có thể bị hòa tan một phần hoặc chưa bị hòa tan.

Nếu ở TN1 kết tủa chưa bị hòa tan, áp dụng bảo toàn nhóm ở TN1 và sử dụng kết quả ở trên cho TN2, ta có :

Trường hợp này không thỏa mãn vì ở TN1 : nên kết tủa đã bị hòa tan.

Vậy ở TN1 kết tủa đã bị hòa tan một phần, vận dụng kết quả ở trên, ta có :

Ví dụ 7: Hòa tan hết hỗn hợp chứa 10 gam CaCO₃ và 17,4 gam FeCO₃ bằng dung dịch HNO₃ loãng, nóng. Số mol HNO₃ đã tham gia phản ứng là:

A. 0,8 mol. B. 0,5 mol. C. 0,7 mol. D. 0,2 mol.

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2011 – 2012)

Hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng :

FeCO₃ + CaCO₃ + HNO₃ Fe(NO₃)₃ + Ca(NO₃)₂ + NO + CO₂ + H₂O

Áp dụng bảo toàn nguyên tố Ca, Fe và bảo toàn electron, ta tính được số mol của Ca(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃ và NO. Sau đó áp dụng bảo toàn nguyên tố N, ta tính được số mol của HNO₃ :

Ví dụ 8: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,18 mol FeS₂ và a mol Cu₂S bằng dung dịch HNO₃ vừa đủ thu được dung dịch X chỉ chứa muối sunfat và V lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của V là:

A. 44,8 lít. B. 22,4 lít. C. 26,88 lít. D. 33,6 lít.

(Đề thi thử đại học lần 3 – THPT Chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2010 – 2011)

Hướng dẫn giải

Vì phản ứng chỉ tạo ra muối sunfat nên suy ra trong X có hai muối là CuSO₄ và Fe₂(SO₄)₃.

Sơ đồ phản ứng :

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với Cu, Fe, S, ta có :

Cu₂S + 2FeS₂ 2CuSO₄ + Fe₂(SO₄)₃

mol: 0,09 0,18 0,18 0,09

Áp dụng bảo toàn electron cho phản ứng của FeS₂ và Cu₂S với HNO₃, ta có :

Ví dụ 9: X là hỗn hợp 2 hiđrocacbon mạch hở, cùng dãy đồng đẳng. Để đốt cháy hết 2,8 gam X cần 6,72 lít O₂ (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư được m gam kết tủa. Giá trị m là:

A. 30 gam. B. 20 gam. C. 25 gam. D. 15 gam.

Hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng đốt cháy hai hiđrocacbon trong X :

Áp dụng bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố O cho phản ứng (1), ta có :

Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, ta có :

Ví dụ 10: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một axit cacboxylic đơn chức, cần vừa đủ V lít O₂ (ở đktc), thu được 0,3 mol CO₂ và 0,2 mol H₂O. Giá trị của V là:

A. 8,96. B. 11,2. C. 6,72. D. 4,48.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007)

Hướng dẫn giải

Công thức phân tử của axit cacboxylic đơn chức có dạng là C_xH_yO₂.

Sơ đồ phản ứng :

C_xH_yO₂ + O₂ CO₂ + H₂O (1)

Áp dụng bảo toàn nguyên tố O cho phản ứng (1), ta có :

 

O2 Education gửi các thầy cô link download file pdf đầy đủ

PP1 – BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ

 

Xem thêm

Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học

Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết