dàn âm thanh hội trường, âm thanh lớp học, âm thanh phòng họp, loa trợ giảng

Phương pháp bảo toàn electron

Phương pháp bảo toàn electron

CHUYÊN ĐỀ 5: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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 :

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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)

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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.

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

Các phản ứng xảy ra :

CO + CuO Cu + CO2 (1)

mol: x x x

3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 (2)

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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)

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

mol: x

Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (6)

mol: 2y 2y

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (7)

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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 :

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

(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).

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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 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.

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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.

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

+ 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.

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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.

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

(M là kim loại, n là số electron nhường)

hoặc

(X là Cl, Br, I)

hoặc

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

hoặc

hoặc

(m, n là số oxi hóa, n < m)

Ví dụ :

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

hoặc

hoặc

(m, n là số oxi hóa, n < m)

Ví dụ :

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

hoặc

hoặc

hoặc

hoặc (*)

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

hoặc (*)

hoặc (*)

(a, b là số oxi hóa của Mn, a > b)

Ví dụ :

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

hoặc

hoặc

(a, b là số oxi hóa của Cr, a > b)

Ví dụ :

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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.

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

* 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

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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.

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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.

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

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

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ

 

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

SGK, sách ôn thi, sách tham khảo giá rẻ


Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *