Áp dụng định luật BTKL trong việc giải quyết các bài toán Hóa học

ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG TRONG GIẢI QUYẾT CÁC BÀI TOÁN HÓA HỌC

 

1.  Nguyên tắc:

Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phẩm của phản ứng.

Với phản ứng A + B →  C + D

Ta có m_A      +   m_B     =  m_C    +   m_D

2. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Cho 24,4 gam hỗn hợp Na₂CO₃, K₂CO₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl₂. Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m gam muối clorua. m có giá trị là:

A. 2,66 gam                 B. 22,6 gam                  C. 26,6 gam                D. 6,26 gam.

Giải:

Na₂CO₃   +  BaCl₂  →   BaCO₃  +  2 NaCl.

K₂CO₃      +  BaCl₂ →  BaCO₃  + 2 KCl

n_BaCO3  =  34,4/147 = 0,2  → n_BaCl2 = 0,2 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m_hh + m_BaCl2 = m_{kết tủa} + m

→ m = 24.4 + 0,2 . 208 – 39,4 = 26,6 gam

Đáp án C.

Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp gồm một muối cacbonat của 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 khối lượng muối khan là:

A. 13 gam.                      B. 15 gam.                 C. 26 gam.                    D. 30 gam

Giải:

MCO₃ + 2 HCl → MCl₂ + H₂O + CO₂

R₂CO₃ + 2 HCl → 2 RCl + H₂O + CO₂

n_{CO2 =} 4,48 : 2,24 = 0,2 → n_H2O = 0,2; n_HCl = 0,4

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

23,8 + 0,4 . 36,5 = m_muối + 44 . 0,2 + 18 . 0,2

→ m _muối = 26 gam

Đáp án C.

Ví dụ 3: Thổi một luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe₂O₃, FeO nung nóng thu được 2,5 g chất rắn. Toàn bộ khí thoát ra sục vào nước vôi trong dư thấy có 15g kết tủa trắng. Giá trị của m là:

A. 4,4g      B. 4,9g      C. 5,5g        D. 6g

Giải:

M_xO_y + y CO    → x M + y CO₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Số mol CaCO₃ kết tủa = 15 : 100 = 0,15 (mol)

→ n_CO2 = n_CO = 0,15 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m + 28 . 0,15 = 2,5 + 44 . 0,15

→ m = 4,9 g.

Đáp án B.

Ví dụ 4: 12 g hỗn hợp Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO₃ 63% được dung dịch A và 11,2 lít khí NO₂ duy nhất (ở đktc). Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch A.

A. 27,19% và 21,12%             B. 22% và 18%   

C. 19% và 27,5%                    D. 20,19% và 21,10%

Giải:

Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe, Cu.

Fe + 6 HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3 NO₂ + 3 H₂O

Cu + 4 HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2 NO₂ + 2 H₂O

Ta có : m_hh = 56x + 64y = 12

n_NO2 = 3x + 2y = 11,2 : 22,4 = 0,5

Giải hệ ta được: x = 0,1 ; y = 0,1

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m_hh + m_{dd HNO3} = m_{dd A} + m_NO2

12 + 1 . 63 . 100/63 = m_{dd A} + 0,5 . 46

→ m_{dd A} = 89 g

% Fe(NO₃)₃ = (0,1 . 242) : 89 = 27,29 %

% Cu(NO₃)₂ = (0,1 . 188) : 89 = 21,12 %

Đáp án A.

Ví dụ 5: Khử hoàn toàn 16g bột oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng kết thúc khối lượng chất rắn giảm 4,8g. Xác định công thức oxit sắt và thể tích khí CO cần dùng (đktc).

A. Fe₂O₃; 6,72 lít             B. Fe₂O₃; 5,72 lít

C. Fe₃O₄; 6,72 lít             C. FeO; 5,72 lít

Giải:

Fe_xO_y + y CO → x Fe  + y CO₂

m = 4,8g → m_Fe = 16 – 4,8 = 11,2 g

56x / 16y = 11,2 / 4,8 → x : y = 2 : 3  →Fe₂O₃

 Đặt số mol CO cần dùng là a.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

16 + 28a = 11,2 + 44a

→ a = 0,3 →  Thể tích CO= 6,72 lít.

Đáp án A.

Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe₂O₃. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi phản ứng 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. Giá trị của m là:

A. 105,6 gam.        B. 35,2 gam.          C. 70,4 gam.        D. 140,8 gam.

Giải:

Các phản ứng có thể xảy ra:

3Fe₂O₃ + CO → 2 Fe₃O₄    +    CO₂

Fe₃O₄    + CO  → FeO     +   CO₂

FeO  + CO  → Fe  +  CO₂

Chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe₃O₄ hoặc ít hơn. Khí C có thể là hỗn hợp của CO₂ và CO.

Qua các phương trình phản ứng trên ta thấy số mol CO phản ứng bao giờ cũng bằng số mol CO₂ tạo thành.

n_B = 11,2 : 22,4 = 0,5 (mol)

Gọi x là số mol của CO₂, ta có số mol của CO còn dư có trong B là (0,5 – x) mol.

Khối lượng của B là: 44x + 28 (0,5 – x) = 0,5 . 20,4 . 2 = 20,4

→ x = 0,4 mol và đó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng.

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_X + m_CO = m_A + m_CO2

→ m = 64 + 0,4 . 44 – 0,4 . 28 = 70,4 (gam).

Đáp án C.

...

Trên đây là phần trích dẫn Áp dụng định luật BTKL trong việc giải quyết các bài toán Hóa học, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy. 

Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!