BÀI TOÁN VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN ELECTRON – MÔN HÓA HỌC 12
Chú ý khi giải bài tập:
– Xác định nhanh tất cả các nguyên tố thay đổi số oxh (không quan tâm tới chất không thay đổi)
– Viết chính xác quá trình nhường nhận electron (nên nhớ thuộc lòng).
– Kết hợp linh hoạt với Bảo toàn nguyên tố.
– Áp dụng công thức \(\sum {n_e^ - } = \sum {n_e^ + } \)
– Chú ý với những trường hợp về axit HNO3 tạo ra muối NH4NO3; hỗn hợp muối Fe2+;Fe3+.
– Trường hợp một nguyên tố tăng rồi lại giảm số oxi hóa hoặc ngược lại .
A. Bảo toàn electron một nấc.
Bảo toàn electron một nấc nghĩa là chất khử sẽ có số oxi hóa được đưa ngay từ min tới max thông qua một chất oxi hóa (thường là HNO3 hoặc H2SO4).
\(\left\{ \begin{array}{l}
Fe\,( + HN{O_3}/{H_2}S{O_4}) \to F{e^{3 + }}\\
Al\,( + HN{O_3}/{H_2}S{O_4}) \to A{l^{3 + }}\\
Zn,Mg,Cu...( + HN{O_3}/{H_2}S{O_4}) \to Z{n^{2 + }},M{g^{2 + }},C{u^{2 + }}...
\end{array} \right.\)
Câu 1: Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được hỗn hợp khí gồm 0,015 mol N2O và 0,01 mol NO (phản ứng không tạo muối amoni). Tính m.
A. 13,5 g B. 0,81 g C. 8,1 g D. 1,35 g
Ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{{N_2}O}} = 0,015(mol)\\
{n_{NO}} = 0,01(mol)
\end{array} \right. \to {n_e} = 0,015.8 + 0,01.3 = 0,15(mol)\,\,\)
\(BTE:{n_{Al}} = 0,05(mol) \to {m_{Al}} = 0,05.27 = 1,35(gam)\)
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là:
A. 97,98. B. 106,38. C. 38,34. D. 34,08.
Ta có ngay:
\(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{Al}} = 0,46(mol) \to \sum {n_e^ - } = 1,38(mol)\\
\left\{ \begin{array}{l}
{n_{{N_2}O}} = 0,03(mol)\\
{n_{{N_2}}} = 0,03(mol)
\end{array} \right. \to n_e^ + = 0,54(mol) \to {n_{NH_4^ + }} = \frac{{1,38 - 0,54}}{8} = 0,105(mol)
\end{array} \right.\)
\( \to m = 0,46.(27 + 62.3) + 0,105.80 = 106,38(gam)\)
B. Bảo toàn electron nhiều nấc.
Bảo toàn electron nhiều nấc nghĩa là chất khử sẽ có số oxi hóa được đưa từ số oxi hóa min tới số oxi hóa trung gian rồi tới max thông qua một sô chất oxi hóa
Với mức trung gian thường là : Oxi,Clo...
Với mức max thường là:HNO3 hoặc H2SO4.
Câu 1: Đốt cháy x mol Fe bởi oxi thu được 5,04 gam hỗn hợp (A) gồm các oxit sắt. Hòa tan hoàn toàn (A) trong dung dịch HNO3 thu được 0,035 mol hỗn hợp (Y) gồm NO và NO2. Tỷ khối hơi của Y đối với H2 là 19. Tính x.
A. 0,06 mol. B. 0,065 mol.
C. 0,07 mol. D. 0,075 mol.
Chia để trị ta có ngay: \(5,04\left\{ \begin{array}{l}
{n_{Fe}} = x(mol)\\
{n_O} = y(mol)
\end{array} \right. \to 56x + 16y = 5,04\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
{n_{NO}} = 0,0175(mol)\\
{n_{N{O_2}}} = 0,0175(mol)
\end{array} \right.\\
BTe:3x = 2y + 0,0175.4 \to x = y = 0,07(mol)
\end{array}\)
Câu 2: Thổi một luồng CO qua hỗn hợp Fe và Fe2O3 nung nóng được chất khí B và hỗn hợp D gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho B lội qua dung dịch nước vôi trong dư thấy tạo 6 gam kết tủa. Hòa tan D bằng H2SO4 đặc, nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO2 còn dung dịch E. Cô cạn E thu được 24 g muối khan. Xác định thành phần % của Fe:
A. 58,33% B. 41,67% C. 50% D. 40%
Cô cạn E thu được 24g muối khan do đó ta có :
\(BTNT.Fe:{n_{Fe}} = 2{n_{F{e_2}{{\left( {S{O_4}} \right)}_3}}} = 2.\frac{{24}}{{400}} = 0,12(mol)\)
Hỗn hợp đầu
\(\left\{ \begin{array}{l}
Fe:0,12(mol)\\
O:a(mol)
\end{array} \right. \to D\left\{ \begin{array}{l}
Fe:0,12(mol)\\
O:a - 0,06(mol)
\end{array} \right.\)
\(BTe:0,12.3 = 2(a - 0,06) + 0,18.2 \to a = 0,06(mol)\)
Chú ý : (Đề chưa chặt chẽ vì D chỉ là Fe).
\(BTNT(Fe + O):\left\{ \begin{array}{l}
F{e_2}{O_3}:0,02(mol)\\
Fe:0,08(mol)
\end{array} \right. \to \% Fe = \frac{{0,08.56}}{{0,12.56 + 0,06.16}} = 58,33\% \)
→ Chọn A
Câu 3: Thổi khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng. Sau phản ứng thu được m1 gam chất rắn Y gồm 4 chất. Hoà tan hết chất rắn Y bằng dung dịch HNO3 dư thu được 0,448 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở điều kiện chuẩn) và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được m1+16,68 gam muối khan. Giá trị của m là:
A. 8,0 gam. B. 16,0 gam.
C. 12,0 gam. D. Không xác định được.
\({m_1}\left\{ \begin{array}{l}
Fe:a(mol) \to Fe{(N{O_3})_3}:a(mol)\\
O:b(mol)
\end{array} \right. \to {m_1} = 56a + 16b\,(gam)\)
\(\,BTNT.Fe:{m_{Fe{{(N{O_3})}_3}}} = a(56 + 62.3)\)
\({n_{NO}} = 0,02(mol) \to \left\{ \begin{array}{l}
3a = 2b + 0,02.3\\
a(56 + 62.3) = 56a + 16b + 16,68
\end{array} \right.\)
\( \to a = 0,1 \to m = 0,05.160 = 8g\)
→ Chọn A
Câu 4: Đốt 11,2 gam Fe trong bình kín chứa khí Cl2, thu được 18,3 gam chất rắn X. Cho toàn bộ X vào dung dịch AgNO3 dư đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chắt rắn. Giá trị của m là:
A. 28,7. B. 43,2. C. 56,5. D. 71,9.
\(\begin{array}{l}
{n_{Fe}} = 0,2(mol)\\
BTKL:{n_{Cl}} = \frac{{18,3 - 11,2}}{{35,5}} = 0,2(mol)
\end{array}\)
\(\left\{ \begin{array}{l}
BTNT.Clo:AgCl:0,2(mol)\\
BTe:Ag:\frac{{0,2.3 - 0,2}}{1} = 0,4(mol)
\end{array} \right. \to m = 71,9(gam)\)
Chú ý: Bài này ta áp dụng BTE cho cả quá trình. Chất khử là Fe với số mol e nhường là 0,2.3 = 0,6 do đó tổng số mol e nhận (Cl và Ag+ ) cũng phải bằng 0,6
C. Bảo toàn electron có nhiều yếu tố gây nhiễu.
Câu 1: Trộn 0,54 gam bột nhôm với bột Fe2O3 và CuO rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu được hỗn hợp A. Hoà tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO3 được hỗn hợp khí gồm NO và NO2 có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 3. Thể tích (đktc) khí NO và NO2 lần lượt là:
A. 0,224 lít và 0,672 lít. B. 0,672 lít và 0,224 lít.
C. 2,24 lít và 6,72 lít. D. 6,72 lít và 2,24 lít.
Trong ví dụ trên ta chỉ quan tâm tới sự thay đổi số oxi hóa của Al với Fe và Cu không cần quan tâm.Vì cuối cùng các nguyên tố đều lên số oxi hóa cao nhất.
Ta có ngay : \(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{Al}} = 0,02(mol) \to \sum {n_e^ + } = 0,06(mol)\\
{n_{NO}} = a(mol)\\
{n_{N{O_2}}} = 3a(mol)
\end{array} \right.\)
\(BT.e:0,06 = 6a \to a = 0,01(mol)\) → Chọn A
Câu 2: Trộn đều 10,8 gam Al với hỗn hợp Fe2O3, CuO, Cr2O3 rồi đốt nóng để tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu được hỗn hợp X. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 đun nóng thu được V lít (đktc) hỗn hợp khí NO, NO2 có tỉ khối so với hiđro là 21. V có giá trị là:
A. 20,16 lít. B. 17,92 lít. C. 16,8 lít. D. 4,48 lít.
Ta có ngay :
\(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{Al}} = 0,4(mol) \to \sum {n_e^ + } = 1,2(mol)\\
{n_{NO}} = a(mol)\\
{n_{N{O_2}}} = 3a(mol)
\end{array} \right.\)
\(BT.e:1,2 = 6a \to a = 0,02(mol)\) → Chọn B
Câu 3: Đốt 16,2 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe trong khí Cl2 thu được hỗn hợp chất rắn Y. Cho Y vào nước dư, thu được dung dịch Z và 2,4 gam kim loại. Dung dịch Z tác dụng được với tối đa 0,21 mol KMnO4 trong dung dịch H2SO4 (không tạo ra SO2). Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là:
A. 72,91%. B. 64,00%. C. 66,67%. D. 37,33%.
Chú ý: Nguyên tố gây nhiễu là Cl2(ta không cần quan tâm) vì cuối cùng cũng bị KMnO4 oxi hóa thành Cl2.
Ta có ngay :
\(16,2 - 2,4 = 13,8\left\{ \begin{array}{l}
Al:a(mol)\\
Fe:b(mol)
\end{array} \right.\,\, \to \left\{ \begin{array}{l}
27a + 56b = 13,8\\
3a + 3b = 0,21.5
\end{array} \right.\)
\( \to \left\{ \begin{array}{l}
a = 0,2(mol)\\
b = 0,15(mol)
\end{array} \right.\)
\( \to \% Fe = \frac{{0,15.56 + 2,4}}{{16,2}} = 66,67\% \)
BÀI TẬP RÈN LUYỆN SỐ 1
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 16,56 gam Mg bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là:
A. 102,12. B. 110,52. C. 138,34. D. 134,08.
Câu 2: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe trong dd HNO3 thấy có 0,3 mol khí NO2 sản phẩm khử duy nhất thoát ra, nhỏ tiếp dd HCl vừa đủ vào lại thấy có 0,02 mol khí NO duy nhất bay ra. Cô cạn dd sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng là
A. 24,27 g B. 26,92 g C. 19,5 g D. 29,64 g
Câu 3: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính m ?
A.12 B.8 C.20 D.24
Câu 4: Cho 14,8(g) hỗn hợp gồm Al, Zn, Fe vào dung dịch H2SO4 đặc, t0 dư, sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch giảm 10,8(g). Tính thể tích khí thu được ở (00C, 2 atm). Biết khí đó không cho phản ứng với dung dịch CuCl2.
A. 17,92(l) B. 8,96(l) C. 2,24 (l) D. 4,48 (l)
Câu 5: Cho 20 gam hh X gồm Cu, Fe, Al, Mg tan hoàn toàn trong dd HNO3 loang nóng dư thu được dd Y và 8,96 lit khí NO duy nhất .Cho dd NaOH vào dd Y đến khi kết tủa hoàn toàn. Các cation kim loại thì thu được kết tủa Z. Nung Z đến khối lượng không đổi thu được m gam hh các oxit. m có giá trị là:
A. 39,2 B. 23,2 C. 26,4 D. 29,6
Câu 6: Cho hh X dạng bột gồm Al, Fe, Cu. Hòa tan 23,4 gam X vào dd H2SO4 dặc nóng dư thu được 0,675 mol SO2. Cho 23,4 gam X vào bình chứa 850 ml dd H2SO4 loãng 1M (dư) sau khi pứ hoàn toàn thu đc khí Y, dẫn toàn bộ khí Y vào ống đựng bột CuO đun nóng, thấy khối lượng chất rắn trong ống giảm 7,2 gam so với ban đầu. Số mol Al, Fe, Cu trong hh X lần lượt là:
A.0,15; 0,2; 0,2 B.0,2;0,2;0,15
C.0,2;0,15;0,15 D.0,15;0,15;0,15
Câu 7: Cho 8 g hỗn hợp X gồm Cu, Fe3O4 tác dụng HNO3 đun nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đươc 1,344 lít hỗn khí A gồm NO và NO2 dung dịch Y và 1,2 kim loại. Tỉ khối của A so với He là 9,5. Cho dung dịch Y tác dụng với NaOH dư rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m g chất rắn. Giá trị m là:
A. 8 B. 9 C.10 D.11
Câu 8: Oxi hóa chậm m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 12 gam hỗn hợp X ( Fe , FeO , Fe2O3 ,Fe3O4 ). Để hòa tan hết X , cần vừa đủ 300 ml dung dịch HCl 1M , đồng thời giải phóng 0,672 lít khí ( đktc ). Tính m ?
A. 10,08 B. 8,96 C. 9,84 D.10,64
Câu 9: Để hoà tan hoàn toàn 19,225 gam hỗn hợp X gồm Mg, Zn cần dùng vừa đủ 800 ml dung dịch HNO3 1,5M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm N2, N2O, NO, NO2 ( trong đó số mol của N2O và NO2 bằng nhau) có tỉ khối đối với H2 là 14,5. Phần trăm về khối lượng của Mg trong X là:
A. 90,58 B. 62,55 C. 9,42 D. 37,45
Câu 10: Hòa tan 5,91 hỗn hợp NaCl và KBr vào 100ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 0,1M và AgNO3 aM, thu được kết tủa A và dung dịch B. Trong dung dịch B, nồng độ % của NaNO3 và KNO3 tương ứng theo tỉ lệ 3,4 : 3,03. Cho miếng kẽm vào dung dịch B, sau khi phản ứng xong lấy miếng kẽm ra khỏi dung dịch, thấy khối lượng tăng 1,1225g. Giá trị của a là :
A.0,800M B.0,850M C.0,855M D.0,900M
Câu 11: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 0,45 mol hỗn hợp A gồm Fe2O3 và FeO nung nóng sau một thời gian thu được 51,6 gam chất rắn B. Dẫn khí đi ra khỏi ống sứ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 88,65 gam kết tủa. Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO3 dư thu được V lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là:
A. 7,84 lít B. 8,40 lít C. 3,36 lít D. 6,72 lít
Câu 12: Hỗn hợp X gồm Al và Cr2O3. Nung 21,14 gam X trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp Y. Cho toàn bộ Y vào dung dịch NaOH loãng, dư thấy có 11,024 gam chất rắn không tan và thu được 1,5456 lít khí (đktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là:
A. 83% B. 87% C. 79,1% D. 90%
Câu 13: Hòa tan hoàn toàn m gam Fe bằng dung dịch HNO3 thu được dung dịch X và 1,12 lít NO (đktc). Thêm dung dịch chứa 0,1 mol HCl vào dung dịch X thì thấy khí NO tiếp tục thoát ra và thu được dung dịch Y. Để phản ứng hết với các chất trong dung dịch Y cần 115 ml dung dịch NaOH 2M. Giá trị của m là:
A. 3,36 B. 3,92 C. 2,8 D. 3,08
Câu 14: Cho 30,1 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,68 lít NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn dư 0,7 gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, khối lượng muối khan thu được là:
A. 54,45 gam B. 75,75 gam C. 68,55 gam D. 89,7 gam
Câu 15: Cho phương trình hoá học: Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + NO + H2O
Sau khi cân bằng phương trình hoá học trên với hệ số của các chất là những số nguyên, tối giản, nếu biết tỉ lệ nNO2: nNO= x : y thì hệ số của H2O là:
A.x+2y. B. 3x+2y. C. 2x+5y. D. 4x+10y.
Câu 16: Cho 18,56 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 loãng nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,24 lít khí NO duy nhất(đktc), dung dịch Y và còn lại 1,466 gam kim loại. Phần trăm khối lượng Fe3O4 trong 18,56 gam hỗn hợp ban đầu là:
A. 37,5% B. 40,72% C. 27,5% D. 41,5%
Câu 17: Hòa tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp: S, FeS, FeS2 trong HNO3 dư được 0,48 mol NO2 và dung dịch X. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào X, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thì khối lượng chất rắn thu được là:
A. 17,545 gam B. 18,355 gam C. 15,145 gam D. 2,4 gam
Câu 18: Cho 18,45 gam hỗn hợp bột Mg, Al, Fe vào dung dịch AgNO3 dư thu được m gam chất rắn. Cho NH3 dư vào dung dịch sau phản ứng, lọc kết tủa rồi đem nhiệt phân trong điều kiện không có không khí đến khối lượng không đổi thì thu được 29,65 gam chất rắn Y. Giá trị của m là:
A. 75,6. B. 151,2. C. 135,0. D. 48,6.
Câu 19: Cho hỗn hợp khí X gồm 0,009 mol NO2 và 0,0015 mol O2 phản ứng hoàn toàn với nước thu được dung dịch Y (chứa một chất tan) và V ml (đktc) khí không màu duy nhất. Trộn Y với dung dịch chứa 0,01 mol NaOH thu được 200 ml dung dịch Z. Gía trị của V và pH của dung dịch Z lần lượt là:
A. 67,2 và 12 B. 67,2 và 12,3 C. 22,4 và 12 D. 22,4 và 2
Câu 20: Hòa tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra 13,44 lít khí H2 (đktc). Mặt khác nếu cho 8,7 gam hỗn hợp đó tác dụng với dung dịch KOH dư thì thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). Còn nếu cho 34,8 gam hỗn hợp đó tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, lọc lấy chất rắn thu được sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 dư thì thể tích khí NO (sản phẩm khử duy nhất) thoát ra ở đktc là
A. 20,16 lít. B. 4,48 lít. C. 17,92 lít. D. 8,96 lít.
....
Trên đây là phần trích dẫn Bài toán vận dụng định luật bảo toàn electron môn Hóa học 12 năm 2019-2020, 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!
