Phương pháp bảo toàn lượng nguyên tố, phương pháp quy đổi tương đương môn Hóa học 12 năm 2021

 “ Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố hoặc nhóm nguyên tử trước phản ứng và sau phản ứng luôn bằng nhau”

- Phạm vi áp dụng:

Thường dùng cho các bài toán hỗn hợp phức tạp, chẳng hạn : các bài toán có phản ứng giữa các hỗn hợp muối, axit, bazơ … hoặc bài toán có nhiều biến đổi rất phức tạp.

Ví dụ 1 :  

Hỗn hợp axit với hỗn hợp bazơ:

yR(OH)_x          +          xH_yG    →     R_yG_x   +          xyH₂O

Theo ptpư ta có :        

nH = nOH = nH₂O (sản phẩm)

Vì vậy khi biết được số mol của nhóm  OH thì  tìm được số mol H trong axit , số mol H₂O và ngược lại.

Ví dụ 2:  phản ứng nhiệt nhôm giữa a(mol) Al và b(mol) Fe₂O₃ theo sơ đồ :

Al      +    Fe₂O₃  → Fe2O3 (x mol) + Al (y mol) + FeO (z mol) và Fe3O4 (t mol) + Fe (n mol) + Al2O3 (n' mol)

Vì S n_Fe ( trước pư) =   S n_Fe ( sau pư) nên  → ta luôn có :    2x + z + 3t + n = 2b

Vì S n_Al ( trước pư ) =   S n_Al ( sau pư)  nên →  ta luôn có :    y + 2n’ = a

Ví dụ 3 :  Điều chế H₂SO₄ từ a (gam) FeS₂ ta dễ dàng thấy :

\({n_{S{\rm{ }}}}{\rm{  =  2}}\frac{a}{{120}} = \frac{a}{{60}}(mol)\) → \({m_{{H_2}S{O_4}}} = \frac{a}{{60}} \cdot 98\)

Nguyên tắc : Quy đổi hỗn hợp nhiều chất thành 1 chất hoặc một hỗn hợp có số lượng chất ít hơn.

Ví dụ :  

Hỗn hợp Na₂SO₄ và K₂SO₄ tỷ lệ mol 1 :1  →   KNaSO₄

Hỗn hợp FeO và Fe₂O₃ đồng mol   → Fe₃O₄  ( đúng cả 2 chiều )

Phương pháp này thường được áp dụng trong các trường hợp sau đây :

* Trường hợp 1:  Fe  → \(\left\{ \begin{array}{l}
Fe\\
F{e_x}{O_y}
\end{array} \right.\) → \(Fe{(N{O_3})_3}{\rm{  }} + {\rm{  }}{H_2}O{\rm{ }} + (NO\) hoặc NO₂ ­ ...)

\({n_{Fe{{(N{O_3})}_3}}}\) = nFe (bđ) 

\({n_{HN{O_3}}} = {n_N}\) (muối) +  nN (các sp khí ) = \(3 \cdot {n_{Fe}} + {n_N}\) (các sp khí).

Nhận xét: Nếu biết khối lượng của các khí sản phẩm và hỗn hợp A ( hoặc muối Fe) thì có thể áp dụng định luật BTKL.

Ví dụ : Trường hợp 1 :  giả sử  biết m₁ (g) ( Fe +  Fe_xO_y) ; biết  b (mol) khí NO sinh ra.

Áp dụng định luật BTKL ta có :

\({m_1}{\rm{  +  63}} \cdot {\rm{(3a  +  b) =  242a  +  }}\frac{{3a + b}}{2} \cdot 18 + b.30\)

1) Để hòa tan hoàn toàn 34,8 gam hỗn hợp gồm Fe₃O₄ , FeO, Fe₂O₃ ( số mol FeO = số mol Fe₂O₃ ) thì phải dùng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ 4,9 % ( loãng).

a) Tính khối lượng của dung dịch H₂SO₄ 4,9% .

b) Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch thu được.

2) Cho m(g) hỗn hợp FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ tan vừa hết trong V (lít) dung dịch H₂SO₄ loãng thì thu được một dung dịch A. Chia đung dịch A làm 2 phần bằng nhau.

Phần 1: tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 8,8 gam chất rắn.

Phần 2:  làm mất màu vừa đúng 100ml dung dịch KMnO₄ 0,1M trong môi trường H₂SO₄ loãng dư.

a) Viết các phương trình hóa học xảy ra.

b) Tính m , V (nếu dung dịch H₂SO₄ có nồng độ 0,5M).

3) Hỗn hợp A gồm FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ ( với số mol bằng nhau). Cho m₁(g) A vào ống sứ nung nóng rồi dẫn dòng khí CO đi qua ( CO pư hết ), thấy khí bay ra và trong ống còn lại 19,2 (g) rắn B (gồm Fe, FeO, Fe₃O₄) . Hấp thụ khí vào dung dịch Ba(OH)₂ dư thì thu được m₂ (g) kết tủa trắng. Hòa tan hết rắn B trong HNO₃ nóng thì thấy bay ra 2,24 lít khí NO duy nhất ( đktc).

a) Viết phương trình hóa học.

b) Tính m₁, m₂ và số mol HNO₃ đã phản ứng.

4) Đốt x (mol) Fe bởi O₂ thu được 5,04 gam hỗn hợp A gồm các oxit của sắt. Hòa tan A trong HNO₃ nóng dư thì thu được một dung dịch X và 0,035 mol khí Y ( gồm NO và NO₂), biết = 19. Tính x.

5) Muối A là muối cacbonat của kim loại R hóa trị n  ( R chiếm 48,28% theo khối lượng ).  Nếu đem 58 gam A cho vào bình kín chứa sẵn lượng O₂ vừa đủ rồi nung nóng. Phản ứng xong thu được 39,2 gam rắn B gồm Fe₂O₃ và Fe₃O₄.

a) Xác định CTPT của A.

b) Nếu hòa tan B vào HNO₃ đặc nóng, thu được khí NO₂ duy nhất. Trộn lượng NO₂ này với 0,0175 mol khí O₂ rồi sục vào lượng nước rất dư thì thu được 2 lít dung dịch X. Xác định nồng độ mol của các chất trong dung dịch X.

6) Hòa tan a gam một oxit sắt Fe_xO_y vào trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thì thu được khí SO₂ duy nhất.Mặt khác, nếu khử hoàn toàn a gam oxit sắt trên bằng khí CO, hòa tan lượng sắt tạo thành trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng (dư)  thu được lượng  SO₂ gấp 9 lần lượng SO₂ ở thí nghiệm trên.

a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong hai thí nghiệm trên.

b) Xác định  định công thức hóa học của oxit sắt.

7) Hòa tan một lượng oxit sắt Fe_xO_y vào dung dịch HNO₃ loãng, dư thì thu được một dung dịch A và khí NO duy nhất. Mặt khác nếu khử lượng oxit sắt trên  bằng lượng CO dư rồi lấy toàn bộ kim loại sinh ra hòa tan hoàn toàn trong dung dịch HNO₃ đặc, nóng thì thu được dung dịch B và khí NO₂ duy nhất. Biết thể tích khí NO₂ sinh ra gấp 9 lần thể tích khí NO sinh ra ( cùng nhiệt độ, áp suất).

a) Viết các phương trình hóa học.

b) Xác định công thức hóa học của oxit sắt.

8) Để m gam một phoi bào sắt ( A ) ngoài không khí sau một thời gian thu được hỗn hợp B có khối lượng 12 gam gồm sắt và các oxit của sắt. Cho B tác dụng hoàn toàn với HNO₃ loãng thấy giải phóng 2,24 lít khí NO ( đktc). Xác định m

9) Có 190 ml dung dịch chứa đồng thời KOH và Ba(OH)₂ có nồng độ tương ứng là 3M và 4M. Tính thể tích dung dịch Axit chứa đồng thời HCl 1,98M và H₂SO₄ 1,1M đủ để trung hoà lượng dung dịch kiềm  trên.

10) Có 1 lít dung dịch hỗn hợp Na₂CO₃ 0,1M và (NH₄)₂CO₃ 0,25M. Cho vào dung dịch đó 43 gam hỗn hợp BaCl₂ và CaCl₂ , sau khi kết thúc phản ứng thì thu được 39,7 gam kết tủa A và d.dịch B.

a) Chứng minh hỗn hợp muối clorua đã phản ứng hết.

b) Tính % khối lượng của các chất có trong kết tủa A.

11) Nhiệt phân 19,8 gam propan C₃H₈ thì thu được hỗn hợp khí X gồm C₃H₈ ( dư ) ; C₃H₆; C₂H₄ ; CH₄; H₂. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X thì phải dùng V lít O₂ ( đktc) và thu được m ( gam ) CO₂ . Xác định V và m.

Hướng dẫn : Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố.

12) Một hỗn hợp (A) gồm 15,2gam FeO  và Fe₂O₃( tỉ lệ mol 2:1). Khử hỗn hợp bằng khí CO sau một thời gian thu được rắn B ( khối lượng a gam ) gồm 3 oxit kim loại và Fe và có b lít khí thoát ra ( đktc).  Tìm a, b

13/ Cho 10,4 gam hỗn hợp bột Fe và Mg ( tỉ lệ mol 1:2 ) hoà tan vừa hết trong 600ml dung dịch HNO₃ x(M), thu được 3,36 lít hỗn hợp 2 khí N₂O và NO. Biết tỉ khối của hỗn hợp khí so với không khí là 1,195. Xác định trị số x.

14) Hoà tan 5,9 gam hỗn hợp Al và kim loại R hoá trị II vào trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng. Sau đó cho tác dụng với dung dịch NaOH dư. Lọc lấy kết tủa đem tác dụng với dd HCl dư thì thu được dung dịch A. Điện phân dung dịch A đến khi có bọt khí thoát ra ở catot (cực âm) thìi dừng lại, khối lượng catot tăng lên 3,2 gam còn ở anot ( cực dương ) thoát ra 1,12 lít một khí.

Xác định R và thế tích khí thoát ra từ dung dịch H₂SO­₄

15) Để một mẫu nhôm trong không khí sau một thời gian thì thu được rắn A có khối lượng 2,802 gam. Hoà tan rắn A bằng dung dịch HCl dư thì thu được m ( gam) muối và 3,36 lít khí

a/ Tính % Al đã bị oxi hoá ? Tìm m (gam)

b/ Hoà tan hoàn toàn A trong HNO₃ đặc , nóng thì thu được bao nhiêu lít khí màu nâu ( đktc).

16) Cho 200ml dung dịch (A) gồm hỗn hợp : MgCl₂ 0,3M ; AlCl₃ 0,45M ; HCl 0,55M tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch NaOH 0,02M ; Ba(OH)₂ 0,01M.

Tìm V để đạt kết tủa lớn nhất ? bé nhất ? Xác định khối lượng kết tủa đó ?

17) Để mẫu Fe khối lượng 11,2gam sau một thời gian trong không khí ( giả sử chỉ xảy ra phản ứng oxi hoá tạo thành oxit ) thì thu được hỗn hợp A có khối lượng m₁ ( gam). Hoà tan hoàn toàn A vào HNO₃ loãng dư thì sau phản ứng thu được  m₂ gam muối và 0,896 lít khí NO bay ra ( đktc).

a/ Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra.

b/ Tính m₁, m₂     

18) Cho V lít CO ( đktc) lấy dư đi qua ống sứ chứa 0,15 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe₂O₃ nung nóng. Sau một thời gian để nguội, thu được 12 gam chất rắn B ( gồm 4 chất ) và khí X thoát ra ( tỷ khối của X so với H₂ bằng 20,4). Cho X hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư thì thu được 20 gam kết tủa trắng.

1- Tính phần trăm khối lượng của các chất  trong A. Xác định giá trị V.

2- Cho B tan hết trong dung dịch HNO₃ đậm đặc nóng. Tính khối lượng của muối khan tạo thành sau khi cô cạn dung dịch sau phản ứng

 

Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp bảo toàn lượng nguyên tố, phương pháp quy đổi tương đương môn Hóa học 12 năm 2021, 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!