PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ GIÚP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
1. Nguyên tắc:
Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn được bảo toàn. Điều này có nghĩa là: “Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố bất kì trước và sau phản ứng luôn bằng nhau”.
Phương pháp này thường áp dụng cho các bài toán xảy ra nhiều phản ứng và để giải nhanh ta chỉ cần thiết lập sơ đồ mối quan hệ giữa các chất.
2. Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Khử hoàn toàn 20,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 cần dùng 2,24 lít khí CO (đktc). Khối lượng sắt m thu được sau phản ứng là:
A. 18g B. 19g C. 19,5g D. 20g
Giải:
FeO + CO = Fe + CO2
Fe2O3 +3CO =2Fe + 3CO2
Theo bài: CO lấy oxi của oxit tạo thành CO2
Theo định luật bảo toàn nguyên tố:nO của oxit= nCO = 0,1 (mol)
→ mO của oxit = 0,1 . 16 = 1,6 (gam)
→ Khối lượng sắt thu được sau phản ứng là: 20,6 – 1,6 = 19 (gam)
Đáp án B.
Ví dụ 2: Khử hết m gam Fe3O4 bằng CO thu được hỗn hợp A gồm FeO và Fe. A tan vừa đủ trong 0,3 lít dung dịch H2SO4 1M. Giá trị của m là:
A. 23,2 gam. B. 46,4 gam. C. 11,2 gam. D. 16,04 gam.
Giải:
Fe3O4 → (FeO, Fe) → 3Fe2+
n mol 3n
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:
nFe trong Fe3O4 = nFe trong FeSO4 = nSO4 2- = nH2SO4 = 0,3 . 1 = 0,3
→ 3 n = 0,3 .1 → n = 0,1 → mFe3O4 = 23,2 gam.
Đáp án A.
Ví dụ 3: Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp CuO và FexOy bằng H2 dư ở nhiệt độ cao thu được 17,6 gam hỗn hợp kim loại. Khối lượng H2O tạo thành là:
A. 1,8gam. B. 5,4 gam. C.7,2gam. D. 3,6gam.
Giải:
CuO + H2 = Cu + H2O
FexOy + H2 = x Fe + y H2O
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố :
nO trong H2O = nO trong oxit = (moxit - mkim loại) : 16 = (24 – 17,6) : 16 = 0,4 (mol) = nH2O
Vậy mH2O = 0,4 . 18 = 7,2 gam
Đáp án C.
Ví dụ 4: Hỗn hợp rắn A gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4. Hòa tan hoàn toàn A bằng dung dịch HCl dư được dung dịch B. Cho dung dịch NaOH dư vào B được kết tủa C. Lọc lấy kết tủa C, rửa sạch rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn D. Tính m:
A. 40 gam. B. 39 gam. C. 39,8 gam. D. 35 gam.
Giải:
Các phương trình phản ứng xảy ra:
Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O
Fe3O4 + 8 HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl
4Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O → 4Fe(OH)3
2 Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
Fe2O3 (0,1 mol) và Fe3O4 (0,1 mol) → chất rắn D là Fe2O3 (a mol)
Bảo toàn nguyên tố Fe ta có:
0,1 . 2 + 0,1 . 3 = a . 2
→ a = 0,25 → m = 40 gam.
Đáp án A.
Ví dụ 5: Cho 11,2 gam Fe và 2,4 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng dư sau phản ứng thu được dung dịch A và V lít khí H2 (đktc). Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa B. Lọc B nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. m có giá trị
A. 18 gam B. 20 gam. C. 24 gam. D. 36 gam.
Giải:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Dung dịch A: FeSO4 và MgSO4
FeSO4 +2NaOH → Fe(OH)2 ↓+ Na2SO4
MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓+ Na2SO4
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 ↓
2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
Mg(OH)2 → MgO + H2O
Từ các phương trình phản ứng trên, ta có:
2 Fe → Fe2O3
0,2 mol 0,1 mol
Mg → MgO
0,1 mol 0,1 mol
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe và Mg ta có:
M = 0,1 . 160 + 0, 1 . 40 = 20 (gam)
Đáp án B.
Ví dụ 6: 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3 tác dụng vừa đủ với 260 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. m có giá trị là:
A. 7 gam B. 7,5 gam C. 8 gam. D. 9 gam
Giải:
7,65 gam hỗn hợp FeO, Fe3O4, Fe2O3→ m gam chất rắn Fe2O3 (a mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe, ta có:
nFe trong oxit = nFe trong Fe2O3
→ nFe trong oxit = (7,68 – 0,13 . 16) : 56 = 0,1 (mol)
→ nFe trong Fe2O3 = 0,1 mol = 2 a
Vậy a = 0,05 mol → m = 0,05 . 160 = 8 (gam)
Đáp án C.
...
Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp bảo toàn nguyên tố giúp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm, 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!
