PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH TOÁN HÓA VÔ CƠ

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA VÔ CƠ

(GV: Trương Châu Thành-Trường THPT Chuyên TG)

---cdócd---

A-GIẢI NHANH BÀI TOÁN TRẮC NGHIỆM VÔ CƠ

1/ H₂SO₄ ® 2H⁺ + SO₄^2- ® H₂­

    HCl    ®    H⁺ + Cl^­-

m muối = mKim Loại + mgốc axít mM

     

                                                         

VD1: Cho 2,81 g hỗn hợp Fe₂O₃, ZnO, MgO tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H₂SO₄  0,1M.

 Khối lượng muối sunfat tạo ra trong dung dịch là:

Giải:   nH₂SO₄ =0,05 = n SO₄^2- --->nH ⁺= 0,1

          2H⁺  + O^2- = H₂O

          0,1      0,05 mol

m muối = m oxit – m O(trong oxit) +m gốc axit =2,81 –0,05.16 +0,05.96 =6,81 gam

VD2: Cho 8 g hỗn hợp bột kim lọai Mg và Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 5,6 lit H₂ ở đktc. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là

Giải: nH₂ =0,25 ---> nHCl =nCl = 0,25.2 =0,5.  m muối =8 + 0,5.35,5=25,75 gam

VD3: Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại tan hoàn toàn trong HCl dư thấy có 8,96 lít khí thoát ra (đkc) v à dd X, cô cạn dd X  thì khối lượng hỗn hợp muối khan thu được là (gam):

Giải: nH₂ =0,4 ---> nHCl =nCl^- = 0,4.2 =0,8.  m muối =kl kim loại +kl ion Cl^-=11+0,8.35,3=39,4 gam

2/ Axít + Ocid bazơ ( kể cả ocid bazơ không tan)

	2H+ + O2-® H2O

 

                                            

VD1: Fe₂O₃ ® a mol

                                      Phản ứng dung dịch HCl

         Fe_xO_y ® b mol

     Giải:                            n_O^2- = 3a+ by  ®     2H⁺     +    O^2- ®   H₂O

                                                                  6a+2yb ¬ 3a+yb

VD2: Hoà tan 2,4 g một oxit sắt vừa đủ 90ml ddHCl 1M. Công thức của oxit sắt nói trên là:

Giải:    Gọi CTPT oxit sắt là: FexOy® a mol

nHCl =0,09mol

2H⁺     +    O^2- ®   H₂O

0,09       0,045 mol

nO^2- = ay = 0,045 (1)

56a + 16ya = 2,4   (2)

xa =0,03 ®   x:y =2:3 ®   CTPT là Fe₂O₃

VD 3:Cho m gam hỗn hợp gồm FeO, Fe₂O₃, và Fe₃O₄ vào dd HCl để phản ứng xảy ra hoàn toàn được dd A. Chia A thành 2 phần bằng nhau.

            Phần 1: cô cạn thu được m₁ g muối khan.

            Phần 2 : sục khí clo vào đến dư rồi mói cô cạn thì thu được m₂ g muối khan.

Biết m₂ – m₁ =0,71gam và trong hỗn hợp đầu tỉ lệ mol giữa FeO và Fe₂O₃ là 1:1. m có giá trị nàosau đây?

A.4,76gam                     B.9,28gam                    C. 9,88gam                   D.5,6gam

Giải:  Do tỉ lệ mol giữa FeO và Fe₂O₃ là 1:1nên coi 2 oxit này là Fe₃O₄.

         Fe₃O₄   + 8 HCl ® FeCl₂  +2 FeCl₃ + 4 H₂O

         P1: Gồm 2 muối có kl là m₁ gam

         P2:Gồm 1 muối có kl là m₂ gam    2FeCl₂  +Cl₂ ® 2 FeCl₃

                                                               2a         a

         m₂ – m₁ = a.71 = 0,71 ® a =0,01 ® m = 4.a.232 =9,28 gam

3/ Axít + Bazơ ( kể cả bazơ không tan)

H+ + OH- ® H2O

 

VD1: Dung dịch H₂SO₄ phản ứng với hổn hợp: Fe(OH)₃ amol, Al(OH)₃ bmol, Cu(OH)₂ cmol

              n_OH^- = 3a+3b+2c = n_H⁺

VD 2: Khi trộn lẫn 300 ml dung dịch A gồm HCl 0,2M và H₂SO₄ 0,1M với 200 ml dung dịch B gồm NaOH 0,4M và Ba(OH)₂ 0,1M thì thu được dung dịch D. Dung dịch Dcó:

A. pH = 7                      B. pH < 7                      C. pH > 7                      D. 7 < pH < 10

Giải:  nH⁺ =0,3.0,2 +0,3.0.1.2 =0,12 mol

        nOH^- =0,2.0,4 + 0,2.0,2.2 =0,16 mol

        nOH^- dư= 0,04  ®  pH > 7

VD3:Để trung hòa dung dịch chứa 0,1 mol NaOH và 0,15 mol Ba(OH)₂ cần bao nhiêu lít dung dịch hỗn hợp chứa HCl 0,1M và H₂SO₄ 0,05M?

            A. 1 lít                           B. 2 lít                           C. 3 lít                           D. 4 lít

Giải:  nOH^- = 0,1 + 0,15.2 = 0,4

        nH⁺ = (0,1 +0,05.2).V =0,2 V = 0,4 ® V = 2 lít

4/ Axít + Kim Loại ®  Muối và giải phóng khí H₂

nH+ + M® Mn+ + n/2 H2

             

VD:   Na® H ® ½ H₂

            Mg ® 2 H ® H₂

            Al ® 3H® 3/2 H₂

VD1:Cho 8.3 g hỗn hợp Al,Fe tác dụng hết với dung dịch HCl. Sau phản ứng khối lượng HCl tăng thêm 7.8 g. Khối lượng mỗi muối tạo ra trong dung dịch và kl mỗi kim loại trong hh

Giải:  n H₂ = (8,3-7,8 ):2 = 0,25

        3/2a+b = 0,25

        27a +56 b = 8,3---> a = b = 0,1 mol

VD 2: Cho m gam nhôm,Magiê, sắt vào 250 ml dd X chứa hh axít HCl 1M,H₂SO₄ 0,5 M, thu được 0,2375 mol khí H₂ và dd Y.Tính pH của dd Y.

Giải:  n H⁺bđ=0,25 +0,25.0,5.2 = 0,5

         nH⁺ pư = 0,2375.2=0,475

         nH⁺ dư =0,025 mol ® C_H⁺=0,1 ® pH =1

5/ CO, H₂ khử oxít kim loại sau Al tạo Kim loại + CO₂ , H₂O

CO + O ( trong oxít)  to   CO2 H2  + O ( trong oxít)   to    H2O

 

                                          

 

VD1: Hổn hợp gồm     CuO ®   amol

                                 Fe₂O₃ ® bmol   + CO Þ n_{O(trong oxít)} = a+3b

                                                          

   CO    +     O     ®  CO₂

 a+3b   ¬  a+3b ® a+3b

VD2: Một hỗn hợp X gồm Fe₂O₃, FeO và MgO có khối lượng là 4,24 g trong đó có 1,2 g MgO. Khi cho X phản ứng  với CO dư (phản ứng hoàn toàn), ta được chất rắn A và hỗn hợp CO và CO₂. Hỗn hợp này khi qua nước vôi trong cho ra 5 g kết tủa. Xác định khối lượng Fe₂O₃, FeO trong hỗn hợp X.

Giải:  m 2 oxit sắt là: 4,24 –1,2 =3,04 gam---> 160 a +72 b =3,04

         n CO₂ = n O(trong 2 oxit sắt) = nCaCO₃ =0,05 ----> 3a +b = 0,05 ---> a=0,01 ; b= 0,02 

VD3: Nung 24 g một hỗn hợp Fe₂O₃ và CuO trong một luồng khí H₂ dư. Phản ứng hoàn toàn. Cho hỗn hợp khí tạo thành trong phản ứng đi qua 1 bình đựng H₂SO₄ đặc. Khối lượng của bình này tăng lên 7,2 g. Tính khối lượng Fe và Cu thu được sau phản ứng.  

A. 5,6 g Fe và 3,2 g Cu                                            B. 11,2 g Fe và 6,4 g Cu  

C. 5,6 g Fe và 6,4 g Cu                                            D. 11,2 g Fe và 3,2 g Cu

 Giải: Gọi a , b lần lượt là số mol 2 oxit

         160a  + 80b = 24  (1)   nH₂O = 0,4

         H₂  + O _{( trong oxít)}   ®     H₂O

         0,4                         0,4

         BT nguyên tố O = 3a + b = 0,4 (2)

         Giải (1) vá (2)® a = 0,2 ; b= 0,1 chọn B

6/ Phản ứng giữa 2 ion chỉ xảy ra khi sản phẩm có chất kết tủa, dễ bay hơi, điện li yếu.

VD₁: Ca²⁺ + CO₃^2- ® CaCO₃¯

         2H⁺  +  CO₃^2- ® H₂O + CO₂­

         2H⁺  +  S^2-  ®  H₂S­

          Na⁺ + NO₃^-  x            không xảy ra

VD₂ : Dung dịch chứa amol AlCl₃, bmol CuCl₂, cmol NaCl phản ứng dung dịch AgNO₃ dư thu dmol kết tủa. Mối liên hệ a,b,c,d

           n_Cl^- = 3a+2b+c

                                                Þ n_{AgCl ¯} = n_Cl^- = n _Ag⁺_{phản ứng} = 3a+2b+c = d

          Ag⁺ + Cl^- ®  AgCl¯

7/ Định luật bảo toàn khối lượng:

     m_ghổn hợp kim loại + m_{1 g} dung dịch HCl thu được m_{2 g} dung dịch A, m_{3 g} khí B và m_{4 g} rắn không tan.

 Ta có : m + m₁ = m₂ + m₃ + m₄ Þ m₂ = m + m₁ – m₃ – m₄

VD: Hòa tan hoàn toàn 7,8 gam hỗn hợp X gồm Al, Mg bằng dd HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng thêm 7 gam. Khối lượng của Mg và Al trong hỗn hợp ban đầu là :

           A. 2,4 g và 5,4 g     B. 5,1 g và 2,7 g                 C. 2 g và 5,8 g               D. 1,05 g và 6,75 g

Giải: n H₂ =( 7,8 -7 ) : 2 = 0,4 mol

        27 a +24 b = 7,8(1)

        1,5 a + b = 0,4    (2)

        Giải Þ a = 0,2 , b= 0,1 Chọn A

8/ Bảo toàn điện tích:

      Trong 1 dung dịch : Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm

VD₁:  Dung dịch chứa amol Al³⁺, bmol Ca²⁺, cmol SO₄^2-, dmol Cl^-.

             Ta co: 3a + 2b = 2c + d

VD₂:  m_g hổn hợp Fe, Mg, Zn phản ứng dung dịch HCl dư thu (m+m₁) gam muối.

         m_g hổn hợp trên phản ứng dung dịch HCl thu bao nhiêu gam muối?

Giải:

           . m_{muối clorua} = m_{kim loại} + m_Cl^- Þ m_Cl^- = m_1g  Þ n_Cl^- = mol

           . Bảo toàn điện tích: 2Cl^-                      SO₄^2-   ( 2.n_SO4^2- = n_Cl^-)

                                                 ®      

           . muối sunfat = m + x 96

VD3: Cho m g hỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, dư thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được (m+62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là:

Giải: n NO₃^- =62:62 = 1mol  ---> 2NO₃^- -------> O^2-  .           n O^2-  =0,5 mol

                                                        1 mol             0.5 mol

m oxit = m kim loại + m O = m + 0,5.16 =( m + 8 ) gam

Vídụ 4: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm  0,12 mol FeS₂ và a mol Cu₂S vào dung dịch HNO₃ vừa đủ, thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunf và khí NO duy nhất. Giá trị a là:

Giải:   dd gồm:0,12 mol Fe³⁺, 2a mol Cu²⁺ ,(0,24+a) mol SO₄^2- .

                 áp dụng Đlbt điện tích: 3.0,12 +2.2a  =2(0,24 +a)® a=0,06

VD5: Chia hỗn hợp 2 kim loại A,B có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau . Phần 1: tan hết trong HCl tạo ra 1,792lit H₂ (đkc). Phần 2: nung oxi thu được 2,84g hỗn hợp oxit. Khối lượng hỗn hợp 2 kim loại ban đầu là:

A.1,8g               B.2,2g               C.2,4g               D.3,12g

Giải:  nH₂ = 0,08 Þ nHCl = 0,16 = nCl^-

         2 Cl^-       ®      O ^2-

             0,16              0,08

 KL 2 kin lọai trong hh ban đầu= ( m oxit – m O^2-) .2 = 3,12 gam

9/ Bảo toàn nguyên tố +Bảo tòan khối lượng:

VD₁: Cho 1mol CO₂ phản ứng 1,2mol NaOH thu m_g muối. Tính m?

   . = 1,2 Þ sản phẩm tạo 2 muối

  .  Gọi CT 2 muối         NaHCO₃  ® a mol   BT nguyên tố Cacbon: a+b = 1             a= 0,08mol

                                  Na₂CO₃­   ® b mol   BT nguyên tố Natri:    a+2b = 1,2         b = 0,02mol    

VD₂ : Hổn hợp A gồm FeO  a mol, Fe₂O₃  b mol phản ứng với CO ở t⁰ cao thu được hổn hợp B gồm: Fe  cmol, FeO  dmol, Fe₂O₃  e mol, Fe₃O₄  f mol. Mối quan hệ giữa a,b,c,d…

              Ta có : n _{Fe (trong A)} = n _{Fe (trong B)}   

a+3b = c + d + 3e + 4f  { a +2b = c + d + 2e + 3f }

 

                              Û

VD3:

Hấp thụ hoàn toàn 0,12 mol CO₂ vào 2,5 lít dd Ba(OH)₂ a mol/l thu được 0,08 mol kết tủa. gí trị của a là bao nhiêu.

Giải: n BaCO₃ =0,08 ® n C  còn lại tạo Ba(HCO₃)₂       = 0,12 – 0,08 = 0,04 ® nBa(HCO₃)₂ =0,02

         ®n Ba =n Ba(OH)₂ =0,08 + 0,02 =0,1 ® C_M =0,1/2,5 =0,04 M

VD4:Hòa tan 5,6 gam Fe vào dd H₂SO₄ dư  thu dược dd X.dd X phản ứng vừa đủ với V lít dd KMnO₄ 0,5 M giá trị của V là?

Giải: nFe = nFe²⁺ =0,1 mol  ®  nMn²⁺ = 0,1.1/5=0,02(đlBT electron) ® V = 0,02:0.5 =0,04 lít

VD5:Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với 25 g hỗn hợp A gồm Al và Fe₂O₃ thu được hỗn hợp B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư được 14.8 g hỗn hợp C, không thấy khí thoát ra. Phần trăm khối lượng Fe₂O₃ trong hỗn hợp A là :

A.86.4 %                B.84.6 %              C.78.4 %                D.74.8 % 

Giải:

ĐLBTKL:   m hhA = m hhB = 25 gam

B + dd NaOH không thấy khí nên B không có Al dư. Khối lượng B giảm chính là Al₂O_3.

mAl₂O₃ = 25 – 14,8 = 10,2 Þ n Al₂O₃ = 0,1 mol Þ n Al = 0,2 mol  chọn C

10/ Bảo toàn Electron :

   . Chỉ sử dụng đối với phản ứng oxi hóa khử

   . Phương pháp: + Xác định chất khử + xác định chất oxi hóa

                            + Viết 2 quá trình + định luật bảo toàn Electron : n_{e cho} = n_{e nhận}

VD1 : 0,3 mol Fe_xO_y phản ứng với dd HNO₃ dư thu được 0,1mol khí NO. Xác định Fe_xO_y.

Giải : xFe^2y/x – ( 3x-2y) ® xFe⁺³         n_FexOy = 0,3           Þ     n_Fe^2y/x = 0,3x     Þ   x = 3

           0,3x   ®  0,3(3x-2y)                                                                                y = 4 hoặc x=y=1

N⁺⁵    +  3e         ®   N⁺²           0,3.(3x – 2y) = 0,3 Þ    3x – 2y = 1

                           0,3               0,1         

         Vậy CTPT : Fe₃O₄ hoặc FeO

VD2: Khi để m gam sắt ngoài không khí một thời gian thì bị oxi hóa thành 28,4 gam hỗn hợp A gồm các oxit sắt và một phần sắt còn lại. Cho hh A tác dụng hoàn toàn với dd HNO₃ thì thu được 3,36 lít NO (đkc). Giá trị của m là :

            A. 19,6 gam                  B. 8,4 gam                    C. 14 gam         D. 22,4 gam

Giải:   ĐLBT elctron

                Fe           - 3e  ® Fe ³⁺

                        m/56      3m/56

                O₂                              + 4e         ® 2 O^2-

                (28,4 –m)/32    (28,4 –m)/8 

                N⁺⁵  + 3e      ® N⁺²

                0,45             0,15

                                                 Ta có: 3m/56  = 0,45  + (28,4 – m)/ 8 Þ    m = 22,4 gam

11/ Xác định CTPT chất :

VD : 1 oxít của sắt có % mFe chiếm 70%. Xác định CTPT của oxít.

Gọi CT của oxít là: Fe_xO_y Þ Þ Fe₂O₃

* Chú ý: Phương pháp tăng giảm khối lượng (Added by Nguyễn Phước Lộc)

* Cách giải:

          Khi chuyển từ chất này sang chất khác, khối lượng có thể tăng hay giảm do các chất khác nhau về khối lượng mol phân tử. Dựa vào mối quan hệ tỉ lệ thuận của sự tăng giảm, ta có thể tính được lượng chất tham gia hay tạo thành sau phản ứng.

          Phương pháp này đặc biệt áp dụng với các bài toán kim loại mạnh đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của nó.

          Giả sử có một thanh kim loại A với khối lượng ban đầu là a gam. A đứng trước kim loại B trong dãy điện hóa và A không phản ứng với nước ở điều kiện thường. Nhúng A vào dung dịch muối của kim loại B. Sau một thời gian phản ứng thì nhấc thanh kim loại A ra.

                   mA     +     nB^m+  mAⁿ⁺     +     nB

          + Nếu M_A < M_B thì sau phản ứng khối lượng thanh kim loại A tăng.   m_{A tăng} = m_B  -  m_{A tan} = m_{dd giảm} 

nếu tăng x% thì m_{A tăng} = x%.a

          + Nếu M_A > M_B thì sau phản ứng khối lượng thanh kim loại A giảm.  m_{A giảm} = m_{A tan}  -  m_B = m_{dd tăng} 

nếu giảm y% thì m_{A giảm} = y%.a

Tùy theo đề bài mà ta vận dụng các dữ kiện tính toán cho phù hợp.

vd: Ngâm một vật bằng Cu có khối lượng 15g trong 340g dung dịch AgNO₃ 6%. Sau một thời gian lấy vật ra thấy khối lượng AgNO₃ trong dung dịch giảm 25%. Khối lượng của vật sau phản ứng là:

A. 3,24g                        B. 2,28g                        C. 17,28g                                  D. 24,12g