ĐẶT VẤN ĐỀ Trở thành sinh viên các trường Cao đẳng, Đại học Y, Dược, Công nghệ thực phẩm, Công nghệ môi trường, Hóa dầuluôn là ước mơ của nhiều học sinh THPT. Tuy nhiên, ước muốn đó sẽ là quá “xa vời” đối với những học sinh học không tốt bộ môn Hóa học. Làm thế nào để các em không còn “sợ hãi” trước một bài toán trắc nghiệm với quá nhiều chất tác dụng với nhau, quá nhiều các phương trình phản ứng phức tạp trong khi thời gian dành cho một câu trắc nghiệm trung bình chỉ khoảng 1,5 phút? Câu hỏi đó luôn hiện hữu trong đầu tôi. Với vốn kiến thức hiện có của một học sinh THPT, các em không thể đọc sách rồi tự mình rút ra phương pháp để giải quyết khó khăn trên. Thêm vào đó trong sách giáo khoa cũng như các sách tham khảo rất ít những ví dụ minh họa một cách chi tiết, rõ ràng để giúp học sinh làm những bài toán như vậy. Chính vì thế, trong quá trình giảng dạy, tìm tòi, nghiên cứu tôi mạnh dạn viết sáng kiến kinh nghiệm: ‘‘Sử dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh các bài toán hóa học’’. Sáng kiến này sẽ là tài liệu tham khảo dễ hiểu, giúp các em có cái nhìn đơn giản hơn đối với những bài toán dạng trên đồng thời giải quyết chúng một cách nhanh hơn và hiệu quả hơn. Với tài liệu này, các em hoàn toàn có thể bình tĩnh “đối diện” với dạng toán trên trong các đề thi đại học, cao đẳng môn Hóa mà không còn bị yếu tố tâm lí về thời gian và không còn lúng túng, bối rối vì mất phương hướng làm bài. Như vậy, việc trở thành bác sĩ, dược sĩ, kĩ sư,trong tương lai là điều mà các em có thể tự tin hướng tới. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1. Cơ sở lý luận: Trong Hóa học, dạng bài tập về phản ứng oxi hóa khử rất phổ biến và đa dạng, có rất nhiều bài được ra trong các đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng. Với các phương pháp thông thường như phương pháp đại số, đặt ẩn, lập hệ gồm nhiều phương trình, sẽ rất mất thời gian và khó khăn để học sinh tìm ra kết quả cho dạng bài tập trên. Các em thường nghĩ đến dùng phương pháp bảo toàn electron để làm. Tuy nhiên, không phải bất cứ phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa nào cũng giải được theo phương pháp bảo toàn electron. Với những bài tập có nhiều chất tham gia phản ứng và sự thay đổi số oxi hóa quá nhiều thì học sinh cần biết cách đưa bài tập phức tạp về dạng đơn giản. Như vậy, không những các em sẽ giải được mà còn làm rất nhanh. Để giúp cho giáo viên và học sinh giải quyết khó khăn trên, tôi xin trình bày trong sáng kiến này một phương pháp giải toán Hóa có thể rút ngắn được thời gian, nâng cao được tư duy và có đáp án bài toán nhanh nhất, chính xác cao. Đây là một trong những phương pháp mới và nguyên tắc của phương pháp này là: biến đổi toán học trong một bài tập Hóa nhằm đưa hỗn hợp phức tạp ban đầu về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho các phép tính trở nên dễ dàng, thuận tiện. Phương pháp này giúp học sinh thiết lập được mối liên hệ trong bài dễ dàng, giải quyết các dạng bài tập gồm nhiều chất phản ứng của cùng kim loại như hỗn hợp oxit sắt, đồng và muối đồng, một số bài tập về hữu cơ...nhanh nhất. 1.2. Thực trạng vấn đề Qua thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy học sinh đã làm được những bài tập chỉ có một hoặc hai chất phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa. Các em thường bế tắc khi giải bài toán hóa học mà có nhiều chất thay đổi số oxi hóa. Đa phần học sinh chưa xác định được sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất chứa nhiều nguyên tố, các em thường sợ khi giải bài toán hóa học thuộc loại này vì các em không biết xác định như thế nào. Có một số phương pháp được sử dụng như phương pháp trung bình hay bảo toàn electron, ... cho các bài này nhưng khi làm học sinh rất hay bị nhầm lẫn về cách xác định số oxi hóa. Còn trong phương pháp quy đổi nếu đưa hỗn hợp nhiều chất về số lượng ít chất phản ứng hơn thì học sinh dễ dàng xác định số oxi hóa và thiết lập được hệ phương trình đơn giản để giải. Trong phạm vi của đề tài này tôi xin trình bày:‘‘Sử dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh các bài toán hóa học’’. Nội dung của đề tài tôi xin trình bày qua ba chương lần lượt trình bày từ cơ sở lý thuyết của phương pháp, các hướng quy đổi chính để giáo viên, học sinh nắm vững về phương pháp và hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đem lại. 1.3. Các biện pháp đã tiến hành giải quyết vấn đề Trên cơ sở lí luận và thực trạng vấn đề đã phân tích ở trên, tôi thấy để giải quyết vấn đề cần phải rèn luyện cho học sinh phương pháp giải toán hóa học một cách đơn giản nhưng tư duy hơn. Vì thế tôi cần nghiên cứu về các mặt ưu, nhược của phương pháp thật kĩ lưỡng, các định luật bắt buộc học sinh phải nắm vững trong phương pháp quy đổi, cũng như cần soạn giải các bài toán Hóa theo phương pháp này nhưng theo nhiều hướng quy đổi khác nhau để giáo viên và học sinh có thể áp dụng hiệu quả. Cần chú ý tới năng lực của từng học sinh khi tiếp thu phương pháp mới này, tiến hành thực nghiệm và đánh giá kết quả của học sinh khi sử dụng phương pháp quy đổi để giải các bài toán hóa gồm nhiều chất phản ứng phức tạp. Cùng một dạng bài tập nhưng cho các em giải theo nhiều phương pháp để so sánh hiệu quả của các phương pháp. Khi sử dụng phương pháp quy đổi các em sẽ dễ xác định hướng đi của bài và giải nhanh hơn, hiểu bài hơn, có thể giải được một số bài toán hóa trong đề thi đại học. Từ đó xây dựng tinh thần học tập hứng thú hơn với bộ môn Hóa học cho học sinh trong toàn trường. CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI 2.1. Các định luật vận dụng. 2.1.1. Định luật bảo toàn khối lượng: Nội dung: Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau phản ứng. Trong đó chúng ta cần vận dụng các hệ quả: Hệ quả 1: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, ms là khối lượng các chất sau phản ứng. Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều có: mT = mS. Hệ quả 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất ta luôn có: Khối lượng chất = khối lượng của cation+khối lượng anion. Khối lượng của cation hoặc anion ta coi như bằng khối lượng của nguyên tử cấu tạo thành. 2.1.2. Định luật bảo toàn nguyên tố: Nội dung định luật: Tổng khối lượng một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng của nguyên tố đó sau phản ứng. Nội dung định luật có thể hiểu là tổng số mol của một nguyên tố được bảo toàn trong phản ứng. 2.1.3. Định luật bảo toàn electron: Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho đi bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận về. Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán này cần lưu ý: Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm đến trạng thái đầu và trạng thái cuối mà không cần quan tâm đến trạng thái trung gian. Nếu có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là tổng số mol của tất cả chất nhường hoặc nhận electron. 2.1.4. Định luật bảo toàn điện tích: Dung dịch luôn trung hòa về điện nên: Hay: 2.2. CÁC HƯỚNG QUY ĐỔI CHÍNH KHI GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC 2.2.1. Quy đổi 1: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng. Khi gặp bài toán hỗn hợp nhiều chất nhưng về bản chất chỉ gồm 2 (hoặc 3) nguyên tố ta quy đổi thẳng hỗn hợp về 2 (hoặc 3) nguyên tử tương ứng. Ví dụ 1: Hỗn hợp đầu gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 quy đổi về 2 nguyên tử Fe và O. Ví dụ 2: Hỗn hợp ban đầu gồm Cu, CuS, Cu2S, S quy đổi về 2 nguyên tử Cu và S. Ví dụ 3: Hỗn hợp ban đầu gồm Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, Cu2S, S quy đổi về Fe, Cu, S. 2.2.2. Quy đổi 2: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về hỗn hợp hai hoặc một chất. Ví dụ 1: Hỗn hợp đầu gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 quy đổi về hai chất bất kỳ trong hỗn hợp đầu: (Fe, FeO), (Fe, Fe3O4), (Fe, Fe2O3), (FeO, Fe3O4), (FeO, Fe2O3), (Fe3O4, Fe2O3) hoặc FexOy. Kinh nghiệm: - Nếu hỗn hợp X dư kim loại quy X về: Fe, Fe2O3 (Fe3+(trong Fe2O3) không bị khử - giảm phương trình) - Nếu hỗn hợp X dư axit quy X về Fe, FeO (Fe3+(trong FeO) không bị oxi hóa - giảm phương trình). Ví dụ 2: Hỗn hợp Y ban đầu gồm Cu, CuS, Cu2S, S quy đổi về: (Cu,CuS), (Cu, Cu2S),... 2.2.3. Quy đổi 3: Quy đổi tác nhân oxi hóa- khử Bài toán xảy ra nhiều giai đoạn oxi hóa khác nhau bởi những chất oxi hóa khác nhau, quy đổi vai trò chất oxi hóa này cho chất oxi hóa kia, nhưng phải đảm bảo : - Số electron nhường nhận là không đổi - Do sự thay đổi tác nhân oxi hóa nên cần thay đổi sản phẩm cho phù hợp [O] Ví dụ: Fe hỗn hợp X (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) Fe3+, NO (sản phẩm sau:Fe2O3) 2.2.4. Các bước giải - Sơ đồ hóa bài toán. - Quyết định hướng quy đổi. - Lập phương trình (hệ phương trình) dựa vào dự kiện bài toántìm đáp số. 2.2.5. Lưu ý - Phương pháp đặc biệt phát huy tác dụng trong bài toán hỗn hợp sắt và các oxit, hỗn hợp các hợp chất của sắt, đồng, ... - Hướng quy đổi 1 cho lời giải nhanh và hay được áp dụng nhất. - Hướng quy đổi 2 tính chính xác cao và ít gặp sai lầm. - Hướng quy đổi 3 khó hơn và ít được sử dụng. - Trong quá trình làm bài thường kết hợp với các phương pháp khác: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron,... - Các giá trị giả định sau quy đổi, khi giải có thể nhận giá trị âm (bài tập 2). 2.2.6. BÀI TẬP ÁP DỤNG: Bài 1: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3,0 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư, thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Tìm giá trị của m? (Đại học khối B-năm 2007) Giải: Nhận xét: Bài toán trên có thể giải theo nhiều phương pháp khác nhau. Trong đề tài này tôi xin trình bày bài giải theo phương pháp quy đổi theo 3 hướng chính. Bài toán sẽ được đơn giản hóa và giải nhanh hơn. Khí NO (0,56l, đktc) nNO=0,025 mol. Sơ đồ hóa bài toán: +dd HNO3 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 X Dung dịch Fe3+ mFe = ? gam 3,0gam Cách 1: Quy đổi 1. Fe: x mol O: y mol Nhận xét: Nhìn vào sơ đồ bài toán ta thấy hỗn hợp X gồm 4 chất rắn nhưng về bản chất hỗn hợp X chỉ gồm 2 nguyên tố là Fe và O cấu tạo thành 4 chất trên nên ta quy đổi hỗn hợp X về thẳng hai nguyên tố là Fe và O. Quy đổi hỗn hợp X thành Dd HNO3 Fe3+: x mol O2- : y mol X mFe = ? gam 3,0gam Đối với học sinh khá, giỏi các em không cần xác định bước này mà có thể đưa ra ngay phương trình (2) Ta có phương trình: mX = 56x + 16y = 3,0 (1) Các quá trình nhường nhận electron: x 3x y 2y 0,075 0,025 Fe: 0,045 mol O: 0,03 mol x = 0,045 mol y =0,03 mol Theo bảo toàn electron: 3x+2y=0,075 (2) Từ (1) và (2) ; vậy X gồm mFe =56 x 0,045 = 2,52 gam. Phân tích: Khi quy đổi về các nguyên tử tương ứng thì học sinh dễ nhận thấy số oxi hóa thay đổi của hai nguyên tố Fe và O hơn. Học sinh sẽ đưa ra được ngay phương trình bảo toàn electron. Đa số các bài có các quá trình oxi hóa khử nếu áp dụng bảo toàn electron thì sẽ làm rất nhanh. Tuy nhiên, nhiều học sinh không xác định được số oxi hóa của các chất vì là một loạt các chất phản ứng với nhau. Tốt nhất học sinh nên quy đổi về số chất ít hơn thì các em có thể nhận ra sự thay đổi số oxi hóa một cách rõ ràng, giúp việc thiết lập hệ phương trình nhanh nhất và tìm kết quả chính xác. Fe: x mol Fe2O3: y mol Cách 2: Quy đổi 2. Nhận xét: Trong cách quy đổi này, thay vì giữ nguyên hỗn hợp các chất như ban đầu ta chuyển thành hỗn hợp với số chất ít hơn cũng của các nguyên tố đó, thường là hỗn hợp hai chất. * Quy đổi hỗn hợp X thành Ta có: mX = 56x + 160y = 3,0 (3) Các quá trình nhường nhận electron: x 3x 0,075 0,025 Fe: 0,025 mol Fe2O3: 0,01 mol x = 0,025 mol y =0,01 mol Theo bảo toàn electron: 3x = 0,075 (4) Từ (3) và (4) ; vậy X gồm Theo bảo toàn nguyên tố đối với Fe: Fe: x mol FeO: y mol Hoặc: Quy đổi hỗn hợp X thành Ta có: mX = 56x + 72y = 3,0 (5) Các quá trình nhường nhận electron: x 3x y 1y 0,075 0,025 Fe: 0,015 mol FeO: 0,03 mol x = 0,015 mol y =0,03 mol Theo bảo toàn electron: 3x+y = 0,075 (6) Từ (5) và (6) ; vậy X gồm Theo bảo toàn nguyên tố đối với Fe: Nhận xét: Trong trường hợp này ta cũng có thể quy đổi hỗn hợp X ban đầu về các hỗn hợp đơn giản sau (FeO và Fe2O3; Fe3O4 và Fe2O3; Fe và Fe3O4; FeO và Fe3O4) hoặc thậm chí chỉ là một chất FexOy. Tuy nhiên, học sinh nên quy đổi về hai chất mà có số oxi hóa trước và sau phản ứng là số nguyên để thấy được số electron nhường và nhận từ đó đưa ra phương trình bảo toàn electron nhanh nhất như hai cách trình bày ở trên. Cách 3: Quy đổi 3. Nhận xét: Bài toán này trải qua hai giai đoạn oxi hóa khác nhau bởi hai chất oxi hóa khác nhau, ta có thể quy đổi vai trò oxi hóa của chất này cho chất kia để bài toán trở nên đơn giản hơn. Sơ đồ hóa bài toán: Dd HNO3 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Khí NO (0,025mol) X Dung dịch Fe3+ m gam 3,0gam Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 Thay vai trò oxi hóa của HNO3 bằng ,ta có: Fe2O3 Fe (*) (**) m gam 3,0gam Ở đây ta thay vai trò nhận e của bằng O: 0,075 0,025 Theo nguyên tắc quy đổi, số e mà nhận và nhận phải như nhau: 2nO(**) = 0,075 nO(**) = 0,0375 mol Theo bảo toàn khối lượng: Theo bảo toàn nguyên tố đối với Fe: nFe = 2 = mFe = 56 x 0,045 = 2,52 gam. Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 30,4 gam chất rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S và S bằng HNO3 dư, thoát ra 20,16 lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu được m gam kết tủa. Tìm giá trị của m? Nhận xét: Đối với bài này nếu giữ nguyên hỗn hợp X thì học sinh sẽ khó viết được phương trình bảo toàn electron. Vì vây, học sinh nên sử dụng phương pháp quy đổi để giải thì bài toán sẽ đơn giản hơn. Cu: x mol S: y mol Cách 1: Quy đổi 1. Quy đổi hỗn hợp X thành Ta có: mX= 64x + 32y = 30,4 (1) Sơ đồ hóa bài toán: dư Khí Cu2+ SO42- (20,16 lít,đktc) X Dung dịch Y 30,4 gam m gam Các quá trình nhường nhận electron: x 2x y 6y 2,7 0,9 Theo bảo toàn electron: 2x+ 6y = 2,7 (2) Cu: 0,3 mol S: 0,35 mol x = 0,3 mol y =0,35 mol Từ (1) và (2) ; vậy X gồm Theo bảo toàn nguyên tố đối với Cu và S: Cách 2: Quy đổi 2. Cu: x mol CuS: y mol Giải: Quy đổi hỗn hợp X thành Ta có: mX= 64x + 96y = 30,4 (3) Sơ đồ hóa bài toán: + dư Khí X (20,16 lít, đktc) Cu2+ SO42- 30,4 gam Dung dịch Y m gam Các quá trình nhường nhận electron: x 2x y 8y 2,7 0,9 Theo bảo toàn electron: 2x+ 8y = 2,7 (4) Cu: - 0,05mol CuS: 0,35 mol x = - 0,05 mol y =0,35 mol Từ (3) và (4) ; vậy X gồm Theo bảo toàn nguyên tố đối với Cu và S: Nhận xét: Chúng ta có thể quy đổi hỗn hợp X thành (Cu và CuS) hoặc (CuS và Cu2S) cũng thu được kết quả như trên. Sử dụng phương pháp này giúp học sinh rèn luyện được tư duy và giải quyết bài toán nhanh, chính xác khoa học. Bài 3: Hỗn hợp X có tỉ khối so với H2 là 21,2 gồm propan, propen và propin. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, tổng khối lượng của CO2 và H2O là bao nhiêu? Giải: Hỗn hợp X chỉ trải qua một giai đoạn phản ứng nên chỉ giải theo cách quy đổi 1 và 2. C: 0.3 mol H: y mol Cách 1: Quy đổi 1. Quy đổi hỗn hợp X thành nH = 4,24 - 0.3 x 12 = 0.64 mol Sơ đồ đốt cháy: Tổng khối lượng CO2 và H2O thu được là: m = 44 x 0,3 + 18 x 0,32 = 18,96 gam. Cách 2 : Quy đổi 2. C3H8: x mol C3H4: y mol Quy đổi hỗn hợp thành Sơ đồ đốt cháy: Tổng khối lượng CO2 và H2O thu được là: m = 44 x0,3 + 18 x(0,06x4+0,04x2)=18,96 gam. Nhận xét: Học sinh có thể quy đổi hỗn hợp X thành ( C3H8 và C3H6) hoặc (C3H6 và C3H4) để giải. Bài 4: Nung m gam bột Cu trong oxi thu được 24,8 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Cu, CuO và Cu2O. Hòa tan hoàn toàn X trong H2SO4 đặc nóng thoát ra 4,48 lít khí SO2 duy nhất (đktc). Tìm giá trị m? Cu: x mol O: y mol Cách 1: Quy đổi 1. Quy đổi hỗn hợp X thành Ta có: mX= 64x + 16y = 24,8 (1) đặc Khí (0,2 mol) Cu2+ O2- X Dung dịch m gam 24,8 gam Các quá trình nhường nhận electron: x 2x y 2y 0,4 0,2 Theo bảo toàn electron: x - y = 0,2 (2) vậy X gồm Từ (1) và (2) mCu = 64 x 0,35 = 22,4 gam Cu: x mol CuO: y mol Cách 2: Quy đổi 2. Quy đổi hỗn hợp X thành Sơ đồ hóa bài toán: Khí (0,2 mol) X Dung dịch Cu2+ m gam 24,8 gam Ta có: mX= 64x+80y=24,8 (3) Các quá trình oxi hóa nhường nhận electron: x 2x 0,4 0,2 Theo định luật bảo toàn electron: 2x = 0,4 x=0,2 (4) Cu: 0,2 mol CuO: 0,15 mol x =0,2 y = 0,15 Từ (3) và (4) ; vậy X gồm Theo bảo toàn nguyên tố đối với Cu: Cách 3: Quy đổi 3.Cu CuO Cu2O Sơ đồ hóa bài toán: Dd H2SO4 đặc Khí SO2 (0,2 mol) X Dung dịch Cu2+ m gam 24,8 gam Thay vai trò oxi hóa của H2SO4 bằng [O]: Cu CuO Cu2O +[O] +[O] (*) (**) Cu X CuO m gam 24,8gam Ở đây ta đã thay vai trò nhận electron của bằng O: 0,4 0,2 Theo nguyên tắc quy đổi: nO(**)= 0,2 mol Theo bảo toàn khối lượng: mCuO = mX + mO(**) = 24,8 + 16 x 0,2 = 28 gam gam. Phân tích chung về phương pháp quy đổi: Một bài toán Hóa có thể quy đổi theo nhiều cách khác nhau. Nhưng dù quy đổi theo cách nào thì cũng cần bảo toàn số oxi hóa và bảo toàn nguyên tố. Để lập được phương trình bảo toàn lectron chính xác thì số chất phản ứng phải ít và dễ xác định. Tóm lại, khi giải bài toán theo phương pháp quy đổi ta thấy bài toán trở nên thuận tiện, dễ giải nên nhiều học sinh có thể làm được. Tuy nhiên, phương án quy đổi tốt nhất, có tính khái quát cao nhất là quy đổi thẳng về các nguyên tử tương ứng. Đây là phương án cho lời giải nhanh, gọn, dễ hiểu, biểu thị đúng bản chất hóa học. Tiếp theo tôi xin trình bày trong sáng kiến kinh nghiệm thêm một số bài toán Hóa hay giải theo phương pháp quy đổi. Bài 5: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Tìm giá trị m? (Đề thi Đại học khối A 2008) Fe: x mol O: y mol Giải: Quy đổi hỗn hợp đầu về hai nguyên tố Fe và O: Khí (1,344 lít) nNO = 0,06 mol Sơ đồ hóa bài toán: Dd Fe3+: x mol O2- 11,36 gam Ta có phương trình: 56x + 16y = 11,36 (1) Đối với học sinh khá giỏi các em không cần xác định bước này mà có thể đưa ra ngay phương trình (2) Các quá trình nhường nhận electron: x 3x y 2y 0,18 0,06 Theo bảo toàn electron: 3x - 2y = 0,18 (2) Từ (1) và (2) Theo bảo toàn nguyên tố: Bài 6: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn Y thu được 7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3. Tìm giá trị m? Fe: x mol O : y mol FeO Fe2O3 Fe3O4 Giải: Quy đổi hỗn hợp gồm thành hỗn hợp đơn giản gồm Fe: x mol O : y mol 9,12 gam Sơ đồ hóa bài toán: Dd HCl dư 7,62 gam Fe2+ (nFe2+ = 0,06 mol) Tính m? Fe3+: m gam O2- Ta có: 56x + 16y = 9,12 (1) Các quá trình nhường nhận eletron: 0,06 0,12 (x-0,06) 3(x-0,06) y 2y Theo bảo toàn electron: 0,12 + 3(x - 0,06) = 2y (2) Từ (1) và (2) ta có: Bài 7: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCl2, FeCl3 trong axit H2SO4 đặc nóng, thoát ra 4,48 lít khí SO2 ( sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch Y. Thêm NH3 dư vào dung dịch Y thu được 32,1 gam kết tủa. Tìm giá trị m? Fe:xmol Cl:y mol Giải: Quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp gồm 2 nguyên tố +H2SO4 Sơ đồ hóa bài toán: +NH3 Fe2SO4 FeSO4 Fe(OH)3 32,1 g (NH4)2SO4 Fe: x mol Khí SO2 4,48l Cl: y mol dd Y m Ta có: 56x +35,5y = m Theo bảo toàn electron: 3x - y = 0,4 (1) Bảo toàn nguyên tố Fe: (2) Thế (2) vào (1) ta được: 3 x 0,3 - y = 0,4 y = 0,5 Vậy: m = 56 x 0,3 + 35,5 x 0,5 = 34,55 gam Bài 8: Hỗn hợp X có tỉ khối so H2 là 27,8 gồm butan, metylxiclopropan, but- 2-en, etylaxetylen và đivinyl. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol X, tổng khối lượng CO2 và H2O thu được là bao nhiêu? C: 0,6mol H: y mol Giải: Quy đổi hỗn hợp X thành nH= 8,34 - 0,6x12=1,14 mol Sơ đồ đốt cháy: Tổng khối lượng CO2 và H2O thu được là: m = 0,6x 44 + 0,57 x 18 = 36,66 gam Bài 9: Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M. Giá trị của V là (Đề thi đại học năm 2008) A. 0,23. B. 0,18. C. 0,08. D. 0,16. Vì số mol FeO , Fe2O3 bằng nhau nên ta có thể quy đổi chúng thành Fe3O4 . Vậy hỗn hợp trên chỉ gồm Fe3O4 . = 2,32 : 232 = 0,01 mol Fe3O4 + 8HCl ® 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O 0,01 0,08 mol ® n HCl = 0,08 mol ® V HCl = 0,08/1 = 0,08 lít. Chọn C . Bài 10: Dung dịch X có chứa 5 ion: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol và 0,2 mol . Thêm dần V lít dung dịch K2CO3 1 M vào X đến khi lượng kết tủa lớn nhất thì giá trị V tối thiểu cần dùng là bao nhiêu? Gi
Tài liệu đính kèm: