SỞ GD – ĐT BẮC GIANG TRƯỜNG THPT LỤC NGẠN SỐ 1 Giáo viên: Trần Đức Tuấn Tổ: Hóa học Tel: 01695.178.188 Năm 2016 - 1 - Lời nói đầu Nhằm kịp thời chuẩn bị tài liệu ôn thi cấp tốc cho các em. Thầy soạn tài liệu này, dưới hình thức sử dụng các bài toán, các câu hỏi được tham khảo ở các tài liệu và internet. Vì vậy không tránh khỏi sẽ có một số bài tập, câu hỏi chưa mẫu mực, còn sai sót. Tuy nhiên đây cũng là tài liệu tốt để giúp các em ôn tập tốt môn hóa học. Trước khi đọc tiếp tài liệu thầy cũng trao đổi với các em 4 vấn đề về cách học và phương pháp học như sau. Thứ nhất: Em không nên học khuya! Thường các em lớp 12, sau khi tổng kết xong và bước vào học ôn thi đại học, thì các em hay học khuya. Tức là các em thường học từ 9h tối đến 1-2h sáng. Điều đó diễn ra trong vòng 1 tháng thì sẽ hình thành thói quen tư duy vào thời gian đó, nhưng chúng ta thi vào buổi sáng và buổi chiều cơ mà! Đâu có thi buổi đêm đâu. Khi đó đi thi các em sẽ có tình trạng là đọc đề xong mơ mơ màng màng, không nghĩ ra gì cả, lúc đó còn làm sai cả những bài dễ mà bình thường mình không sai nữa cơ. Và đây là điều hay mắc phải của những học sinh có lực học trung bình và khá nhất, là nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng các em học lực khá nhưng có điểm thi cực tệ. Không tin, em hãy nghĩ lại việc mình bỏ thời gian 1,2 buổi ôn khuya để thi học kì xem có đúng vậy không, có kết quả cao không? và em hỏi các anh chị có lực học khá mà kết quả thi kém xem có phải rằng các anh chị đó có phải là các anh chị thường hay học khuya không nhé. Vì vậy em hãy chấm dứt việc học khuya, buổi tối học từ 20h đến 22h30 là đủ, cùng lắm là 23h thôi nhé. Vậy thì còn một tháng nữa, mà bài vở nhiều, buổi sáng buổi chiều thì đi học thêm không học khuya thì lấy thời gian đâu để học? Nếu thắc mắc vậy thì hãy đọc lời khuyên tiếp theo nhé Thứ hai: Em cần có thời gian biểu hợp lí! Việc lập thời gian biểu của mỗi người là khác nhau, không thể giống nhau. Tuy nhiên khi lập thời gian biểu em thường hay mắc phải thói quen là lập quá chặt chẽ, từng giờ từng giờ một, vì vậy khi thực hiện được 2 – 3 ngày là quá tải, giờ nào cũng là giờ cao điểm, ngày nào cũng là ngày cao điểm luôn luôn phải học, nên không thể thực hiện được, vì áp lực từ thời gian biểu quá lớn mà lại không hiệu quả. Vì vậy khi lập thời gian biểu, cần sắp xếp làm sao có thời gian học tập và nghỉ ngơi đan xen, và quan trọng nó phải hình thành được thói quen tốt thì mới có thể thực hiện được. Thầy có thể gợi ý các lập như sau: giả sử ta phải học toàn bộ buổi sáng trên trường từ 7h đến 10h30, thời gian đi đến trường khoảng 30 phút, còn buổi chiều hôm học hôm không, khi học ca 1( từ 14h – 16h), khi thì học ca 2 ( 16h – 18h) chẳng hạn. Vậy ta có thể lập thời gian biểu như sau: + Thức dậy từ 5h, làm vệ sinh cá nhân, thể dục nhẹ nhàng khoảng rồi học bài đến 6h15 ( vậy là ta học được khoảng 1h) + Từ 6h15 chuẩn bị đi học, học từ 7h đến 10h30 hết giờ, về đến nhà là 11h. + Từ 11h đến 13h là thời gian ăn cơm nghỉ ngơi và ngủ trưa ( em nhớ ngủ trưa khoảng 15 phút thôi nhé, cao lắm thì 20, không nên nhiều hơn) + Từ 13h đến 13h30 ôn lại kiến thức và chuẩn bị đi học ca 1 ( nếu không học thì tự học ở nhà trong thời gian ca đó từ 14h – 15h30) + Từ 15h30 ta chuẩn bị đi học ca 2 ( nếu không phải đi học thì nghỉ ngơi, rồi tự học ở nhà ca 2 trong thời gian ca đó khoảng từ 16h – 17h30) + Trong khoảng thời gian từ 18h – 20h ta tắm rửa, ăn uống và nghỉ ngơi + Từ 20h – 22h30 ta chuẩn bị bài và tự học. Rồi đi ngủ Vậy là ta đã cố định 1h + 0,5h + 2,5h = 4h học cố định rồi nhé. Nếu em được nghỉ học thì sẽ có nhiều thời gian hơn nữa. Với thời gian như vậy, ta luôn có thời gian học, có thời gian nghỉ ngơi, và thư giãn linh động, không áp lực về mặt thời gian. ( lưu ý: đây chỉ là 1 gợi ý) Vậy với khoảng thời gian như vậy thì ta học các môn như thế nào cho hiệu quả. Mời em xem lời khuyên thứ 3. Thứ ba: Cách học cấp tốc ôn thi Quốc gia! ( Trao đổi với các em trong buổi dạy nhé!) ................................................................................................. MỤC LỤC Các phương pháp giải bài toán hóa học .................................................................................... Vô cơ .................................................................................... ........................................................ Hữu cơ .................................................................................... ..................................................... Đại cương .................................................................................... ................................................ Phương pháp tư duy và kĩ thuật giải các bài toán hóa học khó ............................................. Đề ôn thi QG năm 2016 .................................................................................... ......................... Hướng dẫn giải chi tiết đề ôn thi QG năm 2016 ...................................................................... - 2 - CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC Để giải tốt các bài toán hóa học ( bài tập định lượng) thì ta cần hiểu rõ thế nào là giải bài toán hóa học? Thực sự giải bài toán hóa học đơn giản như là bài toán “đi chợ” thôi Em hãy tưởng tượng như sau: Giá thị trường là 1 mớ rau giá 2k, vậy nếu em có 10k thì sẽ mua được bao nhiêu mớ rau? Hay nếu em muốn mua 4 mớ rau thì mất bao nhiêu tiền? Em giải được đúng không? Hay nếu có 2USD thì mua được bao nhiêu mớ rau ( trên chợ việt thì chỉ tiêu tiền việt nên ta phải đổi 2USD ra thành 46k đã, rồi mới tính được, 1USD = 23k) Trong hóa học: thì 0,2 mol Al tác dụng với HCl thì thu được bao nhiêu mol H2 Nếu biết tỉ lệ: 2Al → 3H2 ( cái này em viết ptpư ra rồi cân bằng là tìm được) thì em có tính được không?.... - Vậy nên hướng giải quyết một bài toán hóa học ( đã luyện rất nhiều ở lớp 8, 9) là + tìm tỉ lệ: phương trình phản ứng, hoặc em có thể thuộc, hoặc em có thể dùng công thức... + chuyển dữ liệu về số mol: tỉ lệ trên phương trình là tỉ lệ mol, nên cần chuyển dữ liệu chưa phải mol về mol rồi mới tính. + Tính theo tỉ lệ theo quy tắc “ nhân chéo , chia ngang”.. - Bài toán hóa học dễ như vậy chúng ta chỉ cần nắm được như trên là đủ, không cần luyện nhiều? Không phải, chúng ta cần luyện tập những phương pháp riêng để giải bài tập hóa học một cách nhanh nhất có thể vì thi đại học là thi trắc nghiệm cần tốc độ giải toán nhanh. Trong tài liệu này, thầy sẽ giới thiệu với các em phương pháp giải chung bài toán hóa học và phương pháp riêng để giải bài toán hóa học ở mức độ cơ bản làm các bài toán trung bình và khá. Phần sau, thầy sẽ dạy các em cách vận dụng tổng hợp các phương pháp để giải bài toán khó A. PHƯƠNG PHÁP CHUNG: Phương pháp đại số -Phương pháp đại số là phương pháp sử dụng các phương trình ở trong trường hợp này là các phương trình đại số để biểu diễn mối quan hệ giữa các thành phần ở trong bài toán hóa học. Có nhiều phương pháp đại số như phương pháp đại số thông thường, phương pháp ghép ẩn số.... - Phương pháp đại số là phương pháp chung để giải hầu hết tất cả các bài toán hóa học. - Phương pháp này đã được rèn luyền ở cấp 2 * Ưu điểm: - Phương pháp đại số giúp chúng ta giải được nhiều bài toán hóa học phức tạp, và là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay, bởi vì phương pháp đại số có đường lối rất rõ ràng, học sinh đễ thực hiện * Nhược điểm: Nhược điểm của phương pháp này là: trong một số trường hợp dẫn đén những biến đổi phức tạp , nặng nề về phương diện toán học, làm mất đi những tính chất đặc trưng của hóa học, làm giảm khả năng tư duy hóa học của học sinh. * Nội dung: Phương pháp đại số có thể chia ra một số bước như sau: + Bước 1: Viết tất cả các phương trình phản ứng có thể xảy ra. + Bước 2: Đổi các giả thiết không cơ bản sang giả thiết cơ bản. + Bước 3: Đặt ẩn số cho lượng các chất tham gia hoặc tạo thành trong phương trình, dựa vào tương quan giữa các ẩn đó trong các phương trình phản ứng đẻ lập ra các phương trình đại số, biểu thị các dữ kiện đã cho. + Bước 4: Giải phương trình hay hệ phương trình và biện luận kết quả (nếu cần), rồi chuyển kết quả cơ bản sang dạng không cơ bản (Tùy theo yêu cầu của bài ra). Ví dụ 1: Cho tan hoàn toàn 11 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe trong dung dịch HCl thu được 8,96l H2 ( đktc). Xác định khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. Hướng dẫn B1: . Viết phương trình phản ứng: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (1) x 3 2 x Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) - 3 - y y B2 + B3: Đặt ẩn và thiết lập mối quan hệ Đặt ẩn là số mol chất cần tìm( hoặc số gam chất cần tìm) - Gọi x và y là số mol Al và Fe trong 11 gam hỗn hợp, theo giải thiết ta có: Số gam hỗn hợp =27x + 56y = 11 (3) Mặt khác, Theo phương trình phản ứng (1) và (2) Số mol H2 = x + y = = 0,4 mol (4) B4: . Giải hệ phương trình Từ (3) và (4) ta có hệ phương trinh 27x + 56y = 11 x = 0,2 mol x + y = 0,4 y = 0,1 mol Số gam của Al là m= 27×0,2 = 5,4 gam Số gam của Fe là m = 56 × 0,1 = 5,6 gam Ví dụ 2: Hoà tan 14,5 gam hỗn hợp gồm ba kim loại Mg , Fe , và Zn vừa đủ trong dung dịch HCl , kết thúc phản ứng thu được 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch X.Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối clorua khan ? Hướng dẫn B1: Viết phương trình phản ứng Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (1) x x ( mol) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ( 2) y y ( mol) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ( 3) z z ( mol) B2 + B3: Đặt ẩn và thiết lập mối quan hệ + Đặt ẩn là số mol chất cần tìm - Gọi x, y, z lần lượt là số mol Mg, Fe, Zn trong 14,5 gam hỗn hợp ban đầu. Theo giả thiết ( đề ra) ta có: mhh = 24x + 56y + 65z = 14,5 gam (4) 2H n = x + y + z = 6,72 0,3 22,4 mol (5) B4: . Giải hệ phương trình - Ở đây hệ 2 phương trình 3 ẩn, nên sẽ không giải được giá trị của x, y, z. Để tìm kết quả bài này ta cần phải giải ghép, như sau: mmuối = 2MgClm + 2FeClm + 2ZnClm = 95x + 127y + 136z (*) (*) tách thành ( 24x + 56y + 65z) + 71x + 71y + 71z = 14,5 + 71 ( x + y + z) = 14,5 + 71. 0,3 = 35,5 Ví dụ 3: 0,06 mol hỗn hợp A gồm CH3OH và 1 ancol cùng dãy đồng đẳng có khối lượng là 4,02 gam. Cho toàn bộ hỗn hợp trên tác dụng hết với 6 gam axit axetic (H2SO4 đặc làm chất xúc tác, giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100%). Tính khối lượng este thu được. Hướng dẫn Gọi CT của ancol cùng dãy đồng đẳng với ancol metylic là : ROH CH3OH + CH3COOH → CH3COOCH3 + H2O (1) a a ROH + CH3COOH → CH3COOR + H2O (2) b b Ta có: 3CH OH ROH Rm m 32a b(M 17) 4,02(*) 3CH OH ROH n n a b 0,06hay42a 42b 0,06.42 2,52 (**) Cộng (*) và (**), ta được: 74a+ 59b + bR = 6,54. Suy ra: 3 3 3este CH COOCH CH COORm m m 74a 59b bR 6,54 g. Ví dụ 4: Để m gam phoi bào sắt (A) ngoài không khí, sau một thời gian ta thu được hỗn hợp B gồm sắt và các oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng 12 gam. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thấy giải phóng ra 2,24 lít khí duy nhất NO (đktc). Tính m. Hướng dẫn - 4 - A + O2: Xảy ra các phản ứng 2Fe + O2 → 2FeO 3Fe 4Fe + + 2O2 → Fe3O4 3O2 → 2Fe2O3 Đặt số mol các chất trong 12 gam B { FeO: x ; Fe3O4: y ; Fe2O3: z ; Fe dư : t } ⇒ 56t + 72x + 232y + 160z = 12 ⇒ 7t + 9x + 29y + 20z =1,5 (I) B + HNO3: Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O t t 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO+ 5H2O x 3 x 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O y 3 y Fe2O3 + 6HNO3→ 2Fe(NO3)3 + 3H2O Số mol: nNO = t + 3 x + 3 y = 2,24 0,1 22,4 mol => 3t + x + y = 0,3 (II) Từ (I), (II) ⇒ 10x + 30y + 20z + 10t = 1,8⇒ x + 3y + 2z + t = 0,18 Trong m gam Fe có số mol nFe = x + 3y + 2z + t = 0,18 => m = 56.0,18 = 10,08 (gam). Ví dụ 5: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu được 4,48 lit khí NO2 ( đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được 145,2 gam muối khan. Tính m ? Hướng dẫn Gọi x,y,z lần lượt là số mol của FeO, Fe3O4, Fe2O3 trong m g hỗn hợp X Các phản ứng xảy ra : FeO + 4 HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2 H2O (1) Fe3O4 + 10 HNO3 3 Fe(NO3)3 + NO2 + 5 H2O (2) Fe2O3 + 6 HNO3 2 Fe(NO3)3 + 3 H2O (3) Giả thiết cho 2 3 3( )0,2 ; 0,6 NO Fe NOn mol n mol Theo phương trình (1) ; (2) ; (3) ta có : x + 3y + 2z = 0,6 => 10x + 30 y + 20 z = 6 (*) Và x + y = 0,2 (**) Lấy (*) –(**), ta được : 9x + 29 y + 20 z = 5,8 => 72x + 232 y + 160 z = 46,4 g. Vậy m = 46,4 g. Nhận xét: Qua việc giải bài toán trên bằng phương pháp đại số ta thấy việc giải hệ phương trình đại số nhiều khi rất phức tạp, thông thường HS chỉ lập được phương trình đại số mà không giải được hệ phương trình đó. Về mặt hóa học, chỉ dừng lại ở chỗ HS viết xong các phương trình phản ứng hóa học và đặt ẩn để tính theo các phương trình phản ứng đó (dựa vào mối tương quan tỉ lệ thuận) còn lại đòi hỏi ở HS nhiều về kĩ năng toán học. Tính chất toán học của bài toán lấn át tính chất hóa học, làm lu mờ bản chất hóa học. Trên thực tế, HS chỉ quen giải bằng phương pháp đại số, khi gặp một bài toán là chỉ tìm cách giải bằng phương pháp đại số, mặc dù thường bế tắc. Ta hãy giải bài toán trên bằng những phương pháp mang tính đặc trưng của hóa học hơn, đó là phương pháp bảo toàn khối lượng, phương pháp bảo toàn electron, Bảo toàn và phân tích nguyên tố,... - 5 - B. PHƯƠNG PHÁP RIÊNG: phương pháp đặc trưng của hóa học I. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG 1. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng: - Trong phản ứng hóa học, khối lượng nguyên tố luôn được bảo toàn. 2. Dấu hiệu áp dụng bảo toàn khối lượng - Đề yêu cầu tính tổng khối lượng của hỗn hợp ( như hỗn hợp muối, hỗn hợp chất rắn....) - Trong phản ứng hóa học, có nhiều khối lượng của hỗn hợp các chất tham gia và sản phẩm. 3. Nguyên tắc áp dụng : - Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng luôn bằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành. - Tổng khối lượng các chất đem phản luôn bằng tổng khối lượng các chất thu được. - Tổng khối lượng các chất tan trong dung dung dịch bằng tổng khối lượng của các ion. - Tổng khối lượng dung dịch sau phản ứng bằng tổng khối lượng của dung dịch trước phản ứng cộng khối lượng chất tan vào dung dịch trừ đi khối lượng chất kết tủa, chất bay hơi. Thường gặp như sau: a. Biết tổng khối lượng chất ban đầu khối lượng chất sản phẩm Phương pháp giải: m(đầu) = m(sau) (không phụ thuộc hiệu suất phản ứng) b. Trong phản ứng có n chất tham gia, nếu biết khối lượng của (n – 1) chất thì ta dễ dàng tính khối lượng của chất còn lại. c. Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất (oxit, hiđroxit, muối) thì ta luôn có: Khối lượng chất = khối lượng kim loại + khối lượng gốc phi kim. như Bài toán: Kim loại + axit muối + khí mmuối = mkim loại + mion tạo muối - Biết khối lượng kim loại, khối lượng anion tạo muối (tính qua sản phẩm khí) khối lượng muối - Biết khối lượng muối và khối lượng anion tạo muối khối lượng kim loại - Khối lượng anion tạo muối thường được tính theo số mol khí thoát ra: Với axit HCl và H2SO4 loãng + 2HCl H2 nên 2Cl H2 + H2SO4 H2 nên SO42 H2 Với axit H2SO4 đặc, nóng và HNO3: Sử dụng phương pháp ion – electron (xem thêm phương pháp bảo toàn electron hoặc phương pháp bảo toàn nguyên tố) d. Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại bởi các chất khí (H2, CO) Sơ đồ: Oxit kim loại + (CO, H2) rắn + hỗn hợp khí (CO2, H2O, H2, CO) Bản chất là các phản ứng: CO + [O] CO2 H2 + [O] H2O n[O] = n(CO2) = n(H2O) m chất rắn = m oxit - m[O] e. Khi cation kim loại thay đổi, anion giữ nguyên để sinh ra hợp chất mới thì sự chênh lệch khối lượng giữa hai hợp chất bằng sự chênh lệch về khối lượng giữa các cation. 4. Ghi nhớ các công thức kinh nghiệm được rút ra từ đình luật bảo toàn khối lượng Dạng 1: Cho một kim loại (hoặc hỗn hợp các kim loại) tác dụng với dung dịch axit không có tính oxy hóa mạnh như dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng - Tính khối lượng hỗn hợp muối m muối clorua = m Kim loại (phản ứng) + 71 2Hn (1) mmuối sunfat = m Kim loại (phản ứng) + 96 2Hn (2) Đặc biệt, nếu cho kim loại vào hỗn hợp HCl, H2SO4 loãng, yêu cầu tính muối thì m hỗn hợp muối = m Kim loại (phản ứng) + 35,5 HCln + 96 2 4H SOn (3) khi đó H2 sinh ra chỉ để xác định axit phản ứng hết hay còn dư. Dạng 2: Cho một kim loại (hoặc hỗn hợp các kim loại) tác dụng với dung dịch axit HNO3 loãng, dung dịch axit HNO3 đặc nóng cho ra hỗn hợp khí hợp chất của nitơ như NO2 ( màu nâu đỏ), - 6 - NO ( khí không màu hóa nâu trong không khí), N2O ( khí không màu, gây cười), N2 ( khí không màu, nhẹ hơn không khí) , hoặc NH4NO3 (trong dung dịch). Tính khối lượng muối trong dung dịch ( không có NH4NO3) mmuối= mkim loại+ 3NOm = mkim loại+ 62.ne trao đổi (4) hoặc: mmuối = mkim loại + 62( 2NOn +3 NOn +8 2N On + 10 2Nn ) (4’) không có khí nào thì mol khí đó bằng 0 Tính khối lượng muối trong dung dịch ( có NH4NO3) mmuối= mkim loại+ 62.ne trao đổi + 80 4 3NH NOn (5) Dạng 3: Cho một kim loại (hoặc hỗn hợp các kim loại) tác dụng với một dung dịch axit H2SO4 đặc nóng cho sản phẩm là khí SO2 (khí mùi sốc), S (kết tủa màu vàng), hoặc khí H2S (khí mùi trứng thối). Tính khối lượng muối trong dung dịch: mmuối = mkim loại+ 24SOm = mkim loại+ 96. 2 1 ne trao đổi (6) hoặc mmuối = m kim loại + 96 ( 2SOn + 3 Sn + 4 2H Sn ) (6’) không có sản phẩm khử nào thì cho só mol sản phẩm khử đó bằng 0. Ví dụ chỉ sinh ra SO2 thì mMuối= mkl +96 2SOn (6”) Dạng 4: Cho oxit kim loại ( hoặc hỗn hợp các oxit kim loại) tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa mạnh như axit HCl, H2SO4 loãng. Tính khối lượng muối clorua trong dung dịch mmuối clorua = m oxit + 55 2H On ( 7) Tính khối lượng muối sunfat trong dung dịch mmuối sunfat = m oxit + 80 2H On ( 8) Dạng 5: Cho muối cacbonat ( hoặc hỗn hợp các muối cacbonat) tác dụng với dung dịch axit không có tính oxi hóa mạnh như axit HCl, H2SO4 loãng. Tính khối lượng muối clorua trong dung dịch mmuối clorua = m muối cacbonat + 11 2COn ( 9) Tính khối lượng muối sunfat trong dung dịch mmuối sunfat = m muối cacbonat + 36 2COn ( 10) Dạng 6: Khử oxit kim loại bằng CO hoặc H2 Tính khối lượng chất rắn sau phản ứng mchất rắn = m oxit – 16nO phản ứng (11) với nO phản ứng = nCO = 2COn ( trường hợp khử bằng CO) hoặc nO phản ứng = 2Hn = 2H On ( trường hợp khử bằng H2) Dạng 7: Amin đơn chức tác dụng với axit HCl Tính tính số mol HCl phản ứng nHCl phản ứng = ôi min36,5 mu am m (12) 5.Bài tập vận dụng Ví dụ 1: (2007 - Khối A) Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là A. 6,81 g a m. B. 4,81 gam. C. 3,81 gam. D. 5,81 gam. Hướng dẫn Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (1) MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O (2) ZnO + H2SO4 ZnSO4 + H2O (3) - 7 - Theo các pt hoá học (1, 2, 3): 2H On = 2 4H SOn = 0,5 0,1 = 0,05 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m hh muối khan = 2,81 + 98 0,05 – 18 0,05 = 6,81 (g). Ví dụ 2: Cho 24,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2. Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m gam muối clorua. Vậy m có giá trị là A. 2,66 gam. B. 22,6 gam. C. 26,6 gam. D. 6,26 gam. Hướng dẫn 2 3BaCl BaCO n n 0,2 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m hỗn hợp + 2BaClm = m kết tủa + m m = 24,4 + 0,2.208 – 39,4 = 26,6 gam Đáp án C. Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Giá trị của m là A. 105,6. B. 35,2. C. 52,8. D. 70,4 . Hướng dẫn Các phương trình hoá học của phản ứng khử oxit sắt có thể có: 3Fe2O3 + CO 0t 2Fe3O4 + CO2 (1) Fe3O4 + CO 0t 3FeO + CO2 (2) FeO + CO 0t Fe + CO2 (3) Nhận xét: Chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe3O4 hoặc ít hơn, điều quan trọng là số mol CO phản ứng bao giờ cũng bằng số mol CO2 tạo thành Gọi x là số mol CO2 tạo thành Bn = 11,2 22,4 = 0,5 (mol) 44x + 28(0,5 – x) = 0,5 20,4 2 = 20,4 x = 0,4 (mol) Do đó COn phản ứng = 0,4 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m = Am + 2COm – COm = 64 + 44 0,4 – 28 0,4 = 70,4 (g). Ví dụ 4: Trộn 5,4 gam Al với 6,0 gam Fe2O3 rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được m gam hỗn hợp chất rắn. Giá trị của m là A. 2,24 gam. B. 9,40 gam. C. 10,20 gam. D. 11,40 gam. Hướng dẫn Theo định luật bảo toàn khối lượng : m hh sau = m hh trước = 5,4 + 6,0 = 11,4 gam Đáp án D. Ví dụ 5: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của các kim loại hoá trị (I) và muối cacbonat của kim loại hoá trị (II) trong dung dịch HCl. Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí (đktc). Đem cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan? A. 13 gam. B. 15 gam. C. 26 gam. D. 30 gam. Hướng dẫn M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O R2CO3 + 2HCl 2MCl2 + CO2 + H2O 2CO 4,88n 0,2 22,4 mol Tổng nHCl = 0,4 mol và 2H On 0,2 mol. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 23,8 + 0,436,5 = mmuối + 0,244 + 0,218 - 8 - mmuối = 26 gam Đáp án C. Ví dụ 6: Hoà tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp 2 kim loại bằng dung dịch HCl thu được dung dịch A và khí B. Cô cạn dung dịch A thì được 5,71 gam muối khan. Tính thể tích khí B (đo ở đktc). Hướng dẫn Gọi 2 kim loại đã cho là X và Y 2X + 2m HCl 2XClm + m H2 (1) 2Y + 2n HCl 2YCln + n H2 (2) Theo (1, 2): HCln = 2 2Hn Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 5 + 36,5 2 2Hn = 5,71 + 2 2Hn 2Hn = 0,01 (mol) Vậy 2HV (đktc) = 0,01 22,4 = 0,224 (l). Ví dụ 7: Đun 132,8 gam hỗn hợp 3 rượu no, đơn chức với H2SO4 đặc ở 140oC thu được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 111,2 gam. Số mol của mỗi ete trong hỗn hợp là bao nhiêu? A. 0,1 mol. B. 0,15 mol. C. 0,4 mol. D. 0,2 mol. Hướng dẫn Ta biết rằng cứ 3 loại rượu tách nước ở điều kiện H2SO4 đặc, 140oC thì tạo thành 6 loại ete và tách ra 6 phân tử H2O. Theo ĐLBTKL ta có 2H O ete m m m 132,8 11,2 21,6 r î u gam 2H O 21,6n 1,2 18 mol. Mặt khác cứ hai phân tử rượu thì tạo ra một phân tử ete và một phân tử H2O do đó số mol H2O luôn bằng số mol ete, suy ra số mol mỗi ete là 1,2 0,2 6 mol. (Đáp án D) Nhận xét: Chúng ta không cần viết 6 phương trình phản ứng từ rượu tách nước tạo thành 6 ete, cũng không cần tìm CTPT của các rượu và các ete trên. Nếu các bạn xa đà vào việc viết phương trình phản ứng và đặt ẩn số mol các ete để tính toán thì không những không giải được mà còn tốn quá nhiều thời gian. Ví dụ 8. Cho 4,48g hỗn hợp Na2SO4, K2SO4, (NH4)2SO4 tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch Ba(NO3)2 0,1M . Kết thúc phản ứng thu được kết tủa A và dung dịch B. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m(g) muối nitrat. Vậy m có giá trị là A. 5,32g B. 5,23g C. 5,26g D. 6,25g Hướng dẫn Sơ đồ phản ứng: Na2SO4 NaNO3 K2SO4 + Ba(NO3)2 BaSO4 + KNO3 (NH4)2SO4 NH4NO3 3 2 4Ba(NO ) BaSOn n 0,03(mol) B B4,48 7,83 6,99 m m 5,32 (g) Ví dụ 9. Hoà tan 2,57g hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng thu được 1,456 lít khí X (đktc), 1,28g chất rắn Y và dung dịch Z. Cô cạn Z thu được m gam muối khan, m có giá trị là A. 7,53g B. 3,25g C. 5,79g D. 5,58g - 9 - Hướng dẫn Sơ đồ phản ứng : Cu Mg Al + H2SO4 4 2 4 3 MgSO Al (SO ) + Cu + H2 2 4 (Al Mg) SOm m m (2,57 1,28) 0,065.96 7,53(g) Ví dụ 10: Thuỷ phân hoàn toàn 11,44 gam hỗn hợp 2 este đơn chức là đồng phân của nhau bằng dung dịch NaOH thu được 11,08 gam hỗn hợp muối và 5,56 gam hỗn hợp rượu. Xác định công thức cấu tạo của 2 este. A. HCOOCH3 và C2H5COOCH3. B. C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5. C. HCOOC3H7 và C2H5COOCH3. D. Cả B, C đều đúng. Hướng dẫn Đặt công thức trung bình tổng quát của hai este đơn chức đồng phân là RCOOR . RCOOR + NaOH RCOONa + ROH 11,44 11,08 5,56 gam Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: MNaOH = 11,08 + 5,56 – 11,44 = 5,2 gam NaOH 5,2n 0,13 mol 40 RCOONa 11,08M 85,23 0,13 R 18,23 R OH 5,56M 42,77 0,13 R 25,77 RCOOR 11,44M 88 0,13 CTPT của este là C4H8O2 Vậy công thức cấu tạo 2 este đồng phân là: HCOOC3H7 và C2H5COOCH3 hoặc C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5 Đáp án D Ví dụ 11: X là một - aminoaxit, phân tử chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH. Cho 0,89 gam X phản ứng vừa đủ với HCl thu được 1,255 gam muối. Công thức tạo ra của X là: A. CH2 =C(NH2)-COOH. B. H2N-CH=CH-COOH. C. CH3-CH(NH2)-COOH. D. H2N-CH2-CH2-COOH. Hướng dẫn HOOC - R - NH2 + HCl HOOC -R-NH3Cl mHCl = m muối - maminoaxit = 0,365 gam mHCl = 0,01 (mol) Maminoxit = 01,0 89,0 = 89 Mặt khác X là -aminoaxit Đáp án C Ví dụ 12: Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn. Hai ancol đó là: A. CH3OH và C2H5OH. B. C2H5OH và C3H7OH. C. C3H5OH và C4H7OH. D. C3H7OH và C4H9OH. Hướng dẫn 2 OHR + 2Na 2 ONaR + H2 Theo đề bài hỗn hợp rượu tác dụng với hết Na Học sinh thường nhầm là: Na vừa đủ, do đó thường giải sai theo hai tình huống sau: Tình huống sai 1: nNa= 23 2,9 = 0,4 nrượu = 0,4 rượu = 4,0 6,15 = 39 - 10 - Đáp án A Sai. Tình huống sai 2: Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng: nrượu = 22 6,155,24 = 0,405 rượu = 405,0 6,15 = 38,52 Đáp án A Sai Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng ta có: m = mrượu + mNa - mrắn = 15,6 + 9,2 - 24,5 = 0,3 gam nrượu= 2n = 0,3 (mol) rượu = 3,0 6,15 = 52 Đáp án B Ví dụ 13: (2009 - Khối A)Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10%, thu được 2,24 lít khí H2 (ở đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là A. 101,68 gam. B. 88,20 gam. C. 101,48 ga m. D. 97,80 gam. Hướng dẫn 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (1) Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 (2) Từ (1, 2): 2 4H SOn = 2Hn = 2,24 22,4 = 0,1 (mol) 2 4dd H SOm = 98 0,1 100 10 = 98 (g) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: dd m sau phản ứng = hh m + 2 4dd H SOm – 2Hm = 3,68 + 98 – 2 0,1 = 101,48 (g). Ví dụ 14. Cho 35g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2. Sau phản ứng thu được 59,1g kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dd thu được m(g) muối clorua. Vậy m có giá trị là A. 38,3g B. 22,6g C. 26,6g D. 6,26g Hướng dẫn Sơ đồ phản ứng: 2 3 2 3 Na CO K CO + BaCl2 BaCO3 + NaCl KCl 2 3BaCl BaCOn n 0,3(mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 2hh BaClm m m mdd m = 35 + 0,3.208 – 59,1 = 38,3 (g) Ví dụ 15: Hỗn hợp A gồm KClO3, Ca(ClO2)2, Ca(ClO3)2, CaCl2 và KCl nặng 83,68 gam. Nhiệt phân hoàn toàn A ta thu được chất rắn B gồm CaCl2, KCl và 17,472 lít khí (ở đktc). Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu được kết tủa C và dung dịch D. Lượng KCl trong dung dịch D nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có trong A. % khối lượng KClO3 có trong A là A. 47,83%. B. 56,72%. C. 54,67%. D. 58,55%. Hướng dẫn - 11 - H2 H2 M M oo o 2 t 3 2 t 3 2 2 2 t 2 2 2 2 2 2 (A) (A) h B 3KClO KCl O (1) 2 Ca(ClO ) CaCl 3O (2) 83,68 gam A Ca(ClO ) CaCl 2O (3) CaCl CaCl KCl KCl 123 2O n 0,78 mol. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mA = mB + 2Om mB = 83,68 320,78 = 58,72 gam. Cho chất rắn B tác dụng với 0,18 mol K2CO3 Hỗn hợp B 2 2 3 3 (B) (B) CaCl K CO CaCO 2KCl (4) 0,18 0,18 0,36 mol KCl KCl hỗn hợp D ( B) 2 KCl B CaCl (B)m m m 58,72 0,18 111 38,74 gam ( D ) KCl KCl (B) KCl (pt 4)m m m 38,74 0,36 74,5 65,56 gam ( A ) ( D )KCl KCl 3 3m m 65,56 8,94 gam 22 22 (B) (A)KCl pt (1) KCl KClm = m m 38,74 8,94 29,8 gam. Theo phản ứng (1): 3KClO 29,8m 122,5 49 gam. 74,5 3KClO (A) 49 100%m 58,55%. 83,68 (Đáp án D) II. BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ 1. Nguyên tắc - Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố trước và sau phản ứng luôn bằng nhau. - Tính số mol nguyên tử của một nguyên tố trong hợp chất X có công thức AxBy nnguyên tử A = (số nguyên tử A trong X).số mol X = x. x yA Bn ví dụ : nO = 4. 3 4Fe On Bảng tính nhanh số mol nguyên tố, nhóm nguyên tố Chất Số mol chất Số mol nguyên tố, nhóm nguyên tố Ba(OH)2 2Ba(OH) n 2 2 2Ba(OH) Ba(OH)Ba OHn n ; n 2n H2SO4 2 4H SO n 22 4 2 44H SO H SOH SOn 2n ; n n - 12 - Fe2(SO4)3 2 4 3Fe (SO ) n 3 22 4 3 2 4 34Fe (SO ) Fe (SO )Fe SOn 2n ; n 3n Al2O3 2 3Al O n 3 22 3 2 3Al O Al OAl On 2n ; n 3n CxHyOzNt x y z tC H O N n x y z t x y z tC C H O N H C H O N n x.n ; n y.n ; x y z t x y z tO C H O N N C H O N n z.n ; n t.n . Ala-Ala-Ala Ala Ala Alan Ala Ala Ala Alan 3n Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val n Ala Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val n 2n ; Gly Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val n 2n . Đối với các chất khác ta tính tương tự. 2. Dấu hiệu áp dụng - Hỗn hợp kim loại hoặc hợp chất axitdung dịch bazo kết tủa ot chất rắn - Hỗn hợp oxit hoặc hỗn hợp muối sunfua tác dụng với HNO3 , H2SO4 đặc. - Tính tổng khối lượng hidrocacbon khi đốt cháy. - Tính O2 cần dùng trong phản ứng đốt cháy. - Hỗn hợp oxit hoặc bazơ tác dụng với axit. - Oxit tác dụng với chất khử CO hoặc H2 3. Ghi nhớ các kinh nghiệm được rút ra từ đình luật bảo toàn số mol Dạng 1: Tính số mol HNO3 cần dùng để hoà tan hỗn hợp các kim loại (HNO3 phải dư để nếu có Fe thì sẽ ko tạo muối Fe2+): Tính tính số mol HNO3 phản ứng 342223 10101224 NONHONNNONOHNO nnnnnn (13) Dạng 2: Hỗn hợp oxit sắt và sắt tác dụng với dung dịch HNO3 Tính tính số sắt hoặc sản phẩm khử Quy đổi hỗn hợp oxit sắt và sắt thành Fe và O, đặt số mol tương ứng là x, y. Ta có 56x + 16y = m hõn hợp oxit 3x – 2y = ne nhận của sản phẩm khử Giải ra x = nFe và y = nO Dạng 3: Hỗn hợp muối sunfua tác dụng với dung dịch HNO3 Tính tính số sắt hoặc sản phẩm khử Quy đổi hỗn hợp muối sunfua thành kim loại và S, đặt số
Tài liệu đính kèm: