Chủ đề Hóa học: Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về số lượng chất ít hơn

Một số bài toán hóa học có thể giải nhanh bằng các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tử, bảo toàn khối lượng song phương pháp quy đổi cũng tìm ra đáp số rất nhanh và đó là phương pháp tương đối ưu việt, có thể vận dụng vào các bài tập trắc nghiệm để phân loại học sinh.

Các chú ý khi áp dụng phương pháp quy đổi:

1. Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X) (từ ba chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất hay chỉ còn một chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng hỗn hợp.

2. Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kỳ cặp chất nào, thậm chí quy đổi về một chất. Tuy nhiên ta nên chọn cặp chất nào đơn giản có ít phản ứng oxi hóa khử nhất để đơn giản việc tính toán.

3. Trong quá trình tính toán theo phương pháp quy đổi đôi khi ta gặp số âm đó là do sự bù trừ khối lượng của các chất trong hỗn hợp. Trong trường hợp này ta vẫn tính toán bình thường và kết quả cuối cùng vẫn thỏa mãn.

4. Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất là FexOy thì oxit FexOy tìm được chỉ là oxit giả định không có thực.

 

doc49 trang | Chia sẻ: honglan88 | Lượt xem: 1361 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Chủ đề Hóa học: Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về số lượng chất ít hơn, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
D. 22,4.
Giải:
Sơ đồ hóa bài toán:
Cu	
Khí SO2
C
Cu ¾+¾[O]¾¾ ® X  uO

Cu 2O
m gam	24,8 gam
 ¾H¾2SO¾4 đ ®



(0,2 mol)
Dung dịch Cu2+
Thay vai trò oxi hóa của H2SO4 bằng [O]:
Cu ¾+¾[O]¾® X
Cu

CuO


 ¾+¾[O]¾® CuO
D&3H Tạp chí dạy và học hóa học, 
9
(*)	(**)
	2

Cu O 
m gam	24,8 gam
Ở đây ta thay vai trò nhận electron của S+6 bằng O:
D&3H Tạp chí dạy và học hóa học, 
10
Phương pháp 8: Các dạng quy đổi
S+6 + 2e ® S+4	Û 	O0 + 2e ® O-2
0,4	0,2
Theo nguyên tắc quy đổi: nO(**) =0,2 mol.
Theo bảo toàn khối lượng: mCuO =mX + mO(**) = 24,8 + 16.0,2 =28 gam
⇒ m = 28 .64 = 22,4
80
⇒ Đáp án D.
III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1 : 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
A. 0,08.	B. 0,16.	C. 0,18.	D. 0,23. Câu 2 : 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 khi NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan Giá trị của m là
A. 49,09.	B. 38,72.	C. 35,50.	D. 34,36. Câu 3 : Oxi hoá chậm m gam Fe ngoài không khí thu được 12 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4 Fe2O3 và Fe dư. Hoà tan hoàn toàn X trong HNO3 thu được 2,24 lít NO (chất khử duy nhất, đo ở đktc) . Giá trị m là A. 7,57.	B. 7,75.	C. 10,08.	D. 10,80. Câu 4 : Đốt cháy 6,72 gam bột Fe trong không khí dư được m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4 Fe2O3 và Fe dư. Để hoà tan X cần dùng vừa hết 255ml dung dịch chứa HNO3 2M thu được V lít khí NO2 (Sản
phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Giá trị của m, V lần lượt là
A. 8,4 và 3,360.	B. 8,4 và 5,712.
C. 10,08 và 3,360.	D. 10,08 và 5,712.
Câu 5 : Hỗn hợp X gồm Mg, MgS và S. Hoà tan hoàn toàn m gam X trong HNO3 đặc, nóng thu được
2,912 lít khí N2 duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y được 46,55 gam kết tủa. Giá trị
của m là
A. 4,8.	B. 7,2.	C. 9,6.	D. 12,0.
Câu 6 : Cho 18,5 gam hỗn hợp gồm Fe và Fe3O4 vào 200ml HNO3 đun nóng. Sau phản ứng thu được
2,24 lít khí NO duy nhất (đktc), dung dịch X và còn lại 1,46 gam kim loại chứa tan. Nồng độ mol của dung dịch HNO3 đã dùng là
A. 2,7M.	B. 3,2M.	C. 3,5M.	D. 2,9M.
D&3H Tạp chí dạy và học hóa học, 
11
Phương pháp 8: Các dạng quy đổi
Câu 7 : Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCl2 , FeCl3 trong H2SO4 đặc nóng, thoát ra 4,48 lít khí
SO2 duy nhất (đktc) và dung dịch Y . Thêm NH3 dư vào Y thu được 32,1 gam kết tủa. Giả trị m là
A. 16,8.	B. 17,75.	C. 25,675.	D. 34,55. Câu 8 : Hoà tan hoàn toàn 34,8 gam một oxit sắt dạng FexOy trong dung dịch H2SO4 đặc nóng. Sau phản ứng thu được 1,68 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất đo ở đktc). Oxit FexOy là
A. FeO.	B. Fe3O4	C. FeO hoặc Fe3O4	D. Fe2O3
Câu 9 : Hoà tan hoàn toàn 25,6 gam chất rắn X gồm Fe , FeS, FeS2 và S bằng dung dịch HNO3 dư, đktc ra V lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y . Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu được 126,25 gam kết tủa. Giá trị của V là
A. 17,92.	B. 19,04.	C. 24,64.	D. 27,58. Câu 10 : Cho hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 , Fe3O4 với số mol bằng nhau. Lấy a gam X cho phản ứng với CO nung nóng sau phản ứng trong bình còn lại 16,8 lít hỗn hợp rắn Y. Hoà tan hoàn toàn Y trong H2SO4 đặc, nóng thu được 3,36 lít khí SO2 duy nhất (đktc). Giá trị của a và số mol H2SO4 đã phản ứng lần lượt là
A. 19,20 và 0,87.	B. 19,20 và 0,51. C. 18,56 và 0,87.	D. 18,56 và 0,51.
Câu 11 : Hỗn hợp X có tỉ khối so với H2 là 27,8 gồm butan, metylxiclopropan, but-2-en, etylaxetilen và
đivinyl. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol X, tổng khối lượng của CO2 và H2O thu được là
A. 34,50 gam.	B. 36,66 gam.	C. 37,20 gam.	D. 39,90 gam. Câu 12 : Hoà tan hoàn toàn 14,52 gam hỗn hợp X gồm NaHCO3 , KHCO3 và MgCO3 trong dung dịch HCl dư, thu được 3,36 lít khí CO2 (đktc). Khối lượng muối KCl tạo thành trong dung dịch sau phản ứng là
A. 8,94 gam.	B. 16, 7 gam.	C. 7,92 gam.	D. 12,0 gam.
Câu 13 : Cho 13,92 gam hỗn hợp X gồm Cu và một oxit sắt vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được
2,688 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 42,72 gam muối khan. Công thức của oxit sắt là
A. FeO.	B. Fe3O4	C. Fe2O3	D. Fe3O4 hoặc FeO. Câu 14 : Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 , 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 . Giá trị của m là
A. 4,875 .	B. 9,60.	C. 9,75.	D. 4,80.
ĐÁP ÁN
1A
2B
3C
4A
5C
6B
7D
8B
9C
10D
11B
12A
13A
14C
3/ Ph­¬ng ph¸p 3: ChuyÓn bµi to¸n hçn hîp thµnh bµi to¸n chÊt t­¬ng ®­¬ng.
Nguyªn t¾c: Khi trong bµi to¸n x¶y ra nhiÒu ph¶n øng nh­ng c¸c ph¶n øng cïng lo¹i vµ cïng hiÖu suÊt th× ta thay hçn hîp nhiÒu chÊt thµnh 1 chÊt t­¬ng ®­¬ng. Lóc ®ã l­îng (sè mol, khèi l­îng hay thÓ tÝch) cña chÊt t­¬ng ®­¬ng b»ng l­îng cña hçn hîp.
Ph¹m vi sö dông: Trong v« c¬, ph­¬ng ph¸p nµy ¸p dông khi hçn hîp nhiÒu kim lo¹i ho¹t ®éng hay nhiÒu oxit kim lo¹i, hçn hîp muèi cacbonat, ... hoÆc khi hçn hîp kim lo¹i ph¶n øng víi n­íc.
Bµi 1: Mét hçn hîp 2 kim lo¹i kiÒm A, B thuéc 2 chu k× kÕ tiÕp nhau trong b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn cã khèi l­îng lµ 8,5 gam. Hçn hîp nµy tan hÕt trong n­íc d­ cho ra 3,36 lit khÝ H2 (®ktc). T×m hai kim lo¹i A, B vµ khèi l­îng cña mçi kim lo¹i.
H­íng dÉn gi¶i: PTHH
2A + 2H2O 2AOH + H2 (1)
2B + 2H2O 2BOH + H2 (2)
§Æt a = nA , b = nB 
ta cã: a + b = 2 = 0,3 (mol) (I)
trung b×nh: = = 28,33
Ta thÊy 23 < = 28,33 < 39
Gi¶ sö MA < MB th× A lµ Na, B lµ K hoÆc ng­îc l¹i.
mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II)
Tõ I, II ta tÝnh ®­îc: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol.
VËy mNa = 0,2 * 23 = 4,6 g, mK = 0,1 * 39 = 3,9 g.
Bµi 2: Hoµ tan 115,3 g hçn hîp gåm MgCO3 vµ RCO3 b»ng 500ml dung dÞch H2SO4 lo·ng ta thu ®­îc dung dÞch A, chÊt r¾n B vµ 4,48 lÝt CO2 (®ktc). C« c¹n dung dÞch A th× thu ®­îc 12g muèi khan. MÆt kh¸c ®em nung chÊt r¾n B tíi khèi l­îng kh«ng ®æi th× thu ®­îc 11,2 lÝt CO2 (®ktc) vµ chÊt r¾n B1. TÝnh nång ®é mol/lit cña dung dÞch H2SO4 lo·ng ®· dïng, khèi l­îng cña B, B1 vµ khèi l­îng nguyªn tö cña R. BiÕt trong hçn hîp ®Çu sè mol cña RCO3 gÊp 2,5 lÇn sè mol cña MgCO3.
H­íng dÉn gi¶i:
Thay hçn hîp MgCO3 vµ RCO3 b»ng chÊt t­¬ng ®­¬ng CO3
PTHH
CO3 + H2SO4 SO4 + CO2 + H2O (1)
0,2 0,2 0,2 0,2
Sè mol CO2 thu ®­îc lµ: nCO = = 0,2 (mol)
VËy nHSO = nCO = 0,2 (mol)
 CM HSO = = 0,4 M
R¾n B lµ CO3 d­:
CO3 O + CO2 (2)
0,5 0,5 0,5
Theo ph¶n øng (1): tõ 1 mol CO3 t¹o ra 1 mol SO4 khèi l­îng t¨ng 36 gam.
¸p dông ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng ta cã:
115,3 = mB + mmuèi tan - 7,2
VËy mB = 110,5 g
Theo ph¶n øng (2): tõ B chuyÓn thµnh B1, khèi l­îng gi¶m lµ:
mCO = 0,5 * 44 = 22 g.
VËy mB = mB - mCO = 110,5 - 22 = 88,5 g
Tæng sè mol CO3 lµ: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol
Ta cã + 60 = 164,71 = 104,71
V× trong hçn hîp ®Çu sè mol cña RCO3 gÊp 2,5 lÇn sè mol cña MgCO3.
Nªn 104,71 = R = 137 
VËy R lµ Ba.
Bµi 3: §Ó hoµ tan hoµn toµn 28,4 gam hçn hîp 2 muèi cacbonat cña 2 kim lo¹i thuéc ph©n nhãm chÝnh nhãm II cÇn dïng 300ml dung dÞch HCl aM vµ t¹o ra 6,72 lit khÝ (®ktc). Sau ph¶n øng, c« c¹n dung dÞch thu ®­îc m(g) muèi khan. TÝnh gi¸ trÞ a, m vµ x¸c ®Þnh 2 kim lo¹i trªn.
H­íng dÉn gi¶i:
nCO = = 0,3 (mol)
Thay hçn hîp b»ng CO3
CO3 + 2HCl Cl2 + CO2 + H2O (1)
 0,3 0,6 0,3 0,3
Theo tØ lÖ ph¶n øng ta cã:
nHCl = 2 nCO = 2 * 0,3 = 0,6 mol
CM HCl = = 2M
Sè mol cña CO3 = nCO = 0,3 (mol)
Nªn + 60 = = 94,67
 = 34,67 
Gäi A, B lµ KHHH cña 2 kim lo¹i thuéc ph©n nhãm chÝnh nhãm II, MA<MB 
ta cã: MA < = 34,67 < MB ®Ó tho¶ m·n ta thÊy 24 < = 34,67 < 40. 
VËy hai kim lo¹i thuéc ph©n nhãm chÝnh nhãm II ®ã lµ: Mg vµ Ca.
Khèi l­îng muèi khan thu ®­îc sau khi c« c¹n lµ:
m = (34,67 + 71)* 0,3 = 31,7 gam.
Phương pháp 2 : QUY ðỔI NHIỀU CHẤT THÀNH MỘT CHẤT
Nguyên tắc : ðưa hỗn hợp các chất về một chất có công thức trung bình sau ñó dựa vào giá trị
trung bình vừa tìm ñược ñể kết luận về chất cần xác ñịnh.
I/ Phương pháp khối lượng mol trung bình 	M
1. Cơ sở : Sử dụng công thức :
M = mhh
nhh
rồi sau ñó dùng M ñể xác ñịnh M của các chất ban ñầu M1< M < M2 với M1 < M2.
2. Phạm vi ứng dụng : Áp dụng rộng rãi cho các bài tập hoá hữu cơ
3. Ví dụ minh hoạ :
VD1 : Hỗn hợp A gồm 2 ankanal X, Y có tổng số mol là 0,25mol. Khi cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thì tạo ra 86,4g kết tủa và khối lượng dung dịch AgNO3 giảm 77,5g. Biết Mx<My . CTCT của X là :
A. CH3CHO	B. HCHO	C. C2H5CHO	D. Kết qủa khác
Giải : Vì khối lượng Ag tách ra là 86,4g mà khối lượng dung dịch giảm 77,5g nên
Khối lượng 2 anñehit là : 86,4 - 77,5 = 8,9 (g)
M = 8,9
0,25

= 35,6( g / mol )

mà MX

< M < My

 MX

< 35,6 MX

= 30. X là HCHO.
VD2 : Một hỗn hợp X gồm 2 ankin là ñồng ñẳng kế tiếp nhau. Nếu cho 5,6 lit hỗn hợp X ñi qua dung dịch Br2 thì thấy khối lượng bình tăng 8,6g. CTPT của 2 ankin :
A. C3H4 , C4H6	B. C4H6 , C5H8	C. C2H2 , C3H4	D. Kết quả khác
Giải : Theo ñề ra ta có : mankin = 8,6 g .
Số mol của ankin là : n

ankin
= 5,6
22,4

= 0,25(mol )
Khối lượng phân tử trung bình của 2 ankin là :
 M1 < 34,4 < M2 với 2 ankin kế tiếp
M = 8,6
0,25

= 34,4( g / mol )
 M1 = 26 và M2 = 40 . CTPT của 2 ankin là : C2H2 và C3H4
II/ Phương pháp số nguyên tử cacbon trung bình 	n
1. Cơ sở : ðặt CT của các chất cùng thuộc một dãy ñồng ñẳng dưới dạng CT chung của dãy nhưng thay n bằng n .Sau ñó tính n và kết luận về số nguyên tử C của các chất : n1 < n < n2.
2. Pham vi ứng dụng : Dùng ñể giải các bài toán về các chất thuộc cùng một dãy ñồng ñẳng ñặc biệt là
các chất ñồng ñẳng liên tiếp.
3. Ví dụ minh hoạ :
VD1: Có 2 axit hữu cơ no : A là axit ñơn chức và B là axit ña chức. Hỗn hợp X chứa 0,3 mol hỗn hợp
A và B. ðốt cháy hoàn toàn X thì thu ñược 11,2 lit CO2(ñkc) Vậy CTPT của A là :
A. CH3COOH	B. HCOOH	C. C2H5COOH	D. Kết quả khác
Giải : Số nguyên tử C trung bình của A và B là :
n = 0,5 » 1,667
0,3

 Số nguyên tử C của A < 1,667
 Số nguyên tử C của A = 1	 A là HCOOH
Do nH2O > nCO2 nên hiñrocacbon là ankan. Gọi CT chung của 2 ankan là

File đính kèm:

  • docCHU DE 5 QUI DOI CHAT.doc