Giáo trình Chương 1: Các công thức quan trọng dùng giải toán hoá học

ợng trung bình .
 Cho phép áp dụng giải nhiều bài toán khác nhau, đặc biệt áp dụng chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất rất đơn giản, cho ta giải rất nhanh chóng.
Công thức tính: = 	
VD. Hũa tan 4,68 gam hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại A,B kế tiếp nhau trong nhúm II A vào dung dịch HCl dư thu được 1,12 lit CO2 (đktc). Xỏc định A,B.
Giải:
Đặt M là nguyờn tử khối trung bỡnh của A, B:
ị = = 1,12/22,4 = 0,05 mol
ị = 4,68/0,05 = 93,6 → = 33,6
MA < = 33,6 < MB ị A = 24 (Mg), B = 40 (Ca)
Bài tập
Bài 1: Hoà tan 2,84 g hỗn hợp 2 muối CaCO3 và MgCO3 bằng dd HCl thấy bay ra 672 cm3 khí CO2 (ở đktc). Tính % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp đầu.
Bài 2: Trong thiên nhiên đồng kim loại chứa 2 loại 6329Cu và 6529Cu. Nguyên tử lượng (số khối trung bình của hỗn hợp các đồng vị) của đồng là 64,4. Tính thành phần % số lượng mỗi loại đồng vị.
2. Phương pháp số nguyên tử trung bình .
 áp dụng giải nhiều bài toán khác nhau trong hữu cơ đặc biệt tìm công thức phân tử 2 đồng đẳng kế tiếp hoặc 2 đồng đẳng bất kỳ, tương tự phương pháp M, cho phép chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất.
IV. Phương pháp tăng giảm khối lượng.
 Dựa vào sự tăng giảm khối lượng khi chuyển từ chất này sang chất khác để định khối lượng một hỗn hợp hay một chất
VD. Hũa tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp X gồm NaCl, NaI vào H2O được dung dịch A. Sục Cl2 dư vào A. Kết thỳc thớ nghiệm cụ cạn dung dịch thu được 58,5 gam muối khan. Khối lượng NaCl cú trong X là:
A. 29,25 gam       	B. 58,5 gam       	C. 17,55 gam          	D. 23,4 gam
Giải:
 Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2
Khi 1 mol NaI phản ứngtạo ra NaCl thỡ khối lượng muối giảm: 127 – 35,5 = 91,5 gam.
Thực tế đó giảm đi: 104,25 – 58,5 = 45,75 gam. → nNaI = (45,75.1)/91,5 = 0,5 mol
ị mNaCl = 104,25 – 0,5.150 = 29,25 gam ---> Chọn A
Bài tập
Bài 1: Có 1 lít dung dịch Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M. Cho 43 g hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch đó. Sau khi các phản ứng kết thúc thu được 39,7 g kết tủa A. Tính % khối lượng các chất trong A.
Bài 2: Hoà tan 10 g hỗn hợp 2 muối XCO3 và Y2(CO3)3 bằng dung dịch HCl ta thu được dung dịch A và 0,672 lít khí bay ra (ở đktc). Hỏi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan?
Bài 3: Nhúng một thanh nhôm nặng 50 g vào 400 ml dung dịch CuSO4 0,5 M. Sau một thời gian lấy thanh nhôm ra cân nặng 51,38 g. Tính khối lượng Cu thoát ra và nồng độ các chất trong dung dịch sau phản ứng, giả sử tất cả Cu thoát ra bám vào thanh nhôm.
Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 10 g hỗn hợp 2 kim loại trong dung dịch dư, tạo ra 2,24 lít khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được bao nhiêu gam muối khan.
V. Phương pháp giải toán lượng chất dư trong tương tác hoá học.
 Sự có mặt lượng chất dư thường làm cho bài toán trở nên phức tạp, để phát hiện và giải quyết những bài toán của dạng toán này, cần nắm được những nội dung sau:
1. Nguyên nhân có lượng chất dư:
Lượng cho trong bài toán không phù hợp với tỉ lệ phản ứng.
Tương tác hoá học xảy ra không hoàn toàn (theo hiệu suất < 100%).
2. Vai trò của chất dư:
Tác dụng với chất cho vào sau phản ứng.
Tác dụng với chất tạo thành sau phản ứng.
3. Cách phát hiện có lượng chất dư và hướng giải quyết.
Chất dư trong bài toán hoá học thường biểu hiện hai mặt: định lượng và định tính (chủ yếu là định lượng)
a. Chất dư tác dụng lên chất mới cho vào:
Bài 1: Cho 11,2 g bột Fe tác dụng với 1 lít dung dịch HNO3 1,8 M (tạo NO). Sau đó phải dùng 2 lít dung dịch NaOH để phản ứng hoàn toàn với dung dịch sau phản ứng. Tính nồng độ CM của dung dịch NaOH đã dùng.
Bài 2: Cho 80 g CuO tác dụng với dung dịch H2SO4 ta thu được dung dịch A. Nhỏ vào A một lượng dung dịch BaCl2 vừa đủ, lọc kết tủa sấy khô, cân nặng 349,5 g. 
b. Chất dư tác dụng với chất tạo thành sau phản ứng.
Bài 1: Đem 0,8 mol AlCl3 trong dung dịch phản ứng với 3 lít dd NaOH 1M. Hỏi cuối cùng ta thu được gì? 
Bài 2: Đốt cháy m g bột Fe trong bình A chứa 3,38 lít khí Clo ở 0°C, 1 atm; chờ cho tất cả phản ứng xảy ra xong, ta cho vào bình một lượng dung dịch NaOH vừa đủ thì thu được kết tủa đem sấy khô ngoài không khí thì nhận thấy khối lượng tăng thêm là 1,02 g. Tính khối lượng bột Fe đã dùng. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Chương 3	phương pháp chung Nhận biết và tách các chất 
I. Nhận biết các anion vô cơ 
Ion
Thuốc thử
Phản ứng xảy ra
Dấu hiệu phản ứng
Cl-
dd AgNO3
Cl- + Ag+ đ AgCl ¯
¯ trắng, vón cục (*)
Br -
Br - + Ag+ đ AgBr ¯
¯ vàng nhạt (**)
I-
I- + Ag+ đ AgI ¯
¯ vàng (**)
PO43-
3Ag+ + PO43- đ Ag3PO4¯
¯ vàng
SO42-
dd BaCl2
Ba2+ + SO42- đ BaSO4¯
¯ trắng
SO32- (HCO3- chỉ sử dụng phương pháp 1)
dd HCl
2H+ + SO32- đ SO2ư + H2O
SO2 + I2 + 2H2O đ 2HI + H2SO4
Bọt khí làm I2 mất màu
Ba2+
Ba2+ + SO32- đ BaSO3¯
¯ trắng, tan trong axit
CO32- (HCO3- chỉ sử dụng phương pháp 1)
dd HCl
CO32- + 2H+ đ CO2ư + H2O
CO2 + Ca(OH)2 đ CaCO3¯ + 2H2O
Bọt khí làm đục nước vôi trong
Ca2+ , Ba2+
Ca2+ + SO32- đ CaCO3¯
¯ trắng, tan trong axit
S2-
dd Pb(NO3)2
dd CuSO4
Pb2+ + S2- đ PbS¯
¯ đen, không tan trong axit
Cu2+ + S2- đ CuS¯
NO3-
dd H2SO4, Cu, to
3Cu + 8H+ + 2NO3 - đ 3Cu2+ + 2NOư + 4H2O
 NO + O2 đ NO2ư
Dung dịch có màu xanh, có khí màu nâu đỏ bay ra
(*): kết tủa AgCl không tan trong axit, tan trong dung dịch NH3; bị phân hủy bởi ánh sáng, t0 đ chất rắn màu đen (Ag)
(**): kết tủa AgBr, AgI không tan trong axit, tan trong dung dịch NH3; bị phân hủy bởi ánh sáng, t0 đ chất rắn màu đen
II. Nhận biết các Cation vô cơ 
Ion
Thuốc thử
Phản ứng xảy ra
Dấu hiệu phản ứng
Cu2+
dd NaOH
Cu2+ + 2OH- đ Cu(OH)2¯
¯ xanh
Ag+
dd NaCl
Ag+ + Cl- đ AgCl¯
¯ trắng
NH4+
NaOH, to
NH4+ + OH- đ NH3ư + H2O
ư mùi khai, làm xanh quì tím
Mg2+
dd NaOH
Mg2+ + 2OH- đ Mg(OH)2¯
¯ trắng
Ca2+, Mg2+
dd Na2CO3
Ca2+ + COc2- đ CaCO3¯
¯ trắng, tan trong axit
Ba2+
dd SO42-
Ba2+ + SO42- đ BaSO4¯
¯ trắng, không tan trong axit
dd Na2CO3
Ba2+ + CO32- đ BaCO3¯
¯ trắng, tan trong axit
Zn2+, Al3+
dd NaOH dư
Zn2+ + 2OH- đ Zn(OH)2¯
Zn(OH)2 + 2OH- đ ZnO22- + 2H2O
¯ trắng, tan trong NaOH dư, (tan trong dung dịch NH3 dư)
Cr2+
dd NaOH
Cr2+ + 2OH- đ Cr(OH)2¯
4Cr(OH)2 + 2H2O + O2 đ 4Cr(OH)3¯
¯ xanh đ xanh lục ngoài không khí
Cr3+
dd NaOH dư
Cr3+ + 3OH- đ Cr(OH)3¯
Cr(OH)3 + OH- đ CrO22- + 2H2O
¯ xanh lục, tan trong NaOH đặc, dư
Fe2+
dd NaOH
Fe2+ + 2OH-đ Fe(OH)2¯ trắng xanh
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 đ 4Fe(OH)3¯ đỏ nâu
¯ trắng đ nâu đỏ ngoài không khí
Dd KMnO4
Fe2+ + MnO4- + H +đ Fe3+ + Mn2+ + H2O
Mất màu dung dịch thuốc tím
Fe3+
đd NaOH
Fe3+ + 3OH- đ Fe(OH)3¯
¯ nâu đỏ
Ni2+
dd NaOH, 
dd NH3
Ni2+ + 2OH- đ Ni(OH)2¯
Ni(OH)2 + NH3 đ [Ni( NH3)4](OH)2
¯ xanh, tan trong NH3 
Chương 4	Các Chú ý Quan Trọng Khi Giải Toán Hoá Học
I. Toán kim loại
* Nếu có nhiều kim loại trực tiếp tan trong nước tạo thành dung dịch kiềm, và sau đó lấy dung dịch kiềm trung hoà bằng hỗn hợp axit thì nên tính theo dạng ion cho đơn giản.
* Khi hoà tan hoàn toàn kim loại kiềm A và kim loại kiềm B hoá trị n vào nước thì có hai khả năng:
- B là kim loại tan trực tiếp (như Cu, Ba) tạo thành kiềm.
- B là kim loại có hiđroxit lưỡng tính, lúc đó nó sẽ tác dụng với kiềm (do A tạo ra).
VD: Hoà tan Na và Al vào nước:
Na + H2O = NaOH + 1/2H2ư
Al + H2O + NaOH = NaAlO2 + 3/2H2ư
* Khi kim loại tan trong nước tác dụng với axit có hai trường hợp xảy ra:
- Nếu axit dư: chỉ có 1 phản ứng giữa axit và kim loại.
- Nếu kim loại dư: ngoài phản ứng giữa kim loại và axit còn có phản ứng giữa kim loại dư tác dụng với nước.
* Khi xét bài toán kim loại tác dụng với hỗn hợp axit thì nên xây dựng phản ứng:
M + nH+ = Mn+ + n/2H2ư
Chuyển bài toán về dạng ion để tính.
* Nếu kim loại thể hiện nhiều hoá trị (như Fe) khi làm bài toán nên gọi n là hoá trị của -M khi tác dụng với axit này, m là hoá trị của M khi tác dụng với axit kia.
* Nhiều kim loại tác dụng với nhiều axit có tính oxi hoá mạnh (H2SO4đ, HNO3) thì lưu ý mỗi chất khi thoát ra ứng với một phản ứng.
* Nếu một kim loại kém hoạt động (ví dụ Cu) tác dụng một phần với axit có tính oxi hoá mạnh (ví dụ HNO3), sau đó cho tiếp axit HCl vào có khí bay ra, điều này nên giải thích phản ứng ở dạng ion.
Trước hết Cu tan một phần trong HNO3 theo phản ứng:
3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NOư + 4H2O
Vì ban đầu nH+ = nNO3- = nHNO3, nhưng khi phản ứng thì nH+ tham gia gấp 4 lần nNO3-, nên nNO3- còn dư.
Thêm HCl vào tức thêm H+ vào dd nên Cu dư tiếp tục phản ứng với H+ và NO3- cho khí NO bay ra.
* Khi nhúng thanh kim loại A vào dd muối của kim loại B (kém hoạt động hơn A). Sau khi lấy thanh kim loại A ra, khối lượng thanh kim loại A so với ban đầu sẽ thay đổi do:
- Một lượng A tan vào dd.
- Một lượng B từ dd được giải phóng bám vào thanh A.
Tính khối lượng tăng (hay giảm) của thanh A, phải dựa vào phương trình phản ứng cụ thể.
* Nếu 2 kim loại thuộc cùng một phân nhóm chính và ở 2 chu kì liên tiếp nhau thì đặt khối lượng nguyên tử trung bình (M), để chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất, giải cho đơn giản.
2. Khả năng tan trong nước của một số loại chất
 a. Axit: Hầu hết đều tan trừ H2SiO3
 b. Bazơ: Hầu hết các hidroxit kim loại đều không tan ngoại trừ NaOH, KOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2. (Các kim loại và oxit tương ứng cũng tan)
 c. Muối
 - Các muối của kim loại hóa trị 1 hoặc gốc axit hóa trị 1 hầu hết đều tan (trừ 1 số muối của Ag và HgX, PbX2 ít tan hoặc không tan)
 - Các muối của kim loại hóa trị 2, 3 và gốc axit hóa trị 2, 3 hầu hết đều khó tan (ngoại trừ hầu hết các muối sunfat và sunfua của kim loại kiềm thổ tan được)
bài tập
1. Ph−ơng pháp đ−ờng chéo 
Cõu 1: Để thu được dung dịch HCl 25% cần lấy m1 gam dung dịch HCl 45% pha với m2 gam dung dịch HCl 15%. Tỉ lệ m1/m2 là?
A. 1:2	B. 1:3	C. 2:1	D. 3:1
Cõu 2: Để pha được 500 ml dung dịch nước muối cú nồng độ 0,9% cần lấy V ml dung dịch NaCl 3%. Gớa trị của V là? (coi cỏc dung dịch loóng đều cú D = 1)
A. 150	B. 214,3	C. 285,7	D. 350
Cõu 3: Hũa tan 200 gam SO3 vào m gam dung dịch H2SO4 49% ta được dung dịch H2SO4 78,4%. Gớa trị của m là?
A. 133,3	B. 146,9	C. 272,2	D. 300
Cõu 4: Nguyờn tử khối trung bỡnh của brom là 79,319. Brom cú