Giới thiệu một số phương pháp giải bài toán hoá học thường dùng

 lít.	D. 2,016 lít.
07. Hỗn hợp A gồm Mg, Al, Fe, Zn. Cho 2 gam A tác dụng với dung dịch HCl dư giải phóng 0,1 gam khí. Cho 2 gam A tác dụng với khí clo dư thu được 5,763 gam hỗn hợp muối. Phần trăm khối lượng của Fe trong A là
	A. 8,4%.	B. 16,8%.	C. 19,2%.	D. 22,4%.
08. (Câu 2 - Mã đề 231 - TSCĐ - Khối A 2007)
	Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí Oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2 (đktc) và 9,9 gam H2O. Thể tích không khí ở (đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là
	A. 70,0 lít.	B. 78,4 lít.	C. 84,0 lít.	D. 56,0 lít.
09. Hoà tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp 2 kim loại X và Y bằng dung dịch HCl thu được dung dịch A và khí H2. Cô cạn dung dịch A thu được 5,71 gam muối khan. Hãy tính thể tích khí H2 thu được ở đktc.
	A. 0,56 lít.	B. 0,112 lít. 	C. 0,224 lít	D. 0,448 lít
10. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp Y gồm C2H6, C3H4 và C4H8 thì thu được 12,98 gam CO2 và 5,76 gam H2O. Vậy m có giá trị là
	A. 1,48 gam. B. 8,14 gam.	C. 4,18 gam. 	D. 16,04 gam.
Đáp án các bài tập vận dụng:
1. D
2. C
3. C
4. D
5. C
6. C
7. B
8. A
9. C
10. C
Phương pháp 3
BẢO TOÀN MOL ELECTRON
Trước hết cần nhấn mạnh đây không phải là phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa - khử, mặc dù phương pháp thăng bằng electron dùng để cân bằng phản ứng oxi hóa - khử cũng dựa trên sự bảo toàn electron.
Nguyên tắc của phương pháp như sau: khi có nhiều chất oxi hóa, chất khử trong một hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số electron của các chất khử cho phải bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận. Ta chỉ cần nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất oxi hóa hoặc chất khử, thậm chí không cần quan tâm đến việc cân bằng các phương trình phản ứng. Phương pháp này đặc biệt lý thú đối với các bài toán cần phải biện luận nhiều trường hợp có thể xảy ra.
Sau đây là một số ví dụ điển hình.
Ví dụ 1: Oxi hóa hoàn toàn 0,728 gam bột Fe ta thu được 1,016 gam hỗn hợp hai oxit sắt (hỗn hợp A).
1. Hòa tan hỗn hợp A bằng dung dịch axit nitric loãng dư. Tính thể tích khí NO duy nhất bay ra (ở đktc).
	A. 2,24 ml.	PB. 22,4 ml. 	C. 33,6 ml.	D. 44,8 ml.
2. Cũng hỗn hợp A trên trộn với 5,4 gam bột Al rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (hiệu suất 100%). Hòa tan hỗn hợp thu được sau phản ứng bằng dung dịch HCl dư. Tính thể tích bay ra (ở đktc).
	PA. 6,608 lít.	 B. 0,6608 lít. 	C. 3,304 lít.	D. 33,04. lít
Hướng dẫn giải
1. Các phản ứng có thể có:
	2Fe + O2 2FeO	(1)
	2Fe + 1,5O2 Fe2O3	(2)
	3Fe + 2O2 Fe3O4	(3)
Các phản ứng hòa tan có thể có:
	3FeO + 10HNO3 ¾® 3Fe(NO3)3 + NO­ + 5H2O	(4)
	Fe2O3 + 6HNO3 ¾® 2Fe(NO3)3 + 3H2O	(5)
	3Fe3O4 + 28HNO3 ¾® 9Fe(NO3)3 + NO­ + 14H2O	(6)
Ta nhận thấy tất cả Fe từ Fe0 bị oxi hóa thành Fe+3, còn N+5 bị khử thành N+2, O20 bị khử thành 2O-2 nên phương trình bảo toàn electron là:
	mol.
trong đó, là số mol NO thoát ra. Ta dễ dàng rút ra
	n = 0,001 mol;
	VNO = 0,001´22,4 = 0,0224 lít = 22,4 ml. (Đáp án B)
2. Các phản ứng có thể có:
	2Al + 3FeO 3Fe + Al2O3	(7)
	2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3	(8)
	8Al + 3Fe3O4 9Fe + 4Al2O3	(9)
	Fe + 2HCl ¾® FeCl2 + H2­	(10)
	2Al + 6HCl ¾® 2AlCl3 + 3H2­	(11)
Xét các phản ứng (1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11) ta thấy Fe0 cuối cùng thành Fe+2, Al0 thành Al+3, O20 thành 2O-2 và 2H+ thành H2 nên ta có phương trình bảo toàn electron như sau:
	Fe0 ® Fe+2 Al0 ® Al+3 O20 ® 2O-2 2H+ ® H2
Þ	n = 0,295 mol
Þ	lít. (Đáp án A)
Nhận xét: Trong bài toán trên các bạn không cần phải băn khoăn là tạo thành hai oxit sắt (hỗn hợp A) gồm những oxit nào và cũng không cần phải cân bằng 11 phương trình như trên mà chỉ cần quan tâm tới trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất oxi hóa và chất khử rồi áp dụng luật bảo toàn electron để tính lược bớt được các giai đoạn trung gian ta sẽ tính nhẩm nhanh được bài toán.
Ví dụ 2: Trộn 0,81 gam bột nhôm với bột Fe2O3 và CuO rồi đốt nóng để tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu được hỗn hợp A. Hoà tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO3 đun nóng thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. Giá trị của V là
	A. 0,224 lít.	PB. 0,672 lít.	C. 2,24 lít.	D. 6,72 lít.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt theo sơ đồ:
Thực chất trong bài toán này chỉ có quá trình cho và nhận electron của nguyên tử Al và N.
	 Al ® Al+3 + 3e 
	 ® 0,09 mol
và 	N+5 + 3e ® N+2
 0,09 mol ® 0,03 mol
Þ	VNO = 0,03´22,4 = 0,672 lít. (Đáp án D)
Nhận xét: Phản ứng nhiệt nhôm chưa biết là hoàn toàn hay không hoàn toàn do đó hỗn hợp A không xác định được chính xác gồm những chất nào nên việc viết phương trình hóa học và cân bằng phương trình phức tạp. Khi hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A trong axit HNO3 thì Al0 tạo thành Al+3, nguyên tử Fe và Cu được bảo toàn hóa trị.
Có bạn sẽ thắc mắc lượng khí NO còn được tạo bởi kim loại Fe và Cu trong hỗn hợp A. Thực chất lượng Al phản ứng đã bù lại lượng Fe và Cu tạo thành.
Ví dụ 3: Cho 8,3 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe (nAl = nFe) vào 100 ml dung dịch Y gồm Cu(NO3)2 và AgNO3. Sau khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn A gồm 3 kim loại. Hòa tan hoàn toàn chất rắn A vào dung dịch HCl dư thấy có 1,12 lít khí thoát ra (đktc) và còn lại 28 gam chất rắn không tan B. Nồng độ CM của Cu(NO3)2 và của AgNO3 lần lượt là
	A. 2M và 1M.	PB. 1M và 2M.
	C. 0,2M và 0,1M.	D. kết quả khác.
Tóm tắt sơ đồ:
 + 100 ml dung dịch Y ® 
	® 
Hướng dẫn giải
Ta có:	nAl = nFe = 
Đặt và 
Þ	X + Y ® Chất rắn A gồm 3 kim loại.
Þ Al hết, Fe chưa phản ứng hoặc còn dư. Hỗn hợp hai muối hết. 
Quá trình oxi hóa:
	Al ® Al3+ + 3e	Fe ® Fe2+ + 2e
	0,1 0,3	0,1 0,2
Þ Tổng số mol e nhường bằng 0,5 mol.
Quá trình khử:
 Ag+ + 1e ® Ag	 Cu2+ + 2e ® Cu 2H+ + 2e ® H2
 x x x	 y 2y y 0,1 0,05
Þ Tổng số e mol nhận bằng (x + 2y + 0,1).
Theo định luật bảo toàn electron, ta có phương trình:
	x + 2y + 0,1 = 0,5 hay x + 2y = 0,4	(1)
Mặt khác, chất rắn B không tan là: Ag: x mol ; Cu: y mol.
Þ	108x + 64y = 28	(2)
Giải hệ (1), (2) ta được:
	x = 0,2 mol ; y = 0,1 mol.
Þ	 = 2M; = 1M. (Đáp án B)
Ví dụ 4: Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO3 và H2SO4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần lượt là
	A. 63% và 37%.	PB. 36% và 64%.
	C. 50% và 50%.	D. 46% và 54%.
Hướng dẫn giải
Đặt nMg = x mol ; nAl = y mol. Ta có: 
	24x + 27y = 15.	(1)
Quá trình oxi hóa:
	Mg ® Mg2+ + 2e	Al ® Al3+ + 3e
	x 2x	y 3y
Þ Tổng số mol e nhường bằng (2x + 3y).
Quá trình khử:
	N+5 + 3e ® N+2	2N+5 + 24e ® 2N+1
	 0,3 0,1	 0,8 0,2
	N+5 + 1e ® N+4	S+6 + 2e ® S+4
	 0,1 0,1	 0,2 0,1
Þ Tổng số mol e nhận bằng 1,4 mol.
Theo định luật bảo toàn electron:
	2x + 3y = 1,4	(2)
Giải hệ (1), (2) ta được: x = 0,4 mol ; y = 0,2 mol.
Þ	
	%Mg = 100% - 36% = 64%. (Đáp án B)
Ví dụ 5: Trộn 60 gam bột Fe với 30 gam bột lưu huỳnh rồi đun nóng (không có không khí) thu được chất rắn A. Hoà tan A bằng dung dịch axit HCl dư được dung dịch B và khí C. Đốt cháy C cần V lít O2 (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. V có giá trị là
	A. 11,2 lít.	B. 21 lít.	PC. 33 lít.	D. 49 lít.
Hướng dẫn giải
Vì nên Fe dư và S hết.
Khí C là hỗn hợp H2S và H2. Đốt C thu được SO2 và H2O. Kết quả cuối cùng của quá trình phản ứng là Fe và S nhường e, còn O2 thu e.
Nhường e:	Fe ® Fe2+ + 2e
	 mol
	S ® S+4 + 4e 
	 mol
Thu e: Gọi số mol O2 là x mol.
	O2 + 4e ® 2O-2 
	x mol ® 4x
Ta có: giải ra x = 1,4732 mol.
Þ	lít. (Đáp án C)
Ví dụ 6: Hỗn hợp A gồm 2 kim loại R1, R2 có hoá trị x, y không đổi (R1, R2 không tác dụng với nước và đứng trước Cu trong dãy hoạt động hóa học của kim loại). Cho hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu được 1,12 lít khí NO duy nhất ở đktc.
Nếu cho lượng hỗn hợp A trên phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thì thu được bao nhiêu lít N2. Các thể tích khí đo ở đktc.
	A. 0,224 lít.	PB. 0,336 lít.	C. 0,448 lít.	D. 0,672 lít.
Hướng dẫn giải
Trong bài toán này có 2 thí nghiệm:
TN1: R1 và R2 nhường e cho Cu2+ để chuyển thành Cu sau đó Cu lại nhường e cho để thành (NO). Số mol e do R1 và R2 nhường ra là
	 + 3e ® 
	 0,15 
TN2: R1 và R2 trực tiếp nhường e cho để tạo ra N2. Gọi x là số mol N2, thì số mol e thu vào là
	2 + 10e ® 
	 10x ¬ x mol
Ta có: 	10x = 0,15 ® x = 0,015
Þ	= 22,4.0,015 = 0,336 lít. (Đáp án B)
Ví dụ 7: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,01 mol NO và 0,04 mol NO2. Tính khối lượng muối tạo ra trong dung dịch.
	A. 10,08 gam.	B. 6,59 gam.	PC. 5,69 gam.	D. 5,96 gam.
Hướng dẫn giải
Cách 1: Đặt x, y, z lần lượt là số mol Cu, Mg, Al.
Nhường e: 	Cu = + 2e Mg = + 2e Al = + 3e 
	 x ® x ® 2x y ® y ® 2y z ® z ® 3z
Thu e: 	 + 3e = (NO) + 1e = (NO2)
	 0,03 ¬ 0,01 0,04 ¬ 0,04
Ta có: 	2x + 2y + 3z = 0,03 + 0,04 = 0,07
và 0,07 cũng chính là số mol NO3- 
Khối lượng muối nitrat là: 
	1,35 + 62´0,07 = 5,69 gam. (Đáp án C)
Cách 2: 
Nhận định mới: Khi cho kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3 tạo hỗn hợp 2 khí NO và NO2 thì 
	mol
Þ	mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
	1,35 + 0,12´63 = mmuối + 0,01´30 + 0,04´46 + 0,06´18
Þ	mmuối = 5,69 gam.
Ví dụ 8: (Câu 19 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH - 2007)
Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là
	A. 2,24 lít. 	B. 4,48 lít. 	PC. 5,60 lít. 	D. 3,36 lít.
Hướng dẫn giải
Đặt nFe = nCu = a mol ® 56a + 64a = 12 ® a = 0,1 mol.
Cho e:	Fe ® Fe3+ + 3e	Cu ® Cu2+ + 2e
	0,1 ® 0,3	0,1 ® 0,2
Nhận e:	N+5 + 3e ® N+2	N+5 + 1e ® N+4
	 3x ¬ x	 y ¬ y
Tổng ne cho bằng tổng ne nhận.
Þ	3x + y = 0,5
Mặt khác:	30x + 46y = 19´2(x + y).
Þ	x = 0,125 ; y = 0,125.
	Vhh khí (đktc) = 0,125´2´22,4 = 5,6 lít. (Đáp án C)
Ví dụ 9: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 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). Giá trị của m là
	PA. 2,52 gam. 	B. 2,22 gam. 	C. 2,62 g