Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n) LUY N T P V PH Luy n t p v ph ng pháp b o toàn moệ eệectron NG PHÁP B O TOÀN MOL ELECTRON (TÀI LI U BÀI ẢI NẢ) Giáo viên: PH M NG C S N ây tài li u tóm l c ki n th c kèm v i gi ng “Luy n t p v ph ng pháp b o toàn mol electron” thu c Khóa h c LT H KIT-3: Môn Hóa h c (Th y Ph m Ng c S n) t i website Hocmai.vn ph n “Ph có th n m v ng ki n th c ng pháp b o toàn mol electron”, B n c n k t h p xem tài li u v i gi ng Nguyên t c T ng s mol electron ch t kh nh n e  x.n X ng b ng t ng s mol electron ch t oxi hoá nh n D ng : Kim lo i tác d ng v i dung d ch axit : HNO3; H2SO4 đ c - Tính kh i l ng mu i t o thành - Tính s mol HNO3 H2SO4 ph n ng (k t h p pp b o toàn mol nguyên t ) - So sánh s mol e nh n nh ng đ bi t có mu i t o thành s kh hay không Ví d 1: Hoà tan hoàn toàn 9,62 gam h n h p X g m Mg, Fe, Al l ng d dung d ch HNO loãng, thu đ c 0,12 mol NO 0,04 mol N2O T ng kh i l ng mu i khan t o thành A 41,86 gam B 51,78 gam C 14,86 gam D 64,18 gam L i gi i ne = 3NO + 8N2O = 0,36 + 0,32 = 0,68  n  / mu i =  n electron nh ng = 0,68 (mol) NO V y  m mu i khan = m hhX + m NO / mu i = 9,62 + 62  0,68 = 51,78 (g) Ví d 2: Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al b ng dung d ch HNO3 loãng (d ), thu đ c dung d ch X 1,344 lít ( đktc) h n h p khí Y g m hai khí N2O N2 T kh i c a h n h p khí Y so v i khí H2 18 Cô c n dung d ch X, thu đ c m gam ch t r n khan Giá tr c a m A 38,34 B 34,08 C 106,38 D 97,98 (Trích đ thi TS H n m 2009 - Kh i A) L i gi i Ta có n Al = n hh Y = 12, 42 = 0,46 (mol); ne = 0,46.3 = 1,38 27 1,344 = 0,06 (mol) ; M Y = 18  = 36 22, n N 2O : 44  n N 2O : n N = : = : 36  n N2O = n N = 0,06 : = 0,03 (mol) T (1,2): s mol e nh n = 0,24 + 0,3 = 0,54 < s mol e nh ng = 1,38 n N : 28 3 Do s n ph m kh có N (NH4NO3), x y thêm (3)  s mol e nh n (3) = 1,38 – 0,27 = 0,84 (mol) Ch t r n khan thu đ  Al(NO3 )3 : 0, 46 (mol)  NH NO3 : 0,105 (mol) cg m  V y m = 213  0,46 + 80  0,105 = 106,38 (g) Ví d 3: H n h p X g m hai kim lo i Al Cu Hoà tan hoàn toàn 18,2 gam X vào 100 ml dung d ch B ch a đ ng th i H2SO4 12M HNO3 2M, đun nóng Sau ph n ng thu đ c dung d ch Y 8,96 lít h n h p khí (đktc) T g m NO SO2 T kh i c a T so v i H2 23,5 Kh i l ng c a mu i dung d ch Y A 34,2 gam B 32,0 gam C 66,2 gam gam D 33,1 gam L i gi i Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n) D dàng tìm đ c: Luy n t p v ph ng pháp b o toàn moệ eệectron nNO = 0,2 mol ; nSO  0,2(mol) Dung d ch B g m: H+ = 2,6 mol ; SO 24  = 1,2 mol ; NO 3 = 0,2 mol Các trình nh ng nh n electron: Al  Al3+ + 3e SO 24  + 2e + 4H+  SO2 + 2H2O x 3x 0,2 0,4 0,8 0,2 2+ +  Cu  Cu + 2e NO + 3e + 4H  NO + 2H2O y 2y 0,2 0,6 0,8 0,2 Áp d ng s b o toàn electron, ta có: 3x + 2y = (1) Ph ng trình kh i l ng : 27x + 64y =18,2 (2) Gi i h (1) (2), ta đ c : nAl = 0,2 mol ; nCu = 0,2 mol Dung d ch Y g m: Al3+ = 0,2 mol ; Cu2+ = 0,2 mol; H+ =1 mol ; SO42– = mol ( NO3 b oxi hoá h t) Y g m mu i sunfat : Al2(SO4)3 = 0,1.342 = 34,2 (g) CuSO4 = 0,2 160 = 32 (g) m = 66,2 gam Ví d 4: Hoà tan hoàn toàn 12 gam h n h p Fe, Cu (t l mol : 1) b ng axit HNO3, thu đ c V lít ( đktc) h n h p khí X (g m NO NO2) dung d ch Y (ch ch a hai mu i axit d ) T kh i c a X đ i v i H2 b ng 19 Giá tr c a V A 2,24 B 4,48 C 5,60 D 3,36 (Trích đ thi TS H n m 2007 - Kh i A) L i gi i t n NO = a (mol) n NO = b (mol) Ta có MX  30a  46b  19   38  a = b ab G i s mol c a Fe ho c Cu h n h p x mol 56x + 64x = 12 (g)  x = 0,1 (mol) Các trình oxi hoá - kh x y ra: 3  Fe + 3e Fe  0,3 0,1  2  Cu + 2e Cu  0,2 0,1  5 2 N + 3e 3a 5 N + e   N  a 4   N  a a Do 0,3 + 0,2 = 3a + a  a = 0,125 (mol) V y V = 22,4  (a + b) = 22,4   0,125 = 5,60 (l) Ví d 5: Cho 1,35 g h n h p g m Cu, Mg, Al tác d ng h t v i dung d ch HNO3 thu đ g m 0,01 mol NO vào 0,04 mol NO2 Kh i l ng mu i nitrat t o dung d ch A 5,69g B 6,59g C 4,59g D 4,69g L i gi i t x, y, z l n l t s mol Cu, Mg, Al Cu Cu(NO3)2 NO   Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + + H2 O Al Al(NO3)3 NO2 mmu i = m3KL + m  c h n h p khí NO3 Ta có: 2x + 2y + 3z = 0,03 + 0,04 = 0,07 (1)  Nh ng 0,07 c ng s mol NO3 t o mu i v i ion kim lo i Kh i l ng mu i nitrat : 1,35 + 62.0,07 = 5,69 (g) D ng 2: Tìm công th c c a s n ph m kh N+5 S+6 Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n) Luy n t p v ph ng pháp b o toàn moệ eệectron Ví d 1: Hoà tan 9,28 gam h n h p X g m Mg, Al, Zn v i s mol b ng m t l ng v a đ dung d ch H2SO4 đ c, nóng thu đ c dung d ch Y 0,07 mol m t s n ph m Z nh t ch a l u hu nh S n ph m Z A S B H2S C SO2 D SO3 L i gi i G i x s oxi hoá c a S s n ph m Z ; a s mol c a m i kim lo i h n h p X Ta có 24a + 27a + 65a = 9,28 (g)  a = 9,28 = 0,08 (mol) 116 Các trình oxi hoá - kh x y ra: Quá trình nh ng electron Quá trình nh n electron 2 6 S + (6 – x)e  Mg + 2e Mg  2a a 3  Al  a x   S (6 – x)0,07  0,07 Al + 3e 3a 2  Zn + 2e Zn  a 2a ne = 0,08.7 = 0,56 S e nh n = 0,56/0,07 = : H2S Ví d 2: Th i lu ng không khí qua 25,2 gam b t s t sau m t th i gian bi n thành h n h p X có kh i l ng 30 gam g m Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho X ph n ng hoàn toàn v i dung d ch HNO3 th y gi i phóng 5,6 lít khí Y nh t (đktc) Khí Y A NO B NO2 C NH3 D N2 L i gi i 25,2  1,35 mol - S mol e nh ng : ne  3.n Fe  56 30  25,2  0,6 mol - S mol e mà O2 nh n : ne  4.nO2  32 S mol e mà N+5 nh n đ t o Y : ne = 1,35 - 0,6 = 0,75 S e mà N+5 nh n t o Y 0,75/0,25 = : NO Ví d 3: Hoà tan hoàn toàn 13,92 gam Fe3O4 b ng dung d ch HNO3 thu đ c 448 ml khí X (đktc) Khí X A NO B N2O C NO2 D N2 L i gi i ne = 0,06 mol S e nh n = 0,06/0,02 = : NO Ví d 4: Cho 4,05 gam Al tan hoàn toàn vào dung d ch ch a 0,54 mol HNO3 thu đ c dung d ch ch a m t mu i nh t m t ch t khí X Ch t khí X A NO B N2 C N2O D NO2 ne = 3.nAl = 0,45 mol B o toàn nguyên t : nN(trong X) = 0,54 - 0,45 = 0,09 mol S e mà N+5 nh n = 0,45/0,09 = M t nguyên t N nh n 5e: N2 D ng : Tìm công th c c a oxit s t - Khi tác d ng v i ch t oxi hóa, oxit c a s t (FeO Fe3O4) đ u ch nh ng 1e - Khi tác d ng v i ch t kh , mol Fe2O3 nh n mol e; mol Fe3O4 nh n mol e mol FeO nh n mol e Ví d 1: Hoà tan hoàn toàn 46,4 gam m t s t oxit b ng dung d ch H2SO4 đ c nóng (v a đ ), thu đ c 2,24 lít khí SO2 (đktc) Công th c c a s t oxit A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D FeO ho c Fe3O4 L i gi i Ta có nSO 2 = 2,24 = 0,1 (mol) 22,4 Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n) Luy n t p v ph ng pháp b o toàn moệ eệectron ne = 2.0,1 = 0,2 mol Moxit 46,4/0,2 = 232 : Fe3O4 Ví d : Hoà tan hoàn toàn 20,88 gam m t oxit s t b ng dung d ch H2SO4 đ c, nóng thu đ c dung d ch X 3,248 lít khí SO2 (s n ph m kh nh t, đktc) Cô c n dung d ch X, thu đ c m gam mu i sunfat khan Giá tr c a m công th c c a oxit s t A 58,0 FeO B 36,0 Fe3O4 C 36,0 FeO D 58,0 Fe3O4 L i gi i ne = 2.0,145 = 0,29 Moxit = 20,88/0,29 = 72 : FeO s mol Fe2(SO4)3 = 0,145 m = 0,145.400 = 58 D ng : H n h p kim lo i tác d ng v i dung d ch mu i Ví d : Cho 13g b t Zn ph n ng hoàn toàn v i 400 ml dung d ch ch a AgNO3 0,5M CuSO4 0,5M K t thúc ph n ng kh i l ng kim lo i thu đ c A 25g B 26g C 27g D 28g L i gi i 13  0, 2(mol) ; n Ag  0, 4.0,5  0, 2(mol) ; n Cu2  0, 4.0,5  0, 2(mol) n Zn  65 Th t u tiên ph n ng x y : Zn  2Ag  (1)  Zn 2  2Ag 0,1 0, 0, Zn  Cu 2  (2)  Zn 2  Cu 0,1 0,1 K t thúc ph n ng Zn h t Kim lo i đ c gi i phóng Ag, Cu mKL = 0,2.108 + 0,1.64 = 28 (g) Ví d 2: Cho 0,03 mol Al 0,05 mol Fe tác d ng v i 200 ml dung d ch X ch a Cu(NO3)2 AgNO3, sau ph n ng thu đ c dung d ch Y 8,12 gam ch t r n Z g m ba kim lo i Cho Z tác d ng v i dung d ch HCl d thu đ c 672 ml khí H2 ( đktc) Các ph n ng x y hoàn toàn N ng đ mol c a Cu(NO3)2 AgNO3 dung d ch X l n l t A 0,25M 0,15M B 0,125M 0,075M C 0,5M 0,3M D 0,15M 0,25M L i gi i G i a, b s mol c a AgNO3 Cu(NO3)2 có dung d ch A Theo (5): n Fe d  n H 2  0,672  0,03 (mol) 22,4  n Fe p = 0,05 – 0,03 = 0,02 (mol) Kh i l ng ch t r n B: 108a + 64b + 56.0,03 = 8,12 (g) Hay 108a + 64b = 6,44 (I) Các trình oxi hoá - kh x y ra: Ag   1e   Ag  Al   Al3 + 3e 0,03  0,09 a a 2 2 Cu  2e   Cu  Fe   Fe + 2e 0,02  0,04 b 2b Do 0,09 + 0,04 = a + 2b hay a + 2b = 0,13 (II) Gi i h hai pt (I, II) ta đ c: a = 0,03, b = 0,05 V y [Cu(NO3)2] = 0,05 0,03  0, 25 M ; [AgNO3] =  0,15 M 0, 0, D ng : M t s bƠi toán v s t vƠ oxit s t Ví d 1: t m gam Fe oxi thu đ c 48,8 gam h n h p A g m FeO, Fe3O4, Fe2O3 Fe Hoà tan hoàn toàn A H2SO4 đ c, nóng thu đ c 10,08 lít SO2 nh t (đktc) Giá tr c a m A 39,2 B 32,9 C 39,8 D 35,5 L i gi i Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n) Ta có n SO2 = Luy n t p v ph ng pháp b o toàn moệ eệectron 10,08 = 0,45 (mol) 22, mO2  48,8  m (g)  nO  S đ ph n ng: 48,8  m (mol) 32 FeO Fe O 3   O2  H 2SO4 đ, t   Fe2 (SO )3  SO   H 2O Fe  A  d Fe2O3  Fe  Các trình oxi hoá - kh x y ra: 3  Fe + 3e Fe  3m m  56 56 6 S Do 2  2O + 4e  O2 48,8  m 48,8  m  32 4 + 2e 0,9   S  0,45 3m 48,8  m   0,9 56 Gi i ta đ c m = 39,2 (g) Ví d 2: Th i lu ng không khí qua m(g) b t s t sau m t th i gian bi n thành h n h p A có kh i l ng 30g g m Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho A ph n ng hoàn toàn v i dung d ch HNO3 th y gi i phóng 5,6 lít khí NO nh t (đktc) Kh i l ng c a m A 27,5g B 22,5g C 26,2g D 25,2g L i gi i S đ : Fe, FeO  Fe + O2   Fe2 O3  HNO3   Fe(NO3 )3  NO  H 2O Fe O  m – Ch t cho electron : Fe, s mol 56  Fe3+ + 3e Fe  m m m   n e cho  56 56 56 30  m – Ch t nh n electron : O2, s mol HNO3 32  O2– O + 2e  30  m 30  m 16 16  N+2 (NO) N+5 + 3e  0,25 0,75 0,25 30  m   n e nhËn   0, 75 16 Áp d ng s b o toàn electron : 30  m m  0, 75   m  25, (g) 16 56 Ví d 3: Nung nóng 5,6 gam b t s t bình đ ng O2 thu đ c 7,36 gam h n h p X g m Fe, Fe2O3 Fe3O4 Cho X tan hoàn toàn dung d ch HNO3 thu đ c V lít (đktc) h n h p khí Y g m NO N2O4, t kh i h i c a Y so v i H2 25,33 V có giá tr A 22,4 lít B 0,672 lít C 0,372 lít D 1,12 lít Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n) Luy n t p v ph ng pháp b o toàn moệ eệectron L i gi i G i nNO  x(mol); n N O  y(mol) d Y/H2  30x  92y  25,33 (x  y).2 Fe + O2 (1) Fe  NO    Fe2 O3  HNO3   Fe(NO3 )3    H 2O  N 2O4 Fe O  Ch t cho electron : Fe (0,1 mol) Fe   Fe3  3e 0,1   ne cho  0,3 mol e 0,3 Ch t nh n electron : O 7,36  5,  0,11 (mol) ; HNO3 16 O  0,11 2e  O2 0, 22 N 5  3e  N 2 (NO) 3x N 5  e x  N 4 x   ne nhËn  3x  2y  0,22 (mol e) (N O ) 2y 2y y (2)  0,3  3x  2y  0,22 T (1), (2)  x = 0,02 mol ; y = 0,01 mol V y V = 0,672 lít Ví d 4: Cho 6,64 gam h n h p A g m Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 vào dung d ch HNO3 loãng, d thu đ c V lít h n h p khí B ( 27oC, atm) g m NO, NO2 (v i nNO : nNO  ) M t khác cho lu ng khí H2 d qua h n h p A nung nóng, sau ph n ng hoàn toàn thu đ A 0,464 lít B 0,672 lít C 0,242 lít L i gi i Fe c 5,04 gam Fe Th tích h n h p khí B D 0,738 lít   Fe + H2O FeO + H2 Fe2O3 Fe3O4 mO(A)  6, 64  5, 04  1, 6(gam)  nO  0,1(mol)  Fe + O2  Fe FeO  Fe(NO3)3 + Fe2O3 + HNO3  Fe3O4 Ch t cho electron Fe: Fe  Fe3+ + 3e 0,09 0,27 Ch t nh n electron : O + 2e  O2– 0,1 0,2 N+5 + 3e  N+2  (NO) 6x 2x N+5 + e  N+4  (NO2) x x Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t NO + H2O NO2 T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảóa h c (Th y Ph m Ng c S n) Luy n t p v ph ng pháp b o toàn moệ eệectron 0,2 + 6x + x = 0,27  x  0, 01  t ng s mol khí = 3x = 0,03 mol 0, 03.0, 082.300 Gi i h tìm đ c V   0, 738 lít Ví d 5: Cho lu ng khí CO qua ng s đ ng m gam oxit Fe 2O3 nhi t đ cao m t th i gian, ng i ta thu đ c 6,72 gam h n h p A g m ch t r n khác em hoà tan hoàn toàn h n h p vào dung d ch HNO3 d th y t o thành 0,448 lít khí B đktc (duy nh t) có t kh i so v i hiđro 15 m có giá tr A 7,5 g B 7,2 g C 8,0 g D 8,4 g L i gi i  HNO  CO  S đ : Fe2O3  A  Fe(NO3)3 + NO + H2O +3 Xét c trình : Fe  Fe+3 (coi nh không cho, không nh n) m  6, 72 Ch t cho electron : CO (mol) 16  C+4 + 2e C+2  m  6, 72 m  6, 72 =  n e cho 16 16 Ch t nh n electron : HNO3, khí B NO  N+2 (NO ) N+5 + 3e  0,06 0,02 0,02  ne nhËn  0, 06 m  6, 72  0, 06  m  7, g Ví d 6: Tr n 60g b t Fe v i 30g b t l u hu nh r i đun nóng (trong u ki n không khí) thu đ c ch t r n X Hoà tan X b ng dung d ch axit H2SO4 loãng, d đ c dung d ch B khí C t cháy C c n V lít O2 (đktc) Các ph n ng x y hoàn toàn V có giá tr A 39,2 lít B 32,928 lít C 32,29 lít D 38,292 lít L i gi i S đ : H2 H O Fe t o Fe H2SO4 + O2   FeSO4 +       S FeS H S SO2 Xét c trình ph n ng Fe S cho electron, O2 nh n electron 60 30 (mol) ; S : (mol) Ch t cho electron Fe : 56 32  Fe2+ + 2e Fe  60 60 56 56 +4  S (SO2) + 4e S  30 30 32 32 Ch t nh n electron : g i s mol O2 x mol  2O–2 O2 + 4e  x 4x 30 60 Áp d ng s b o toàn electron : x   32 56 Gi i x = 1,47 mol ; VO2  22,4.1,47  32,928 (lít)  Giáo viên: Ph m Ng c S n Ngu n: Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | -