Trnh Ngoc ớnh Cao ng s phm Yờn Bỏi I.TNH THEO CễNG THC V PHNG TRèNH HểA HC 1Nội dung a) Kết luận - Những chất viết trong phơng trình phản ứng hóa học là những chất nguyên chất. Hiệu suất đợc coi là 100%, thể tích khí tham gia hay thu đợc đều qui vềđiều kiện tiêu chuẩn ( 0 0 C, 1atm) - Một phơng trình phản ứng hóa học đợc biểu diễn đều phải tuân theo hai định lựât hóa học cơ bản.( định luật bảo toàn khối lợng và định luật thành phầnkhông đổi ) - Trong một phơng trình phản ứng hóa học, để tính tất cả các lợng chất trong ph- ơng trình ấy,chỉ cần biết một lợng chất xác định tham gia hoặc tạo thành sau phẩn ứng. b) Hệ quả - Nếu bầi ra là những giả thiết không cơ bản( chát không nguyên chất; Hiệu suất nhỏ hơn 100%; thể tích khí khác điều kiện tiêu chuẩn) trớc khi tính toán phải chuyển sang giả thiết cơ bản (theo kết luận 1) - Trong một bài toán có nhiều phơng trình phụ thuộc ( sản phẩm của phơng trình này là chất tác dụng của phơng trình kia ,xảy ra kế tiếp nhau).để tính đợc tất cả các chất trong phơng trình đó,chỉ cần biết một lợng chất xác định .( theo kết luận 3) - Trong một bài toán có bao nhiều phơng trình độc lập, dể tính đợc tất cả các lợng chất,cần phải biết bấy nhiêu dữ kiện (theo kết luận 3). - Trong một bài toán có một phơng trình hay nhiều phơng trình phụ thuộc,mà biết tới hai lợng chất thì phải tính theo lợng chất tham gia phản ứng hết c) Chất còn d trong ph ơng trình phản ứng hóa học - Biểu hiện của chất còn d Xét phản ứng có dạng tổng quát a.A + bB uU + vV Giả thiết cho: m n (mol) Nếu : = : A và B tuơng tác vừa hết Nếu : > : A d B hét ,tính theo B Nếu : < : A hét B d, tinh theo A 1 m a n b m a n b m a n b Trnh Ngoc ớnh Cao ng s phm Yờn Bỏi Bài toán cho nhiều lợng chất xác định, chất tác dụng và cả chất sản phẩm ,thì luân tính theo chất có tỉ lệ mol thực tế và lý thuyết nhỏ nhất -Vai trò của chất còn d *Chất còn d tác dụng với chất cho thêm vào hỗn hợp phản ứng *Chất còn d tác dụng với sản phẩm tạo thành Đây là một trong những trờng hợp hay gặp nhất ,đó là những chất thờng tạo ra những sản phẩm trung gian,tác dụng với chất còn d để tạo ra sản phẩm tiếp theo, chẳng hạn: Phản ứng axit-bazơ CO 2 HCO 3 CO 3 2 H 3 PO 4 H 2 PO 4 HPO 4 2 PO 4 3 Zn 2+ Zn(OH) 2 [Zn(OH) 4 ] 2- Al 3+ Al(OH) 3 [Al(OH) 4 ] Phản ứng oxi hoá -khử N 2 NH 3 HCl NH 4 Cl NH 3 (d) Khí X Fe d.d Fe 3+ Fe 2+ . Fe (d) . FeCl 2 Fe ,Fe 3 O 4 ,Fe 2 O 3 FeCl 3 FeCl 2 + HCl H mới sinh Ag Fe Fe 2+ Fe 3+ + Ag Ag + (d) 2 +OH - +HCl +OH - +OH - +2OH - +2OH - +3OH - +OH - +Cl 2 +HNO 3 Ag + +OH - +OH - +OH - Trịnh Ngoc Đính Cao đẳng sư phạm Yên Bái KhÝ X Cu Cu(NO 3 ) 2 Cu 2+ + KhÝ X Cu (d) Ph¶n øng t¹o phøc Cu 2+ Cu(OH) 2 Cu(NH 3 ) 4 2+ Zn 2+ Zn(OH) 2 Zn(NH 3 ) 4 2 Ag + AgCl Ag(NH 3 ) 2 + 2. áp dụng: Bài tập 1: Cho tan hoàn toàn a gam hỗn hợp Fe 3 O 4 trong dung dịch HCl dư, thu được dung dịch D, cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư ,lọc kết tủa để ngoài không khí đến khi khối lượng không thay đổi nữa,thấy khối lượng kết tủa tăng lên 3,4 gam. dem nung kết tủa đến khối lượng không đổiđược b gam chất rắn.Tính a và b ? Bài giải Phương trình phản ứng : Fe 3 O 4 + 8HCl FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O (1) x 8x x 2x (mol) FeCl 2 + 2NaOH Fe(OH) 2 + 2NaCl (2) x x (mol) FeCl 3 + 3NaOH Fe(OH) 3 + 3NaCl (3) 2x 2x (mol) 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O 4 Fe(OH) 3 (4) x 0,25x 0,5x x (mol) 2 Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 + 3H 2 O (5) 3x 1,5x (mol) Gọi số mol Fe 3 O 4 ban đầu là x , qua 5 phương trình phản ứng ,ta tìm được sự phụ thuộc giữa các chất theo x, thấy rằng biết được x thì tính được tất các chất theo x. 3 +HNO 3 +2NH 3 ,2H 2 O +4NH 3 +2NH 3 ,2H 2 O +4NH 3 +Cl - +2NH 3 (+H + ) Trịnh Ngoc Đính Cao đẳng sư phạm Yên Bái Khối lượng kết tủa Fe(OH) 2 tăng lên 3,4 gam chính là lượng O 2 và H 2 O kết hợp, ta có: Số gam ( O 2 , H 2 O ) = 32*0,25x + 18*0,5x = 3,4 ,Suy ra x = 0,2 a = Số gam Fe 3 O 4 = 232x = 46,4 ( gam) b = Số gam Fe 2 O 3 = 1601,5x = 48 ( gam) 0,2 mol Fe 3 O 4 0,3 molFe 2 O 3 a = 232*0,2= 46,4 ; b = 160*0,3 = 48 Ta có thể dùng phương pháp tăng giảm khối lượng 1mol Fe(OH) 2 1mol Fe(OH) 3 thêm 1mol(OH) khối lượng tăng 17g 0,2 mol 0,2 mol 3,4g Số mol Fe 3 O 4 = Số mol FeO = Fe(OH) 2 = 0,2 (mol) Bài tập 2: Cho tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 5,6 lít H 2 (đktc), và dung dịch D. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong dung dịch D cần 300 ml dung dịch NaOH 2M. Hãy tính: a)Phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp b) Thể tích dung dịch HCl đã dùng. Bài giải a) Phương trình phản ứng Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 (1) x 2x x x (mol) Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 (2) y 2y y y (mol) Gọi x và y là số mol Mg và Fe có trong 10 gam hỗn hợp ,ta có: Số gam hỗn hợp = 24x + 56y =10 (3) Số mol H 2 = x + y = 0,25 (4) Giải hệ (3) ,(4) được : x = 0,125 Số gam Mg = 24x = 3,0 gam ,chiếm 30% y = 0,125 Số gam Fe = 56y = 7,0 gam , chiếm 70% b) Tính thể tích dung dịch HCl 4 Trịnh Ngoc Đính Cao đẳng sư phạm Yên Bái MgCl 2 + 2NaOH Mg(OH) 2 + 2NaCl (5) x 2x FeCl 2 + 2NaOH Fe(OH) 2 + 2NaCl (6) y 2y Số mol NaOH(Pứ) = 2(x+y) = 0,5 < Số mol NaOH (đầu) = 0,6 Còn 0,6 – 0,5 = 0,1 mol NaOH trung hòa axit dư HCl + NaOH NaCl + H 2 O (7) 0,1 0,1(mol) Số mol HCl đã dùng = 2(x+y) + 0,1 + 0,6 (mol) Thể tích dung dịch HCl = = 0,15 lit ( 150 ml) Cách giải khác: a) Tổng số gam ( Mg, Fe) = 10 ; Tổng số mol ( Mg, Fe) = 0,25 Giả thiết hỗn hợp chỉ có Mg thì số mol Fe bị thay thế = 0,125 hay 56*0,125 = 7,0 gam chiếm 70% b) Khi cho 0,6 mol NaOH vào dung dịch D : Mg 2+ ,Fe 2+ và H + (nếu dư) tách ra khỏi dung dịch D. dung dịch tạo thành chứa Cl phải trung hòa điện với 0,6 mol Na + Suy ra Số mol Cl = 0.6 (mol) Thể tích dung dịch HCl = 0,6 / 4 = 0,15 (lit) Bài tập 3: Cho tan hoàn toàn 8,0 gam hỗn hợp X gồm FeS và FeS 2 trong 290 ml dung dịch HNO 3 ,thu được khí NO và dung dịch Y. Để tác dụng hết với các chất trong dung dịch Y ,cần 250 ml dung dịch Ba(OH) 2 1M. kết tủa tạo thành đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 32,03 gam chất rắn Z. Hãy tính: a) Phần trăm khối lượng mỗi chất trong X b)Thể tích khí NO c) Nồng độ mol/ lit của dung dịch HNO 3 đã dùng. Bài giải: a) Phương trình phản ứng : 5 0,6 4 10 – 24*0,2 56 24 Trịnh Ngoc Đính Cao đẳng sư phạm Yên Bái FeS + 6HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + H 2 SO 4 + 3NO + 2H 2 O (1) x 6x x x 3x (mol) FeS 2 + 8HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + 2H 2 SO 4 + 5NO +2H 2 O (2) y 8y y 2y 5y (mol) H 2 SO 4 + Ba(OH) 2 BaSO 4 + 2H 2 O (3) (x+2y) (x+2y) (x+2y) 2Fe(NO 3 ) 3 + 3Ba(OH) 2 2Fe(OH) 3 + 3Ba(NO 3 ) 2 (4) (x+y) 1,5(x+y) (x+y) 2Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 + 3H 2 O (5) (x+y) 0,5(x+y) Gọi x và y là số mol FeS và FeS 2 trong 8,0 gam hỗn hợp ,ta có: Số gam X = 88x + 120y = 8 Hay : 11x + 15y = 1 (6) Số gam Z = Số gam Fe 2 O 3 + Số gam BaSO 4 = 160*0,5(x+y) + 233(x+2y) = 32.03 Hay : 313x + 546y = 32,03 (7) Giải hệ phương trình (6) ,(7) được: x = 0,05 Số gam FeS = 88x = 4,4 (gam) ,chiếm 55% y = 0,03 Số gam FeS 2 = 1120y = 3,6 (gam) ,chiếm 45% b) Thể tích NO = 22,4(3x+5y) = 22,4*0,3 = 6,72 (lit) c) Số mol Ba(OH) 2 phản ứng = (x+2y)+1,5(x+y) = 0,23 < Số mol Ba(OH) 2 đã dùng = 0,25 (8) Còn : 0,25 – 0,23 = 0,02 mol Ba(OH) 2 trung hòa axit dư 2HNO 3 + Ba(OH) 2 Ba(NO 3 ) 2 + 2H 2 O (9) 0,04 0,02 Số mol HNO 3 = 6x + 8y + 0,04 = 0,58 (mol) Nồng độ [ HNO 3 ] = = 2M Cách giải khác: 6 0,58 0,29 Trịnh Ngoc Đính Cao đẳng sư phạm Yên Bái a) áp dụng định luật bảo toàn khối lượng đối với nguyên tố Fe và S ta có : x mol FeS và y mol FeS 2 0,5(x+y) mol Fe 2 O 3 và (x+2y) mol BaSO 4 Số gam X = 88x + 120y = 8 Số gam Z = 160*0,5(x+y) + 233(x+2y) =32,03 Giải hệ được x = 0,05 và y = 0,03 Số gam FeS = 88x = 4,4 (gam) ,chiếm 55% ; 100 55 =45% FeS 2 b) áp dụng định luật bảo toàn electron : FeS 9e Fe 3+ + S 6+ 0,05 0,45 (mol) FeS 2 15e Fe 3+ + 2S 6+ 0,03 0,45 (mol) NO 3 + 3e NO 0,9 0,3 (mol) Thể tích NO = 22,4*0,3 = 6,72 (lit) c) Kết tủa(x+y) = 0,08 mol Fe 3+ cần 0,24 mol OH — hay 0,12 mol Ba(OH) 2 Kết tủa (x+2y) = 0,11 mol SO 4 2 cần 0,11 mol Ba 2+ hay 0,11 mol Ba(OH) 2 Số mol Ba(OH) 2 đã dùng = 0,12+0,11 = 0,23 < 0,25 Còn :0,25 0,23 = 0,02 mol Ba(OH) 2 trung hòa 0,04 mol HNO 3 dư. Số mol HNO 3 đã dùng = số mol NO 3 + số mol NO + số mol HNO 3 dư = 3*0,08 + 0,3 + 0,04 = 0,58 Nồng độ [HNO 3 ] = 0,58 / 0,29 = 2M Bài tập 4: Dẫn 0,672 lít Cl 2 vào bình chứa 0,896 lit NH 3 các thể tích đều được đo ở (đktc) Tính phần trăm thể tích khí sau phản ứng. Bài giải: Số mol Cl 2 = 0,672 / 22,4 = 0,03 (mol); Số mol NH 3 = 0,896 / 22,4 = 0,04 3Cl 2 + 2NH 3 N 2 + 6HCl Trước phản ứng: 0,03 0,04 - - Sau phản ứng : - 0,02 0,01 0,06 (mol) 7 Trịnh Ngoc Đính Cao đẳng sư phạm Yên Bái NH 3 + HCl NH 4 Cl (rắn) Trước phản ứng: 0,02 0,06 Sau phản ứng : 0,04 0,02 %N 2 = 100 = 20% ; %HCl = 100 – 20 = 80% Bài tập 5: Dẫn 3,36 lit CO 2 (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch D . Tính nồng độ mol/ lit của các chất trong dung dịch D. Bài giải : Cách 1: Tính theo phương trình phản ứng nối tiếp. dạng : ( A B C ) Số mol CO 2 = 0,15 ; Số mol NaOH = 0,2 Phương trình phản ứng : CO 2 + NaOH NaHCO 3 Trước phản ứng : 0,15 0,2 Sau phản ứng : 0,05 0,15 NaHCO 3 + NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O Trước phản ứng : 0,15 0,05 Sau phản ứng : 0,1 0,05 [ NaHCO 3 ] = = 0,5M [ Na 2 CO 3 ] = = 0,25M Cách 2 Tính theo phương trình phản ứng song song. Sơ đồ có dạng CO 2 + NaOH NaHCO 3 Tỉ lệ: =1 =1 HCO 3 x x x CO 2 +2NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O =2 CO 3 2— 8 B A C 0,01 0,01 + 0,04 0,1 0,2 0,05 0,2 Sè mol OH Sè mol CO 2 Sè mol OH Sè mol CO 2 Trnh Ngoc ớnh Cao ng s phm Yờn Bỏi y 2y y Xột t l thc t : 1 < < 2 hn hp 2 mui Gi x v y l s mol CO 2 tham gia phn ng 1 v 2 ,ta cú S mol CO 2 = x + y = 0,15 (1) S mol NaOH = x + 2y = 0,2 (2) Gii h phng trỡnh (1) v (2) c x = 0,1 mol NaHCO 3 ; y = 0,05 mol Na 2 CO 3 Cỏch 2: cho phộp nh hng c phn ng to thnh nhng mui no Tng quỏt : dung dch cha a mol axit H n X tỏc dng vi dung dch cha b mol OH ta cú s : H n X H n-1 X H n-2 X 2 H n-3 X 3 H n-4 X 4 Ta xét các trờng hợp thờng gặp: Số mol H n-2 X 2 = b a 1 < < 2 hỗn hợp 2 muối Số mol H n-1 X = 2a b Số mol H n-3 X 3 = b 2a 2 < < 3 hỗn hợp 2 muối Số mol H n-2 X 2 = 3a b Bài tập 6 Dẫn 10 lit hỗn hợp (đktc) gồm CO 2 và N 2 vào 3 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,1Mthu đợc 20 gam kết tủa . Tính phần trăm thể tích CO 2 trong hỗn hợp Bài giải : Tính theo phơng trình phản ứng nối tiếp Số mol Ca(OH) 2 = 0,3 > Số mol CaCO 3 = 0,2 Số mol Ca 2+ phản ứng > Số mol Ca 2+ sản phẩm Xảy ra hai khả năng : -Ca(OH) 2 d chỉ tạo muối trung tính CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O Trớc : 0,3 Pứ : 0,2 0,2 0,2 Thể tích CO 2 = 22,4*0,2 = 4,48 (lit) , chiếm 44,8% -CO 2 d hòa tan một phần kết tủa CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O 0,3 0,3 0,3 (mol) Nhng thực tế chỉ thu đợc 0,2 mol CaCO 3 ,đã có 0,3 0,2 = 0,1 mol CaCO 3 9 Số mol OH 0,15 Số mol CO 2 0,2 +OH +OH +OH +OH b a b a Trnh Ngoc ớnh Cao ng s phm Yờn Bỏi bị hòa tan theo phản ứng : CO 2 + CaCO 3 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 0,1 0,1 Thể tích CO 2 = 22,4( 0,3+0,1) =8,96 (lit) chiếm 89,6% Tính theo phơng trình phản ứng song song CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O (1) 0,2 0,2 0,2 (mol) 2CO 2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO 3 ) 2 (2) 0,2 0,1 (mol) Để có kết tủa phải có phản ứng 1 hoặc cả hai phản ứng Chỉ có phản ứng 1: thể tích CO 2 = 22,4*0,2 = 4,48 (lit) Cả hai phản ứng : thể tích CO 2 = 22,4*(0,2+0,2) = 8,96 (lit) Cách giải khác: Có 0,2 mol Ca 2+ ở dạng 0,2mol CaCO 3 Và 0,1 mol Ca 2+ ở dạng 0,1 mol Ca(OH) 2 - Số mol CO 2 = Số mol C = 0,2 Tất cả có 0,3 mol Ca 2+ Có 0,2 mol Ca 2+ ở dạng 0,2mol CaCO 3 Và 0,1 mol Ca 2+ ở dạng 0,1 mol Ca(HCO 3 ) 2 Số mol CO 2 = số mol C = 0,2 + 2*0,1 = 0,4 Bài tập 7: Trộn 100 ml dung dịch AlCl 3 1M với 200 ml dung dịch NaOH 1,8M, thu đợc kết tủa A và dung dịch D. tính khối lợng kết tủa X và nông độ mol/l của các chất trong dung dịch D. Bài giải: Tính theo phơng trình phản ứng nối tiếp : Số mol AlCl 3 = 0,1 ; Số mol NaOH = 0,36 Phơng trình phản ứng AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl Đầu : 0,1 0,36 Sau : 0,06 0,1 0,3 Al(OH) 3 + NaOH Na[Al(OH) 4 ] Đầu 0,1 0,06 Sau : 0,04 0,06 Số gam X = Số gam Al(OH) 3 = 78*0,04 = 3,12 (gam) [ NaCl ] = = 1 10 0,3 0,1+0,2 . NaHCO 3 ] = = 0,5M [ Na 2 CO 3 ] = = 0,25M Cách 2 Tính theo phương trình phản ứng song song. Sơ đồ có dạng CO 2 + NaOH NaHCO 3 Tỉ lệ: =1 =1 HCO 3 x x x CO 2 +2NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O =2 CO 3 2— 8 . : ( A B C ) Số mol CO 2 = 0,15 ; Số mol NaOH = 0,2 Phương trình phản ứng : CO 2 + NaOH NaHCO 3 Trước phản ứng : 0,15 0,2 Sau phản ứng : 0,05 0,15 NaHCO 3 + NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O Trước. 0,2 Thể tích CO 2 = 22,4*0,2 = 4,48 (lit) , chiếm 44,8% -CO 2 d hòa tan một phần kết tủa CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O 0,3 0,3 0,3 (mol) Nhng thực tế chỉ thu đợc 0,2 mol CaCO 3 ,đã có 0,3