hoahoc.edu.vn 3 hoahoc.edu.vn Phơng pháp Phơng pháp bảo toàn khối lợng Ni dung phng phỏp - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng (BTKL): “ Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất sản phẩm” Điều giúp ta giải tốn hóa học cách đơn giản, nhanh chóng Xét phản ứng: A + B → C + D Ta ln có: mA + mB = mC + mD (1) * Lưu ý: Điều quan trọng áp dụng phương pháp việc phải xác định lượng chất (khối lượng) tham gia phản ứng tạo thành (có ý đến chất kết tủa, bay hơi, đặc biệt khối lượng dung dịch) Các dạng toán thường gặp Hệ 1: Biết tổng khối lượng chất ban đầu ↔ khối lượng chất sản phẩm Phương pháp giải: m(đầu) = m(sau) (không phụ thuộc hiệu suất phản ứng) Hệ 2: Trong phản ứng có n chất tham gia, biết khối lượng (n – 1) chất ta dễ dàng tính khối lượng chất cịn lại Hệ 3: Bài toán: Kim loại + axit → muối + khí mmuối = mkim loại + manion tạo muối - Biết khối lượng kim loại, khối lượng anion tạo muối (tính qua sản phẩm khí) → khối lượng muối - Biết khối lượng muối khối lượng anion tạo muối → khối lượng kim loại - Khối lượng anion tạo muối thường tính theo số mol khí ra: • Với axit HCl H2SO4 loãng + 2HCl → H2 nên 2Cl− ↔ H2 + H2SO4 → H2 nên SO42− ↔ H2 • Với axit H2SO4 đặc, nóng HNO3: Sử dụng phương pháp ion – electron (xem thêm phương pháp bảo toàn electron phương pháp bảo toàn nguyên tố) Hệ 3: Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại chất khí (H2, CO) Sơ đồ: Oxit kim loại + (CO, H2) → rắn + hỗn hợp khí (CO2, H2O, H2, CO) Bản chất phản ứng: CO + [O] → CO2 H2 + [O] → H2O ⇒ n[O] = n(CO2) = n(H2O) → mrắn = m oxit - m[O] hoahoc.edu.vn Đánh giá phương pháp bảo toàn khối lượng Phương pháp bảo toàn khối lượng cho phép giải nhanh nhiều toán biết quan hệ khối lượng chất trước sau phản ứng Đặc biệt, chưa biết rõ phản ứng xảy hoàn toàn hay khơng hồn tồn việc sử dụng phương pháp giúp đơn giản hóa tốn Phương pháp bảo toàn khối lượng thường sủ dụng toán nhiều chất Các bước giải - lập sơ đồ biến đổi chất trước sau phản ứng - Từ giả thiết tốn tìm ∑ trước m = ∑ sau m (không cần biết phản ứng hồn tồn hay khơng hồn tồn) - Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng để lập phương trình tốn học, kết hợp kiện khác để lập hệ phương trình tốn - Giải hệ phương trình THÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: Hồ tan hồn tồn 3,9 gam kali vào 36,2 gam nước thu dung dịch có nồng độ A 15,47% B 13,97% C 14,0% D 4,04% Giải: 2K + 2H2O 2KOH + H2 ↑ 0,1 0,10 0,05(mol) mdung dịch = mK + m H 2O - m H C%KOH = = 3,9 + 36,2 - 0,05 × = 40 gam 0,1 × 56 × 100 % = 14% ⇒ Đáp án C 40 Ví dụ 2: Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 KCl với điện cực trơ đến thấy khí bắt đầu hai điện cực dừng lại thấy có 448 ml khí (đktc) anot Dung dịch sau điện phân hoà tan tối đa 0,8 gam MgO Khối lượng dung dịch sau điện phân giảm gam (coi lượng H2O bay không đáng kể) ? A 2,7 B 1,03 C 2,95 D 2,89 Giải: CuSO4 + 2KCl → Cu ↓ + Cl2 ↑ + K2SO4 (1) 0,01 ← 0,01 Dung dịch sau điện phân hoà tan MgO ⇒ Là dung dịch axit, chứng tỏ sau phản ứng (1) CuSO4 dư 2CuSO4 + 2H2O → 2Cu ↓ + O2 ↑ + H2SO4 (2) 0,02 ← 0,01 ← 0,02 (mol) hoahoc.edu.vn n Cl + n O = 480 = 0,02 (mol) 22400 H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O (3) 0,02 ← 0,02 (mol) mdung dịch giảm = mCu + m Cl2 + m O = 0,03 × 64 + 0,01x71 + 0,01x32 = 2,95 gam ⇒ Đáp án C Ví dụ 3: Cho 50 gam dung dịch BaCl2 20,8 % vào 100 gam dung dịch Na2CO3, lọc bỏ kết tủa dung dịch X Tiếp tục cho 50 gam dung dịch H2SO4 9,8% vào dung dịch X thấy 0,448 lít khí (đktc) Biết phản ứng xảy hồn toàn Nồng độ % dung dịch Na2CO3 khối lượng dung dịch thu sau là: A 8,15% 198,27 gam B 7,42% 189,27 gam C 6,65% 212,5 gam D 7,42% 286,72 gam Giải: n = 0,05 mol; n BaCl2 H2SO4 = 0,05 mol BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3 ↓ + 2NaCl 0,05 0,05 0,05 0,1 Dung dịch B + H2SO4 → khí ⇒ dung dịch B có Na2CO3 dư Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O 0,02 0,02 ⇒ n Na CO ban đầu = 0,05 + 0,02 = 0,07 mol ⇒ C%Na2CO3= 0,07 × 106 × 100% = 7,42% 100 ĐLBTKL: mdd sau = 50 + 100 + 50 - m ↓ - mCO2 = 50 + 100 + 50 - 0,05.197 - 0,02.44 = 189,27 gam ⇒ Đáp án B Ví dụ 4: X α - aminoaxit, phân tử chứa nhóm -NH2 nhóm -COOH Cho 0,89 gam X phản ứng vừa đủ với HCl thu 1,255 gam muối Công thức tạo X là: A CH2 =C(NH2)-COOH B H2N-CH=CH-COOH C CH3-CH(NH2)-COOH D H2N-CH2-CH2-COOH Giải: HOOC - R - NH2 + HCl → HOOC -R-NH3Cl ⇒ mHCl = m muối - maminoaxit = 0,365 gam ⇒ mHCl = 0,01 (mol) hoahoc.edu.vn ⇒ Maminoxit = 0,89 = 89 0,01 Mặt khác X α -aminoaxit ⇒ Đáp án C Ví dụ 5: Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu 24,5 gam chất rắn Hai ancol là: A CH3OH C2H5OH B C2H5OH C3H7OH C C3H5OH C4H7OH D C3H7OH C4H9OH Giải: ROH + 2Na → RONa + H2 Theo đề hỗn hợp rượu tác dụng với hết Na ⇒ Học sinh thường nhầm là: Na vừa đủ, thường giải sai theo hai tình sau: Tình sai 1: nNa= 9,2 15,6 = 0,4 ⇒ nrượu = 0,4 ⇒ M rượu = = 39 0,4 23 ⇒ Đáp án A ⇒ Sai Tình sai 2: Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng: nrượu = 24,5 − 15,6 15,6 = 0,405 ⇒ Mrượu = = 38,52 0,405 22 ⇒ Đáp án A ⇒ Sai Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng ta có: m = mrượu + mNa - mrắn = 15,6 + 9,2 - 24,5 = 0,3 gam H2 ⇒ nrượu= 2n H = 0,3 (mol) ⇒ M rượu = 15,6 = 52 ⇒ Đáp án B 0,3 Ví dụ 6: Trùng hợp 1,680 lít propilen (đktc) với hiệu suất 70%, khối lượng polime thu là: A 3,150 gam B 2,205 gam C 4,550 gam D.1,850 gam Giải: ĐLBTKL: mpropilen = mpolime = 70% 1,680 42 = 2,205 gam ⇒ Đáp án B 22,4 100% Ví dụ 7: Xà phịng hố hồn tồn 17,24 gam chất béo cần vừa đủ 0,06 mol NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu khối lượng xà phòng là: A 17,80 gam B.18,24 gam C 16,68 gam D.13,38 gam (Trích đề thi tuyển sinh vào trường Đại học, Cao đẳng khối B, 2008) Giải: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3 0,06 → 0,02 (mol) hoahoc.edu.vn Theo định luật bảo tồn khối lượng: 17,24 + 0,06.40= mxà phịng + 0,02.92 ⇒ mxà phòng =17,80 gam ⇒ Đáp án: A Ví dụ 8: Cho 3,60 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500ml dung dịch gồm KOH 0,12M NaOH 0,12M Cô cạn dung dịch thu 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan Công thức phân tử X là: A C2H5COOH B CH3COOH C HCOOH D C3H7COOH (Trích đề thi tuyển sinh vào trường Đại học, Cao đẳng khối B, 2008) Giải: RCOOH + KOH → RCOOK + H2O RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O nNaOH = nKOH = 0,5.0,12 = 0,06 mol ĐLBTKL: mX + mNaOH + mKOH = mrắn + m ⇒ m H O = 1,08 gam ⇒ n H2O H2O = 0,06 mol ⇒ nRCOOH = n H O= 0,06 mol ⇒ MX = R + 45 = 3,60 = 60 ⇒ R = 15 0,06 ⇒ X: CH3COOH ⇒ Đáp án B Ví dụ 9: Nung 14,2 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại hoá trị 7,6 gam chất rắn khí X Dẫn tồn lượng khí X vào 100ml dung dịch KOH 1M khối lượng muối thu sau phản ứng là: A 15 gam B 10 gam C 6,9 gam D gam Giải: X CO2 ĐLBTKL: 14,2 = 7,6 + mX ⇒ mX = 6,6 gam ⇒ nX = 0,15 mol Vì: m KOH 0,1 = < ⇒ muối thu KHCO3 n CO 0,15 CO2 + KOH → KHCO3 0,1 0,1 0,1 ⇒ m = 0,1.100 = 10 gam ⇒ Đáp án B KHCO3 Ví dụ 10: Nhiệt phân hoàn toàn M gam hỗn hợp X gồm CaCO3 Na2CO3 thu 11,6 gam chất rắn 2,24 lít khí điều kiện tiêu chuẩn Hàm lượng % CaCO3 X là: A 6,25% B 8,62% C 50,2% D 62,5% hoahoc.edu.vn Giải: o t CaCO3 → CaO + CO2 nCaCO = nCO = 0,1 (mol) ⇒ mCaCO = 10 gam Theo ĐLBTKL: mX = mchất rắn = mkhí = 11,6 + 0,1 × 44=16 gam ⇒ %CaCO3= 10 × 100% = 62,5% ⇒ Đáp án: D 16 Ví dụ 11: Đun 27,6 gam hỗn hợp ancol đơn chức với H2SO4 đặc 140oC (H=100%) 22,2 gam hỗn hợp ete có số mol Số mol ete hỗn hợp là: A 0,3 B 0,1 C 0,2 D.0,05 Giải: Số ete thu là: 3(3 + 1) =6 ĐLBTKL: 27,6= 22,2 + m H O ⇒ m H O = 5,4 gam ⇒ n H O = 0,3 mol ∑n H 2O = ∑n ete = 6nete ⇒ nmỗi ete = 0,3: = 0,5 mol ⇒ Đáp án: D Ví dụ 12: Đốt cháy hoàn toàn 0,025 mol chất hữu X cần 1,12 lít O2 (đktc), dẫn tồn sản phẩm thu qua bình đựng P2O5 khan bình đựng Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 0,9 gam, bình tăng 2,2 gam Cơng thức phân tử X là: A C2H4O B C3H6O C C3H6O2 D C2H4O2 Giải mbình tăng = m CO , mbình tăng = m H O ĐLBTKL: mx + m O = m CO + m H O ⇔ mx + 32.0,05 = 0,9 + 2,2 ⇒ mx = 1,5 gam ⇒ Mx = 1,5:0,025=60 ⇒ Đáp án: D Ví dụ 13: Cho 20,2 gam hỗn hợp ancol tác dụng vừa đủ với K thấy 5,6 lít H2(đktc) khối lượng muối thu là: A 3,92 gam B 29,4 gam C 32,9 gam D 31,6 gam Giải: R (OH)a + aK → R (OK)a + x xa a H2 0,5 ax ⇒ n H = 0,5 ax = 0,25 ⇒ ax = 0,5 mol ĐLBTKL: 20,2 + 39.0,5 = mmuối + 2.0,25 ⇒ mmuối = 39,2 gam ⇒ Đáp án A hoahoc.edu.vn 10 Ví dụ 14: Xà phịng hoá chất hữu X đơn chức muối Y ancol Z Đốt cháy hoàn toàn 4,8 gam Z cần 5,04 lít O2 (đktc) thu lượng CO2 sinh nhiều lượng nước 1,2 gam Nung muối Y với vơi tơi xút thu khí T có tỉ khối H2 Cơng thức cấu tạo X là: A C2H5COOCH3 B CH3COOCH3 C HCOOCH3 D CH3COOC2H5 Giải: X + NaOH → muối Y + ancol Z ⇒ X: este đơn chức o t RCOONa + R’OH RCOOR’ + NaOH → CaO/t0 RCOONa + NaOH RH + Na2CO3 MRH = 8.2 =16 ⇒ RH: CH4 ⇒ RCOONa : CH3COONa CxHyO(Z) + O2 → CO2 + H2O ĐLBTKL: 4,8 + 0,225.32 = m CO + m H O = 12 m CO = m H O + 1,2 ⇒ m CO = 6,6 gam, m H O = 5,4 gam mC = 12 n CO2 =1,8 gam; mH = n H 2O = 0,6 gam; mO = 2,4 gam x: y: z = 1,8 0,6 2,4 : : = 0,15: 0,6: 0,15 = 1: 4: 12 16 ⇒ Z: CH3OH ⇒ X : CH3COOCH3 ⇒ Đáp án B Ví dụ 15: Đốt cháy hồn tồn 4,3 gam axit cacboxylic X đơn chức thu 4,48lít CO2 (đktc) 2,7 gam H2O Số mol X là: A 0,01mol B 0,02 mol C 0,04 mol D 0,05 mol Giải: Theo ĐLBTKL: mX + m O = m CO + m H 2O ⇒ m O = 2,7 + 0,2 × 44 – 4,3 = 10,3 gam ⇒ n O = 0,225 (mol) Áp dụng bảo toàn nguyên tố oxi: nX + n O = n CO2 + n H 2O ⇒ nX = n CO2 + nH O ��t cháy hoàn toàn 0,2 mol X 16,8 lít CO2 (đktc) 14,4 gam H2O Cơng thức hai hiđrocacbon là: A C3H8, C4H8 B C2H6, C3H6 C C3H8, C2H4 D C4H10, C3H6 Giải: n CO = 16,8 14,4 = 0,8 = 0,7 ; n H 2O = 22,4 18 Mặt khác: nanken = n H 2O – n CO = 0,1 mol ⇒ nanken = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol Gọi công thức chung hai hiđrocacbon CxHy x= 0,7 2.0,8 =3,5 ; y = =8 0,2 0,2 Do số mol hiđrocacbon số nguyên tử hiđro trung bình ⇒ Cơng thức hai hiđrocacbon C3H8 C4H8 ⇒ Đáp án A Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, thu 0,4 mol CO2 Mặt khác, hiđro hoàn toàn m gam X cần 0,2 mol H2 (Ni, to), sau phản ứng thu hỗn hợp hai ancol no, đơn chức Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp hai ancol số mol H2O thu ? A 0,3 mol B 0,4 mol C 0,6 mol D 0,8 mol Giải: Anđehit no, đơn chức, mạch hở đốt cháy: n H 2O = n CO = 0,4 mol 173 hoahoc.edu.vn 174 ,t CnH2n+1CHO + H2 Ni  → CnH2n+1CH2OH Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố : n H 2O = n H 2O (tạo thành từ anđehit) + n H 2O (tạo thành từ H cộng vào) = 0,4 + 0,2 = 0,6 (mol) ⇒ Đáp án C Câu 11: Cho hỗn hợp X gồm 0,2 mol axetilen 0,35 mol H2 vào bình kín có xúc tác Ni nung nóng Sau thời gian thu hỗn hợp Y gồm khí Khi cho Y lội qua dung dịch brom dư thấy có 4,48 lít (đktc) khí Z bay Tỉ khối Z so với H2 4,5 Độ tăng khối lượng bình brom là: A 5,2 gam B 2,05 gam C 5,0 gam D 4,1 gam Giải: nz = 4,48 =0,2 (mol); M Z = 4,5 = ⇒ mz = 0,2 = 1,8 (gam) 22,4 mx= 0,2 26 + 0,35 = 5,9 gam Theo ĐLBTKL: mX = mY ⇒ Độ tăng khối lượng bình brom = 5,9 - 1,8 = 4,1 gam ⇒ Đáp án D Câu 12: X este no đơn chức, có tỉ khối CH4 5,5 Đun nóng 2,2 gam este X với dung dịch NaOH (dư) thu 2,05 gam muối Công thức cấu tạo thu gọn X là: A HCOOCH2CH2CH3 B C2H5COOCH3 C HCOOCH3 D CH3COOC2H5 Giải: Vì este đơn chúc meste < mmuối → Meste < Mmuối → phân tử gốc rượu este phải nhỏ 23 (Na) ⇒ Loại phương án A, D Mặt khác: Meste = 16 5,5 = 88 ⇒ Đáp án B Câu 13: Cho m gam Cu phản ứng hết với dung dịch HNO3 thu 8,96 lít khí (đktc) hỗn hợp khí NO NO2 có khối lượng 15,2 gam Giá trị m là: A 25,6 gam B 16 gam C 2,56 gam D gam Giải: - Nhận thấy M (khí ) = M NO + M NO2 15,2 = 38 = ⇒ số mol hai khí quy 0,4 đổi thành khí có số mol 0,4 số oxi hố + - Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta thấy: số oxi hoá Cu tăng = số oxi hoá N +5 giảm = → nCu = nkhí = 0,4 mol ⇒ Vậy m = 0,4 64 = 25,6 ⇒ Đáp án A 174 hoahoc.edu.vn 175 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Đun nóng isopren với chất xúc tác thích hợp thu phần sản phẩm X Cho X tác dụng với H2 (Ni, to) hỗn hợp Y gồm hiđrocacbon có chất metylxiclobutan Số hiđrocacbon no chứa Y là: A B C D Câu 2: Có đồng phân cấu tạo, mạch hở có công thức phân tử C5H8 tác dụng với H2 dư (Ni, to) thu sản phẩm iso-pentan ? A B C D Câu 3: Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm ancol đồng đẳng ta hỗn hợp Y gồm olefin Đốt cháy hồn tồn X thu 1,76 gam CO2 Khi đốt cháy hồn tồn Y tổng khối lượng nước CO2 tạo là: A 2,94 gam B 2,48 gam C 1,76 gam D 2,76 gam Câu 4: Hỗn hợp X gồm ancol metylic ancol no, đơn chức M, mạch hở Cho 2,76 gam X tác dụng với Na dư thu 0,672 lít H2 (đktc) Mặt khác, oxi hố hồn tồn 2,76 gam X CuO (to) thu hỗn hợp Y Cho toàn lượng Y tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu 12,96 gam kết tủa Công thức cấu tạo M là: A C2H5OH B CH3CH2CH2OH C CH3CH(CH3)OH D CH3CH2CH2CH2OH Câu 5: Nung nóng hồn tồn 28,9 gam hỗn hợp KNO3 Cu(NO3)2 Hỗn hợp khí sinh dẫn vào nước lấy dư cịn 1,12 lít khí (đktc) không bị hấp thụ (coi oxi không tan nước) % khối lượng KNO3 hỗn hợp ban đầu là: A 92,53% B 65,05% C 34,95% D 17,47% Câu 6: Hỗn hợp X có tỉ khối so với H2 21,2 gồm propan, propen propin Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, tổng khối lượng CO2 H2O thu là: A 20,40 gam B 18,60 gam C 18,96 gam D 16,80 gam Câu 7: Đun nóng hỗn hợp khí gồm 0,06 mol C2H2 0,04 mol H2 với xúc tác Ni, sau thời gian thu khí Y Dẫn tồn hỗn hợp Y lội từ từ qua bình đựng dung dịch brom (dư) cịn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối so với O2 0,5 Khối lượng bình dung dịch brom tăng là: A 1,04 gam B 1,32 gam C 1,64 gam D 1,20 gam Câu 8: Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu có công thức phân tử C2H7NO2 tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH đun nóng, thu dung dịch Y 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) Tỉ khối Z H2 13,75 Cô cạn dung dịch Y thu khối lượng muối khan là: A 16,5 gam B 14,3 gam C 8,9 gam D 15,7 gam 175 ...8B 9B 10C 11B 12D 13B 14A 15D 16C 17D 18C 19A 20D 21B 177 hoahoc.edu.vn 178 Phơng pháp 16+ Phơng pháp sư dơng c«ng thøc kinh nghiƯm I PHƯƠNG PHÁP GIẢI Nộí dung phương pháp Xét toản tổng quát qu... H2 • Với axit H2SO4 đặc, nóng HNO3: Sử dụng phương pháp ion – electron (xem thêm phương pháp bảo toàn electron phương pháp bảo toàn nguyên tố) Hệ 3: Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại chất khí... xảy hồn tồn hay khơng hồn tồn việc sử dụng phương pháp giúp đơn giản hóa tốn Phương pháp bảo tồn khối lượng thường sủ dụng toán nhiều chất Các bước giải - lập sơ đồ biến đổi chất trước sau phản