Skip to main content

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON





I: Nguyên tắc chung:
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.
II. Bài tập tham khảo
Ví dụ 1: Cho 1,35 gam hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư được 1,12 lít NO và NO2 (đktc) có khối lượng mol trung bình là 42,8. Tổng khối lượng muối nitrat sinh ra là:
             A. 9,65 gam B. 7,28 gam C. 4,24 gam  PD. 5,69 gam
Hướng dẫn giải
Dựa vào sơ đồ đường chéo tính được số mol NO và NO2 lần lượt là 0,01 và 0,04 mol. Ta có các bán phản ứng:
             NO3- + 4H+ + 3e  ¾®  NO + 2H2O
             NO3- + 2H+ + 1e  ¾®  NO2 + H2O
Như vậy, tổng electron nhận là 0,07 mol.
Gọi x, y, z lần lượt là số mol Cu, Mg, Al có trong 1,35 gam hỗn hợp kim loại. Ta có các bán phản ứng:
Cu  ®  Cu2+  + 2e     Mg  ®  Mg2+  + 2e      Al  ®  Al3+  + 3e
Þ         2x + 2y + 3z = 0,07.
Khối lượng muối nitrat sinh ra là:
             m  = + +
                  = 1,35 + 62(2x + 2y + 3z)
                  = 1,35 + 62 ´ 0,07 = 5,69 gam.
Ví dụ 2 : Khi cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, thấy có 49 gam H2SO4 tham gia phản ứng, tạo muối MgSO4, H2O và sản phẩm khử  X. X là
             A. SO2                B. S              PC. H2S        D. SO2, H2S
Hướng dẫn giải
Dung dịch H2SO4 đạm đặc vừa là chất oxi hóa vừa là môi trường.
Gọi a là số oxi hóa của S trong X.
             Mg ® Mg2+  + 2e             S+6   +   (6-a)e   ®  S a
             0,4 mol            0,8 mol                            0,1 mol    0,1(6-a) mol
Tổng số mol H2SO4 đã dùng là : (mol)
Số mol H2SO4 đã dùng để tạo muối bằng số mol Mg = 9,6 : 24 = 0,4 mol.
Số mol H2SO4 đã dùng để oxi hóa Mg là:
             0,5 - 0,4 = 0,1 mol.
Ta có:  0,1´(6 - a) = 0,8 ® x = -2. Vậy X là H2S. (Đáp án C)
Ví dụ 3: 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)
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)

III. Bài tập vận dụng
Bài 1. Để m gam bột sắt ngoài không khí một thời gian thu được11,8 gam hỗn hợp các chất rắn FeO, Fe3O4, Fe2 O3, Fe. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO3 loãng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là
A. 5,02 gam                   B. 10,04 gam                 C. 15,12 gam                 D. 20,16 gam
Đáp án B
Bài 2. Hòa tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra 13,44 lít khí. Nếu cho 34,8 gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu được sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 nóng dư thì thu được V lít khí NO2 (đktc). Giá trị V là
A. 11,2 lít             B. 22,4 lít             C. 53,76 lít                    D. 76,82 lít
Đáp án C
Bài 3. Hòa tan hoàn toàn 43,2 gam kim loại Cu vào dung dịch HNO3 loãng, tất cả khí NO thu được đem oxi hóa thành NO2 rồi sục vào nước có dòng oxi để chuyển hết thành HNO3. Thể tích khí oxi ở đktc đã tham gia vào quá trình trên là
A. 5,04 lít             B. 7,56 lít             C. 6,72 lít             D. 8,96 lít
Bài 4. Chia m gam hỗn hợp 2 kim loại A, B có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau :
- Phần 1 tan hết trong dung dịch HCl, tạo ra 1,792 lít H2 (đktc).
- Phần 2 nung trong oxi thu được 2,84 g hỗn hợp oxit.
Giá trị của m là
A. 1,56 gam                   B. 2,64 gam                   C. 3,12 gam                   D. 4,68 gam
Đáp án C
Bài 5. Chia 44 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại M có hóa trị duy nhất thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Tan vừa đủ trong 2 lít dung dịch HCl thấy thoát ra 14,56 lít H2 (đktc).
- Phần 2: Tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 loãng nóng thấy thoát ra 11,2 lít khí NO duy nhất (đktc)
a. Nồng độ mol của dung dịch HCl là
A. 0,45 M             B. 0,25 M             C. 0,55 M             D. 0,65 M
Đáp án D
b. Khối lượng hỗn hợp muối clorua khan thu được khi cô cạn dung dịch sau phản ứng ở phần 1 là
A. 65,54 gam                 B. 68,15 gam                 C. 55,64 gam                 D. 54,65 gam
Đáp án B
c. % khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là
A. 49,01 %                    B. 47,97 %           C. 52,03 %           D. 50,91 %
Đáp án D
d. Kim loại M là
A. Mg                            B. Zn                    C. Al                              D. Cu
Đáp án A
Bài 6. Cho tan hoàn toàn 3,6 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe trong dung dịch HNO3 2M, thu được dung dịch D, 0,04 mol khí NO và 0,01 mol N2O. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH lấy dư, lọc và nung kết tủa đến khối lượng thu được m gam chất rắn.Giá trị của m và thể tích HNO3 đã phản ứng là
A. 2,6 g - 0,5 lít    B. 3,6g - 0,24 lít   C. 5,2 g-0,13lit     D. 7,8g - 0,26 lít
Đáp án C
Bài 7. Cho một luồng khí CO qua m gam bột Fe2O3 nung nóng, thu được 14 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Cho hỗn hợp X tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thu được 2,24 lit khí NO (đktc). Giá trị của m là
A. 16,4 gam                   B. 14,6 gam                   C. 8,2 gam            D. 20,5 gam
Đáp án A.
Bài 8. Cho tan hoàn toàn 58 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO3 2M thu được 0,15 mol NO, 0,05 mol N2O và dung dịch D. Cô cạn dung dịch D, khối lượng muối khan thu được là
A. 120,4 gam                 B. 89,8 gam                   C. 116,9 gam                 D. kết quả khác
Đáp án C
Bài 9. Khử Fe2O3 bằng CO ở nhiệt độ cao, được hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Chia X thành 2 phần bằng nhau. Phần một tác dụng với dung dịch HNO3 dư, thu được 0,02 mol NO và 0,03 mol N2O. Phần hai cho tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được V lít (đktc) SO2. Giá trị của V là
A. 2,24                 B. 3,36                           C. 4,48                 D. 6,72
Đáp án B
Bài 10. Chia hỗn hợp X gồm Al, Al2O3, ZnO thành hai phần bằng nhau. Phần một cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 0,3 mol khí. Phần hai tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thu được 0,075 mol khí Y duy nhất. Y là
A. NO2                B. NO                            C. N2O                 D. N2
Đáp án C
Bài 11. Cho tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp X ở dạng bột gồm S, FeS và FeS2 trong dung dịch HNO3 thu được 0,48 mol NO2 và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc và nung kết tủa đến khối lượng không đổi, được m gam hỗn hợp rắn. Giá trị của m là
A. 11,650 gam     B. 12,815 gam               C. 13,980 gam      D. 15,145 gam
Đáp án D

Xem thêm : TẠI ĐÂY

Đọc xong nhớ để lại COMMNET góp ý , SHARE nữa đấy :) Bên dưới nhé .
                 
HƯỚNG DẪN LÀM GÌ - Một kênh youtube chia sẻ những tiên ích, ứng dụng, phầm mềm, apps giúp nâng cao hiệu quả công việc và học tập. Mới bạn ghé qua chơi.

Popular posts from this blog

ANKAN – ANKEN – ANKADIEN- ANKIN (CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI TRẮC NGHIÊM)

I Trắc nghiệm (3đ/12câu) Câu 1: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C 5 H 12 ? A. 3 đồng phân.                  B. 4 đồng phân.             C. 5 đồng phân.             D. 6 đồng phân Câu 2: Công thức phân tử của hidrocacbon M có dạng C n H 2n+2 . M thuộc dãy đồng đẳng nào ?  A. ankan .                                                           B. không đủ dữ kiện để xác định.       C. anken        ...

KHỬ OXIT KIM LOẠI BẰNG CO, H2 (PHẦN 1) - Thư viện vật lý

I. KIẾN THỨC CẦN NẮM II. BÀI TẬP Câu 1: Cho luồng khí H 2 dư qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe 2 O 3 , ZnO, MgO nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn còn lại là : A. Cu, Fe, ZnO, MgO.   B. Cu, Fe, Zn, Mg.   C. Cu, Fe, Zn, MgO.    D. Cu, FeO, ZnO, MgO. Câu 2: Cho khí CO (dư) đi vào ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp X gồm Al 2 O 3 , MgO, Fe 3 O 4 , CuO thu được chất rắn Y. Cho Y vào dung dịch NaOH (dư), khuấy kĩ, thấy còn lại phần không tan Z. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần không tan Z gồm. A. MgO, Fe 3 O 4 , Cu.      B. MgO, Fe, Cu.      C. Mg, Fe, Cu.      D. Mg, Al, Fe, Cu. Câu 3: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al 2 O 3 nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là A. 0,8 gam.          B. 8,3 gam.   ...

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ

                              1. Nội dung định luật bảo toàn nguyên tố:  - Trong phản ứng hóa học, các nguyên tố luôn được bảo toàn. 2. Nguyên tắc áp dụng:  - Trong phản ứng hóa học, tổng số mol của nguyên tố trước và sau phản ứng luôn bằng nhau. 3. Các ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu trong không khí thu được 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl 2M. Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng.     A. 0,5 lít.              B. 0,7 lít.              C. 0,12 lít.            D. 1 lít. Hướng dẫn giải m O   =  m oxit ...