Giáo án lớp 12 môn Hình học - Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng

ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Nguyên tắc của phương pháp này khá đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL): "Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng". Cần lưu ý là: không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng cũng như phần chất có sẵn, ví dụ nước có sẵn trong dung dịch. Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng các cation kim loại và anion gốc axit. Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Giá trị của m là: A. 105,6 gam.          B. 35,2 gam. C. 70,4 gam.            D. 140,8 gam. Hướng dẫn giải: Các phản ứng khử sắt oxit để có thể có: Như vậy, chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe3O4 hoặc ít hơn, điều đó không quan trọng và việc cân bằng các phương trình trên cũng không cần thiết cho việc xác định đáp án, qua trọng là số mol CO phản ứng bao giờ cũng bằng số mol CO2 tạo thành. nB = 11,2/22,5 = 0,5 (mol) Gọi x là số mol của CO2, ta có phương trình về khối lượng của B: 44x + 28(0,5 - x) = 0,5 ´ 20,4 ´ 2 = 20,4 Nhận được x = 0,4 mol và đó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng. Theo ĐLBTKL, ta có: mX + mCO = mA + mCO2 → m = 64 + 0,4 . 44 - 0,4 . 28 = 70,4(gam) (Đáp án C). Ví dụ 2: Đun 132,8 gam hỗn hợp 3 ancol no, đơn chức với H2SO4 đặc ở 1400C thu được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 111,2 gam. Số mol của mỗi ete trong hỗn hợp là: A. 0,1 mol.              B. 0,15 mol. C. 0,4 mol.              D. 0,2 mol. Hướng dẫn giải: Ta biết rằng cứ 3 loại ancol tách nước ở điều kiện H2SO4 đặc, 1400C thì tạo thành 6 loại ete và tách ra 6 phân tử H2O. Theo ĐLBTKL ta có: mH2O = mrượu - mete = 132,8 - 111,2 = 21,6 (gam) → nH2O = 21,6/18 = 1,2(mol) Mặt khác, cứ hai phân tử ancol thì tạo ra một phân tử ete và một phân tử H2O. Do đó số mol H2O luôn bằng số mol ete, suy ra số mol mỗi ete là 1,2/6=0,2(mol). (Đáp án D). Nhận xét: Chúng ta không cần viết 6 phương trình của phản ứng từ ancol tách nước tạo thành 6 ete, cũng không cần tìm CTPT của các ancol và các ete trên. Nếu sa đà vào việc viết phương trình phản ứng và đặt ẩn số mol cho các ete để tính toán thì việc giải bài tập rất phức tạp, tốn nhiều thời gian. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON ---------***--------- 1. Nguyên tắc : Trong phản ứng oxi hoá-khử, tổng số electron của chất oxi hoá nhận phải bằng tổng số electron của chất khử nhường. 2. Áp dụng : Chỉ áp dụng được với những phản ứng oxi hoá-khử, đặc biệt với những bài toán oxi hoá-khử xảy ra nhiều trường hợp hoặc xảy ra qua nhiều phản ứng như : * Hỗn hợp chất oxi hoá tác dụng với hỗn hợp chất khử. * Hỗn hợp chất khử tác dụng với chất oxi hoá (HNO3, H2SO4 đặc) tạo hỗn hợp các sản phẩm khử (NO2, NO, N2...). * Bài toán oxi hoá khử xảy ra qua nhiều giai đoạn (Ví dụ như bài tập về các trạng thái oxi hoá của sắt). 3. Thực hiện : Có thể không cần viết phương trình phản ứng hoặc chỉ viết sơ đồ phản ứng (không cần cân bằng) nhưng cần phải : * Xác định được chất oxi hoá - chất khử cũng như số mol của chúng. * Viết được quá trình nhận electron – nhường electron từ đó áp dụng Bảo toàn electron : Số Mol chất khử x Số electron nhường = Số Mol chất oxi hoá x Số electron nhận (Số Mol electron trao đổi) 4. Các dạng BT thường áp dụng tính nhanh theo phương pháp bảo toàn electron. * Kim loại tác dụng với chất oxi hoá. * Xác định sản phẩm khử của phản ứng oxi hoá-khử. * Hỗn hợp chất oxi hoá tác dụng với hỗn hợp chất khử. * Hỗn hợp chất khử tác dụng với chất oxi hoá tạo hỗn hợp các sản phẩm khử. * Phản ứng oxi hoá-khử xảy ra qua nhiều giai đoạn. * Phản ứng oxi hoá-khử có Electron trao đổi qua chất trung gian. * Kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với Axit có tính oxi hoá : tính nhanh khối lượng muối tạo thành và lượng Axit phản ứng dựa vào sản phẩm khử. Dạng 1 : Kim loại tác dụng với chất oxi hoá. Khi tham gia các phản ứng hoá học, kim loại luôn là chất khử M → Mn+ + ne còn chất kia là chất oxi hoá. * Kim loại tác dụng với phi kim, khi đó phi kim là chất oxi hoá Cl2 + 2.1e → 2Cl- O2 + 2.2e → 2O2- * Kim loại tác dụng với Axit loãng giải phóng H2, khi đó H+ là chất oxi hoá. 2H+ + 2.1e → H2 * Kim loại tác dụng với HNO3, H2SO4 thì N+5; S+6 là chất oxi hoá. N+5 + 1e → N+4 2N+5+ 2.4e → 2N+1 (N2O) N+5 + 3e → N+2 S+6 + 2e → S+4 . . . 1/ Hỗn hợp A gồm bột Fe và Al. Để tác dụng vừa đủ với 11 gam A cần 12,8 gam bột S. Thành phần % số mol của Fe trong A. a 50% b 37,33% c 33,33% d 66,67% 2/ Cho 1,92 gam Cu tan vừa đủ trong HNO3 loãng thu được V lit NO (đktc). Tính V và khối lượng HNO3 đã phản ứng. a 0,112 lit; 10,42 g b 0,224 lit; 5,04 g c 0,448 lit; 5,04 g d 1,12lit; 2,92 g 3/ Hoà tan hoàn toàn 13 gam kim loại M trong dd NaOH dư thấy thoát ra 4,48 lit khí (đktc). Xác định M. a Al b K c Zn d Na 4/ Cho 5,1 gam hỗn hợp 2 kim loại Al và Mg tác dụng với dd HCl dư thu được 5,6 lit H2 ở đktc. Thành phần % theo khối lượng của Al trong hỗn hợp : a 50% b 52,94% c 32,94% d 60% 5/ Cho 5,4 gam kim loại R tác dụng hết với H2SO4 đặc thu được 1,68 lit H2S duy nhất (đktc). Xác định R. a Al b Cu c Fe d Mg 6/ Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dd HNO3 loãng dư thu được dd X và 1,12 lit hỗn hợp khí gồm N2O, NO (đktc) có tỉ khối so với oxi bằng 1,2. Cho dd NaOH dư vào dd X đun nhẹ thấy có 0,336 lit khí (đktc) thoát ra. Tính m. a 5,4 g b 8,1 g c 5,94 g d 3,78 g 7/ Cho 11,88 gam kim loại M tác dụng hết với HNO3 đun nóng giải phóng 0,15 mol hỗn hợp N2O và N2 có d/H2 = 18,8. M là ; a Zn b Al c Mg d Fe 8/ Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dd HNO3 loãng dư thu được hỗn hợp khí gồm 0,015 mol N2O và 0,01 mol NO (phản ứng không tạo muối amoni). Tính m. a 8,1 g b 1,35 g c 13,5 g d 0,81 g 9/ Cho 12,125 gam sunfua kim loại M có hoá trị không đổi (MS) tác dụng hết với dd H2SO4 đặc nóng dư thoát ra 11,2 lit SO2 (đktc). Xác đinh M. a Zn b Cu c Mn d Mg 10/ Cho 12 gam Mg phản ứng hoàn toàn với V lit Halogen thu được 4,75 gam chất rắn. Halogen là : a Iot b Brom c Flo d Clo 11/ Cho 10,8 gam một kim loại tác dụng hoàn toàn với khí Clo thu được 53,4 gam muối Clorua. Xác định kim loại. a Mg b Fe c Al d Cu 12/ Cho 8,3 gam hỗn hợp Al và Fe tác dụng hết với H2SO4 đặc dư thu được 6,72 lit khí SO2 ở đktc. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. a 1,35 g và 6,95 g b 3,6 g và 4,7 g c 2,7 g và 5,6 g d 5,4 g và 2,9 g 13/ Cho 5,6 gam Fe tan hết trong dd HNO3 thu được 21,1 gam muối và V lit NO2 (đktc). Tính V. a 5,6 lit b 6,72 lit c 3,36 lit d 4,48 lit 14/ Cho 16,65 gam hỗn hợp X gồm Na và Zn phản ứng hoàn toàn trong nước (dư) thu được dd Y chỉ chứa một chất tan duy nhất và V lit khí (đktc). Tính V. a 13,44 lit b 10,08 lit c 6,72 lit d 3,36 lit 15/ Y là một Halogen. Cho 16 gam Y2 tác dụng hết với kim loại kiềm M thu được 23,8 gam muối. Xác định Y, M. a Br, K b Cl, Na c Cl, K d Br, Na 16/ Khi hoà tan hoàn toàn m gam kim loại M trong dd HNO3 dư thu được V lit NO duy nhất. Mặt khác, hoà tan hoàn toàn m gam M trong dd HCl dư cũng thu được V lit khí, khối lượng muối Clorua thu được bằng 52,48% khối lượng muối Nitrat thu được ở trên. Các khí đo ở cùng điều kiện, xác định M. a Al b Mn c Fe d Cr 17/ Cho 13,92 gam Fe3O4 tác dụng hết trong dd HNO3 thấy thoát ra 0,448 lit khí X (đktc). Tính khối lượng axit đã tham gia phản ứng. a 25,87 g b 43,52 g c 35,28 g d Không xác định được. 18/ Cho 19,2 gam kim loại M tan hết trong dd HNO3 dư thu được 4,48 lit khí NO duy nhất (đktc). Xác định M. a Fe b Mg c Al d Cu 19/ Hoà tan 11,6 gam muối RCO3 bằng HNO3 đặc nóng dư thu được m gam muối và 4,48 lit hỗn hợp khí NO2, CO2 (đktc). Tính m. a 16,8 g b 20,4 g c 12,6 g d 24,2 g 20/ Cho m gam kim loại kiềm tan hết trong 100 ml dd H2SO4 1M thu được 17,4 gam muối và 4,48 lit H2 (đktc). Xác định kim loại và tính m. a K ; 15,6 g b Na ; 4,6 g c K ; 7,8 g d Na ; 9,2 g Dạng 3. Hỗn hợp chất oxi hoá tác dụng với hỗn hợp chất khử. 1/ Cho V lit hỗn hợp khí A (đktc) gồm Clo và Oxi phản ứng vừa hết với hỗn hợp gồm 4,8 gam Mg và 8,1 gam Al tạo thành 37,05 gam hỗn hợp các sản phẩm. Tính V. a 8,4 lit b 5,6 lit c 10,08 lit d 11,2 lit 2/ Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hoá trị không đổi) trong dd HCl dư thu được 1,008 lit khí (đktc) và 4,575 gam hỗn hợp 2 muối. Mặt khác, nếu hoà tan hết m gam A trong dd hỗn hợp gồm HNO3, H2SO4 đặc dư thấy thoát ra 0,084 mol hỗn hợp khí NO2, SO2 có tỉ khối so với hiđro là 25,25. Xác định kim loại M. a Mg b Cr c Al d Cu 3/ Dung dịch X chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 có cùng nồng độ Mol. Thêm một lượng hỗn hợp gồm 0,03 mol nhôm và 0,05 mol sắt vào 100ml dd X đồng thời khuấy kỹ, khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn Y gồm 3 kim loại. Cho Y vào dd HCl dư thấy giải phóng ra 0,07 gam khí. Nồng độ Mol của 2 muối ban đầu là: a 0,03M b 0,4M c 0,42M d 0,45M 4/ Cho 8,3 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe có tỉ lệ mol 1:1 vào 100ml dd Y gồm Cu(NO3)2 và AgNO3 đến khi phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A. Hoà tan A vào dd HCl dư thấy có 1,12 lit khí thoát ra (đktc) và còn lại 28 gam chất rắn không tan B. Nồng độ Mol của Cu(NO3)2 và AgNO3 trong Y lần lượt là: a 0,2M và 0,3M b 0,2M và 0,1M c 1M và 2M d 2M và 1M 5/ Cho 15 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào dd Y gồm HNO3, H2SO4 đặc (dư) thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2, N2O. Tính % khối lượng Al trong X. a 50% b 63% c 36% d 46% 6/ Cho 2,4 gam Mg và 3,25 gam Zn tác dụng với 500 ml dd A chứa Cu(NO3)2 và AgNO3 đến phản ứng hoàn toàn thu được dd B và 26,34 gam hỗn hợp C gồm 3 kim loại. Cho C vào dd HCl dư thấy thoát ra 0,448 lit khí (đktc). Tính nồng độ Mol các chất trong dd A. a 0,2M và 0,06M b 0,22M và 0,02M c 2M và 0,6M d 0,44M và 0,04M 7/ Hỗn hợp A gồm O2 và O3 có tỉ khối so với hiđro là 19,2. Hỗn hợp B gồm H2 và CO có tỉ khối so với hiđro là 3,6. Tính thể tích khí A (đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 3 mol khí B. a 28 lit b 22,4 lit c 16,8 lit d 9,318 lit 8/ Cho 11,2 lit hỗn hợp A gồm Clo và Oxi phản ứng vừa đủ với 16,98 gam hỗn hợp B gồm Mg và Al tạo ra 42,34 gam hỗn hợp sản phẩm. Thành phần khối lượng của Mg, Al trong hỗn hợp B : a 75% và 25% b 77,74% và 22,26% c 48% và 52% d 43,12% và 56,88% 9/ Hoà tan hoàn toàn 14,8 gam hỗn hợp Fe, Cu vào lượng dư dd hỗn hợp gồm HNO3 và H2SO4 đặc thu được 12,32 lit hỗn hợp NO2, SO2 (đktc) có khối lượng 27,1 gam. Khối lượng Fe trong hỗn hợp là : a 8,4 g b 18,2 g c 18 g d 5,6 g 10/ Cho 2,673 gam hỗn hợp Mg, Zn tác dụng vừa đủ với 500ml dd chứa AgNO3 0,02M và Cu(NO3)2 0,1M. Thành phần % khối lượng Mg trong hỗn hợp là : a 19,75% b 1,98% c 80,2% d 98,02% Dạng 4. Hỗn hợp chất khử tác dụng với chất oxi hoá. 1/ Hoà tan hết hỗn hợp gồm 0,05 mol Fe và 0,03 mol Ag vào dd HNO3 thoát ra V lit hỗn hợp khí A (đktc) gồm NO và NO2 có tỉ lệ mol tương ứng là 2:3. Giá trị của V. a 1,368 lit b 13,44 lit c 4,48 lit d 2,24 lit 2/ Hoà tan hết 22,064 gam hỗn hợp Al, Zn trong HNO3 vừa đủ thu được dd A và 3,136 lit (đktc) hỗn hợp NO, N2O có khối lượng 5,18 gam. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. a 5,14% và 94,86% b 6,28% và 93,72% c 6,18% và 93,82% d.5,81% và 94,19% 3/ Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (có tỉ lệ mol 1:1) bằng dd HNO3 dư thu được dd X và V lit hỗn hợp khí Y(đktc) gồm NO, NO2 có d/H2 = 19. Tính V. a 5,6 lit b 4,48 lit c 3,36 lit d 2,24 lit 4/ Hoà tan hết 35,4 gam hỗn hợp Ag và Cu trong dd HNO3 loãng thu được 5,6 lit khí duy nhất không màu hoá nâu trong không khí. Khối lượng Ag trong hỗn hợp là: a 16,2 g b 19,2 g c 32,4 g d 35,4 g 5/ Cho 6,51 gam hỗn hợp X gồm FeS2 và MS (M có hoá trị không đổi) có tỉ lệ mol 1:1 tác dụng hoàn toàn với dd HNO3 dư thấy sinh ra 13,216 lit hỗn hợp khí NO2, NO có khối lượng 26,34 gam. Xác định M. a Cu b Mg c Pb d Zn 6/ Hoà tan 16,4 gam hỗn hợp Fe và FeO trong lượng dư HNO3 chỉ tạo sản phẩm khử là 0,15 mol NO. Số mol FeO trong hỗn hợp : a 0,03 mol b 0,11 mol c 0,053 mol d 0,15 mol 7/ Cho a gam hỗn hợp A gồm FeO, CuO, Fe3O4 có số mol bằng nhau tác dụng hết với lượng vừa đủ là 250ml dd HNO3 nồng độ b (Mol/l) đun nhẹ thu được dd B và 3,136 lit hỗn hợp khí C (đktc) gồm NO2, NO có tỉ khối so với H2 là 20,143. Giá trị của a, b lần lượt là: a 46,08 và 7,28 b 23,04 và 1,28 c 52,7 và 2,1 d 93 và 1,05 8/ Hoà tan hoàn toàn 11 gam hỗn hợp gồm Fe và một kim loại M (hoá trị không đổi) trong dd HCl dư tạo ra 0,4 mol H2 còn nếu hoà tan trong HNO3 loãng dư thì được 0,3 mol NO duy nhất. Xác định kim loại M. a Cr b Mg c Al d Cu 9/ Hoà tan hết 1,84 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dd HNO3 dư thấy thoát ra 0,04 mol khí NO duy nhất. Số mol Mg và Fe lần lượt là : a 0,02 và 0,03 mol b 0,03 và 0,03 mol c 0,03 và 0,02 mol d 0,01 và 0,01 mol Bảo Toàn Điện Tích  I. Cơ Sở Của Phương Pháp 1. Cơ sở: Nguyên tử, phân tử, dung dịch luôn trung hòa về điện - Trong nguyên tử: số proton = số electron - Trong dung dịch:    tổng số mol x điện tích ion = | tổng số mol x điện tích ion âm | 2. Áp dụng và một số chú ý a) khối lượng muối (trong dung dịch) = tổng khối lượng các ion âm b) Quá trình áp dụng định luật bảo toàn điện tích thường kết hợp: - Các phương pháp bảo toàn khác: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố - Viết phương trình hóa học ở đạng ion thu gọn      II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP Dạng 1: Áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn điện tích Ví Dụ 1: Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần : 0,01 mol Na+, 0,02 mol Mg2+ , 0,015 mol SO42- ,  x mol Cl- . Giá trị của x là:  A. 0,015.                        C. 0,02.  B. 0,035.                        D. 0,01. Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 0,01x1 + 0,02x2 = 0,015x2 + Xx1 → x = 0,02 → Đáp án    Dạng 2: Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng  Ví Dụ 2: Dung dịch A chứa hai cation là Fe2+: 0,1 mol và Al3+ : 0,2 mol và hai anion là Cl-: x mol và SO42- : y mol. Đem cô cạn dung dịch A thu được 46,9  gam hỗn hợp muối khan.  Giá trị của x và y lần lượt là: A. 0,6 và 0,1                   C. 0,5 và 0,15 B. 0,3 và 0,2                   D. 0,2 và 0,3 Hướng dẫn: - Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:         0,1x2 + 0,2x3 = Xx1 + y x 2 → X + 2y = 0,8 (*) - Khi cô cạn dung dịch, khối lượng muối = tổng khối lượng các ion tạo muối         0,1x56 + 0,2x27 + Xx35,5 + Yx 96 = 46,9         → 35,5X + 96Y = 35,9 (**) Từ (*) và (**) →X = 0,2 ; Y = 0,3 → Đáp án D Phương pháp đường chéo I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Nội dung phương pháp: Trộn lẫn 2 dung dịch Khối lượng Thể tích Nồng độ (C% hoặc CM) Dung dịch 1 m1 V1 C1 Dung dịch 2 m2 V2 C2 Dung dịch Cần pha chế m = m1+m2 V = V1+V2 C Sơ đồ đường chéo ứng với mỗi trường hợp: a. Đối với nồng độ % về khối lượng: b. Đối với nồng độ mol: 2. Các dạng toán thường gặp  Dạng 1. Pha chế dung dịch Pha dung dịch với dung dịch: xác định C1, C2, C và áp dụng các công thức (1) và (2). Pha chế dung dịch với dung môi (H2O): dung môi nguyên chất có C = 0%. Pha chế chất rắn có tương tác với H2O tạo chất tan vào dung dịch: lúc này, do có sự tương tác với H2O tạo chất tan nên ta phải chuyển chất rắn sang dung dịch có nồng độ tương ứng C > 100%. Pha chế tinh thể muối ngậm nước vào dung dịch: tinh thể được coi như dung dịch có C < 100%, ở đây giá trị của C chính là hàm lượng % của chất tan trong tinh thể muối ngậm ngước. Chú ý: -          Khối lượng riêng của H2O là 1g/ml. -          Phương pháp này không áp dụng được khi trộn lẫn 2 dung dịch có xảy ra phản ứng giữa các chất tan với nhau (trừ phản ứng với H2O) nên không áp dụng được với trường hợp tính toán pH.  Dạng 2: Tính tỉ lệ mol các chất trong hỗn hợp Đối với hỗn hợp gồm 2 chất, khi biết khối lượng phân tử các chất và khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp, ta dễ dàng tính được tỉ lệ mol của các chất theo công thức số (2) và ngược lại. Chú ý: -          Ở đây các giá trị của C được thay bằng các giá trị KLPT tương ứng. -          Từ phương pháp đường chéo ta rút ra công thức tính nhanh thành phần % số mol của hỗn hợp 2 chất có khối lượng phân tử M1, M2 và khối lượng trung bình là: Dạng 3. Bài toán hỗn hợp các chất có tính chất hóa học tương tự nhau. Với hỗn hợp gồm 2 chất mà về bản chất hóa học là tương tự nhau (VD: CaCO3 và BaCO3) ta chuyển chúng về một chất chung và áp dụng đường chéo như các bài toán tỉ lệ mol hỗn hợp. Dạng 4. Bài toán trộn lẫn hai chất rắn. Khi chỉ quan tâm đến hàm lượng % của các chất, phương pháp đường chéo áp dung được cho cả trường hợp trộn lẫn 2 hỗn hợp không giống nhau. Lúc này các giá trị C trong công thức tính chính là hàm lượng % của các chất trong từng hỗn hợp cũng như tổng hàm lượng % trong hỗn hợp mới tạo thành. Điểm mấu chốt là phải xác định được chúng các giá trị hàm lượng % cần thiết. Áp dụng phương trình ion_electron Để giải tốt các bài toán bằng việc áp dụng phương pháp ion, điều đầu tiên các bạn phải nắm chắc phương trình phản ứng dưới dạng phân tử từ đó suy ra phương trình ion. Đôi khi có một số bài tập không thể giải theo các phương trình phân tử được mà phải giải dựa theo phương trình ion. Việc giải bài toán hoá học bằng cách áp dụng phương pháp ion giúp chúng ta hiểu kĩ hơn về bản chất của các phương trình hoá học. Từ một phương trình ion có thể đúng với rất nhiều phương trình phân tử. Ví dụ phản ứng giữa hỗn hợp dung dịch axit với dung dịch bazơ đều có chung một phương trình ion là: H+ + OH- → H2O hoặc phản ứng của Cu kim loại với hỗn hợp dung dịch HNO3 và dung dịch H2SO4 là: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O ... Sau đây là một số ví dụ: Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hoà tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngừng thoát khí NO. Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí thoát ra (ở đktc) là: A. 25 ml; 1,12 lít.   B. 500ml; 22,4 lít. C. 50ml; 2,24 lít.     D. 50ml; 1,12 lít. Hướng dẫn giải Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4. Hỗn hợp X gồm: (Fe3O4: 0,2 mol; Fe: 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y. Fe3O4 + 8H+ → Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O. 0,2       →         0,2         0,4 mol Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 0,1        →     0,1 mol Dung dịch Z: (Fe2+: 0,3 mol; Fe3+: 0,4 mol) + Cu(NO3)2: 3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O 0,3        0,1                             0,1 → VNO = 0,1 . 22,4 = 2,24 (lít) n Cu(NO3)2 = 1/2 n NO3- = 0,05 (mol) → V dd Cu(NO3)2 = 0,05 / 1 = 0,05 (lít) (hay 50ml) → Đáp án C. Ví dụ 2: Hoà tan 0,1 mol Cu kim loại trong 120ml dung dịch X gồm HNO3 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được V lít khí NO duy nhất (đktc). A. 1,344 lít.            B. 1,49 lít. C. 0,672 lít.             D. 1,12 lít. Hướng dẫn giải n HNO3 = 0,12 mol; n H2SO4 = 0,06 mol → Tổng n H+ = 0,24 mol và n NO3- = 0,12 mol. Phương trình ion: 3Cu   +   8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O. Ban đầu:          0,1  →     0,24 → 0,12 mol Phản ứng:        0,09 ←   0,24 → 0,06 →              0,06 mol Sau phản ứng: 0,01 (dư)  (hết)   0,06 (dư) → VNO = 0,06 . 22,4 = 1,344 (lít) → Đáp án A. Tuyệt Chiêu Số 4 (Tuyệt Chiêu 3 Dòng) * Cơ sở của tuyệt chiêu số 4 (Tuyệt chiêu 3 dòng) là: Sử dụng Định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng. Nhận xét: Trong các phương trình phản ứng của kim loại, oxit kim loại... với HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng ta luôn có 2 hệ thức: - Nếu là HNO3: Số mol của H2O = 1/2 số mol của HNO3 phản ứng. - Nếu là H2SO4: Số mol của H2O = số mol của H2SO4 phản ứng. Ví dụ minh họa 1: Cho m gam bột sắt ra ngoài không khí sau một thời gian người ta thu được 12 gam hỗn hợp B gồm Fe; FeO; Fe2O3; Fe3O4. Hoà tan hỗn hợp này bằng dung dịch HNO3 người ta thu được dung dịch A và 2,24 lít khí NO (đktc). Tính m. Hướng dẫn giải: Sơ đồ hóa bằng tuyệt chiêu số 4. Fe + O2 → Chất rắn B + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O. m gam         12 gam                                              0,1mol x mol                                                x mol Gọi x là số mol của Fe có trong m gam. Theo nguyên lý bảo toàn thì số mol Fe có trong Fe(NO3)3 cũng là x mol. Mặt khác, số mol HNO3 phản ứng =  (3x + 0,1) → số mol của H2O = 1/2 số mol HNO3 = 1/2 (3x + 0,1) Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 12 + 63(3x + 0,1) = 242 . x + 0,1 . 30 + 18. 1/2(3x + 0,1) → x = 0,18 (mol). → m = 10,08 (g). Tuyệt chiêu số 4 này có tầm áp dụng rất tổng quát, có thể xử lý hết được tất cả các bài toán thuộc các chiêu 1, 2, 3. Trên đây thầy chỉ trình bày một khía cạnh rất nhỏ bé của tuyệt chiêu này. Thầy sẽ phân tích kỹ hơn cho các em ở trên lớp luyện thi tại các trung tâm. Các em chú ý theo dõi. Các bài tập có thể giải bằng tuyệt chiêu này: Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 4,431 gam hỗn hợp Al và Mg trong HNO3 loãng thu được dung dịch A và 1,568 lít (đktc) hỗn hợp hai khí đều không màu có khối lượng 2,59 gam trong đó có một khí bị hoá nâu trong không khí. 1. Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp. 2. Tính số mol HNO3 đã phản ứng.        3. Khi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan. PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÔNG THỨC KINH NGHIỆM   I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Nội dung phương pháp * Xét bài toán tổng quát quen thuộc: + O2 +HNO3(H2SO4 đặc, nóng) m gam                   m1gam                                                      (n: max)  Gọi: Số mol kim loại a Số oxi hoá cao nhất (max) của kim loại là n Số mol electron nhận ở (2) là t mol Ta có: Mặt khác: ne nhận = n e (oxi) + ne (2)  + Ứng với M là Fe (56), n = 3 ta được: m = 0.7.m1 + 5,6.t (2) + Ứng với M là Cu (64), n = 2 ta được: m = 0.8.m1 + 6,4.t (3) Từ (2,3) ta thấy: + Bài toán có 3 đại lượng: m, m1 và Σne nhận (2) (hoặc V khí (2)). Khi biết 2 trong 3 đại lượng trên ta tính được ngay đại lượng còn lại. + Ở giai đoạn (2) đề bài có thể cho số mol, thể tích hoặc khối lượng của 1 khí hay nhiều khí; ở giai đoạn (1) có thể cho số lượng chất rắn cụ thể là các oxit hoặc hỗn hợp gồm kim loại dư và các oxit. 2. Phạm vi áp dụng và một số chú ý + Chỉ dùng khí HNO3 (hoặc (H2SO4 đặc, nóng) lấy dư hoặc vừa đủ. + Công thức kinh nghiệm trên chỉ áp dụng với 2 kim loại Fe và Cu. 3. Các bước giải + Tìm tổng số mol electron nhận ở giai đoạn khử N+5 hoặc S+6 + Tìm tổng khối lượng hỗn hợp rắn (kim loại và oxit kim loại): m1 + Áp dụng công thức (2) hoặc (3) II. THÍ DỤ MINH HOẠ Thí dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam bột Fe trong bình O2 thu được 7,36 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Fe3O4 và một phần Fe còn dư. Hoà tan hoàn toàn lượng hỗn hợp X ở trên vào dung dịch HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí Y gồm NO2 và NO có tỉ khối so với H2 bằng 19. Giá trị của V là: A. 0,896.                    B. 0,672.                 C. 1,792.                 D.0,448. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (1): ∑ne nhận (2) => ∑ne nhận (2) = 0,08 Từ dy/H2 =19 => nNO2 = nNO = x Vậy: V = 22,4.0,02.2 = 0,896 lít -> Đáp án A. Thí dụ 2. Để m gam bột Fe trong không khí một thời gian thu được 11,28 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hoà tan hết X trong lượng dư dung dịch HNO3 thu được 672ml khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của m là: A. 5,6.                        B.11.2.                    C.7,0                                       D. 8.4. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (2): -> Đáp án D. Thí dụ 3. Cho 11,36 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan.Giá trị của m là: A. 49,09                     B. 35,50                  C. 38,72.                 D.34,36. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (2): => m = 38,72 gam Đáp án C. Thí dụ 4. Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được V lít khí Y gồm NO  và NO2 có tỉ khối so với H2 bằng 19. Mặt khác, nếu cho cùng lượng hỗn hợp X trên tác dụng với khí CO nóng dư  thì sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 9,52 gam Fe. Giá trị của V là: A. 1,40.                      B. 2,80                    C.5,60.                    D.4,20 Hướng dẫn giải: Từ dy/H2 =19 => nNO2 = nNO = x => ∑ne nhận = 4x Áp dụng công thức: 9,52 = 0,7.11,6 + 5,6.4x => x = 0,0625 => V = 22,4.0,0625.2 = 2,80 lít -> Đáp án B Thí dụ 5. Nung m gam bột Cu trong oxi thu được 24,8 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Cu, CuO và Cu2O. Hoà tan hoàn toàn X trong H2SO4 đặc nóng thoát ra 4,48 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là: A. 9,6                         B. 14,72                  C. 21,12