Giáo án lớp 12 môn Toán - Phương pháp 1: Bảo toàn khối lượng

I. Cơ sở lý thuyết - Trong một phản ứng hóa học: Tổng khối lượng các sản phẩm bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng - Trong hợp chất hóa học: Khối lượng hợp chất = tổng khối lượng các nguyên tố có mặt trong hợp chất. - Khối lượng dung dịch = khối lượng chất tan + khối lượng dung môi - Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng cation kim loại và anion gốc axit. II. Kĩ thuật giải - Với bài toán xảy ra nhiều phản ứng, lúc này đôi khi không cần thiết phải viết hết các phương trình phản ứng mà chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tương quan giữa các chất - Nếu có n đại lượng trong phương trình hóa học mà biết được (n – 1) đại lượng thì đại lượng thứ n sẽ tìm được nhờ bảo toàn khối lượng. III. Bài tập áp dụng Bài tập 1: Khử hoàn toàn a gam hỗn hợp (Fe và các oxit sắt) bằng khí CO ở nhiệt độ cao thu được 0,84 gam Fe và 0,88 gam khí CO2. Giá trị của a là A. 1,72. B. 1,84. C. 1,48. D. 1,16. Phân tích và giải: Phương pháp 1: BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Khí CO lấy O trong oxit tạo ra Fe nên số mol CO phản ứng luôn bằng số mol CO2 Ta có: CO + [O]  CO2 2 CO CO 0,88 n =n = =0,02mol 44 Áp dụng bảo toàn khối lượng: 2 hh CO Fe CO m +m =m +m  2 hh Fe CO CO a=m =m + m - m =1,16g  Chọn đáp án D. * Nhận xét: Với cách giải trên không phụ thuộc vào số lượng oxit sắt và công thức của oxit sắt. Bài tập 2: Hoà tan hoàn toàn 23,8g hỗn hợp gồm một muối cacbonat của kim loại hoá trị I và một muối cacbonat của kim loại hoá trị II vào dung dịch HCl thu được 0,2 mol khí CO2. Cô cạn dung dịch sau phản ứng số gam muối khan thu được là A. 26. B. 28. C. 62. D. 32. Phân tích và giải: Khí CO2 sinh ra là do sản phẩm không bền H2CO3 . Vì vậy : 2 2 2 CO H O HCl H O n =n =0,2mol n =2n =0,4mol    Áp dụng bảo toàn khối lương: hh HCl muoái CO H O 2 2 m +m =m +m +m  muoái hh HCl CO H O 2 2 m =m +m -m -m muoái m =23,8+0,4 36,5-0,2 44-0,2 18=26(g)    Chọn đáp án A. * Nhận xét: - Cách giải trên không phụ thuộc vào hóa trị kim loại trong muối, không phụ thuộc vào số lượng muối cacbonat. - Bài toán có thể mở rộng thêm khi yêu cầu xác định công thức của muối (nếu đề cho 1 muối) hoặc xác định công thức của 2 muối (nếu đề cho 2 kim loại trong 2 muối cùng phân nhóm chính và ở 2 chu kì liên tiếp nhau)... Bài tập 3: Cho 24,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2. Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m gam muối clorua. Vậy m có giá trị là: A. 2,66 gam. B. 22,6 gam. C. 26,6 gam. D. 6,26 gam. Phân tích và giải: - Sơ đồ: 24,4 g 2 2 3 BaCl vöøañuû 2 3 3 muoái cloruaNa CO K CO 39,4g BaCO      - Nhận thấy 3 2BaCO BaCl n =n . Bảo toàn khối lượng ta tính được muối clorua. Phân tích và giải: Thay Na, K bằng kim loại M Phương trình phản ứng : M2CO3 + BaCl2  2MCl + BaCO3 2 3BaCl BaCO 39,4 n =n = =0,2(mol) 197 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng : 2 3 hh BaCl BaCO m +m =m +m  m = 24,4 + 0,2×208 – 39,4 = 26,6 gam. Chọn đáp án C. Bài tập 4: Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,344 lít hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là A. 9,52. B. 10,27. C. 8,98. D. 7,25. Phân tích và giải: - Nhận xét 2 4 2H SO H n =n =0,06(mol) - Biết được (n-1) đại lượng  đại lượng thứ n nhờ bảo toàn khối lượng 2 4 2H SO H 1,344 n =n = =0,06(mol) 22,4 Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: hh H SO muoái H 2 4 2 m +m =m + m muoái hh H SO H 2 4 2 m =m +m - m =3,22+0,06×98-0,06×2=8,98 Chọn đáp án C. Bài tập 5: Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là A. 6,81 gam. B. 4,81 gam. C. 3,81 gam. D. 5,81 gam. Phân tích và giải: - Nhận xét: oxit kim loại + axit muối + nước 2 2 4H O H SO 1,344 n n 0,06(mol) 22,4    - Biết được (n-1) đại lượng  đại lượng thứ n nhờ bảo toàn khối lượng hh H SO muoái H O 2 4 2 m +m =m + m muoái hh H SO H 2 4 2 m =m +m m 2,81 0,05 98 0,05 18 6,81 O         Chọn đáp án A. IV. Bài tập tự luyện Bài 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng 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 X trong ống sứ và 11,2 lít khí B (ở đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Giá trị m là. A. 105,6. B. 35,2. C. 70,4. D. 140,8. Bài 2: Cho hỗn hợp gồm 3 kim loại X, Y, Z có khối lượng 2,17gam tác dụng hết với dung dịch HCl tạo ra 1,68 lít khí H2(ở đktc) và dung dịch T. Khối lượng muối clorua tạo ra trong dung dịch T là A.7,945 gam. B.7,495 gam. C.7,594gam. D.7,549gam. Bài 3: Cho 20 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hoá trị II và III vào dung dịch HCl (dư) thu được dung dịch A và 1,344 lít khí (ở đktc). Cô cạn dung dịch A thì thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 10,33 gam. B. 20,66 gam. C. 25,32 gam. D. 30,00 gam. Bài 4: Khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần vừa đủ 2,24 lít CO (đktc). Khối lượng Fe thu được là : A. 14,4 gam. B. 16 gam. C. 19,2 gam. D. 20,8 gam. Bài 5: Cho m gam một hỗn hợp gồm Na2CO3 và Na2SO3 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 2M dư thu được 2,24 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối đối với hiđro là 27. Giá trị của m là : A. 11,6 gam. B. 10,0 gam. C. 1,16 gam. D. 1,0 gam. Bài 6: Cho 9,125 gam muối hiđrocacbonat phản ứng hết với dung dịch H2SO4 dư, thu được dung dịch chứa 7,5 gam muối sunfat trung hoà. Công thức của muối hiđrocacbonat là A. NaHCO3. B. Mg(HCO3)2. C. Ba(HCO3)2. D. Ca(HCO3)2. Bài 7: Cho m gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư. Sau khi các phản ứng xãy ra hoàn toàn, được dung dịch Y. Cô cạn Y thu được 7,62 gam FeCl2 và 9,75 gam FeCl3. Giá trị của m là A. 9,12. B. 8,75. C. 7,80. D. 6,50. Bài 8: Hòa tan 10,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí A (đktc) và 1,54 gam chất rắn B và dung dịch C. Cô cạn dung dịch C thu được m gam muối, m có giá trị là : A. 33,45 gam. B. 33,25 gam. C. 32,99 gam. D. 35,58 gam. Bài 9: Cho 0,52 gam hỗn hợp hai kim loại Mg và Fe tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 loãng dư, thấy có 0,336 lít khí thoát ra (đktc). Khối lượng hỗn hợp muối sunfat khan thu được là: A. 2 gam. B. 2,4 gam. C. 3,92 gam. D. 1,96 gam. Bài 10: Hoà tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H2SO4 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít khí H2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch X thu được lượng muối khan là A. 38,93 gam. B. 103,85 gam. C. 25,95 gam. D. 77,86 gam.