Giáo án lớp 12 môn Toán - Phương pháp 2: Bảo toàn mol nguyên tố

I. Cơ sở lý thuyết Trong các phương trình phản ứng hóa học, các nguyên tố luôn được bảo toàn  Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố bất kì trước và sau phản ứng luôn bằng nhau; số nguyên tử của một nguyên tố chứa trong phân tử luôn là một số dương, với một hợp chất cho trước thì tỉ lệ giữa các số nguyên tử của các nguyên tố tương ứng luôn không đổi. II. Kĩ thuật giải - Với bài toán xảy ra nhiều phản ứng, 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, sự bảo toàn của 1 hay vài nguyên tố liên quan đến câu hỏi của đề bài, từ đó giải quyết vấn đề. III. Bài tập áp dụng Bài tập 1: Dùng khí CO để khử hỗn hợp A gồm a mol FeO và b mol Fe2O3 thu được hỗn hợp rắn B gồm x mol Fe2O3, y mol Fe3O4, z mol FeO và t mol Fe. Biểu thức liên hệ giữa a, b, x, y, z, t là A. a - 2b = 2x + 3y + z + t. B. a + 2b = 2x + 3y - z – t. C. a + 2b = 3x + 2y + z + t. D. a + 2b = 2x + 3y + z + t. Phân tích và giải: Phương pháp 2: BẢO TOÀN MOL NGUYÊN TỐ - Lập sơ đồ, nhận thấy tất cả các giá trị a, b, x, y, z, t đều liên quan đến Fe. - Bảo toàn Fe ta có ngay kết quả. 0 2 3 3 4CO,t 2 3 Fe O x(mol) FeO a(mol) Fe O y(mol) hoãn hôïp(A) hoãn hôïp(B) Fe O b(mol) FeO z(mol) Fe t(mol)          Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: Fe(A) Fe(B) n =n a +2b=2x +3y+z+t .  Chọn đáp án D. Bài tập 2: Hoà tan hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe2O3 vào dung dịch HCl dư được dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Y. Giá trị của m là A. 16,0. B. 30,4. C. 32,0. D. 48,0. Phân tích và giải: - Lập sơ đồ, nhận thấy rắn Y là Fe2O3. - Bảo toàn Fe ta có ngay kết quả. 0 2HCldö 1)NaOHdö 2)t khoângkhí 2 3 2 3 3 FeClFe 0,2(mol) (X) dd(D) (Y): Fe O Fe O 0,1(mol) FeCl       2 3 2 3 Fe Fe O (Y) Fe O (trongX) n 0,2 n = +n = +0,1=0,2(mol) 2 2  m(Y)= 0,2×160=32 gam. Chọn đáp án C. Bài tập 3: (Đại học khối A-2007) Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06. Phân tích và giải: - Lập sơ đồ 3 2 4 32 HNO (vöøañuû) 2 4 Fe (SO )FeS 0,12(mol) hoãn hôïp dungdòch(X) Cu S a(mol) CuSO      - Tính a thông qua bảo toàn Fe, Cu và S. Vì cả 4 chất trong sơ đồ đều liên quan đến S. Bảo toàn Fe, Cu 2 4 3 4 0,12 Fe (SO ) =0,06(mol) 2 CuSO 2a(mol)      Bảo toàn lưu huỳnh ta có: 0,12 × 2 + a = 0,06 × 3 + 2a a = 0,06  Chọn đáp án D. Bài tập 4: (ĐH Khối B- 2008) Nhiệt phân hoàn toàn 40 gam một loại quặng đôlômit có lẫn tạp chất sơ sinh ra 8,96 lít khí CO2 (ở đktc). Thành phần phần trăm về khối lượng của CaCO3.MgCO3 trong loại quặng nêu trên là A. 40%. B. 50%. C. 84%. D. 92%. Phân tích và giải: - Lập sơ đồ   0 t 3 3 2 Quaëngñoâloâmit chöùa CaCO .MgCO 2CO - Số mol CO2  số mol CaCO3.MgCO3  % khối lượng của CaCO3.MgCO3 . 2 3 3 3 3 Baûo toaønC CO CaCO .MgCO CaCO .MgCO 8,96 n = =0,4(mol) n =0,2(mol) 22,4 0,2×184 %m = ×100%=92% 40   Chọn đáp án D. Bài tập 5: Hòa tan hoàn toàn 4,68 gam hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại A và B kế tiếp nhau trong nhóm IIA vào dung dịch HCl thu được 1,12 lít CO2(đktc). Kim loại A và B là: A. Be và Mg B. Mg và Ca C. Ca và Sr D. Sr và Ba Phân tích và giải: - Lập sơ đồ 3 HCldö 2 3 ACO 4,68g 0,05(mol)CO BCO        - Bảo toàn cacbon  nhh = 2CO n M chọn đáp án. nhh= 2CO n =0,05 mol  hh Kim loaïi m 4,68 M = = = 93,6 M = 93,6 - 60 = 33,6 n 0,05  vì 2 kim loại kế tiếp nhau trong nhóm IIA nên 2 kim loại A, B là Mg và Ca  Chọn đáp án B. IV. Bài tập tự luyện Bài 1: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe3O4 bằng dung dịch HCl được dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với NaOH dư, kết tủa thu được đem nung nóng không khí đến khối lượng không đổi được mg chất rắn m có giá trị là: A. 46 g. B. 36 g. C. 40 g. D.32 g. Bài 2: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí X (ở đktc) gồm CO và H2 đi qua một ống đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng.Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khí và hơi nặng hơn khối lượng của hỗn hợp X là 0,32 gam. Gía trị của V và m lần lượt là. A. 0,224 và 14,48. B. 0,448 và 18,46. C. 0,112 và 12,28. D. 0,448 và 16,48. Bài 3: Cho hỗn hợp A gồm Al, Zn, Mg. Đem oxi hoá hoàn toàn 28,6 gam A bằng oxi dư thu được 44,6 gam hỗn hợp oxit B. Hoà tan hết B trong dung dịch HCl thu được dung dịch D. Cô cạn dung dịch D được hỗn hợp muối khan là A. 99,6 gam. B. 49,8 gam. C. 74,7 gam. D. 100,8 gam. Bài 4: Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng 0,06 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 đốt nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được chất rắn B gồm 4 chất nặng 7,04 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thì thu được 5 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng FeO trong hỗn hợp A là A. 68,03%. B. 13,03%. C. 31,03%. D. 18,37%. Bài 5: Để khử hoàn toàn 5,2 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần vừa đủ 1,792 lít CO( ở đktc). Khối lượng Fe thu dược là A. 1,44gam. B. 1,60gam C. 3,92gam. D. 2,08gam. Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 14,7 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu trong không khí thu được 21,1 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl 2M. Thể tích dung dịch HCl cần dùng là A. 0,5 lít. B. 0,8 lít. C. 0,4 lít. D. 0,6 lít. Bài 7: Thổi CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe2O3, FeO, Al2O3 nung nóng thu được 2,5 gam chất rắn. Toàn bộ khí CO2 thoát ra cho vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 15 gam kết tủa. Giá trị của m là A.7,4. B.4,9. C.9,8. D.4,6. Bài 8: Hòa tan 14,8 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Zn bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch A và khí H2.Cho toàn bột khí H2 thu được vào ống sứ đựng CuO(dư) .Sau phản ứng khối lượng chất rắn trong ống sứ giảm 5,6 gam. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan.Giá trị của m là A. 20,6. B. 28,8. C. 27,56. D. 39,65. Bài 9: Hoà tan 11.2 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe trong HCl dư thì thu được hỗn hợp dung dịch muối Y1 và khí Y2 . Cho dung dịch Y1 tác dụng với NaOH dư, lọc kết tủa rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì thu được 8 gam chất rắn Z. Thành phần % Fe trong hỗn hợp đầu là: A. 58,03 % B. 26.75 % C. 75.25 % D. 50.00 %. Bài 10: (ĐH Khối B- 2010) Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS2 bằng một lượng O2 vừa đủ, thu được khí X. Hấp thụ hết X vào 1 lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1 M và KOH 0,1M, thu được dung dịch và 21,7 gam kết tủa. Cho vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa. Giá trị của m là A. 23,2 B. 12,6 C. 18,0 D. 24,0