Phương pháp giải Hóa học

Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 Lời núi đầu. Nhằm đỏp ứng chương trỡnh học và thi trắc nghiệm mụn húa .Chỳng tụi viết chuyờn đề cỏc phương phỏp giải nhanh cỏc bài tập húa học, đưa ra một số cỏc cỏch giải sai nhằm giỳp cỏc em học sinh khắc sõu bài tập Bài viết được tỏc giả nghiờn cứu kỉ rất nhiều tài liệu và được biờn soạn lại theo ý của tỏc giả. Trong bài viết này tỏc giả cú sử dụng một số tư liệu của bạn Lờ Phạm Thành, Vũ khắc Ngọc, Cao Thị Thiờn An, và một số bài bỏo của tỏc giả khỏc trờn tạp chớ húa học và ứng dụng, cộng với sự sỏng tạo của tỏc giả. “Phương phỏp khụng tự nhiờn sinh ra và khụng tự nhiờn mất đi mà nú được thừa hưởng từ của người này sang sự sỏng tạo của người khỏc” PHƯƠNG PHáP Đồ THị I. Nội dung phương pháp Chúng ta thường gặp các dạng bài tập CO 2, SO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH) 2, Ba(OH)2 thu được kết tủa, muối 2AlO tác dụng với dung dịch axit thu được kết tủa là những bài toán khó, dạng này hay ra để phân loại học sinh trong các kỳ thi cao đẳng, đại học. 1. Dạng 1: CO2, SO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 thu được kết tủa: + Điều kiện: Tính 2CO n biết 2Ca(OH)n và 3CaCOn ta có phản ứng sau: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (1) CaCO3 + CO2 + H2O)  Ca(HCO3)2 (2) 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (3) Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 + Cách vẽ: Từ trục x chọn hai điểm a và 2a, từ trục y chọn một điểm a. Tại điểm a của trục x và y kẻ vuông góc và chúng giao nhau tại điểm A. Từ A nối với toạ độ O và 2a ta được tam giác. Với số mol kết tủa từ trục y cắt t am giác ở một hoặc hai điểm. Tại đó kẻ vuông góc với trục x ta được số mol CO 2. 2 3 2 Ca(OH) CaCO CO n a n x n    1 2là n và n 2. Dạng 2: Muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm thu được kết tủa: + Điều kiện: Tính OH n  biết 3Aln  và 3Al(OH)n : Al3+ + 3OH-  Al(OH)3 (1) Al(OH)3 + OH-  AlO2- + 2H2O (2) 3 2 2Al 4OH AlO 2H O      (3) + Cách vẽ: Từ trục x chọn hai điểm 3a và 4a, từ trục y chọn một điểm a tại điểm 3a của trục x và a của trục y kẻ vuông góc và chúng giao nhau tại điểm A. Từ A nối với toạ độ O và 4a ta được tam giác: Với số mol kết tủa từ trục y cắt tam giác ở một hoặc hai điểm. Tại đó kẻ vuông góc với trục x ta được số mol OH - 3 3 Al(OH) Al 1 2 OH x n a n x , x n       3. Dạng 3: Muối 2AlO tác dụng với dung dịch axit thu được kết tủa: + Điều kiện: Tính H n  biết 2AlO n  và 3Al(OH)n : CaCO3x CO2 a n1 a n2 2a Al(OH)3 OH- a 3a x2 x 4a A Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 2 2 3AlO H H O Al(OH)    (1) 3 3 2Al(OH) 3H Al 3H O    (2) 3 2 2AlO 4H Al 3H O      (3) + Cách vẽ: Từ trục x chọn hai điểm a và 4a, từ trục y chọn một điểm a. Tại điểm a của trục x và a của trục y kẻ vuông góc và chúng giao nhau tại điểm A. Từ A nối với toạ độ O và 4a ta được tam giác. Với số mol kết tủa từ trục y cắt tam giác ở một hoặc hai điểm tại đó kẻ vuông góc với trục x ta được số mol H + 3 2 Al(OH) AlO 1 2H n x n a n x , x       + Kết luận: Phương pháp đồ thị sẽ giúp giải các bài toán trắc nghiệm nhanh hơn và không mất nhiều thời gian trong việc giải các dạng bài toán nà y. II. Bài tập áp dụng: Bài 1: (TN - 2007). Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít SO 2 (ở đktc) vào dung dịch chứa 16 gam NaOH thu được dung dịch X. Khối lượng muối tan thu được trong dung dịch X là: A: 18,9 B: 25,2 C: 23 D: 20,8 Bài giải: + Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị Từ đồ thị: 2 3Na SO m 0,2.126 25,2gam   B đúng + Cách 2: Thông thường: 2 NaOH SO n 2 n   tạo muối Na2SO3 SO2 + 2NaOH  Na2SO3+ H2O Al(OH)3 H+ a x1 x2 A x 4a NaSO3 2SO n 0,4 0,2 0,4 0,8 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 0,2 0,4 0,2  2 3Na SO m 0,2.126 25,2gam   B đúng Bài 2: (ĐH - KB - 2007). Cho 200ml dung dịch AlCl 3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam, giá trị lớn nhất của V lít là: A: 1,2 B: 1,8 C:2 D: 2,4 Bài giải: + Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị ta có: 33AlCl Al n n 0,2.1,5 0,3,mol   3Al(OH) 15,6 n 0,2mol 78   NaOH NaOH 0,6 n 0,6mol V 1,2lit 0,5 1 n 1mol V 2lit 0,5            giá trị lớn nhất là 2 lít  C đúng. + Cách 2: Giải bằng phương pháp thông thường . Bài 3: (ĐH - KA - 2007). Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO 2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là: A: 0,032 B: 0,06 C: 0,04 D: 0,048 Bài giải: áp dụng phương pháp đồ thị ta có: 2 3 CO BaCO 2,688 n 0,12mol 22,4 15,76 n 0,08mol 197     3Al(OH)n -OH n 0,3 0,3 1 0,2 1,2 Al3+ 0,6 0,9 3BaCO n 2CO n 2,5 a 0,08 0,08 5a Al3+ 1,2O 2,5a Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791  2Ba(OH) 0,1 n 2,5amol 0,1mol a 0,04mol / lit 2,5       C đúng + Cách 2: Giải bằng phương pháp thông thường: 2 2CO BaCO 2,688 15,76 n 0,12mol; n 0,08mol 22,4 197     CO2 + Ba(OH)2  BaCO3 + H2O (1) 0,08 0,08 0,08mol 2CO2 + Ba(OH)2  Ba(HCO3)2 (2) 0,04 0,02mol Từ (1) và (2)  2Ba(OH)n 0,08 0,02 0,1mol   Ba (OH)2M 0,1C 0,04M 2,5     C đúng Bài 4: (ĐH - KA - 2008). Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1mol Al2(SO4)3 và 0,1mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là: A: 0,05 B: 0,25 C: 0,35 D: 0,45 Bài giải: + Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị: 32 4 2 4 3 3H SO Al (SO ) Al(OH)Al 7,8 n 0,1mol; n 2n 0,2mol; n 0,1mol 78      Trên đồ thị OH n 0,7mol  mặt khác trung hoà 0,1mol H 2SO4 thì cần 0,2mol OH-  NaOH NaOHOH 0,9 n n 0,2 0,7 0,9mol V 0,45 2        lít  D đúng Al(OH)3 OH n  0,2 0,3 0,6 A 0,8 0,1 O 0,7 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 + Cách 2: Phương pháp thông thường Ta có: 3OH H Aln 2V(mol); n 0,2mol; n 0,2mol     Thứ tự phản ứng xẩy ra trung hoà  trao đổi H+ + OH-  H2O (1) 0,2 0,2 0,2 3OH- + Al3+  Al(OH)3  (2) 0,6 0,2 0,2 - - 3 2 2OH + Al(OH) AlO +2H O (3) 0,1 0,1 0,1 Từ (1), (2), (3)  OH n 0,2 0,6 0,1 0,9      2V = 0,9  V = 0,45 lít Bài 5: (ĐH - KA - 2008). Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO 2 (ở đktc) vào 500ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH) 2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa, giá trị của m gam là: A: 11,82 B: 9,85 C: 17,73 D: 19,70 Bài giải: + Cách 1: 2 2CO NaOH Ba(OH)n 0,2mol; n 0,5.0,1 0,05mol; n 0,5.0,2 0,1mol     Ta có: CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O 0,025 0,05 0,025mol Như vậy: 2 2 3 2CO Na CO Ba(OH)n 0,175mol; n 0,025mol; n 0,1mol  dư áp dụng phương pháp đồ thị:  3BaCO n 0,025 0,025 0,05mol    3BaCO m 0,05.197 9,85g   B đúng + Cách 2: Phương pháp thông thường 2COOH OH n 0,05 0,1.2 0,25mol; n : n 0,8      tạo 2 muối 3BaCO n -OH n 0,1 0,025 0,20,175O 0,1 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 2 3 2 2 3 2 CO OH HCO (1) x x x CO 2OH CO H O (2) y 2y y           x y 0,2 x 2y 0,25      3 2 3 x 0,15(HCO ) y 0,05(CO )      Phương trình tạo kết tủa là: 3 2 2 3 3 BaCOBa CO BaCO m 0,05.197 9,85gam 0,05 0,05        B đúng Bài 6: Cho V lít CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 200ml dung dịch Ca(OH) 2 2M, kết thúc phản ứng thu được 20 gam kết tủa. Giá trị V lít là: A: 4,48 B: 13,44 C: 2,24 hoặc 6,72 D: 4,48 hoặc 13,44 Bài giải: Ta có: 2 3Ca(OH) CaCO 20 n 0,4mol; n 0,2mol 100   + Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị 2 2 CO CO V 0,2.22,4 4,48lit V 0,6.22,4 13,44lit      => D đúng + Cách 2: - TH1: Chỉ tạo muối CaCO 3: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (1)  2COV 0,2.22,4 4,48l  ít 0,2 0,2 0,2 - TH2: Tạo hai muối: CaCO 3 và Ca(HCO3)2: 2CO2+ Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) 0,4 0,2  2 2CO CO n 0,6 V 0,6.22,4 13,44    lít 3CaCO n 2CO n 0,4 0,2 0,80,60,40,2 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 Bài 7: Cho V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 100ml dung dịch Ca(OH) 2 0,7M. Kết thúc phản ứng thu được 4gam kết tủa. Giá trị V lít là: A: 4,48 B: 13,44 C: 2,24 hoặc 0,896 D: 4,48 hoặc 13,44 Bài giải: Ta có: 2 2Ca(OH) Ca(OH) 4 n 0,07mol; n 0,04mol 100    + Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị 2 2 CO CO V 0,04.22,4 0,896lit V 0,1.22,4 2,24lit     => C đúng. + Cách 2: - TH1: Chỉ tạo muối CaCO 3 nên xẫy ra phản ứng: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O 2 3 2CO CaCO CO n n 0,04mol; V 0,04.22,4 0,896    lít + TH2: Tạo hai muối CaCO3 và Ca(HCO3)2 nên xẫy ra phản ứng: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (1) 0,04 0,04 0,04mol 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (2) 2.0,03 0,03 0,03mol 2 2CO CO n 0,04 2.0,03 0,1mol V 0,1.22,4 2,24      lít Bài 8: Cho 3,42 gam Al2(SO4)3 vào 50ml dung dịch NaOH, thu được 1,56gam kết tủa và dung dịch X. Nồng độ M của dung dịch NaOH là: A: 0,6 B: 1,2 C: 2,4 D: 3,6 Bài giải: + Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị: 2 4 3Al (SO ) 3,42 n 0,01mol; 342   3CaCO n 2CO n 0,07 0,10,070,04 0,14 3Al(OH)n -OH n 0,02 0,06 0,08 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 3Al(OH) 1,56 n 0,02mol 78   OHn 0,06mol  M.NaOH 0,06C 1,2M 0,05     B đúng + Cách 2: - TH1: OH- thiếu nên xẫy ra phản ứng: Al3+ + 3OH-  Al(OH)3 3 3Al(OH) NaOH Al(OH)OH 1,56 n 0,02mol; n n 3n 0,06mol 78        NaOHM 0,06C 1,2M 0,05    B đúng - TH2: OH- dư hoà tan một phần kết tủa nên xẫy ra phản ứng: Al3+ + 3OH-  Al(OH)3 (1) 0,02 0,06 0,02 Al(OH)3 + OH-  AlO-2 + 2H2O (2)  3 2 4 3Al (SO )Aln 2n 0,02mol    3Al(OH)n bị hoà tan = 0,02 - 0,02 = 0 loại trường hợp này Bài 9: Cho 200ml dung dịch KOH vào 200ml dung dịch AlCl 3 1M thu được 7,8gam kết tủa keo. Nồng độ M của dung dịch KOH là: A: 1,5 và 3,5 B: 1,5 và 2,5 C: 2,5 và 3,5 D: 2,5 và 4,5 Bài giải: + Cách 1: áp dụng phương pháp đồ thị 3 3AlCl Al(OH) 7,8 n 0,2mol; n 0,1mol 78    3Al(OH)n -OH n 0,2 0,60,3 0,7 0,8 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 KOH KOH KOH M KOH M 0,3 n 0,3mol C 1,5M 0,2 0,7 n 0,7mol C 3,5M 0,2           Chọn A đúng Bài 10: Cho 200ml dung dịch HCl vào 200ml dung dịch NaAlO 2 2M thu được 15,6 gam kết tủa keo. Nồng độ M của dung dịch HCl là: A: 1 hoặc 2 B: 2 hoặc 5 C: 1 hoặc 5 D: 2 hoặc 4 Bài giải: 2Al(OH) 15,6 n 0,2mol 78   HCl HCl MH MH 0,2 n 0,2mol C 1M 0,2 1 n 1mol C 5M 0,2             C đúng Bài 11: Cho 200ml dung dịch H2SO4 vào 400ml dung dịch NaAlO2 1M thu được 7,8 gam kết tủa. Nồng độ M của dung dịch H 2SO4 là: A: 0,125 và 1,625 B: 0,5 và 6,5 C: 0,25 và 0,5 D: 0,25 và 3,25 Bài giải: áp dụng phương pháp đồ thị: 2 3NaAlO Al(OH) 7,8 n 0,4mol;n 0,1mol 78    +H n 0,4 0,1 1,3 1,60,4 Al(OH)3 +H n 0,4 0,2 1 1,60,4 Al(OH)3 0,2 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 2 4 2 4 H SO M H SO M 1 0,1 0,05 n H 0,05mol C 0,25M 2 2 0,2 1 1,3 0,65 n H 0,65mol C 3,25M 2 2 0,2                 D đúng Bài 12: Sục V lít khí CO2 vào 150ml dung dịch Ba(OH) 2 1M. Sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Giá trị V lít là: A: 3,36 hoặc 4,48 B: 2,24 hoặc 3,36 C: 2,24 hoặc 4,48 D: 3,36 hoặc 6,72 Bài giải: 2 3Ba(OH) BaCO 19,7 n 0,15mol; n 0,1mol 197    áp dụng phương pháp đồ thị ta có: Từ đồ thị để thu được 3CaCO n 0,1mol thì số mol CO2 sẽ có hai giá trị 2CO n 0,1mol hoặc 2CO n 0,2mol  2 2 CO CO V 0,1.22,4 0,24lit V 0,2.22,4 4,48lit      C đúng Chú ý: + Nếu 2CO n 0,1 hoặc 0,5  2COV = 2,24 hoặc 3,36  B sai + Nếu 2CO n 0,15 hoặc 0,3  2COV = 3,36 hoặc 6,72  D sai + Nếu 2CO n 0,15 hoặc 0,2  2COV = 3,36 hoặc 4,48  A sai Bài 13: Hấp thụ hoàn toàn V lít khí CO 2 (đktc) vào 2 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,01M thì được 1gam kết tủa. Giá trị của V lít là: A. 0,224 hoặc 0,448 B. 0,448 hoặc 0,672 C. 0,448 hoặc 1,792 C. 0,224 hoặc 0,672 Bài giải: 2 3Ca(OH) CaCO 1 n 2 0,01 0,02mol; n 0,01mol 100      2CO n 0,15 0,1 0,5 0,2 0,3 3BaCOn 0,1 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 áp dụng phương pháp đồ thị ta có: Từ đồ thị để thu được 3CaCO n 0,01mol thì số mol CO2 sẽ có hai giá trị 2CO n 0,01mol hoặc 2CO n 0,03mol  2 2 CO CO V 0,01.22,4 0,224l V 0,03.22,4 0,672l      D đúng Chú ý: + Nếu 2CO n 0,01 hoặc 0,02  V = 0,224 hoặc 0,448 lít  A sai + Nếu 2CO n 0,02 hoặc 0,03  V = 0,448 hoặc 0,672 lít  B sai + Nếu 2CO n 0,02 hoặc 0,04  V = 0,448 hoặc 1,792 lít  C sai Bài 14: Đốt cháy hoàn toàn 1,6 gam bột lưu huỳnh rồi ch o sản phẩm cháy sục hoàn toàn vào 200ml dung dịch Ba(OH) 2 0,5M. Khối lượng gam kết tủa thu được là: A: 21,70 B: 43,40 C: 10,85 D: 32,55 Bài giải: áp dụng phương pháp đồ thị: S + O 2 = SO2 2 2SO S Ba(OH) 1,6 n n 0,05mol; n 0,2.0,5 0,1mol 32      Từ đồ thị số mol SO2 = 0,05  3BaO n 0,05mol  3BaSO m 0,05.217 10,85gam   C đúng Bài 15: Sục 4,48 lít khí (đktc) gồm CO 2 và N2 vào bình chứa 0,08mol nước vôi trong thu được 6gam kết tủa. Phần trăm thể tích khí CO 2 trong hỗn hợp đầu có thể là: A: 30% hoặc 40% B: 30% hoặc 50% C: 40% hoặc 50% D: 20% hoặc 60% Bài giải: 2SO n 0,1 3BaCO n 0,5 O 0,5 0,1 0,15 0,2 2CO n 0,02 3CaCOn 0,01 0,01 0,02 0,03 0,04 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 22 3Ca(OH) CaCO h 6 4,48 n 0,08mol; n 0,06mol;n 0,2mol 100 22,4     khí áp dụng phương pháp đồ thị: Từ đồ thị để thu được 0,06 mol kết tủa thì số mol CO2 có 2 giá trị:  2 2 CO 2 CO 2 0,06 n 0,06mol %VCO .100 30% 0,2 0,1 n 0,1mol %VCO .100 50% 0,2           B đúng + Cách 2: Phương pháp thông thường Do 3 2CaCO Ca(OH)n 0,06mol n 0,08mol   nên có hai trường hợp - TH1: Ca(OH)2 dư: CO2+ Ca(OH)2  CaCO3 + H2O 2 3 2CO CaCO CO 0,06 n n 0,06mol %V .100% 30% 0,2      - TH2: Tạo 2 muối CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (1) 0,06 0,06 0,06 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 + H2O (2) 0,04 0,02 Từ (1) và (2)  2CO n 0,06 0,04 0,1mol    2CO 0,1%V .100 50% 0,2    B đúng Chú ý: + Nếu 2CO n 0,06 hoặc 0,08mol  2CO %V 30% hoặc 40%  A sai + Nếu 2CO n 0,08 hoặc 0,1mol  2CO %V 40% hoặc 50%  C sai 2CO n 0,08 0,06 0,08 0,1 0,16 3CaCOn 0,06 Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 + Nếu 2CO n 0,04 hoặc 0,12mol  2CO %V 20% hoặc 60%  D sai Nhật xét: Phương pháp đồ thị - Phương pháp mới nhất - Dễ hiểu nhất - Dễ áp dụng nhất - Sử dụng phạm vi rộng nhất - Thời gian nhanh nhất - Đáp án chính xác nhất - Không phải viết phương trình - Phương pháp mới độc đáo nhất - Phương pháp có tính tư duy nhất Phương pháp 3. phương pháp quy đổi để nhẩm nhanh câu hỏi trắc nghiệm 1. Phương pháp Như các em đã biết: việc nắm vững các phương pháp giải toán trắc nghiệm của Bộ giáo dục - Đào tạo là vô cùng quan trọng, cho phép chúng ta giải nhanh chóng các bài toán phức tạp, đặc biệt là toán hoá ẩn số, lượng bài rất nhiều (40 câu trắc nghiệm rất ngắn, nhưng đòi hỏi các em phải nắm vững các bí quyết, phương pháp giúp giải nhanh bài toán hoá học. Ví dụ: Đề thi ĐH CĐ - KA – 2008. Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO 3 loảng (dư) thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan giá trị m là: A: 34,36g B: 35,50g C: 49,09g D: 38,72g - Nếu chúng ta dùng các phương pháp đại số thông thường, viết phương trì nh phản ứng đặt ẩn số: x, y, z … lập hệ phương trình sẽ mất nhiều thời gian và đôi khi viết phương trình phản ứng kết cục lại không tìm ra đáp án cho bài toán. Thậm chí áp dụng các phương pháp bảo toàn khối lượng, phương pháp bảo toàn nguyên tố, phương phá p bảo toàn e… cũng mất rất nhiều thời gian mà vẫn không ra kết quả của bài toàn trắc nghiệm của đề ĐH CĐ 2007 - 2008 và những năm tới. - Để giải quyết nhanh gọn các bài toán trên thì ta phải sử dụng phương pháp quy đổi duy nhất, liệu rằng nếu không sử dụ ng phương pháp quy đổi này các em có tìm ra được kết quả một trong những ví dụ của đề thi ĐH -CĐ - KA - 2008 trên hay không? Hãy thử xem nhé. 2. Nội dung phương pháp quy đổi: Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 a) Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X) (từ 3 chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất hoặc một chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng hỗn hợp. b) Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kỳ cặp chất nào, thậm chí quy đổi về một chất. Tuy nhiên ta nên chọn cặp chất nào đơn giản có ít phản ứng oxi hoá khử nhất, để đơn giản trong việc tính toán. c) Trong quá trình tính toán theo phương pháp quy đổi đôi khi ta gặp số âm đó là do sự bù trừ khối lượng của các chất trong hỗn hợp, trong trường hợp này ta vẫn tính toán bình thường và kết quả cuối cùng vẫn thoả mãn. d) Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất là Fe xOy thì Oxit FexOy tìm được chỉ là oxit giả định không có thực. 3. Kết luận: Một số bài toán hoá học có thể giải nhanh bằng phương pháp bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn e… song phương pháp quy đổi cũng tìm ra đáp án rất nhanh, chính xác và đó là phương pháp tương đối ưu việt, kết quả đáng tin cậy, có thể vận dụng vào các bài tập trắc nghiệm để phân loại học sinh (như đề ĐHCĐ - 2007 - 2008 mà Bộ giáo dục và đào tạo đã làm). 4. Bài tập áp dụng: Ví dụ 1: Nung 8.4 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hoà tan m gam hh X bằng HNO3 dư, thu được 2.24 lít khí NO 2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị m là: A. 11.2 gam. B. 25.2 gam. C. 43.87 gam D. 6.8 gam. Bài giải. - Cách 1: + Sử dụng phương pháp quy đổi, quy hỗn hợp X về hai chất Fe và Fe 2O3 hoà tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3dư ta có: Fe + 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O: 2NOn 0,1mol 0,1/3  0,1  Số mol của nguyên tử Fe tạo oxit Fe 2O3 là: Fe 8,4 0,1 0,35 n (mol) 56 3 3     2 3Fe O Fe 1 0,35 n n 2 2.3   Vậy 2 3X Fe Fe O 0,35 0,35 33,6 m m m .56 .160 11,2g 3 6 3        A đúng Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 Chú ý: + Nếu 2 3Fe O Fe X 0,35 0,35 n n m (56 160) 25,2g 3 3        B sai + Nếu 2 3Fe O Fe X 0,35 0,35 n 2n 2. m (56 320) 43,87g 3 3        C sai + Nếu không cân bằng pt : 2Fe NO Fe 8,4 n n 0,1mol n 0,1 0,05mol 56        mX = 0,05 (56 + 80) = 6,8  D sai Tất nhiên mX > 8,4 do vậy D là đáp án vô lý) - Cách 2: Quy đổi hổn hợp X về hai chất FeO và Fe 2O3 FeO + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 0,1 0,1  Fe 8,4n 1,5mol56  Ta có: 22Fe O 2FeO0,15mol 0,1 0,1mol   2 2 2 3 h X 4Fe 3O 2Fe O m 0,1.72 0,025.160 11,2g 0,05 0,025mol        A đúng Chú ý: Vẫn có thể quy đổi hỗn hợp X về hai chất (FeO và Fe3O4) hoặc (Fe và FeO) hoặc (Fe và Fe3O4) nhưng việc giải trở nên phức tạp hơn, cụ thể là ta phải đặt ẩn số mol mỗi chất, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình hai ẩn số). Cách 3: Quy hỗn hợp X về một chất Fe xOy: FexOy + (6x - 2y) HNO3  xFe(NO3)3 + (3x - 2y) NO2 + (3x -y) H2O 0,1 3x 2y mol 0,1mol áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố sắt:  Fe 8,4 0,1.x x 6n 56 3x 2y y 7    Vậy công thức quy đổi là: Fe6O7 (M = 448) và 6 7Fe O 0,1 n 0,025mol 3.6 2.7    mX = 0,025 . 448 = 11,2g  A đúng Nhận xét: Quy đổi hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 về hỗn hợp hai chất FeO, Fe 2O3 là đơn giản nhất. Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 Ví dụ 2: Nung m gam Fe trong không khí, sau một thời gian ta thu được 11,2 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Fe, Fe 2O3, Fe3O4, FeO. Hoà tan hết 11,2g hỗn hợp chất rắn X vào dung dịch HNO3 dư thu được 2,24 lít khí NO 2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị m là: A: 7,28g B: 5,60g C: 8,40g D: 7,40g Bài giải: Tương tự như ví dụ 1, đối với cách 1 - Quy về hỗn hợp X về hai chất Fe và Fe 2O3: 3 3 3 2 2Fe 6HNO Fe(NO ) 3NO 3H O 0,1 0,13      Số mol của nguyên tử Fe tạo oxit Fe 2O3 là: 2 3Fe Fe O m 0,1 1 m 0,1 n mol n 56 3 2 56 3               Vậy mX = mFe + 2 3Fe Om  0,1 1 m 0,111,2 56. .160 3 2 56 3        m = 8,4  C đúng Tương tự cách 2 quy đổi hỗn hợp X về FeO và Fe 2O3  m = 8,4 g Tương tự cách 3 quy đổi hỗn hợp X về Fe xOy  m = 8,4 g Ví dụ 3: Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2O3, Fe3O4 trong dung dịch HNO3 đặc nóng thu được 4,48 lít khí màu nâu duy nhất (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 145,2gam muối khan, g iá trị m là: A: 78,4g B: 139,2g C: 46,4g D: 46,256g Bài giải: áp dụng phương pháp quy đổi: Quy hỗn hợp X về hỗn hợp hai chất Cách 1: Quy hỗn hợp X về 2 chất Fe và Fe 2O3: hoà tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO 3 đặc nóng dư. Ta có: Fe + 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (1) 0,2/3 0,2/3 0,2 Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O (2) Ta có: 2NO 4,48 n 0,2mol 22,4   ; 3 3Fe(NO ) 145,2 n n 0,6mol 242   muối khan Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791  Từ pt (2): 2 3 3 3Fe O Fe(NO ) 1 1 0,2 0,8 n n 0,6 (mol) 2 2 3 3         2 2 3Fe Fe Oh X 0,2 0,8 m m n .56 .160 46,4g 3 3       C đúng 2 2 3Fe Fe Oh X m m n 0,66.56 0,266.160 46,256g      D đúng Cách 2: Quy hỗn hợp X về hỗn hợp 2 chất FeO và Fe 2O3 ta có: 3 3 3 2 2 2 3 3 3 3 2 FeO + 4HNO Fe(NO ) + NO + 2H O (3) 0,2 0,2 0,2 Fe O + 6HNO 2Fe(NO ) +3H O (4) 0,2mol 0,4mol    3 3Fe(NO ) 145, 2 n 0,6mol 242   , mX = 0,2 (72 + 160) = 46,4gam  C đúng Chú ý: + Nếu từ (4) không cân bằng  2 3Fe O n 0, 4mol  mX = 0,2 (72 + 2 . 160) = 78,4 gam  A sai Cách 3: Quy hỗn hợp X về một chất là Fe xOy: FexOy + (6x -2y) HNO3  xFe(NO3)3 + (3x - 2y)NO2 + (3x - y) H2O 0, 2 3x 2y 0,6 0,2 áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe: 0, 2 0,6 3x 2y x   6y= 8x  x 3 y 4   Fe3O4  2h 0, 2 m .232 46, 4g 3.3 4.2    C đúng Chú ý: + Nếu mhh = 0,6  232 = 139,2 g  B sai Ví dụ 4: Hoà tan hết m gam hh X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng HNO3 thu được 2.24 lít khí màu nâu duy nhất (đktc). Cô cạn dd sau phản ứng được 96.8 gam muối khan. Giá trị m là: A. 55.2 gam. B. 31.2 gam. C. 23.2 gam D. 46.4 gam. Ví dụ 5: Hoà tan 52.2 gam hh X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng HNO3 đặc, nóng thu được 3.36 lít khí NO2 (đktc). Cô cạn dd sau phản ứng được m gam muối khan. Giá trị mlà: A. 36.3 gam. B. 54.45 gam. C. 46.4 gam D . 72.6 gam. Ví dụ 6: Hoà tan hoàn toàn 49.6 gam hh X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch Y và 8.96 lít khí SO 2 (đktc). Thành phần phần trăm về khối lượng của oxi trong hh X và khối lượng muối trong dd Y lần lượt là: Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 A. 20.97% và 140 gam. B. 37.50% và 140 gam. C. 20.97% và 180 gam D.37.50% và 120 gam. Bài giải: + Quy hỗn hợp X về hai chất FeO và Fe 2O3 ta có: 49,6gam 2 4 2 4 3 2 2 2 3 2 4 2 4 3 2 2FeO 4H SO Fe (SO ) SO 4H O 0,8 0, 4 0, 4mol Fe O 3H SO Fe (SO ) 3H O 0,05 0,05               2 3 2 3 Fe O Fe O m 49,6 0,8.72 8g 8 n 0,05mol 160           noxi (X) = 0,8 + 3.(-0,05) = 0,65mol  O 0,65.16.100%m 20,97%49,6   A và C 2 4 3Fe (SO )m [0, 4 ( 0,05)).400 140gam     A đúng Chú ý: + Nếu 2 4 3Fe (SO )m (0, 4 0,05).400 180g    C sai + Tương tự quy đổi về hai chất khác… Ví dụ 7: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hh X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, cần 0,05 mol H2. Mặt khác hoà tan hoàn toàn 3,04 gam hh X trong dd H 2SO4 đặc nóng thì thu được thể tíchV ml SO2 (sanđktc). Giá trị V(ml) là: A.112 ml B. 224 ml C. 336 ml D. 448 ml. ( Giống bài 7 phần ĐL BT NT, chúng ta giải xem cách nào nhanh hơn, ưu việt hơn, dễ hiểu hơn). Bài giải: Quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp hai chất FeO và Fe 2O3 với số mol là x, y Ta có: 0t2 2FeO H Fe H O   (1) x x x Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O (2) y 3y 2y Từ (1) và (2) ta có: x 3y 0,05 x 0,02mol 72x 160y 3,04 y 0,01mol         Welcome to Design and coppyright by Master NGUYEN AI NHAN Tel 0989848791 2FeO + 4 H2SO4  Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O (3) 0,02mol 0,01mol Vậy 2SO V  0,01  22,4 = 0,224 lít hay 224ml  B đúng Chú ý: Nếu (3) không cân bằng: 2SO V = 0,02  22,4 = 0,448 lít = 448ml  D sai Ví dụ 8: Nung m gam bột sắt trong oxi thu đựơc 3 gam hh chất rắn X. Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 dư thoát ra 0.56 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất.Giá trị m là: A. 2.52 gam B. 1.96 gam. C. 3.36 gam. D. 2.10 gam. Bài giải: Cách 1: Quy hỗn hợp chất rắn X về hai chất Fe, Fe2O3 Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 0,025mol 0,025mol  NO 0,56n 0,025mol22, 4   2 3Fe O m = 3 - 0,025 .56 = 1,6gam  2 3Fe(trong Fe O ) 1,6 n 0,02mol 160    mFe = 56(0,025 + 0,02) = 2,52 gam  A đúng Chú ý: Nếu 2 3Fe(trongFe O ) 1,6 n 0,0