Phương pháp giải toán hóa vô cơ - Trương Châu Thành

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA VÔ CƠ (GV: Trương Châu Thành-Trường THPT Chuyên TG) ---cdócd--- A-GIẢI NHANH BÀI TOÁN TRẮC NGHIỆM VÔ CƠ 1/ H2SO4 ® 2H+ + SO42- ® H2­ HCl ® H+ + Cl- m muối = mKim Loại + mgốc axít mM VD1:Cho 2,81 g hỗn hợp Fe2O3, ZnO, MgO tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H2SO4 0,1M. Khối lượng muối sunfat tạo ra trong dung dịch là: Giải: nH2SO4 =0,05 = n SO42- --->nH += 0,1 2H+ + O2- = H2O 0,1 0,05 mol m muối = m oxit – m O(trong oxit) +m gốc axit =2,81 –0,05.16 +0,05.96 =6,81 gam VD2:Cho 8 g hỗn hợp bột kim lọai Mg và Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 5,6 lit H2 ở đktc. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là Giải: nH2 =0,25 ---> nHCl =nCl = 0,25.2 =0,5. m muối =8 + 0,5.35,5=25,75 gam VD3Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại tan hoàn toàn trong HCl dư thấy có 8,96 lít khí thoát ra (đkc) v à dd X, cô cạn dd X thì khối lượng hỗn hợp muối khan thu được là (gam): Giải: nH2 =0,4 ---> nHCl =nCl- = 0,4.2 =0,8. m muối =kl kim loại +kl ion Cl-=11+0,8.35,3=39,4 gam 2/ Axít + Ocid bazơ ( kể cả ocid bazơ không tan) 2H+ + O2-® H2O VD1: Fe2O3 ® a mol Phản ứng dung dịch HCl FexOy ® b mol Giải: nO2- = 3a+ by ® 2H+ + O2- ® H2O 6a+2yb ¬ 3a+yb VD2:Hoà tan 2,4 g một oxit sắt vừa đủ 90ml ddHCl 1M. Công thức của oxit sắt nói trên là: Giải:Gọi CTPT oxit sắt là:FexOy® a mol nHCl =0,09mol 2H+ + O2- ® H2O 0,09 0,045 mol nO2- =ay = 0,045 (1) 56a + 16ya = 2,4 (2) xa =0,03 ® x:y =2:3 ® CTPT là Fe2O3 VD 3:Cho m gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, và Fe3O4 vào dd HCl để phản ứng xảy ra hoàn toàn được dd A. Chia A thành 2 phần bằng nhau. Phần 1: cô cạn thu được m1 g muối khan. Phần 2 : sục khí clo vào đến dư rồi mói cô cạn thì thu được m2 g muối khan. Biết m2 – m1 =0,71gam và trong hỗn hợp đầu tỉ lệ mol giữa FeO và Fe2O3 là 1:1. m có giá trị nàosau đây? A.4,76gam B.9,28gam C. 9,88gam D.5,6gam Giải:Do tỉ lệ mol giữa FeO và Fe2O3 là 1:1nên coi 2 oxit này là Fe3O4. Fe3O4 + 8 HCl ® FeCl2 +2 FeCl3 + 4 H2O P1: Gồm 2 muối có kl là m1 gam P2:Gồm 1 muối có kl là m2 gam 2FeCl2 +Cl2 ® 2 FeCl3 2a a m2 – m1 = a.71 = 0,71 ® a =0,01 ® m = 4.a.232 =9,28 gam 3/ Axít + Bazơ ( kể cả bazơ không tan) H+ + OH- ® H2O VD1: Dung dịch H2SO4 phản ứng với hổn hợp: Fe(OH)3 amol, Al(OH)3 bmol, Cu(OH)2 cmol nOH- = 3a+3b+2c = nH+ VD 2: Khi trộn lẫn 300 ml dung dịch A gồm HCl 0,2M và H2SO4 0,1M với 200 ml dung dịch B gồm NaOH 0,4M và Ba(OH)2 0,1M thì thu được dung dịch D. Dung dịch Dcó: A. pH = 7 B. pH 7 D. 7 < pH < 10 Giải:nH+ =0,3.0,2 +0,3.0.1.2 =0,12 mol nOH- =0,2.0,4 + 0,2.0,2.2 =0,16 mol nOH- dư= 0,04 ® pH > 7 VD3:Để trung hòa dung dịch chứa 0,1 mol NaOH và 0,15 mol Ba(OH)2 cần bao nhiêu lít dung dịch hỗn hợp chứa HCl 0,1M và H2SO4 0,05M? A. 1 lít B. 2 lít C. 3 lít D. 4 lít Giải:nOH- = 0,1 + 0,15.2 = 0,4 nH+ = (0,1 +0,05.2).V =0,2 V = 0,4 ® V = 2 lít 4/ Axít + Kim Loại ® Muối và giải phóng khí H2 nH+ + M® Mn+ + n/2 H2 VD: Na® H ® ½ H2 Mg ® 2 H ® H2 Al ® 3H® 3/2 H2 VD1:Cho 8.3 g hỗn hợp Al,Fe tác dụng hết với dung dịch HCl. Sau phản ứng khối lượng HCl tăng thêm 7.8 g. Khối lượng mỗi muối tạo ra trong dung dịch và kl mỗi kim loại trong hh Giải:n H2 = (8,3-7,8 ):2 = 0,25 3/2a+b = 0,25 27a +56 b = 8,3---> a = b = 0,1 mol VD 2: Cho m gam nhôm,Magiê, sắt vào 250 ml dd X chứa hh axít HCl 1M,H2SO4 0,5 M, thu được 0,2375 mol khí H2 và dd Y.Tính pH của dd Y. Giải:n H+bđ=0,25 +0,25.0,5.2 = 0,5 nH+ pư = 0,2375.2=0,475 nH+ dư =0,025 mol ® CH+=0,1 ® pH =1 5/ CO, H2 khử oxít kim loại sau Al tạo Kim loại + CO2 , H2O CO + O ( trong oxít) to CO2 H2 + O ( trong oxít) to H2O VD1: Hổn hợp gồm CuO ® amol Fe2O3 ® bmol + CO Þ nO(trong oxít) = a+3b CO + O ® CO2 a+3b ¬ a+3b ® a+3b VD2:Một hỗn hợp X gồm Fe2O3, FeO và MgO có khối lượng là 4,24 g trong đó có 1,2 g MgO. Khi cho X phản ứng với CO dư (phản ứng hoàn toàn), ta được chất rắn A và hỗn hợp CO và CO2. Hỗn hợp này khi qua nước vôi trong cho ra 5 g kết tủa. Xác định khối lượng Fe2O3, FeO trong hỗn hợp X. Giải: m 2 oxit sắt là: 4,24 –1,2 =3,04 gam---> 160 a +72 b =3,04 n CO2 = n O(trong 2 oxit sắt) = nCaCO3 =0,05 ----> 3a +b = 0,05 ---> a=0,01 ; b= 0,02 VD3: Nung 24 g một hỗn hợp Fe2O3 và CuO trong một luồng khí H2 dư. Phản ứng hoàn toàn. Cho hỗn hợp khí tạo thành trong phản ứng đi qua 1 bình đựng H2SO4 đặc. Khối lượng của bình này tăng lên 7,2 g. Tính khối lượng Fe và Cu thu được sau phản ứng. A. 5,6 g Fe và 3,2 g Cu B. 11,2 g Fe và 6,4 g Cu C. 5,6 g Fe và 6,4 g Cu D. 11,2 g Fe và 3,2 g Cu Giải:Gọi a , b lần lượt là số mol 2 oxit 160a + 80b = 24 (1) nH2O = 0,4 H2 + O ( trong oxít) ® H2O 0,4 0,4 BT nguyên tố O = 3a + b = 0,4 (2) Giải (1) vá (2)® a = 0,2 ; b= 0,1 chọn B 6/ Phản ứng giữa 2 ion chỉ xảy ra khi sản phẩm có chất kết tủa, dễ bay hơi, điện li yếu. VD1: Ca2+ + CO32- ® CaCO3¯ 2H+ + CO32- ® H2O + CO2­ 2H+ + S2- ® H2S­ Na+ + NO3- x không xảy ra VD2 : Dung dịch chứa amol AlCl3, bmol CuCl2, cmol NaCl phản ứng dung dịch AgNO3 dư thu dmol kết tủa. Mối liên hệ a,b,c,d nCl- = 3a+2b+c Þ nAgCl ¯ = nCl- = nAg+phản ứng = 3a+2b+c = d Ag+ + Cl- ® AgCl¯ 7/ Định luật bảo toàn khối lượng: mghổn hợp kim loại + m1 g dung dịch HCl thu được m2 g dung dịch A, m3 g khí B và m4 g rắn không tan. Ta có : m + m1 = m2 + m3 + m4 Þ m2 = m + m1 – m3 – m4 VD:Hòa tan hoàn toàn 7,8 gam hỗn hợp X gồm Al, Mg bằng dd HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng thêm 7 gam. Khối lượng của Mg và Al trong hỗn hợp ban đầu là : A. 2,4 g và 5,4 g B. 5,1 g và 2,7 g C. 2 g và 5,8 g D. 1,05 g và 6,75 g Giải: n H2 =( 7,8 -7 ) : 2 = 0,4 mol 27 a +24 b = 7,8(1) 1,5 a + b = 0,4 (2) Giải Þ a = 0,2 , b= 0,1 Chọn A 8/ Bảo toàn điện tích: Trong 1 dung dịch : Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm VD1: Dung dịch chứa amol Al3+, bmol Ca2+, cmol SO42-, dmol Cl-. Ta co: 3a + 2b = 2c + d VD2: mg hổn hợp Fe, Mg, Zn phản ứng dung dịch HCl dư thu (m+m1) gam muối. mg hổn hợp trên phản ứng dung dịch HCl thu bao nhiêu gam muối? Giải: . mmuối clorua = mkim loại + mCl- Þ mCl- = m1g Þ nCl- = mol . Bảo toàn điện tích: 2Cl- SO42- ( 2.nSO42- = nCl-) ® . muối sunfat = m + x 96 VD3:Cho m g hỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được (m+62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là: Giải: n NO3- =62:62 = 1mol ---> 2NO3- -------> O2- . n O2- =0,5 mol 1 mol 0.5 mol m oxit = m kim loại + m O = m + 0,5.16 =( m + 8 ) gam Vídụ 4: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 vừa đủ, thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunf và khí NO duy nhất. Giá trị a là: Giải: dd gồm:0,12 mol Fe3+, 2a mol Cu2+ ,(0,24+a) mol SO42- . áp dụng Đlbt điện tích: 3.0,12 +2.2a =2(0,24 +a)® a=0,06 VD5:Chia hỗn hợp 2 kim loại A,B có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau . Phần 1: tan hết trong HCl tạo ra 1,792lit H2 (đkc). Phần 2: nung oxi thu được 2,84g hỗn hợp oxit. Khối lượng hỗn hợp 2 kim loại ban đầu là: A.1,8g B.2,2g C.2,4g D.3,12g Giải: nH2 = 0,08 Þ nHCl = 0,16 = nCl- 2 Cl- ® O 2- 0,16 0,08 KL 2 kin lọai trong hh ban đầu= ( m oxit – m O2-) .2 = 3,12 gam 9/ Bảo toàn nguyên tố +Bảo tòan khối lượng: VD1: Cho 1mol CO2 phản ứng 1,2mol NaOH thu mg muối. Tính m? . = 1,2 Þ sản phẩm tạo 2 muối . Gọi CT 2 muối NaHCO3 ® amol BT nguyên tố Cacbon: a+b = 1 a= 0,08mol Na2CO3 ® bmol BT nguyên tố Natri: a+2b = 1,2 Þ b = 0,02mol VD2 : Hổn hợp A gồm FeO a mol, Fe2O3 b mol phản ứng với CO ở t0 cao thu được hổn hợp B gồm: Fe cmol, FeO dmol, Fe2O3 e mol, Fe3O4 f mol. Mối quan hệ giữa a,b,c,d Ta có : nFe (trong A) = nFe (trong B) a+3b = c + d + 3e + 4f Û VD 3: Hấp thụ hoàn toàn 0,12 mol CO2 vào 2,5 lít dd Ba(OH)2 a mol/l thu được 0,08 mol kết tủa. gí trị của a là bao nhiêu. Giải:n BaCO3 =0,08 ® n C còn lại tạo Ba(HCO3)2 = 0,12 – 0,08 = 0,04 ® nBa(HCO3)2 =0,02 ®n Ba =n Ba(OH)2 =0,08 + 0,02 =0,1 ® CM =0,1/2,5 =0,04 M VD 4:Hòa tan 5,6 gam Fe vào dd H2SO4 dư thu dược dd X.dd X phản ứng vừa đủ với V lít dd KMnO4 0,5 M giá trị của V là? Giải: nFe = nFe2+ =0,1 mol ® nMn2+ = 0,1.1/5=0,02(đlBT electron) ® V = 0,02:0.5 =0,04 lít VD5:Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với 25 g hỗn hợp A gồm Al và Fe2O3 thu được hỗn hợp B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư được 14.8 g hỗn hợp C, không thấy khí thoát ra. Phần trăm khối lượng Fe2O3 trong hỗn hợp A là : A.86.4 % B.84.6 % C.78.4 % D.74.8 % Giải: ĐLBTKL: m hhA = m hhB = 25 gam B + dd NaOH không thấy khí nên B không có Al dư. Khối lượng B giảm chính là Al2O3. mAl2O3 = 25 – 14,8 = 10,2 Þ n Al2O3 = 0,1 mol Þ n Al = 0,2 mol chọn C 10/ Bảo toàn Electron : . Chỉ sử dụng đối với phản ứng oxi hóa khử . Phương pháp: + Xác định chất khử + xác định chất oxi hóa + Viết 2 quá trình + định luật bảo toàn Electron : ne cho = ne nhận VD1 : 0,3 mol FexOy phản ứng với dd HNO3 dư thu được 0,1mol khí NO. Xác định FexOy. Giải : xFe2y/x – ( 3x-2y) ® xFe+3 nFexOy = 0,3 Þ nFe2y/x = 0,3x Þ x = 3 0,3x ® 0,3(3x-2y) y = 4 hoặc x=y=1 N+5 + 3e ® N+2 0,3.(3x – 2y) = 0,3 Þ 3x – 2y = 1 0,3 0,1 Vậy CTPT : Fe3O4 hoặc FeO VD2:Khi để m gam sắt ngoài không khí một thời gian thì bị oxi hóa thành 28,4 gam hỗn hợp A gồm các oxit sắt và một phần sắt còn lại. Cho hh A tác dụng hoàn toàn với dd HNO3 thì thu được 3,36 lít NO (đkc). Giá trị của m là : A. 19,6 gam B. 8,4 gam C. 14 gam D. 22,4 gam Giải: ĐLBT elctron Fe - 3e ® Fe 3+ m/56 3m/56 O2 + 4e ® 2 O2- (28,4 –m)/32 (28,4 –m)/8 N+5 + 3e ® N+2 0,45 0,15 Ta có: 3m/56 = 0,45 + (28,4 – m)/ 8 Þ m = 22,4 gam 11/ Xác định CTPT chất : VD : 1 oxít của sắt có % mFe chiếm 70%. Xác định CTPT của oxít. Gọi CT của oxít là: FexOy Þ Þ Fe2O3