Phương pháp giải toán tự do chọn lượng chất

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TỰ DO CHỌN LƯỢNG CHẤT I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1) Nguyên tắc áp dụng Khi gặp các bài toán có lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chất đề cho đều có chứa chung một tham số: m (g), V(l), x(mol)…) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đã cho. Phương pháp : tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản. Sau khi đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều. 2) Lưu ý : Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì thường chọn hỗn hợp có khối lượng 100 gam ( hoặc 100 lít ). Khi khảo sát về 1 PƯHH thì chọn hệ số làm số mol chất phản ứng. II- BÀI TẬP MINH HỌA 1)Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dd H2SO4 4,9% ( vừa đủ ) thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,87%. Xác định CTPT của oxit kim loại. * Giải : Đặt công thức tổng quát của oxit là R2Ox ( x là hoá trị của R ) Giả sử hoà tan 1 mol R2Ox R2Ox + xH2SO4 ® R2 (SO4)x + xH2O 1mol x(mol) 1mol (2MR + 16x) g 98x (g) (2MR + 96x)g Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : Phương trình nồng độ % của dung dịch muối là : suy ra ta có MR = 12x Vì x là hoá trị của kim loại trong oxit bazơ nên : 1 £ x £ 4 Biện luận: x 1 2 3 4 MR 12 24 36 48 Vậy kim loại là Mg ; oxit kim loại là : MgO 2) Hỗn hợp chứa Fe,FeO, Fe2O3 . Nếu hoà tan hết a gam hỗn hợp bằng HCl thì lượng H2 thoát ra bằng 1% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm. Nếu khử a (g ) hỗn hợp bằng H2 đun nóng, dư thì thu được một lượng nước bằng 21,15% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm. Xác định % mỗi chất trong hỗn hợp đem thí nghiệm. ( ĐS: 28%, 36%, 36% ) 3) Cho a gam dung dịch H2SO4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ). Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là 0,04694 a (g). Tìm C% * Giải : Giả sử a = 100 g Þ Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy ra các phản ứng sau : 2K + H2SO4 K2SO4 + H2 ­ (1) Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 ­ (2) 2K (dư) + 2H2O 2KOH + H2 ­ (3) Theo các ptpư (1),(2),(3) ta có : Þ 31 C = 760 Þ C = 24,5 Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 đã dùng là C% = 24,5% 4) Hoà tan muối cacbonat của kim loại M bằng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ( loãng ) thu được dung dịch muối có nồng độ 14,18%. Hỏi R là kim loại nào. Hướng dẫn: giải tương tự như bài 1 5) Hỗn hợp NaCl và KCl ( hỗn hợp A ) tan trong nước thành dung dịch. Thêm AgNO3 dư vào trong A thì thấy tách ra một lượng kết tủa bằng 229,6% so với lượng A. Tìm % mỗi chất trong A. Hướng dẫn: Chọn lượng A = 100gam ( hoặc đặt số mol a,b rồi lập phương trình biểu diễn quan hệ giữa lượng A và lượng kết tủa, rút ra tỷ lệ a : b ) 6) Nung 1,32 a (g) hỗn hợp Mg(OH)2 và Fe(OH)2 trong không khí đến khối lượng không đổi nhận được một chất rắn có khối lượng bằng a(g). Tính % mỗi oxit tạo ra. Hướng dẫn: Chọn a = 1 7)* Hỗn hợp X gồm CO2; CO; H2 có % thể tích lần lượt là a,b,c và % khối lượng lần lượt là a’,b’,c’ . Đặt a) Hỏi x,y,z nhỏ hơn hay lớn hơn 1 b) Nếu y =1 thì tỉ lệ thể tích của CO2 và H2 trong hõn hợp như thế nào. Hướng dẫn: Chọn hỗn hợp X là 1mol 8) Một lượng vôi bị biến chất gồm CaCO3 và Ca(OH)2 . Nung nóng A ở nhiệt độ cao thì khối lượng chất rắn còn lại bằng 60% khối lượng hỗn hợp ba đầu. Hãy tính % khối lượng hỗn hợp ban đầu. Hướng dẫn: Chọn hỗn hợp đầu là 100gam ( ĐS: 80% ; 20% ) 9) Một loại đá gồm CaCO3; MgCO3 và Al2O3 trong đó Al2O3 bằng khối lượng muối cacbonat. Khi nung đá ở 12000C thu được sản phẩm rắn có khối lượng bằng khối lượng đá trước khi nung. Tính % khối lượng mỗi chất trong đá. Hướng dẫn : Cách 1: giả sử khối lượng đá là 100g số mol mỗi chất là x,y,z ( mol) Þ 100x + 84y + 102z = 100 (1) 100x + 84y = 8. 102z (2) Từ (1) và (2) Þ z = 0,1089 Þ %Al2O3 = 11,1% (2) Û 100x + 84y = 88,8 (2’) Rắn sau khi nung gồm: CaO, MgO, Al2O3 có khối lượng ´ 100 = 60 gam Từ pthh Þ 56x + 40y = 60 - 11,1 = 48,9 ( 3) Giải hệ (2’ và 3) được : x = 0,78 ; y = 0,125 Þ %m = 78,4 % ; 10,5 % Cách 2: giả sử khối lượng đá là 100g Þ mrắn sau = 60 g ; Viết PTHH : Þ hệ phương trình : giải hệ pt tìm x,y 10) Hỗn hợp NaCl và NaBr tác dụng với AgNO3 dư thì lượng kết tủa tạo ra có khối lượng bằng lượng AgNO3 đã phản ứng. Tìm % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. Hướng dẫn : Giải như bài 5 (ĐS: 72,16% ; 27,84% ) 11) Một hỗn hợp Na, Al, Fe Nếu cho hỗn hợp tác dụng với nước dư thì thu được V lít khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với NaOH dư thì thu được V lít khí Nếu cho hỗn hợp tác dụng với HCl dư thì được V lít khí a/ Tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp b/ Nếu giữ nguyên lượng Al còn thay Na và Fe bằng 1 kim loại hoá trị II với lượng bằng ½ tổng khối lượng của Na và Fe rồi cho tác dụng với HCl dư thì vẫn thu được V lít khí ( các thể tích khí đo ở cùng t0, p ). Xác định tên kim loại hoá trị II. Hướng dẫn: a) chọn các số mol H2 ở mỗi TN lần lượt là 1; 1,75 và 2,25 mol b) Dùng phương pháp trung bình cộng : 23 < M < 28 ( chọn Mg ) 12) Một loại đá chứa 80% CaCO3; 10,2% Al2O3 ; 9,8% Fe2O3 . Nung đá ở nhiệt độ cao thu được chất rắn có khối lượng bằng 78% khối lượng đá trước khi nung. a/ Tính hiệu suất của phản ứng phân huỷ CaCO3 b/ Tính % CaO trong đá sau khi nung c/ Cần bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,5M để hoà tan 10 gam đá sau khi nung, giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hướng dẫn: Giả sử hỗn hợp đá là 100g ( ĐS: 62,5% ; 35,9% ; 658ml ) 13) Cho hỗn hợp Fe, Na( lấy dư ) tác dụng với m(gam ) dung dịch HCl x% thì thấy có 0,56m(lít) H2 ( đktc) . Xác định x %. Hướng dẫn: Giải tương tự như bài 3