Phương pháp sử dụng công thức kinh nghiệm (Trích từ cuốn “Phương pháp mới giải nhanh các bài toán Hóa học THPT”)

Nội dung text: Phương pháp sử dụng công thức kinh nghiệm (Trích từ cuốn “Phương pháp mới giải nhanh các bài toán Hóa học THPT”)

1. PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÔNG THỨC KINH NGHIỆM (Trích từ cuốn “Phương pháp mới giải nhanh các bài toán Hóa học THPT”) I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Nội dung phương pháp * Xét bài toán tổng quát quen thuộc: + O2 +HNO3(H2SO4 đặc, nóng) m gam m1gam (n: max) Gọi: Số mol kim loại a Số oxi hoá cao nhất (max) của kim loại là n Số mol electron nhận ở (2) là t mol Ta có: Mặt khác: ne nhận = n e (oxi) + ne (2) + Ứng với M là Fe (56), n = 3 ta được: m = 0.7.m1 + 5,6.t (2) + Ứng với M là Cu (64), n = 2 ta được: m = 0.8.m1 + 6,4.t (3) Từ (2,3) ta thấy: + Bài toán có 3 đại lượng: m, m1 và Σne nhận (2) (hoặc V khí (2)). Khi biết 2 trong 3 đại lượng trên ta tính được ngay đại lượng còn lại. + Ở giai đoạn (2) đề bài có thể cho số mol, thể tích hoặc khối lượng của 1 khí hay nhiều khí; ở Trần Văn Trung
2. giai đoạn (1) có thể cho số lượng chất rắn cụ thể là các oxit hoặc hỗn hợp gồm kim loại dư và các oxit. 2. Phạm vi áp dụng và một số chú ý + Chỉ dùng khí HNO3 (hoặc (H2SO4 đặc, nóng) lấy dư hoặc vừa đủ. + Công thức kinh nghiệm trên chỉ áp dụng với 2 kim loại Fe và Cu. 3. Các bước giải + Tìm tổng số mol electron nhận ở giai đoạn khử N+5 hoặc S+6 + Tìm tổng khối lượng hỗn hợp rắn (kim loại và oxit kim loại): m1 + Áp dụng công thức (2) hoặc (3) II. THÍ DỤ MINH HOẠ Thí dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam bột Fe trong bình O2 thu được 7,36 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Fe3O4 và một phần Fe còn dư. Hoà tan hoàn toàn lượng hỗn hợp X ở trên vào dung dịch HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí Y gồm NO2 và NO có tỉ khối so với H2 bằng 19. Giá trị của V là: A. 0,896. B. 0,672. C. 1,792. D.0,448. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (1): ∑ne nhận (2) => ∑ne nhận (2) = 0,08 Từ dy/H2 =19 => nNO2 = nNO = x Vậy: V = 22,4.0,02.2 = 0,896 lít -> Đáp án A. Thí dụ 2. Để m gam bột Fe trong không khí một thời gian thu được 11,28 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hoà tan hết X trong lượng dư dung dịch HNO3 thu được 672ml khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của m là: A. 5,6. B.11.2. C.7,0 D. 8.4. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (2): -> Đáp án D. Thí dụ 3. Cho 11,36 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan.Giá trị của m là: A. 49,09 B. 35,50 C. 38,72. D.34,36. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (2): Trần Văn Trung
3. => m = 38,72 gam Đáp án C. Thí dụ 4. Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được V lít khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối so với H2 bằng 19. Mặt khác, nếu cho cùng lượng hỗn hợp X trên tác dụng với khí CO nóng dư thì sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 9,52 gam Fe. Giá trị của V là: A. 1,40. B. 2,80 C.5,60. D.4,20 Hướng dẫn giải: Từ dy/H2 =19 => nNO2 = nNO = x => ∑ne nhận = 4x Áp dụng công thức: 9,52 = 0,7.11,6 + 5,6.4x => x = 0,0625 => V = 22,4.0,0625.2 = 2,80 lít -> Đáp án B Thí dụ 5. Nung m gam bột Cu trong oxi thu được 24,8 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Cu, CuO và Cu2O. Hoà tan hoàn toàn X trong H2SO4 đặc nóng thoát ra 4,48 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là: A. 9,6 B. 14,72 C. 21,12 D. 22,4. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (3): M = 0,8m rắn + 6,4.n e nhận ở (2) => m = 0,8.24,8 + 6,4.0,2.2 = 22,4 gam => Đáp án D. III. Bài tập áp dụng Câu 1: Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thấy khối lượng của hỗn hợp thu được là 12 gam. Hòa tan hỗn hợp này trong dung dịch HNO3 thu được 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là: A. 5,6 gam. B. 20,08 gam. C. 11,84 gam. D. 14,95 gam. Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp X (Fe, Fe2O3) trong dung dịch HNO3 vừa đủ thu được 1,12 lít NO (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khi khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Giá trị của m là: A. 12 gam. B. 16 gam. C. 11,2 gam. D. 19,2 gam. Câu 3: Hòa tan hết m gam hỗn hợp Fe, Fe2O3, Fe3O4 trong dung dịch HNO3 đặc,nóng dư được 448 ml khí NO2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 14,52 gam muối khan. Giá trị của m là: A. 3,36 gam. B. 4,28 gam. C. 4,64 gam. D. 4,80 gam. Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam bột Fe trong bình oxi thu được 7,36 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Fe3O4 và một phần Fe dư. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X bằng dung dịch HNO3 thu được V lít khí Y gồm NO2 và NO có tỉ khối so với H2 bằng 19. Giá trị của V là: A. 0,896 lít. B. 0,672 lít. C. 0,448 lít. D. 1,08 lít. Câu 5: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 13,92 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hòa tan hết X bằng HNO3 đặc, nóng dư được 5,824 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của m là: Trần Văn Trung
4. A. 16 gam. B. 32 gam. C. 48 gam. D. 64 gam. Câu 6: Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng, dư được V lít khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối hơi so với H2 là 19. Mặt khác, nếu cho cùng lượng khí hỗn hợp X trên tác dụng với khí CO dư thì sau phản ứng hoàn toàn được 9,52 gam Fe. Giá trị của V là: A. 2,8 lít. B. 5,6 lít. C. 1,4 lít. D. 1,344 lít. Câu 7: Nung m gam bột đồng kim loại trong oxi thu được 24,8 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO và Cu2O. Hòa tan hoàn toàn X trong H2SO4 đặc nóng thoát ra 4,48 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là: A. 9,6 gam. B. 14,72 gam. C. 21,12 gam. D. 22,4 gam. Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 18,16 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe3O4 trong 2 lít dung dịch HNO3 2M thu được dung dịch Y và 4,704 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Phần trăm khối lượng Fe trong hỗn hợp X là: A. 38,23%. B. 61,67%. C. 64,67%. D. 35,24%. Câu 9: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200 ml dung dịch HNO3 3,2M. Sau khi phản ứng hoàn toàn được 0,1 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 1,46 gam kim loại không tan. Giá trị của m là: A. 17,04 gam. B. 19,20 gam. C. 18,50 gam. D. 20,50 gam. Câu 10: Để m gam Fe trong không khí 1 thời gian được 7,52 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hòa tan hết X trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư được 0,672 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch Y. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y được m1 gam muối khan. Giá trị của m và m1 lần lượt là: A. 7 gam và 25 gam. B. 4,2 gam và 1,5 gam. C. 4,48 gam và 16 gam. D. 5,6 gam và 20 gam. Câu 11: Cho 5,584 gam hỗn hợp bột Fe và Fe3O4 tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch HNO3 loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn được 0,3136 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Nồng độ mol của dung dịch HNO3 là: A. 0,472M. B. 0,152M C. 3,04M. D. 0,304M. Câu 12: Để khử hoàn toàn 9,12 gam hỗn hợp các oxit: FeO, Fe3O4 và Fe2O3 cần 3,36 lít H2 (đktc). Nếu hòa tan 9,12 gam hỗn hợp trên bằng H2SO4 đặc nóng dư thì thể tích khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) thu được tối đa là: A. 280 ml. B. 560 ml. C. 672 ml. D. 896 ml. Câu 13: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 16 gam Fe2O3 đun nóng, sau khi phản ứng thu được hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3. Hòa tan hoàn toàn X bằng H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y. Khối lượng muối trong Y là: A. 20 gam. B. 32 gam. C. 40 gam. D. 48 gam. Câu 14: Hòa tan 11,2 gam kim loại M trong dung dịch HCl dư thu được 4,48 lít H2 (ở đktc). Còn nếu hòa tan hỗn hợp X gồm 11,2 gam kim loại M và 69,6 gam oxit MxOy trong lượng dư dung dịch HNO3 thì được 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Công thức của oxit kim loại là: A. Fe3O4. B. FeO C. Cr2O3. D. CrO. Trần Văn Trung
5. Câu 15: Cho 37 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 640 ml dung dịch HNO3 2M loãng, đung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,92 gam kim loại. Giá trị của V là: A. 2,24 lít. B. 4,48 lít. C. 3,36 lít. D. 6,72 lít. Câu 16: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ chứa 0,12 mol hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3 nung nóng, phản ứng tạo ra 0,138 mol CO2. Hỗn hợp chất rắn còn lại trong ống nặng 14,325 gam gồm 4 chất. Hòa tan hết hỗn hợp 4 chất này vào dung dịch HNO3 dư thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là: A. 0,244 lít. B. 0,672 lít. C. 2,285 lít. D. 6,854 lít. Câu 17: Cho luông khí CO đi qua ống sứ đựng 5,8 gam FexOy nung nóng trong một thời gian thu được hỗn hợp khí X và chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HNO3 dư được dung dịch Z và 0,784 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch Z được 18,15 gam muối khan. Hòa tan Y bằng HCl dư thấy có 0,672 lít khí (ở đktc). Phần trăm khối lượng của sắt trong Y là: A. 67,44%. B. 32,56%. C. 40,72%. D. 59,28%. Câu 18: Cho luồng khí CO đi qua ống sư đựng 30,4 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3 và FeO nung nóng trong một thời gian dài thu được hỗn hợp chất rắn Y. Hòa tan hết Y trong HNO3 vừa đủ được dung dịch Z. Nhúng thanh đồng vào dung dịch Z đến khi phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng thanh đồng giảm 12,8 gam. Phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp X lần lượt bằng: A. 33,3% và 66,7%. B. 61,3% và 38,7%. C. 52,6% và 47,4%. D. 75% và 25%. Câu 19: Hòa tan hoàn toàn m gam Fe3O4 trong dung dịch HNO3, toàn bộ lượng khí NO thoát ra đem trộn với lượng O2 vừa đủ để hỗn hợp hấp thụ hoàn toàn trong nước được dung dịch HNO3. Biết thể tích Oxi đã tham gia vào quá trình trên là 336 ml (ở đktc). Giá trị của m là: A. 34,8 gam. B. 13,92 gam. C. 23,2 gam. D. 20,88 gam. Câu 20: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí CO và H2 có tỉ khối hơi so với H2 là 7,5 qua một ống sứ đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng. Sau khi phản ứng thu được hỗn hợp khí và hơi có tỉ khối so với H2 là 15,5; dẫn hỗn hợp khí này vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 5 gam kết tủa. Thể tích V (ở đktc) và khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ lần lượt là: A. 0,448 lít; 16,48 gam. B. 1,12 lít; 16 gam. C. 1,568 lít; 15,68 gam. D. 2,24 lít; 15,2 gam. Đáp án: 1B - 2C - 3C - 4A - 5A - 6A - 7D - 8B - 9C - 10D 11A - 12C - 13C - 14A - 15B - 16C - 17B - 18C - 19B - 20D. Trần Văn Trung