Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp sử dụng công thức kinh nghiệm

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp sử dụng công thức kinh nghiệm

1. Phạm Ngọc Dũng Ph−ơng pháp 1 Ph−ơng pháp sử dụng công thức kinh nghiệm I. PH ƯƠ NG PHÁP GI ẢI 1. Nộớ dung ph ươ ng phỏp Xột bài to ản t ổng quỏt quen thu ộc: O + HNO 3 (H 2SO 4 đặc, núng) 0 2 +n α β M (1) hỗn h ợp r ắn (M, M xOy) (2) M + N (S ) m gam m1 gam (n: max) Gọi: Số mol kim lo ại là a Số oxi húa cao nh ất (max) c ủa kim lo ại là n Số mol electron nh ận ở (2) là t mol Ta cú: M − ne → M+n ne nh ường = na (mol) a mol na mol Mặt khỏc: ne nh ận = ne (oxi) + ne (2) m− m m− m = 1 . 2 + t = 1 + t 16 8 − m1 m Theo định lu ật b ảo toàn electron: n e nh ường = n e nh ận → na = + t 8 Nhõn c ả 2 v ế v ới M ta được: M.(m− m) M.m M.n (M.a)n = 1 + M.t → m.n = 1 - + M.t 8 8 8 Cu ối cựng ta được: M + .m1 M.t m = 8 (1) M n + 8 Ứng v ới M là Fe (56), n = 3 ta được: m = 0,7.m 1 + 5,6.t (2) Ứng v ới M là Cu (64), n = 2 ta được: m = 0,8.m 1 + 6,4.t (3) Từ (2, 3) ta th ấy: Bài toỏn cú 3 đại l ượng: m, m 1 và ∑ ne nh ận (ho ặc V khớ (2) ) Khi bi ết 2 trong 3 đạ i l ượng trờn ta tớnh được ngay đạ i l ượng cũn l ại. Ở giai đoạn (2) đề bài cú th ể cho s ố mol, th ể tớch hoặc kh ối l ượng c ủa m ột khớ ho ặc nhi ều khớ; ở giai đoạn (1) cú th ể cho s ố lượng ch ất r ắn c ụ th ể là cỏc oxit ho ặc h ỗn h ợp g ồm kim lo ại d ư và cỏc oxit. 1
2. Phạm Ngọc Dũng 2. Ph ạm vi ỏp d ụng và m ột s ố chỳ ý − Ch ỉ dựng khi HNO 3 (ho ặc H 2SO 4 đặc núng) l ấy d ư ho ặc v ừa đủ . − Cụng th ức kinh nghi ệm trờn ch ỉ ỏp d ụng v ới 2 kim lo ại Fe và Cu. 3. Cỏc b ước gi ải − Tỡm t ổng s ố mol electron nh ận ở giai đoạn kh ử N +5 ho ặc S +6 . − Tỡm t ổng kh ối l ượng h ỗn h ợp r ắn (kim lo ại và oxit kim lo ại): m 1 − Áp d ụng cụng th ức (2) ho ặc (3). II THÍ D Ụ MINH H ỌA Thớ d ụ 1. Đốt chỏy hoàn toàn 5,6 gam b ột Fe trong bỡnh O2 thu được 7,36 gam h ỗn hợp X g ồm Fe 2O3, Fe 3O4 và m ột ph ần Fe cũn d ư. Hũa tan hoàn toàn l ượng h ỗn h ợp X ở trờn vào dung d ịch HNO 3 thu được V lớt h ỗn h ợp khớ Y g ồm NO 2 và NO cú t ỷ kh ối so với H 2 bằng 19. Giỏ tr ị c ủa V là A. 0,896. B. 0,672. C. 1,792 D. 0,448 Hướng d ẫn gi ải: n ⇒ n Áp d ụng cụng th ức (2): 5,6 = 0,7. 7,36 + 5,6 ∑ enhaọn (2) ∑ enhaọn (2) = 0,08 Từ d = 19 ⇒ n = n NO = x Y/H 2 NO 2 +5 +4 +2 2 N + 4e → N + N ⇒ 4x = 0,08 ⇒ x = 0,02 4x x x Vậy: V = 22,4. 0,02. 2 = 0,896 lớt → Đỏp ỏn A. Thớ d ụ 2. Để m gam b ột Fe trong khụng khớ m ột th ời gian thu d ược 11,28 gam h ỗn hợp X g ồm 4 chất. Hũa tan h ết X trong l ượng dư dung d ịch HNO 3 thu được 672ml khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, đktc). Giỏ tr ị c ủa m là: A. 5,6. B. 11,2. C. 7,0. D. 8,4. Hướng d ẫn gi ải: Áp d ụng cụng th ức (2): N+5 + 3e → N+2 ⇒ ∑n nh ận = 0,09 ⇒ m = 0,7. 11,28 + 5,6.0,09 = 8,4gam 0,09 0,03 e → Đỏp ỏn D. Thớ dụ 3. Cho 11,36 gam h ỗn h ợp X g ồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe 3O4 phản ứng h ết v ới dung dịch HNO 3 loóng, d ư thu được 1,344 lớt khớ NO (s ản ph ẩm 1 kh ử duy nh ất, đo ở đktc) và dung dịch Y. Cụ c ạn dung d ịch Y thu được m gam mu ối khan. Giỏ tr ị c ủa m là A. 49,09. B. 35,50. C. 38,72. D. 34,36. 2
3. Phạm Ngọc Dũng Hướng d ẫn gi ải Áp d ụng cụng th ức (2): N+5 + 3e → N+3 ⇒ ∑ ne nh ận = 0,18 0,18 0,06 0,7.11,36+ 5,6.0,18 n = n Fe = = 0,16 Fe(NO3 ) 3 56 ⇒ m = 242 . 0,16 = 38,72gam → Đỏp ỏn C. Thớ d ụ 4 . Cho 11,6 gam h ỗn h ợp X g ồm Fe, FeO, Fe 2O3 vào dung d ịch HNO 3 loóng, d ư thu được V lớt khớ Y g ồm NO và NO 2 cú t ỉ kh ối so v ới H 2 bằng 19. M ặt khỏc, n ếu cho cựng l ượng hỗn h ợp X trờn tỏc d ụng v ới khớ CO núng d ư thỡ sau khi ph ản ứng x ảy ra hoàn toàn thu được 9,52 gam Fe. Giỏ tr ị c ủa V là A. 1,40. B. 2,80. C. 5,60. D. 4,20. Hướng d ẫn gi ải: = = Từ dY/H = 19 ⇒ nNO n NO x⇒ ∑ n e nh ận = 4x 2 2 Áp d ụng cụng thức: 9,52 = 0,7. 11,6 + 5,6. 4x ⇒ x = 0,0625 ⇒ V = 22,4. 0,0625. 2 = 2,80 lớt → Đỏp ỏn B. Thớ d ụ 5 . Nung m gam b ột Cu trong oxi thu được 24,8 gam h ỗn h ợp ch ất rắn X g ồm Cu, CuO và Cu 2O. Hoà tan hoàn toàn X trong H 2SO 4 đặc núng 1 thoỏt ra 4,48 lớt khớ SO 2 (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc). Giỏ tr ị c ủa m là A. 9,6. B. 14,72. C. 21,12. D. 22,4. Hướng d ẫn gi ải: Sơ đồ húa bài toỏn: Cu O 2 X H 2 SO 4 Cu +2 + S +4 (1) (2) Áp d ụng cụng th ức (3): m = 0,8.mrắn + 6 4.n e nh ận ở (2) ⇒ m = 0,8.24,8 + 6,4.0,2.2 = 22,4gam → Đỏp ỏn D. III. BÀI T ẬP ÁP D ỤNG 1. Để m gam b ột s ắt ngoài khụng khớ, sau m ột th ời gian th ấy kh ối l ượng của h ỗn h ợp thu được là 12 gam. Hũa tan h ỗn h ợp này trong dung d ịch HNO 3 thu được 2,24 lớt khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc). Giỏ tr ị c ủa m là A. 5,6 gam. B. 10,08 gam. C. 11,84 gam. D. 14,95 gam. 2. Hũa tan hoàn toàn 10 gam h ỗn h ợp X (Fe, Fe 2O3) trong dung d ịch HNO 3 vừa đủ được 1,12 lớt NO (ở đktc, s ản ph ẩm kh ử duy nh ất) và dung d ịch Y. Cho Y tỏc d ụng v ới dung d ịch NaOH dư được k ết t ủa Z. Nung Z trong khụng khớ đến kh ối lượng khụng đổ i được m gam ch ất r ắn. Giỏ tr ị c ủa m là A. 12 gam. B. 16 gam. C. 11,2 gam. D. 19,2 gam. 3. Hũa tan h ết m gam h ỗn h ợp Fe, Fe 2O3, Fe 3O4 trong dung d ịch HNO 3 đặc, núng d ư được 448 ml khớ NO 2 (ở đktc). Cụ cạn dung d ịch sau ph ản ứng được 14,52 gam mu ối khan. Giỏ tr ị của m là 3
4. Phạm Ngọc Dũng A. 3,36 gam. B. 4,28 gam. C. 4,64 gam. D. 4,80 gam. 4. Đốt chỏy hoàn toàn 5,6 gam b ột Fe trong m ột bỡnh oxi thu được 7,36 gam h ỗn h ợp X g ồm Fe 2O3, Fe 3O4 và m ột ph ần Fe d ư. Hũa tan hoàn toàn h ỗn h ợp X b ằng dung d ịch HNO 3 thu được V lớt h ỗn h ợp khớ Y gồm NO 2 và NO cú t ỉ kh ối so v ới H 2 bằng 19. Giỏ tr ị c ủa V A. 0,896 lớt. B. 0,672 lớt. C. 0,448 lớt. D. 1,08 lớt. 5. Cho lu ồng khớ CO đi qua ống s ứ đự ng m gam Fe2O3 nung núng. Sau m ột th ời gian thu được 13,92 gam h ỗn h ợp X g ồm 4 ch ất. Hũa tan h ết X b ằng HNO 3 đặc, núng d ư được 5,824 lớt NO 2 (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc). Giỏ tr ị c ủa m là A. 16 gam. B. 32 gam. C. 48 gam. D. 64 gam. 6. Cho 11,6 gam h ỗn h ợp X g ồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung d ịch HNO 3 loóng, d ư được V lớt khớ Y g ồm NO và NO 2 cú t ỉ kh ối h ơi so v ới H 2 là 19. M ặt khỏc, n ếu cho cựng l ượng h ỗn h ợp X trờn tỏc d ụng v ới khớ CO d ư thỡ sau khi phản ứng hoàn toàn được 9,52 gam Fe. Giỏ tr ị c ủa V là A. 2,8 lớt. B. 5,6 lớt. C. 1,4 lớt. D. 1,344 lớt. 7. Nung m gam b ột đồ ng kim lo ại trong oxi thu được 24,8 gam h ỗn h ợp rắn X g ồm Cu, CuO và Cu 2O. Hũa tan hoàn toàn X trong H 2SO 4 đặc núng thoỏt ra 4,48 lớt khớ SO 2 (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc). Giỏ tr ị c ủa m là A. 9,6 gam. B. 14,72 gam. C. 21,12 gam. D. 22,4 gam. 8. Hũa tan hoàn toàn 18,16 gam h ỗn h ợp X g ồm Fe và Fe3O4 trong 2 lớt dung d ịch HNO 3 2M thu được dung d ịch Y và 4,704 lớt khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc). Ph ần tr ăm kh ối lượng Fe trong h ỗn h ợp X là A. 38,23%. B. 61,67%. C. 64,67%. D. 35,24%. 9. Cho m gam h ỗn h ợp X g ồm Fe, Fe3O4 tỏc d ụng v ới 200 ml dung d ịch HNO 3 3,2M. Sau khi ph ản ứng hoàn toàn được 0,1 mol khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất) và cũn l ại 1,46 gam kim lo ại khụng tan. Giỏ tr ị c ủa m là A. 17,04 gam. B. 19,20 gam. C. 18,50 gam. D. 20,50 gam. 10. Để m gam Fe trong khụng khớ m ột th ời gian được 7,52 gam h ỗn h ợp X gồm 4 ch ất. Hũa tan h ết X trong dung d ịch H 2SO 4 đặc, núng d ư được 0,672 lớt khớ SO 2 (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc) và dung d ịch Y. Cụ c ạn c ẩn th ận dung d ịch Y được m 1 gam mu ối khan. Giỏ tr ị c ủa m và m 1 lần r ượt là A. 7 gam và 25 gam. C. 4,48 gam và 16 gam. B. 4,2 gam và 1,5 gam. D. 5,6 gam và 20 gam. 11. Cho 5,584 gam h ỗn h ợp b ột Fe và Fe 3O4 tỏc d ụng v ừa đủ v ới 500 ml dung d ịch HNO 3 loóng. Sau khi ph ản ứng x ảy ra hoàn toàn được 0,3136 lớt khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc) và dung d ịch X. N ồng độ mol/l của dung d ịch HNO 3 là A. 0,472M. B. 0,152M C. 3,04M. D. 0,304M. 12. Để kh ử hoàn toàn 9,12 gam h ỗn h ợp cỏc oxit: FeO, Fe 3O4 và Fe 2O3 cần 3,36 lớt khớ H 2 (đktc). N ếu hũa tan 9,12 gam h ỗn h ợp trờn b ằng H 2SO 4 đặc, núng d ư thỡ th ể tớch khớ SO 2 (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc) thu được t ối đa là A. 280 ml. B. 560 ml. C. 672 ml. D. 896 ml. 13. Cho khớ CO đi qua ống s ứ đự ng 16 gam Fe 2O3 đun núng, sau khi ph ản ứng thu được h ỗn hợp X g ồm Fe, FeO, Fe 3O4 và Fe 2O3 Hũa tan hoàn toàn X b ằng H 2SO 4, đặc, núng thu được 4
5. Phạm Ngọc Dũng dung d ịch Y. Kh ối l ượng mu ối trong Y là: A. 20 gam. B. 32 gam. C. 40 gam. D. 48 gam. 14. Hũa tan 11,2 gam kim lo ại M trong dung d ịch HCI (d ư), thu được 4,48 lớt (ở đktc) H 2. Cũn nếu hoà tan hỗn h ợp X g ồm 11,2 gam kim lo ại M và 69,6 gam oxit M xOy trong lượng d ư dung dịch HNO 3 thỡ được 6,72 lớt khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, đktc). Cụng th ức c ủa oxit kim lo ại là A. Fe 3O4. B. FeO. C. Cr 2O3 D. CrO 15. Cho 37 gam h ỗn h ợp X g ồm Fe, Fe 3O4 tỏc d ụng v ới 640 ml dung d ịch HNO 3 2M loóng, đun núng. Sau khi cỏc ph ản ứng x ảy ra hoàn toàn thu được V lớt khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc), dung d ịch Y và cũn l ại 2,92 gam kim lo ại. Giỏ tr ị c ủa V là A. 2,24 lớt. B. 4,48 lớt. C. 3,36 lớt. D. 6,72 lớt. 16. Cho lu ồng khớ CO đi qua ống s ứ ch ứa 0,12 mol h ỗn h ợp g ồm FeO và Fe2O3 nung núng, ph ản ứng t ạo ra 0,138 mol CO 2. Hỗn h ợp ch ất r ắn cũn l ại trong ống n ặng 14,352 gam g ồm 4 ch ất. Hũa tan h ết h ỗn h ợp 4 ch ất này vào dung d ịch HNO 3 dư thu được V lớt khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất ở đktc). Giỏ tr ị c ủa V là A. 0,244 lớt. B. 0,672 lớt. C. 2,285 lớt. D. 6,854 lớt. 17. Cho luồng khớ CO đi qua ống s ứ đự ng 5,8 gam Fe xOy nung núng trong m ột th ời gian thu được hỗn h ợp khớ X và ch ất r ắn Y. Cho Y tỏc đụng v ới dung dịch HNO 3 dư được dung d ịch Z và 0,784 lớt khớ NO (s ản ph ẩm kh ử duy nh ất, ở đktc). Cụ c ạn dung d ịch Z được 18,15 gam mu ối khan. Hũa tan Y bằng HCl dư th ấy cú 0,672 lớt khớ (ở đktc). Ph ần tr ăm kh ối lượng c ủa s ắt trong Y là A. 67,44%. B. 32,56%. C. 40,72%. D. 59,28%. 18. Cho lu ồng khớ CO đi qua ống s ứ đự ng 30,4 gam h ỗn h ợp X g ồm Fe 2O3 và FeO nung núng trong m ột th ời gian thu được h ỗn h ợp ch ất r ắn Y. Hũa tan hết Y trong HNO 3 vừa đủ được dung dịch Z. Nhỳng thanh đồ ng vào dung d ịch Z đế n ph ản ứng hoàn toàn th ấy kh ối l ượng thanh đồng gi ảm 12,8 gam. Ph ần tr ăm kh ối lượng c ủa cỏc ch ất trong h ỗn h ợp X l ần lượt b ằng A. 33,3% và 66,7%. B. 61,3% và 38,7%. C. 52,6% và 47,4%. D. 75% và 25%. 19. Hũa tan hoàn toàn m gam Fe 3O4 trong dung d ịch HNO 3, toàn b ộ l ượng khớ NO thoỏt ra đem tr ộn v ới l ượng O 2 vừa đủ để h ỗn h ợp h ấp thự hoàn toàn trong n ước được dung d ịch HNO 3. Bi ết th ể tớch oxi đó tham gia vào quỏ trỡnh trờn là 336 ml (ở đktc). Giỏ tr ị c ủa m là A. 34,8 gam. B. 13,92 gam. C. 23,2 gam. D. 20,88 gam. 20. Th ổi t ừ t ừ V lớt h ỗn h ợp khớ CO và H 2 cú t ỉ kh ối h ơi so v ới H 2 là 7,5 qua m ột ống s ứ đự ng 16,8 gam h ỗn h ợp 3 oxit CuO, Fe 3O4, Al 2O3 nung núng. Sau ph ản ứng thu được h ỗn h ợp khớ và h ơi cú tỉ kh ối so v ới H 2 là 15,5. Dẫn h ỗn h ợp khớ này vào dung d ịch Ca(OH) 2 dư th ấy cú 5 gam k ết tủa. Th ể tớch V ( ở đktc) và kh ối l ượng ch ất r ắn cũn l ại trong ống s ứ l ần l ượt là A. 0,448 lớt; 16,48 gam. C. 1,568 lớt; 15,68 gam B. 1,12 lớt; 16 gam. D. 2,24 lớt; 15,2 gam. III. ĐÁP ÁN 1.B 2.C 3.C 4.A 5.A 6.A 7.D 8.B 9.C 10.D 11.A 12.C 13.C 14.A 15.B 16.C 17.B 18.C 19.B 20.D 5