Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC I. Phương pháp tính toán theo phương trình hóa học 1. Kiến thức cần nhớ a. Công thức tính số mol: m n M  ; 22,4 o V n  (thể tích khí ở đktc). . . PV n R T  , với P: áp suất (1 atm = 760 mmHg) V: thể tích khí (lít), T = 273 + t o C. 22,4 273 R  b. Nồng độ - Nồng độ phần trăm: % .100 ct dd m C m  m ct : khối lượng chất tan (g) m dd =m dm +m ct : khối lượng dung dịch - Nồng độ mol M n C V  n: số mol của cấu tử (phân tử, ion trong dung dịch); V: thể tích của dung dịch (lít). - Khối lượng riêng: () kg () lít mg D hay Vml  * Những lưu ý khi giải toán: - Xác định chất tham gia và tạo thành của phản ứng (theo dữ kiện đề cho). - Cân bằng phương trình phản ứng. - Áp dụng các công thức để tìm số mol các chất (nếu được) - Dùng quy tắc tam xuất để tìm số mol chất có liên quan đến yêu cầu của đề. - Từ số mol chất đã tìm được, áp dụng các công thức cơ bản tính lượng chất theo yêu cầu của đề bài. - Đố i với bài toán hỗn hợp các chất tác dụng với nhau, ta có thể đặt a, b,… là số mol của chất A,B… Lúc đó, ta có . . AB hh aM bM m * Lưu ý: Căn cứ vào phương trình phản ứng, ta chỉ có thể tính được số mol, khối lượng hay thể tích của chất xuất hiện trong phương trình phản ứng. 2. Ví dụ minh họa: I.1. Cho 23 g rượu etylic tác dụng với Na dư thu được V lít H 2 (đktc). Tìm V. I.2. Cho 20 g dung dịch axit axetic 30% tác dụng với CaCO 3 dư, thu được V lít CO 2 (đktc). Tìm V. I.3. Trung hòa m g dung dịch axit axetic 20% cần dùng 25 ml dung dịch NaOH 0,1M. Tính m. I.4. Oxi chiếm 20% thể tích không khí. Tính thể tích không khí cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 448 ml (đktc) hỗn hợp khí gồm: metan và prôpan, tỉ khối của hỗn hợp khí so với hiđro là 15. I.5. Từ 5 lít rượu 46 o có thể pha loãng và lên men thu được bao nhiêu kg giấm ăn (giả sử có nồng độ axit axetic 5%). Biết khối lượng riêng của rượu etylic là 0,8 g/ml. I.6. Để thu được 2 lít giấm ăn (chứa 5% axit axetic), D= 0,9 g/ml cần lên men bao nhiêu lít rượu etylic 10 o . Biết khối lượng riêng của rượu etylic là 0,8 g/ml. I.7. Hỗn hợp M gồm ancol metylic, ancol etylic và phenol. Cho 14,45 g M tác dụng với Na (lấy dư), thu được 2,787 lít H 2 (ở 27 o C và 750mmHg). Mặt khác 11,56 g M tác dụng vừa hết với 80 ml dung dịch NaOH 1M. Tính phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M. I.8. Nhiệt phân hoàn toàn 27,3 g hỗn hợp rắn X gồm NaNO 3 và Cu(NO 3 ) 2 , thu được hỗn hợp khí có thể tích 6,72 lít (đktc). Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp X. I.9. Khi hòa tan 30 g hỗn hợp đồng và đồng (II) oxit trong dung dịch HNO 3 1M lấy dư, thấy thoát ra 6,72 lít khí NO (đktc). Tính khối lượng của đồng (II) trong hỗn hợp đầu. I.10. Chia hỗn hợp hai kim loại Cu và Al thành hai phần bằng nhau. - Phần thứ nhất: cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 đặc, nguội thu được 8,96 lít NO 2 . - Phần thứ hai: Cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu được 6,72 lít khí. Xác định thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp trên. II. Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 2 1. Kiến thức cần nhớ: - Phương pháp trung bình chỉ áp dụng cho bài toàn hỗn hợp các chất. - Giá trị trung bình dùng để biện luận tìm ra nguyên tử khối hoặc phân tử khối hay số nguyên tử trong phân tử hợp chất. - Ta có thể áp dụng các biểu thức sau để tính toán: AB aM bM M ab    khoái löôïng hoãn hôïp soá mol hoãn hôïp (M A < M < M B ) hay .22,4 hh m M V  (1)( ) an bm n nxmynxm x nnm ab    nếu 2 nm nab   a, b là số mol của chất có khối lượng mol M A , M B . n, m là số nguyên tử cacbon của chất A, B. x, y là tỉ lệ phần mol của chất có khối lượng M A , M B . Với y = 1 - x M A , M B là khối lượng mol của chất A, B. M , n : là khối lượng mol và số nguyên tử C trung bình của hỗn hợp chất. 2. Ví dụ minh họa: II.1. Một hỗn hợp gồm 2 chất đồng đẳng ankan kế tiếp có khối lượng 24,8 g. Thể tích tương ứng là 11,2 lít (đktc). Tìm CTPT của hai ankan. II.2. Đốt cháy hoàn toàn 4,4 g hỗn hợp hai ankan X, Y ở thể khí, cho 6,72 lít CO 2 (đktc). Biết thể tích của hai ankan bằng nhau. Tìm CTPT của 2 ankan. II.3. Cho 1,06 g hỗn hợp 2 ancol đồng đẳng liên tiếp của ancol etylic tác dụng với natri dư thấy thoát ra 224 ml hiđro (đktc). Tính khối lượng muối tạo thành và số mol của mỗi ancol. II.4. Một hỗn hợp gồm 2 axit hữu cơ đơn chức M và N liên tiếp trong dãy đồng đẳng. Cho 9,2 g M và 12 g N tác dụng hết với Na thu được 4,48 lít (đktc). Tính khối lượng muối thu được. II.5. Đốt cháy 1,46 g hỗn hợp 2 ankan có tỉ lệ thể tích là 1:2 thu được 2,24 lít khí CO 2 (đktc). Tìm CTPT của 2 ankan. II.6. Hỗn hợp X gồm propan, propen, propin có tỉ khối so với H 2 là 21,2. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thì tổng khối lượng CO 2 và H 2 O thu được là bao nhiêu? II.7. Hòa tan hoàn toàn 12,4 g hỗn hợp gồm hai kim loại kiềm X và Y (ở hai chu kì liên tiếp) trong nước, được 4,48 lít khí (đktc). Xác định X và Y. II.8. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm ACO 3 và BCO 3 (A, B là hai kim loại ở hai chu kì liên tiếp của nhóm IIA) trong dung dịch HCl, được 46,8 g muối và 11,2 lít khí (đktc). Tìm m và xác định A,B. II.9. Hòa tan hoàn toàn 68,1 g hỗn hợp muối clorua của hai kim loại nằm ở hai chu kì liên tiếp của nhóm IA trong dung dịch AgNO 3 , được 84,6 g muối nitrat. Xác định A và B. II.10. Trung hoà một dung dịch có chứa 17,8 g hỗn hợp hai axit hữu cơ no, đơn chức, mạch hở , kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng bằng dung dịch NaOH, thu được23,3 g muối. Xác định công thức phân tử của hai axit. III. Phương pháp bảo toàn khối lượng 1. Kiến thức cần nhớ + Trong một phản ứng hóa học tổng khối lượng của các sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất phản ứng. + Khi cô cạn dd thì khối lượng hỗn hợp muối thu được bằng tổng khối lượng của các cation kim loại và anion gốc axit. 2. Ví dụ minh họa V.1. Cho từ từ một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m g h ỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 đun nóng thu được 64g sắt, khí đi ra sau phản ứng cho đi qua dd Ca(OH) 2 dư được 40g kết tủa. Tính m. V.2. Khi cho oxit của một kim loại hóa trị n tác dụng với dung dịch HNO 3 vừa đủ thì tạo thành 34 g muối nitrat và 3,6 g nước. Tính khối lượng và công thức phân tử của oxit kim loại đã dùng. V.3. Nhiệt phân 27,3 g hỗn hợp rắn gồm NaNO 3 và Cu(NO 3 ) 2 sau một thời gian dừng lại, để nguội và đem cân thu được m g chất rắn X và có 6,72 lít khí (đktc) có tỉ khối hơi so với O 2 bằng 1,29 thoát ra. Tìm giá trị của m. V.4. Hỗn hợp X chứa ancol etylic và 2 ankan kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Khi đốt cháy hoàn toàn 18,9 g X cần V lít O 2 , thu được 26,1 g H 2 O và 26, 88 lít CO 2 . Tìm V. Các thể tích khí đo ở đktc. V.5. Hỗn hợp khí A chứa metan, axetilen và propen. Đốt cháy hoàn toàn 11 g hỗn hợp A thu được 12,6 g H 2 O và a g CO 2 . Tìm giá trị của a. V.6. Hỗn hợp M gồm ancol metylic, ancol etylic và phenol. Cho 14,450 g M tác dụng với Na (lấy dư), thu được 2,52 lít khí H 2 (đktc). Tính khối lượng muối thu được. Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 3 V.7. Để thủy phân hoàn toàn m g hỗn hợp 2 este cần 150 ml dung dịch NaOH 1M. Khi phản ứng kết thu, thu được 15,4 g muối và 6,2 g ancol. Tìm m. V.8. Cho 3,6 g axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch gồm 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dung dịch thu được 8,28 g hỗn hợp chất rắn khan. Tìm CTPT của X. V.9. Đun nóng 10,6 g hỗn hợp gồm C 2 H 2 và H 2 trong bình kín với xúc tác thích hợp, sau phản ứng thu được hỗn hợp khí X. Dẫn hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch brom thấy khối lượng bình tăng lên 1,4 g và còn lại hỗn hợp khí Y. Tính khối lượng của hỗn hợp khí Y. V.10. Đun nóng hỗn hợp khí gồm 0,06 mol C 2 H 2 và 0,04 mol H 2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y lội từ từ qua bình đựng dung dịch brom (dư) thì còn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối so với O 2 là 0,5. Tính khối lượng bình brom tăng lên. IV. Phương pháp bảo toàn điện tích 1. Kiến thức cần nhớ: Trong dung dịch, tổng số mol của điện tích dương luôn bằng tổng số mol của điện tích âm. 2. Ví dụ minh họa: IV.1. Hai hợp chất A và B khi hoàn tan trong nước mỗi chất điện li ra hai loại ion với nồng độ mol như sau: [Li + ]=0,1M; [Na + ]=0,01M; [ClO 3  ]=0,1M; [MnO 4  ]=xM. Tìm x và CTPT của A và B. IV.2. Một dung dịch có chứa 2 loại cation là: Fe 2+ (0,1 mol) và Al 3+ (0,2 mol) cùng 2 loại cation là Cl - (x mol) và SO 2 4  (y mol). Tính x và y, biết rằng khi cô cạn dung dịch và làm khan thu được 46,9 g chất rắn khan. IV.3. Một dung dịch có chứa 2 loại cation là: Ca 2+ (0,1 mol) và Na + (0,2 mol) cùng 2 loại cation là Cl - (x mol) và NO 3  (0,1 mol). Xác định x; khi cô cạn dung dịch, thu được bao nhiêu g muối khan? IV.4. Một dung dịch có chứa 0,1 mol Na + và x mol CO 2 3  . Để kết tủa hoàn toàn ion CO 2 3  người ta phải dùng hết 100 ml dung dịch CaCl 2 yM. Xác định x và y. IV.5. Dung dịch A gồm các ion sau: Ca 2+ (0,2 mol) và Na + (0,1 mol) và OH - (x mol). Để trung hoàn dung dịch A cần dùng bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,1M? IV.6. Dung dich B có các ion sau: K + (0,1 mol) và Ba 2+ (x mol); Cl - (0,1 mol) và NO 3  (0,1 mol). Để kết tủa hoàn toàn ion Ba 2+ cần dùng bao nhiêu g Na 2 CO 3 ? IV.7. Một loại nước cứng có chứa Ca 2+ (0,1 mol) và Mg 2+ (x mol); Cl - (0,15 mol) và HCO 3  (0,15 mol). Để làm mềm nước cứng này cần dùng bao nhiêu ml dung dịch Na 2 CO 3 1M? IV.8. Dung dịch A chứa x mol SO 2 4  , y mol SO 2 3  , 0,2 mol HCO 3  và 0,3 mol Na + . Thêm 250 ml dung dịch Ba(OH) 2 aM vào dung dịch A thì thu được lượng kết tủa lớn nhất. Tìm a. IV.9. Một dung dịch có chứa: Fe 2+ (x mol) và Al 3+ (y mol) cùng 2 loại cation là Cl - (0,4 mol) và SO 2 4  (0,3 mol). Cô cạn dung dịch thu được 59,6 g muối khan. Tìm x, y. IV.10. Dung dịch A chứa các ion Na + : a mol; HCO 3 - : b mol; CO 3 2- : c mol; SO 4 2- : d mol. Để tạo ra kết tủa lớn nhất người ta dùng 100 ml dd Ba(OH) 2 nồng độ x mol/l. Lập biểu thức tính x theo a và b. V. Phương pháp bảo toàn electron 1. Kiến thức cần nhớ Trong quá trình phản ứng thì: Số e nhường = số e thu hoặc: số mol e nhường = số mol e thu Khi giải chỉ cần tìm xem trong quá trình phản ứng có bao nhiêu mol e do chất khử nhường ra và bao nhiêu mol e do chất oxi hoá thu vào, thông thường không đòi hỏi đến trạng thái trung gian. 2. Ví dụ minh họa V.1. Hòa tan 12,8 g kim loại hóa trị II trong một lượng vừa đủ dung dịch HNO 3 thu được 8,96 lít (đktc) một khí duy nhất màu nâu đỏ. Xác định tên của kim loại. V.2. Hòa tan hoàn toàn 1,2 g kim loại X vào dung dịch HNO 3 dư thu được 0,224 lít N 2 (đktc). Tìm X. V.3. Hòa tan hoàn toàn 12 g hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Xác định giá trị của V. V.4. Nung m g bột sắt trong oxi, thu được 3 g hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Xác định m. V.5. Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H2SO4 đặc nóng (dư), thoát ra 0,112 lít (ở đktc) khí SO2 (là sản phẩm khử duy nhất). Tìm công thức của hợp chất sắt đó. Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 4 V.6. Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 g Cr2O3 và m g Al ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được 23,3 g hỗn hợp rắn X. Cho toàn bộ hỗn hợp X phản ứng với axit HCl (dư) thoát ra V lít khí H2 (ởđktc). Xác định giá trị của V. V.7. Hòa tan 0,9 g nhôm vào dung dịch HNO 3 ta thu được 0,28 lít khí X (đktc). Tìm CTPT của X. V.8. Hòa tan hết 22,064 g hỗn hợp Al, Zn bằng dung dịch HNO 3 thu được 3,136 lít hỗn hợp khí NO, N 2 O (đktc) với số mol mỗi khí như nhau. Tính % khối lượng của Al trong hỗn hợp. V.9. Hòa tan hoàn toàn 14,4 g Mg trong dung dịch HNO 3 thu được 8,96 lít khí X (đktc) (sản phẩm khử duy nhất). Xác định công thức của X. V.10. Hòa tan hoàn toàn 19,2 g kim loại M trong dung dịch HNO 3 , thu được 4,48 lít khí NO (đktc). Xác định tên kim loại M. VI. Phương pháp tăng giảm khối lượng 1. Kiến thức cần nhớ Khi chuyển từ chất này sang chất khác khối lượng có thể tăng hoặc giảm do các chất khác nhau có khối lượng mol khác nhau. Dựa vào mối tương quan tỉ lệ thuận của sự tăng giảm ta tính được lượng chất tham gia hay tạo thành sau phản ứng. Giả sử chất A chuyển thành chất B theo quá trình sau: aA   bB m A   m B Ta có . AB A AB am m n aM bM    2. Ví dụ minh họa VI.1. Nhúng thanh kẽm vào dd chứa 8,32g CdSO 4 . Sau khi khử hoàn toàn ion Cd 2+ khối lượng thanh kẽm tăng 2,35% so với ban đầu. Hỏi khối lượng thanh kẽm ban đầu. VI.2. Hòa tan hoàn toàn 63,6 g hỗn hợp A gồm ACO 3 và BCO 3 trong dung dịch HCl, thu được 71,3 g muối B và V lít khí (đktc). Tìm V. VI.3. Cho 35,7 g hỗn hợp gồm KCl và BaCl 2 vào dung dịch AgNO 3 thu được m g kết tủa và 46,3 g hỗn hợp B chứa muối nitrat. Phản ứng xảy ra vừa đủ. Tìm m. VI.4. Cho 35,2 g hỗn hợp gồm C 2 H 5 OH, CH 3 COOH, C 6 H 5 OH tác dụng với Na lấy dư, thu được m g muối B và 6,72 lít H 2 (đktc). Tìm m. VI.5. Cho 200ml dung dịch HCl tác dụng vừa đủ với 28,4 g hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hoá trị II người ta thu được 6,72 lít khí (đktc). Tính khối lượng các muối thu được sau phản ứng và C M của dung dịch HCl đã dùng. VI.6. Trung hòa 250 g dung dịch 3,7% của một axit đơn chức X cần 100 ml dung dịch NaOH 1,25M. Tính khối lượng muối thu được. VI.7. Khi oxi hóa hoàn toàn 2,2 g một anđehit đơn chức thu được 3 g axit tương ứng. Tìm công thức của anđehit. VI.8. X là một este no đơn chức, có tỉ khối hơi đối với CH4 là 5,5. Nếu đem đun 2,2 g este X với dung dịch NaOH (dư), thu được 2,05 g muối. Tìm công thức cấu tạo thu gọn của X. VI.9. Xà phòng hóa 8,8 g etyl axetat bằng 200 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được m g chất rắn khan. Tìm giá trị của m. VI.10. Hòa tan hoàn toàn 23,8g hỗn hợp gồm một muối cacbonat của một kim loại hóa trị I và một muối cacbonat của một kim loại hóa trị II trong axit HCl dư thì tạo thành 4,48 lít khí (ở đktc) và dd X. Cô cạn dd X thì thu được bao nhiêu g muối khan? VII. Phương pháp đường chéo 1. Kiến thức cần nhớ - PP đường chéo thường dùng để giải bài toán trộn lẫn các chất với nhau có thể đồng thể hoặc dị thể nhưng hỗn hợp cuối cùng phải là đồng thể. - Nếu trộn lẫn các dd thì phải là các dd của cùng một chất (hoặc chất khác, nhưng do phản ứng với H 2 O lại cho cùng một chất). Ví dụ trộn Na 2 O với dd NaOH ta được cùng một chất là NaOH. - Trộn hai dd của chất A với nồng độ khác nhau, ta thu được một dd chất A với nồng độ duy nhất. Như vậy lượng chất tan trong phần đặc giảm xuống phải bằng lượng chất tan trong phần loãng tăng lên. Sơ đồ tổng quát của PP đường chéo như sau: D 1 x 1 x – x 2 x xx xx D D    1 2 2 1 Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 5 D 2 x 2 x 1 - x x 1 , x 2 , x là lượng chất ta quan tâm với x 1 > x > x 2 (có thể là khối lượng g, nồng độ hay khối lượng mol). D 1 , D 2 là khối lượng hay thể tích (số mol) các chất (hay dd) đem trộn lẫn. - Khi trộn hai dung dịch với nhau, ta cũng có thể áp dụng công thức : C 1 .V 1 = C 2 .V 2 . C 1 , C 2 : nồng độ chất trước và sau khi trộn. V 1 , V 2 : thể tích chất trước và sau khi trộn 2. Ví dụ minh họa VII.1. Cần trộn theo tỉ lệ thể tích nào về khối lượng 2 dung dịch NaCl 45% và dung dịch NaCl 15% để được dung dịch mới có nồng độ 20%? VII.2. Phải hòa tan bao nhiêu g KOH nguyên chất vào 120 g dung dịch KOH 12% để được dung dịch KOH 20%? VII.3. Cần hòa tan bao nhiêu g SO 3 vào 100 g dung dịch H 2 SO 4 10% để được dung dịch H 2 SO 4 20%? VII.4. Cần lấy bao nhiêu lít khí CH 4 và C 2 H 6 để có được 7 lít hỗn hợp khí có tỉ khối hơi đối với nitơ bằng 0,9. VII.5. Cần lấy bao nhiêu ml nước cất vào 10 ml dung dịch HCl có pH = 3 để được dung dịch HCl có pH =4? VII.6. Có 250 ml dung dịch HCl 0,4M. Phải thêm bao nhiêu ml nước vào dung dịch này để có pH=1? VII.7. Cần bao nhiêu g NaOH để pha chế 250 ml dung dịch có pH=10? VII.8. Cần lấy bao nhiêu g tinh thể CuSO 4 .5H 2 O và bao nhiêu g dung dịch CuSO 4 8% để pha thành 280 g dung dịch CuSO 4 16%? VII.9. Cần bao nhiêu lít H 2 SO 4 (D=1,84) và bao nhiêu lít nước cất để pha thành 9 lít dung dịch H 2 SO 4 (D=1,28)? VII.10. Phải thêm bao nhiêu ml nước vào 10ml dd NaOH pH=13 để được một dd có pH=12? VIII. Phương pháp quy đổi 1. Kiến thức cần nhớ: - Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (từ 3 chất trở lên) thành hỗn hợp 2 chất (hay 1) ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng hỗn hợp. - Nên chọn cặp chất để quy đổi có ít phản ứng oxi hóa khử nhất. - Trong quá trình tính toán có thể gặp số âm, ta vẫn tính toán bình thường. 2. Ví dụ minh họa VIII.1. Nung 8,4 g Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m g chất rắn X gồm Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO. Hòa tan m g hỗn hợp X vào dd HNO 3 dư thu được 2,24 lít khí NO 2 (đktc). Tìm m. VIII.2. Hòa tan hoàn toàn 49,6 g hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO bằng H 2 SO 4 đặc nóng thu được dd Y và 8,96 lít khí SO 2 lít khí SO 2 (đktc). a. Tính phần trăm khối lượng oxi trong hỗn hợp X. b. Khối lượng muối trong dd Y. VIII.3. Khử hoàn toàn 12 g hỗn hợp A gồm FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 thu được 10,08 g Fe. a. Tính thể tích SO 2 (đktc) thu được khi hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A bằng dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng, dư? b. Tính thể tích dung dịch HNO 3 2M cần lấy để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A cho sản phẩm khử duy nhất là khí NO. VIII.4. Thổi một luồng khí CO qua hỗn hợp Fe và Fe 2 O 3 nung nóng được chất khí B và hỗn hợp D gồm FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , Fe. Cho B lội qua dung dịch nước vôi trong dư thấy tạo ra 6 g kết tủa. Hòa tan D bằng H 2 SO 4 đặc nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO 2 , và dung dịch E. Cô cạn E thu được 24g muối khan. Xác định thành phần hỗn hợp ban đầu. VIII.5. Hòa tan 2,4 g hỗn hợp X gồm FeS 2 , FeS và S (trong đó số mol FeS bằng số mol S) vào dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng dư. Tính thể tích SO 2 (đktc) thu được? VIII.6. Cho các hợp chất của sắt: Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO, Fe 2 (SO 4 ) 3 , FeSO 4 . Hãy cho biết chất nào có hàm lượng sắt cao nhất? Chất nào có hàm lượng sắt thấp nhất? Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 6 VIII.7. Để hòa tan hoàn toàn 2,32 g hỗn hợp gồm FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 (trong đó số mol của FeO bằng số mol Fe 2 O 3 ), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M. Tìm giá trị của V. VIII.8. Cho 11,36 g hỗn hợp gồm Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO phản ứng hết với dung dịch HNO 3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phâmr khử duy nhất, ỏ đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được bap nhiêu g muối khan? VIII.9. Cho 9,12 g hỗn hợp gồm FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 tác dụng với dung dịch HCl (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y, cô cạn dung dịch Y thu được 7,62 g FeCl 2 và m g FeCl 3 . Tính giá trị của m. VIII.10. Đốt cháy hoàn toàn 20 ml hỗn hợp X gồm C 3 H 6 , CH 4 , CO (thể tích của CO gấp 2 lần thể tích của CH 4 ), thu được 24 ml CO 2 (các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Tính tỉ khối của X so với H 2 . IX. Phương pháp sơ đồ hợp thức (tìm mối liên hệ giữa chất đầu và chất cuối trong quá trình biến đổi các chất). 1. Kiến thức cần nhớ: Đối với bài toán xảy ra nhiều giai đoạn, để tìm mối quan hệ của một chất (hay nguyên tố) ta lập sơ đồ hợp thức của chất (hay nguyên tố) đo, bỏ qua các bước trung gian. Để lập sơ đồ hợp thức phải xác định được các quá trình xảy ra, và phải cân bằng số nguyên tử “trung tâm” ở cả 2 vế. Ví dụ 1: Từ metan có thể điều chế rượu etylic theo sơ đồ sau: CH 4 → C 2 H 2 → C 2 H 4 → C 2 H 5 OH. Ta có sơ đồ hợp thức: 2CH 4 → C 2 H 5 OH (cân bằng số nguyên tử C, cả 2 vế đều có C) Ví dụ 2: Từ Fe 3 O 4 điều chế Fe theo quy trình: Fe 3 O 4 → Fe(NO 3 ) 3 → Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 →Fe Ta có sơ đồ hợp thức: Fe 3 O 4 →3Fe Khi xác định được sơ đồ hợp thức, ta có thể áp dụng công thức sau đây aA → bB ; a, b : hệ số cân bằng của A → B n chất bị chuyển đổi = . BA am m bM aM   cuoái ban ñaàu 2. Ví dụ minh họa: IX. 1. Cho sơ đồ chuyển hóa: CH 4 → C 2 H 2 → C 2 H 3 Cl → PVC. Để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần V cm 3 khí thiên nhiên (đktc). Giá trị của V là bao nhiêu? Biết CH 4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên và hiệu suất của cả quá trình là 50%. IX. 2. Người ta có thể tổng hợp PE theo sơ đồ chuyển hóa sau: CaC 2 → C 2 H 2 → C 2 H 4 → PE. Để tổng hợp được 28 kg PE cần bao nhiêu kg đất đèn. Biết rằng CaC 2 chiếm 90% khối lượng đất đèn và hiệu suất của quá trình điều chế là 70%. IX. 3. Trong công nghiệp người ta điều chế formon theo cách sau: CH 4 → HCHO. Từ 100 cm 3 (đktc) khí thiên nhiên (CH 4 chiếm 80% về thể tích) có thể thu được bao nhiêu kg formon (HCHO chiếm 40% khối lượng)? Hiệu suất của cả quá trình là 60%. IX. 4. Hòa tan hoàn toàn 31,2 g hỗn hợp A gồm MgO và Fe 3 O 4 trong dung dịch HCl, được dung dịch B, thêm 1 lượng dư dung dịch NaOH vào dung dịch B, được dung dịch C và kết tủa D. Lọc kết tủa, nung trong không khí đến khối lượng không đổi, được chất rắn E nặng 32 g. Xác định các chất có trong B, C, D, E và tính khối lượng mỗi chất có trong A. IX. 5. Hòa tan hoàn toàn m g hỗn hợp A gồm FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 trong dung dịch HNO 3 lấy dư, được dung dịch B và 2,24 lít NO (đktc). Thêm một lượng dư dung dịch NaOH vào dung dịch B, được kết tủa C. Lọc kết tủa, nung trong không khí đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn D nặng 80 g. Xác định các chất có trong B, C, D và tìm giá trị của m. IX. 6. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,03 mol FeO, 0,01 mol Fe 3 O 4 , 0,015 mol Fe 2 O 3 , 0,03 mol Fe bằng một lượng vừa đủ dung dịch HNO 3 loãng. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được chất rắn Y. Nung Y đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Z. Tính khối lượng chất rắn Z. IX. 7. Axit axetic có thể được tổng hợp theo sơ đồ sau: C 2 H 4 → CH 3 CHO → CH 3 COOH. Phng phỏp gii toỏn húa hc http://hoahocsp.tk Th.s. Hunh Thiờn Lng 7 Tớnh th tớch C 2 H 4 (ktc) cn dựng tng hp c 76,8 g CH 3 COOH. Bit rng hiu sut ca c quỏ trỡnh tng hp l 80%. IX. 8. Cho 28,8 g hn hp A gm Fe v Fe 3 O 4 tỏc dng vi dung dch HCl d, c dung dch B. Cho B tỏc dng vi dung dch NaOH d, kt ta thu c mang nung trong khụng khớ ti khi lng khụng i c 32 g cht rn. Xỏc nh thnh phn phn trm ca Fe 3 O 4 trong hn hp A. IX. 9. Cho 30,6 g hn hp gm Mg, Zn, Ag tỏc dng vi 900 ml dung dch HCl 1M (va ). Cho dn NaOH vo A lng kt ta thu c l ln nht c a g cht rn. Tớnh giỏ tr a. IX. 10. Cho hn hp gm 0,1 mol Ag 2 O v 0,2 mol Cu tỏc dng ht vi dung dch HNO 3 loóng d. Cụ cn dung dch thu c sau phn ng c hn hp mui khan A. Nung A n khi lng khụng i thu c cht rn B cú khi lng l bao nhiờu? X. Phng phỏp gii bi toỏn lng cht d 1. Kin thc cn nh: Khi cho cht (hay hn hp) A tỏc dng vi cht (hay hn hp) B thỡ cn lu ý cho cỏc trng hp su: - Cht d tỏc dng vi cht mi to thnh. - Cht d tỏc dng vi cht mi cho vo. - Phn ng xy ra khụng hon ton do phn ng thun nghch hay to ra nhiu cht khỏc nhau. Biu thc tớnh hiu sut phn ng: % .100H thửùc teỏ ly ự thuyeỏt m m 2. Vớ d minh ha X. 1. Hn hp X cha Na 2 O, NH 4 Cl, NaHCO 3 v BaCl 2 cú s mol mi cht u bng nhau. Cho hn hp X v H 2 O (d), un núng, dung dch thu c cha cht gi? X. 2. Hũa tan m 1 g kim loi vo dung dch HNO 3 , thu c 4,48 lớt NO (ktc), 11,2 g cht rn v dung dch X. Thờm mt lng d dung dch NaOH v dung dch X, thu c kt ta Y. Lc Y, nung trong khụng khớ n khi lng khụng i, thu c m 2 g cht rn Z. Xỏc nh giỏ tr ca m 1 v m 2 . X. 3. Hũa tan hon ton 14,8 g hn hp A gm Mg v Fe trong 500 ml dung dch HNO 3 3M, thu c 6,72 lớt NO (ktc) v dung dch B. kt ta hon ton cỏc ion trong dung dch B cn dựng V lớt dung dch NaOH 1M. Tỡm V. X. 4. Nung núng m g hn hp Al v Fe 2 O 3 (trong mụi trng khụng cú khụng khớ) n khi phn ng xy ra hon ton, thu c hn hp rn Y. Chia Y thnh hai phn bng nhau: - Phn 1 tỏc dng vi dung dch H 2 SO 4 loóng (d) sinh ra 3,08 lớt khớ H 2 (ktc). - Phn 2 tỏc dng vi dung dch NaOH (d), sinh ra 0,84 lớt khớ H 2 (ktc). Tỡm giỏ tr ca m. X. 5. Cho hn hp bt gm 2,7 g Al v 5,6 g Fe vo 550 ml dung dch AgNO 3 1M. Sau khi cỏc phn ng xy ra hon ton, thu c m g cht rn. Tỡm m. X. 6. Cho hn hp gm Na v Al cú t l s mol tng ng l 1:2 vo nc (d). Sau khi cỏc phn ng xy ra hon ton, thu c 8,96 lớt khớ H 2 (ktc) v m g cht rn khụng tan. Tớnh giỏ tr m. X. 7. Cho 6,72 g Fe vo dung dch cha 0,3 mol H2SO4 c, núng (gi thit SO2 l sn phm kh duy nht) thu c dung dch X. Tớnh s mol cht cú trong X. X. 8. Hn hp X gm Na v Al. Cho m g X vo mt lng d nc thỡ thoỏt ra V lớt khớ. Nu cng cho m g X vo dung dch NaOH (d) thỡ c 1,75V lớt khớ. Tớnh hnh phn phn trm theo khi lng ca Na trong X. X. 9. un 12 g axit axetic vi 13,8 g etanol (cú H2SO4 c lm xỳc tỏc) n khi phn ng t ti trng thỏi cõn b ng, thu c 11 g este. Tớnh hiu sut ca phn ng este hoỏ. X. 10. Oxi húa 1,2 g CH 3 OH bng CuO un núng, sau mt thi gian thu c hn hp sn phm X (gm HCHO, H 2 O v CH 3 OH d). Cho ton b X tỏc dng vi lng d AgNO 3 trong NH 3 , c 12,96 g Ag. Tớnh hiu sut ca phn ng oxi húa CH 3 OH. . Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC I. Phương pháp tính toán theo phương trình hóa học 1. Kiến thức. hợp trên. II. Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 2 1. Kiến thức cần nhớ: - Phương pháp trung bình chỉ. nhất? Phương pháp giải toán hóa học http://hoahocsp.tk Th.s. Huỳnh Thiên Lương 6 VIII.7. Để hòa tan hoàn toàn 2,32 g hỗn hợp gồm FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 (trong đó số mol của FeO bằng số mol