PHƯƠNG PHÁP DÙNG CÔNG THỨC GIẢI NHANH TOÁN HOÁ (Gồm 8 dạng toán quan trọng + 18 công thức tính + Ví dụ mẫu từ các đề đại học) I. DẠNG 1. Kim loại (R) tác dụng với HCl, H 2 SO 4 tạo muối và giải phóng H 2 * Chú ý: Độ tăng (giảm) khối lượng dung dịch phản ứng (∆ m) sẽ là: ⇒ ∆ m = m R phản ứng – m khí sinh ra (Hóa trị của kim loại) nhân (số mol kim loại) = 2 số mol H 2 1. CÔNG THỨC 1. Kim loại + HCl → Muối clorua + H 2 2HCl → 2Cl - + H 2 2 71. clorua KL H m m n = + pöù muoái (1) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hoà tan 14,5 gam hỗn hợp gồm ba kim loại Mg, Fe, và Zn vừa đủ trong dung dịch HCl, kết thúc phản ứng thu được 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch X.Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối clorua khan ? Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (1),ta có: m muối = 14,5 + 0,3 .71 = 35,8 gam Bài 2. (Trích đề CĐ – 2007). Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2 SO 4 loãng, thu được 1,344 lít hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là (Cho H = 1; O = 16; Mg = 24; S = 32; Fe = 56; Zn = 65) A. 10,27. B. 9,52. C. 8,98. D. 7,25. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (1),ta có: 1,344 3,22 .96 8,98 22,4 m gam= + = => chọn C 2. CÔNG THỨC 2. Kim loại + H 2 SO 4 loãng → Muối sunfat + H 2 H 2 SO 4 → 2 4 SO − + H 2 2 96. sunfat KL H m m n = + pöù muoái (2) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. (Trích đề CĐ – 2008). Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H 2 SO 4 loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít khí H2 (ở đktc).Cô cạn dung dịch X (trong điều kiện không có không khí) được m gam muối khan. Giá trị của m là A.42,6 B.45,5 C.48,8 D.47,1 Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (2),ta có: m = 13,5 + 7,84 .96 22,4 = 47,1 gam . Chọn D TRANG 1 Bài 2. (Trích đề CĐ – 2008). Hồ tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H 2 SO 4 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít khí H 2 (ở đktc). Cơ cạn dung dịch X thu được lượng muối khan là A.38,93 B.103,85 C.25,95 D.77,96 Giải : Vì ( ) ( ) 8,736 .2 0,5. 1 0,28.2 0,78 22,4 = + = , suy ra hh axit vừa hết. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (1) và (2),ta có: m = 7,74 + 0,5.( 1.35,5 + 0,28.96) = 38,93 gam => chọn A II. DẠNG 2. Kim loại tác dụng với dd H 2 SO 4 đặc R + H 2 SO 4 → R 2 (SO 4 ) n + sản phẩm khử x S (S, SO 2 , H 2 S) + H 2 O NHƠ:Ù BẢN CHẤT CỦA PHẢN ỨNG: + Kim loại R cho e chuyển thành n R + (trong muối) . Vậy i kim loại = hóa trị = n. + Ngun tố S (trong H 2 SO 4 ) nhận e để tạo thành sản phẩm khử: x S . Vậy (6 ) x S i x= − Nhớ: i S = 6; 2; 8 2 2 = =i i SO H S Vậy, phản ứng ln có trao đổi giữa kim loại và S: 1. CƠNG THỨC 3. Cách tìm sản phẩm khử: . . : . . 6 2. 8 2 2 i n i n KL KL sp sp VD i n i n n n n B B A A S SO H S = ∑ ∑ + = + + khử khử (3) Trong cơng thức trên, A, B là hai kim loại tham gia phản ứng BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (3),ta có: 2. CƠNG THỨC 4. Cách tìm khối lượng muối: Chú ý: R + axit → Muối + sản phẩm khử Khối lượng muối sẽ được tính nhanh như sau: KL R R KL M M m = m + (i .n ) = m + (i .n ) ∑ gốc axit gốc axit pứ pứ sp khử sp khử muối hóa trò gốc axit hóa trò gốc axit Kim loại + H 2 SO 4 → Muối + sản phẩm khử + H 2 O spk spk i .n 96 H 2 96 m = m + ( ). = m + (3.n +n +4n ). KL KL S SO S 2 2 ∑ pứ pứ muối (4) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : TRANG 2 Áp dụng hệ thức (4),ta có: 3. CƠNG THỨC 5. Cách tìm số mol axit tham gia phản ứng: 2 4 2 4 . : 4 2. 5 2 2 ( 2 i sp n n H SO sp VD n n n n H SO S SO H S = = + ∑ + + khử số S/ sản phẩm khử). khử (5) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (5),ta có: III. DẠNG 3. Kim loại tác dụng với dd HNO 3 R + HNO 3 → R(NO 3 ) n + sản phẩm khử x N t (NO, NO 2 , N 2 , N 2 O, NH 4 NO 3 ) + H 2 O NHƠ:Ù BẢN CHẤT CỦA PHẢN ỨNG: + Kim loại R cho e chuyển thành n R + (trong muối) . Vậy i kim loại = hóa trị +Ngun tử N (trong 5 3 HNO + ) nhận e để tạo thành sản phẩm khử: x N t . Vậy: (5 ). x t N i x t= − Nhớ: i = 3; i 1;i 10;i 8;i 8 N NO NO N O NH NO 2 2 2 4 3 = = = = Vậy, phản ứng ln sự trao đổi giữa kim loại và N: 1. CƠNG THỨC 6. Cách tìm sản phẩm khử: / 3 . . : . . 3 1. 10 8 8 2 2 2 4 3 n NO i n i n KL KL sp sp VD i n i n n n n n n B B N A A NO NO N O NH NO = − = ∑ ∑ + = + + + + tạo muối khử khử (6) Trong cơng thức trên, A, B là hai kim loại tham gia phản ứng BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hồ tan hồn tồn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng axit H 2 SO 4 đậm đặc, nóng, dư, thu được V lít ( đktc) khí SO 2 và dd Y ( chỉ chứa hai muối và axit dư). Giá trị của V là A. 3,36 B. 2,24 C. 5,60 D.4,48 Hướng dẫn giải Số mol Fe = số mol Cu = 12:( 56+64) = 0,1 (mol) Suy luận: Fe, Cu cho e, S nhận e chuyển thành SO 2 Áp dụng hệ thức (6),ta có: Số mol SO 2 = (3n Fe + 2n Cu ):2 = 0,25 (mol) ⇒ Thể tích SO 2 = 5,6 lít. 2. CƠNG THỨC 7. Cách tìm khối lượng muối: Kim loại + HNO 3 → Muối + sản phẩm khử + H 2 O TRANG 3 m = m + ( i .n ).62 KL R R = m + (3.n +n +8n +10n +8n ).62 KL N NO NO N O NH NO 2 2 2 4 3 ∑ pứ muối pứ (7) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (7),ta có: 3. CƠNG THỨC 8. Cách tìm số mol axit tham gia phản ứng: ( 3 3 . : 4 2. 12 10 10 2 2 2 4 3 n i n HNO sp sp VD n n n n n n N HNO NO NO N O NH NO = = + ∑ + + + + số N/ sản phẩm khử). khử khử (8) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Thể tích dung dịch HNO 3 1M (lỗng) ít nhất cần dùng để hồ tan hồn tồn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO) A. 1,0 lít. B. 0,6 lít. C. 0,8 lít. D. 1,2 lít. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (6) và (8), ta có: V = 0,15.2 0,15.2 ( ).4 3 0,8 1 + = => Chọn C IV. DẠNG TỐN OXI HỐ 2 LẦN 1. CƠNG THỨC 9. Fe + O 2  hỗn hợp A (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Fe dư) + → 3 HNO Fe(NO 3 ) 3 + SPK + H 2 O Hoặc: Fe + O 2  hỗn hợp A (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Fe dư) + → 2 4 H SO Fe 2 (SO 4 ) 3 + SPK + H 2 O Cơng thức tính nhanh: m Fe = 0,7 m hhA + 5,6 i spk .n spk (9) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. (Câu 12 – đề ĐH khối B – 2007). Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 (dư), thốt ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là (cho O = 16, Fe = 56 A. 2,52. B. 2,22. C. 2,62. D. 2,32. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (9),ta có: m = 0,7.3 + 5,6.3.(0,56:22,4) = 2,52 gam Bài 1. (Đề ĐH– 2008). Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 phản ứng hết với dung dịch HNO 3 lỗng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cơ cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 38,72. B. 35,50. C. 49,09. D. 34,36. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (9),ta có: 1,344 0,7.11,36 5,6.3. 22,4 .242 38,72 56   +  ÷ = =  ÷  ÷  ÷   m gam TRANG 4 2. CÔNG THỨC 10. Cu + O 2 → hỗn hợp A (CuO, Cu 2 O, Cu dư) + → 3 HNO Cu(NO 3 ) 2 + SPK + H 2 O Hoặc: Cu + O 2 → hỗn hợp A (CuO, Cu 2 O, Cu dư) + → 2 4 H SO CuSO 4 + SPK + H 2 O Công thức tính nhanh: m Cu = 0,8 m hhA + 6,4 i spk .n spk (10) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (10),ta có: V. DẠNG 5. Muối tác dụng với axit 1. CÔNG THỨC 11. Muối cacbonat + ddHCl → Muối clorua + CO 2 + H 2 O (R n+ , 2- 3 CO ) + 2HCl → (R n+ , 2Cl – ) + CO 2 + H 2 O ( R + 60) gam m =11gam → ∆ ↑ (R + 71) gam 1 mol 2 11. CO m m n = + muoái clorua muoái cacbonat (11) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Nung m (g) hỗn hợp X gồm 2 muối carbonat trung tính của 2 kim loại A và B đều có hóa trị 2. Sau một thời gian thu được 3,36 lit CO 2 (đkc) còn lại hỗn hợp chất rắn Y. Cho Y tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thì thu được ddC và khí D. Phần dung dịch C cô cạn thu 32,5g hỗn hợp muối khan. Cho khí D thoát ra hấp thụ hoàn toàn bởi dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 15g kết tủa. Tính m. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (11),ta có: m = 32,5 – 11. (3,36/22,4 + 15/100) = 29,2 gam. 2. CÔNG THỨC 12. Muối cacbonat + H 2 SO 4 loãng → Muối sunfat + CO 2 + H 2 O (R n+ , 2- 3 CO ) + H 2 SO 4 → (R n+ , 2- 4 SO ) + CO 2 + H 2 O ( R + 60) gam m =36gam → ∆ ↑ (R + 96) gam 1 mol 2 36. CO m m n = + muoái sunfat muoái cacbonat (12) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (12),ta có: 3. CÔNG THỨC 13. Muối sunfit + ddHCl → Muối clorua + SO 2 + H 2 O (R n+ , 2- 3 SO ) + 2HCl → (R n+ , 2Cl – ) + SO 2 + H 2 O ( R + 80) gam m =9gam → ∆ ↓ (R + 71) gam 1 mol 2 9. SO m m n = − muoái clorua muoái sunfit (13) TRANG 5 BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (13),ta có: 4. CÔNG THỨC 14. Muối sunfit + ddH 2 SO 4 loãng → Muối sunfat + SO 2 + H 2 O (R n+ , 2- 3 SO ) + H 2 SO 4 → (R n+ , 2 4 SO − ) + SO 2 + H 2 O ( R + 80) gam m =16gam → ∆ ↑ (R + 96) gam 1 mol 2 16. SO m m n = + muoái sunfat muoái sunfit (14) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (14),ta có: VI. DẠNG 6. Oxit tác dụng với axit tạo muối + H 2 O * Chú ý : Ta có thể xem phản ứng như sau: [O]+ 2[H]→ H 2 O ⇒ 2 / / 1 2 = = O oxit O H O H n n n BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. ( Trích đề ĐH – 2008). Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe 2 O 3 ), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M. Giá trị của V là A. 0,23. B. 0,18. C. 0,08. D. 0,16. Hướng dẫn giải: Áp dụng hệ thức công thức trên ta có: V = 2,32 .4.2 0,08 232 = => Chọn C Bài 1. ( Trích đề ĐH – 2008). Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam. Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là A. 57 ml. B. 50 ml. C. 75 ml. D. 90 ml. Hướng dẫn giải: Áp dụng hệ thức công thức trên ta có: V = 3,33 2,13 1 .2. 0,075 75 16 2 Ýtl ml − = = => Chọn C 1. CÔNG THỨC 15. Oxit + ddH 2 SO 4 loãng → Muối sunfat + H 2 O (R n+ , O 2- ) + H 2 SO 4 → (R n+ , 2 4 SO − ) + H 2 O ( R + 16) gam m =80gam → ∆ ↑ (R + 96) gam → 1 mol H 2 O hoặc 1 mol H 2 SO 4 hoặc 1 mol O 2- TRANG 6 2 4 80. H SO m m n = + oxit muoái sunfat (15) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. (Câu 45 – TSĐH – khối A – 2007 – mã đề 182): Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe 2 O 3 , MgO, ZnO trong 500 ml H 2 SO 4 0,1 M (vừa đủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là A. 6,81 g B. 4,81 g C. 3,81 g D. 5,81 g Hướng dẫn giải: Số mol H 2 SO 4 là 0,05 mol Áp dụng hệ thức (15),ta có: m muối sunfat = 2,81+0,05.80 = 6,81 g Đáp án: A 2. CÔNG THỨC 16. Oxit + ddHCl → Muối clorua + H 2 O (R n+ , O 2- ) + 2HCl → (R n+ , 2Cl - ) + H 2 O ( R + 16) gam m =55gam → ∆ ↑ (R + 71) gam → 1 mol H 2 O hoặc 2 mol HCl hoặc 1 mol O 2- 2 55. 27,5. H O HCl m m n m n = + = + oxit oxit muoái clorua (16) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (16),ta có: VII. DẠNG 7. Oxit tác dụng với chất khử TH 1. Oxit + CO : PTHH TQ: R x O y + yCO → xR + yCO 2 (1) R là những kim loại sau Al. Phản ứng (1) có thể viết gọn như sau: [O] oxit + CO → CO 2 Suy ra : m R = m oxit – m [O]oxit TH 2. Oxit + H 2 : PTHH TQ: R x O y + yH 2 → xR + yH 2 O (2) R là những kim loại sau Al. Chú ý : Phản ứng (2) có thể viết gọn như sau: [O] oxit + H 2 → H 2 O Suy ra : m R = m oxit – m [O]oxit TH 3. Oxit + Al (phản ứng nhiệt nhôm) : PTHH TQ: 3R x O y + 2yAl → 3xR + yAl 2 O 3 (3) Chú ý : Phản ứng (3) có thể viết gọn như sau: 3[O] oxit + 2Al → Al 2 O 3 Suy ra : m R = m oxit – m [O]oxit VẬY cả 3 trường hợp có CT chung: 2 2 2 [O]/oxit CO H CO H O R oxit [O]/oxit n = n = n = n = n m = m - m (17) BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. Để khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 cần vừa đủ 2,24 lít CO(đktc). Khối lượng Fe thu được sau phản ứng là: A. 15g. B. 16g. C. 18g. D. 15,3g. Áp dụng hệ thức (17),ta có: m = 17,6 – 0,1.16 = 16 gam ⇒ Đáp án B. TRANG 7 Bài 2. ( Trích đề ĐH – 2008). Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H 2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe 3 O 4 nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là A. 0,448. B. 0,112. C. 0,224. D. 0,560. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (17),ta có: V = 0,32 .22,4 0,448 16 = => Chọn A Bài 3. ( Trích đề CĐ – 2008). Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là A.1,12 B.0,896 C.0,448 D.0,224 Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (17),ta có V = 4 .22,4 0,896 100 Ýtl= => Chọn B VIII. DẠNG 8. kim loại + H 2 O hoặc axit hoặc dd kiềm hoặc dd NH 3 giải phóng khí H 2 2 KL H a. n = 2 n (18) Ví dụ: 2 Al + → ddNaOH 3H 2 2 Zn + → 3 ddNH 2H 2 hay Zn + → 3 ddNH H 2 BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1. (Đề ĐH khối B – 2007). Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II) tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), thoát ra 0,672 lít khí H 2 (ở đktc). Hai kim loại đó là (cho Be = 9, Mg = 24, Ca = 40, Sr = 87, Ba = 137) A. Be và Mg. B. Mg và Ca. C. Sr và Ba. D. Ca và Sr. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (18),ta có: 1,67.22,4 55,67 0,672 M = = => Chọn D Bài 2. (Đề ĐH– 2008).Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 2 vào nước (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H 2 (ở đktc) và m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là A. 10,8. B. 5,4. C. 7,8. D. 43,2. Hướng dẫn giải : Áp dụng hệ thức (18),ta có: m = 8,96 1 .2. .27 5,4 22,4 4 gam= => chọn B TRANG 8 . PHƯƠNG PHÁP DÙNG CÔNG THỨC GIẢI NHANH TOÁN HOÁ (Gồm 8 dạng toán quan trọng + 18 công thức tính + Ví dụ mẫu từ các đề đại. D. 90 ml. Hướng dẫn giải: Áp dụng hệ thức công thức trên ta có: V = 3,33 2,13 1 .2. 0,075 75 16 2 Ýtl ml − = = => Chọn C 1. CÔNG THỨC 15. Oxit + ddH