Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Chủ đề 4: Phương pháp giải các bài toán về kim loại

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương 23 tháng 3 2020 lúc 15:57:18


Lý thuyết và Phương pháp giải

1. Phương pháp bảo toàn khối lượng:

    Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phầm.

    Ví dụ. trong phản ứng kim loại tác dụng với axit → muối + H2

    Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có:

    mdung dịch muối = mkim loại + mdung dịch axit - mH2

2. Phương pháp tăng giảm khối lượng:

    Dựa vào sự tăng giảm khối lượng khi chuyển từ 1 mol chất A thành 1 hoặc nhiều mol chất B (có thể qua nhiều giai đoạn trung gian) ta có thể tính được số mol của các chất và ngược lại.

    Ví dụ. Xét phản ứng: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

    Ta thấy: cứ 1 mol Fe (56 gam) tan ra thì có 1 mol Cu (64 gam) tạo thành, khối lượng thanh kim loại tăng 64 – 56 = 8 (gam). Như vậy nếu biết được khối lượng kim loại tăng thì có thể tính được số mol Fe phản ứng hoặc số mol CuSO4 phản ứng,...

Phương pháp sơ đồ dường chéo:

    Thường áp dụng trong các bai tập hỗn hợp 2 chất khí, pha trộn 2 dung dịch, hỗn hợp 2 muối khi biết nồng độ phần trăm của dung dịch (C%) hoặc phân tử khối trung bình (

).

    Ví dụ. tính tỉ lệ khối lượng của 2 dung dịch có nồng độ phần trăm tương ứng là C1, C2 cần lấy trộn vào nhau để được dung dịch có nồng độ C%.(C1 < C < C2)

    Đối với bài toán có hỗn hợp 2 chất khử, biết phân tử khối trung bình cũng nên áp dụng phương pháp sơ đồ chéo để tính số mol từng khí.

4. Phương pháp nguyên tử khối trung bình:

    Trong các bài tập có hai hay nhiều chất có cùng thành phần hóa học, phản ứng tương tự nhau có thể thay chúng bằng một chất có công thức chung, như vậy việc tính toán sẽ rút gọn được số ẩn.

        +) Khối lượng phân tử trung bình của một hỗn hợp là khối lượng của 1 mol hỗn hợp đó.

        +) Sau khi được giá trị 

, để tính khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp cũng áp dụng phương pháp sơ đồ chéo:

5. Phương pháp bảo toàn electron:

    Phương pháp này áp dụng để gải các bài tập có nhiều quá trình oxi hóa khử xảy ra (nhiều phản ứng hoặc phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn). Chỉ cần viết các quá trình nhường, nhận electron của các nguyên tố trong các hợp chất. Lập phương trình tổng số mol electron nhường = tổng số mol electron nhận.

6. Phương pháp bảo toàn nguyên tố:

    Trong các phản ứng hóa học số mol nguyên tử của các nguyên tố được bảo toàn trước và sau phản ứng.

    Ví dụ. xét phản ứng CO + oxit kim loại → kim loại + CO2

    Bào toàn nguyên tử O: nCO = nCO2 = nO trong các oxit

7. Phương pháp viết pt phản ứng dưới dạng rút gọn:

    Khi giải các bài toán có phản ứng của dung dịch hỗn hợp nhiều chất (dung dịch gồm 2 axit, 2 bazo,...) để tránh viết nhiều phương trình phản ứng, đơn giản tính toán ta viết phương trình ion rút gọn.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Hòa tan 1,35 gam một kim loại M bằng dung dịch HNO3 loãng dư thu được 2,24 lít hỗn hợp khí NO và NO2 (đktc) có tỉ khối hơi so với hidro bằng 21. Tìm M.

Hướng dẫn:

    Áp dụng phương pháp bảo toàn electron

    Áp dụng phương pháp sơ đồ chéo :

    ⇒ nNO = 0,025(mol) và nNO2 = 0,075 (mol)

    Áp dụng định luật bảo toàn số mol electron, ta có:

    nX = 0,075 + 0,075 = 0,15 và MX = 1,35 ⇒ M = 9n

        +) Khi n = 1 ⇒ M = 9 (loại)

        +) Khi n = 2 ⇒ M = 18 (loại)

        +) Khi n = 3 ⇒ M = 27 (kim loại là Al)

Bài 2: Hòa tan 4,59 gam nhôm trong dung dịch HNO3 1M thu được hỗn hợp X gồm hai khí NO và NO2, tỉ khối hơi của X đối với hidro bằng 16,75. Tính :

    a) Thể tích mỗi khí đo ở đktc.

    b) Khối lượng muối thu đươc.

    c) Thể tích dung dịch HNO3 đã dùng.

Hướng dẫn:

    Ta có:

    Áp dụng phương pháp sơ đồ chéo:

    Áp dụng bảo toàn số mol electron: 17x = 0,51 ⇒ x = 0,03 (mol)

    ⇒ nNO = 0,09 (mol); nN2O = 0,03 (mol)

    VNO = 0,09.22,4 = 2,016 (lít); VH2O = 0,03.22,4 = 0,672 (lit)

    nHNO3 = nHNO3 bị khử + nHNO3 tham gia tạo muối = 5x + 3.nAl = 0,03 + 3.0,17 = 0,66(mol)

    mmuối = nAl.M = 0,17.213 = 36,21 (gam)

    VHNO3 đã dùng = 0,66/1 = 0,66 (lít)

Bài 3:

    a) Hòa tan m gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (M có hóa trị không đổi) trong dung dịch HCl dư thì thu được 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch chứa 4,575 gam muối khan. Tính m.

    b) Hòa tan hết cùng lượng hỗn hợp A (ở phần 1) trong dung dịch chứa hỗn hợp HNO3 và H2SO4 ở nhiệt độ thích hợp thì thu được 1,8816 lít hỗn hợp 2 khí (đktc) có tỉ khối so với H2 là 25,25. Xác định tên kim loại M.

Hướng dẫn:

    mmuối = mFeCl2 + mMCln

    ⇔ (56 + 71)a + (M + 35,5)b = 4,575 ⇔ m = 1,38

    Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:

    3a + nb = x + 2y = 0,105

    Từ (1) và (2) ⇒ a = 0,015 (mol) và nb = 0,06

    Mặt khác: 56a + Mb = 1,38 ⇒ Mb = 0,54

    M = 9n ⇒ Nghiệm thích hợp n = 3, M = 27 (Al)


Được cập nhật: hôm qua lúc 13:08:09 | Lượt xem: 460