H
N
O
l
lu
yÖ
n tth
hii ®
®¹
¹ii h
hä
äc
cn
¨m
m 220
0009
9&
&2
20
0110
0
uy
Ön
n¨
O
NH
H
N
O
C
Ch
hu
uy
ªn
n®
®Ò
Ò:: N
Nh
h÷
÷n
g ssa
aii l
lÇ
mg
gÆ
p pph
h¶
tr
ro
on
ng
gg
gii¶
to
o¸
¸n
¶ii t
¶ii t
yª
ng
Çm
Æp
n
O
HN
V
Vµ
µh
hiiÖ
Öu
u qqu
u¶
cñ
a pph
h−
¬n
g pph
h¸
¸p
p qqu
uy
®æ
¶c
ña
−¬
ng
y®
æii
Trong ®êi sèng h»ng ngµy chóng ta th−êng xuyªn dïng phÐp quy ®æi ®Ó tiÖn cho viÖc thanh to¸n nh− quy
gi¸ trÞ cña hµng hãa ra tiÒn ®Ó tr¶ tiÒn chø kh«ng nh− ®æi hµng hãa ë thêi trung cæ, ®èi víi nh÷ng tµi s¶n gi¸ trÞ
lín nh− nhµ, ®Êt, … th× quy ra gi¸ trÞ vµng hoÆc ®«la ®Ó thanh to¸n.
Trong hãa häc ë nhiÒu tr−êng hîp ph¶n øng cã nh÷ng tr−êng hîp cã nh÷ng qu¸ tr×nh ph¶n øng diÔn ra rÊt
phøc t¹p nh− trong ph¶n øng oxi hãa - khö ch¼ng h¹n cã nhiÒu ph¶n øng mµ tÊt c¶ c¸c chÊt trong cïng mét hîp
chÊt, hçn hîp ®Òu ®ãng vai trß lµ chÊt oxi hãa hoÆc khö.
VÝ dô: hçn hîp chøa FeO, Fe3O4, Fe2O3 hoÆc hçn hîp chøa Fe, FeS vµ FeS2,
Cho nªn ®èi víi nh÷ng bµi tËp tÝnh to¸n d¹ng nµy mµ chóng ta dïng qu¸ tr×nh trao ®æi electron th× sÏ rÊt lµ
phøc t¹p, hay lµ trong nh÷ng ph¶n øng ch¸y cña polime, hoÆc nh÷ng ph¶n øng trong dung dÞch NÕu gi¶i theo
c¸ch th«ng th−êng th× rÊt mÊt nhiÒu thêi gian, thËm chÝ cßn kh«ng gi¶i ®−îc.
V× thÕ n¶y sinh ra vÊn ®Ò lµ ph¶i “quy ®æi” ®Ó lµm ®¬n gi¶n h¬n, thuËn lîi h¬n. Ph−¬ng ph¸p quy ®æi lµ mét
ph−¬ng ph¸p biÕn ®æi to¸n häc nh»m ®−a bµi toµn ban ®Çu lµ mét hçn hîp phøc t¹p vÒ d¹ng ®¬n gi¶n, qua ®ã lµm
cho c¸c phÐp tÝnh trë nªn dÔ dµng, thuËn tiÖn.
VËy víi ph−¬ng ph¸p quy ®æi th× viÖc gi¶i to¸n trë nªn t−¬ng ®èi lµ ®¬n gi¶n. Nh−ng nÕu chóng ta kh«ng
biÕt c¸ch ¸p dông vµ hiÓu râ vÒ b¶n chÊt cña c¸c ph¶n øng hãa häc x¶y ra trong dung dÞch th× viÖc ¸p dông ph−¬ng
ph¸p nµy sÏ kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai xãt.
Nh÷ng sai xãt ®ã t«i ®· gÆp ë chÝnh c¸c em häc sinh mµ t«i d¹y, vµ nay t«i xin trao ®æi cïng víi c¸c b¹n:
Chóng ta cïng nhau xÐt vÝ dô sau
VÝ dô: Hßa tan hoµn toµn 11,2 gam hçn hîp X gåm: Fe; FeO; Fe2O3 vµ Fe3O4 trong HCl d−, sau ph¶n øng thÊy t¹o ra
12,7 gam FeCl2. Hái sè gam FeCl3 thu ®−îc lµ bao nhiªu?
Híng dÉn:
Víi bµi to¸n nµy th× chóng ta biÕt r»ng hçn hîp X gåm: Fe; FeO; Fe2O3 vµ Fe3O4 cã thÓ cã nhiÒu h−íng quy
®æi: (Fe vµ Fe2O3); (Fe vµ FeO); (Fe vµ Fe3O4); (FeO vµ Fe3O4); (FeO vµ Fe2O3); (Fe3O4 vµ Fe2O3) hoÆc thËm chÝ lµ chØ
mét chÊt FexOy.
Nh−ng trong c¸c ph−¬ng ph¸p quy ®æi ë trªn th× viÖc hiÓu sai b¶n chÊt cña ph¶n øng sÏ dÉn tíi kÕt qu¶
kh¸c nhau.
1) C¸ch quy ®æi 01:
01 Quy ®æi hçn hîp X vÒ: FeO vµ Fe3O4
FeO
→ FeCl2
x
x
Ta cã:
Fe3O4
→ FeCl2 + 2 FeCl3
y
2y
y
Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña FeO vµ Fe3O4 => ta cã: 72x + 232y = 11,2 gam (*)
MÆt kh¸c ta cã: nFeCl2 = x + y = 0,1 mol (2*)
x = 0, 075mol
→ mFeCl3 = 2.0, 025.(56 + 35, 5.3) = 8,125 gam
y = 0, 025mol
Tõ (*) vµ (2*) =>
2) C¸ch quy ®æi 02 : Quy ®æi hçn hîp X vÒ : FeO vµ Fe2O3
FeO
→ FeCl2
x
x
Ta cã
→
Fe
O
2
FeCl
2 3
3
2y
y
Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña FeO vµ Fe2O3 => ta cã 72x + 160y = 11,2 gam (*)
MÆt kh¸c nFeCl2 = x= 0,1 mol (2*)
Tõ (*) vµ (2*) => y = 0,025 mol => mFeCl3 = 2.0, 025.(56 + 35,5.3) = 8,125 gam
3) C¸ch quy ®æi 03:
03 Quy ®æi hçn hîp X vÒ: Fe3O4 vµ Fe2O3
Fe3O4
→ FeCl2 + 2 FeCl3
x
x
2x
Ta cã
→
Fe
O
FeCl
2
2 3
3
y
2y
Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe3O4 vµ Fe2O3 => ta cã 232x + 160y = 11,2 gam (*)
MÆt kh¸c nFeCl2 = x= 0,1 mol (2*)
Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh)
Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail:
[email protected] – Website: hoahoc.org)
trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng
kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng
H
N
O
l
lu
yÖ
n tth
hii ®
®¹
¹ii h
hä
äc
cn
¨m
m 220
0009
9&
&2
20
0110
0
uy
Ön
n¨
O
NH
H
N
O
C
Ch
hu
uy
ªn
n®
®Ò
Ò:: N
Nh
h÷
÷n
g ssa
aii l
lÇ
mg
gÆ
p pph
h¶
tr
ro
on
ng
gg
gii¶
to
o¸
¸n
¶ii t
¶ii t
yª
ng
Çm
Æp
n
O
HN
V
Vµ
µh
hiiÖ
Öu
u qqu
u¶
cñ
a pph
h−
¬n
g pph
h¸
¸p
p qqu
uy
®æ
¶c
ña
−¬
ng
y®
æii
Tõ (*) vµ (2*) => y = -0,075 mol => nFeCl3 = 2 x + 2 y = 0,1.2 + 2.(-0,075) = 0,05mol => mFeCl3 = 8,125 gam
4) C¸ch quy ®æi 04 : Quy ®æi vÒ FexOy
FexOy => (3x-2y)FeCl2 + (2y-2x)FeCl3
Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => nFex O y =
0,1
0,1
x 6
→
→ Fe6 O7
(56 x + 16 y ) = 11, 2 => =
mol
y 7
3x − 2 y
3x − 2 y
VËy : Fe6O7 => 4FeCl2 + 2FeCl3
Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => nFeCl2 = 0,05mol => mFeCl3 = 8,125 gam
5) C¸ch quy ®æi 05:
05 Quy ®æi hçn hîp X vÒ: Fe vµ Fe2O3
Fe
→ FeCl2
x
x
Fe
O
2 FeCl3
→
2 3
2y
y
Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ Fe2O3 => ta cã 56x + 160y = 11,2 gam
Ta cã nFeCl2 = x = 0,1 mol => y = 0,035 mol => => mFeCl3 = 2.0, 035.162,5 = 11,375 gam ≠ 8,125 gam
6) C¸ch quy
quy ®æi 06 : Quy ®æi hçn hîp X vÒ : Fe vµ Fe3O4
Fe
→ FeCl2
x
x
→ FeCl2 + 2 FeCl3
Fe3O4
2y
y
y
Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ Fe3O4 => 56x + 232y = 11,2 gam (*)
MÆt kh¸c nFeCl2 = x + y = 0,1 mol (2*)
3
x = 44 mol
7
Tõ (*) vµ (2*) =>
.(56 + 35,5.3) = 10,341 ≠ 8,125 gam
→ mFeCl3 = 2.
220
y = 7 mol
220
T¹i sao ë hai ph−
nh− vËy ?
ph−¬ng ¸n quy ®æi vÒ : Fe vµ Fe2O3 vµ Fe vµ Fe3O4 l¹i cã kÕt qu¶ sai nh−
LiÖu chóng ta cã sai lÇm nµo trong qu¸ tr×nh gi¶i víi hai c¸ch quy ®æi nµy hay kh«ng?
Ta h·y chó ý vÒ vÞ trÝ cña c¸c cÆp oxi hãa – khö :
Fe 2 +
Fe
2H +
H2
........
........
Fe3+
Fe 2 +
Ta c¨n cø vµo ý nghÜa cña d·y ®iÖn hãa, cÆp chÊt nµo cµng ë xa nhau th× kh¶ n¨ng x¶y ra ph¶n øng sÏ
m¹nh
+
→ Fe
VËy th× khi ®ã gi÷a hai ph¶n øng : Fe + 2 H
2+
+ H 2↑ vµ 2 Fe3+ + Fe
→ 3Fe2 + th× ph¶n øng nµo sÏ x¶y
ra ®Çu tiªn?
TÊt nhiªn lµ ph¶n øng: 2 Fe
3+
+ Fe
→ 3Fe2 + sÏ ph¶i x¶y ra ®Çu tiªn råi.
Khi ®ã bµi to¸n trªn víi hai tr−
tr−êng hîp quy ®æi trªn ta sÏ tÝnh to¸n nh−
nh− sau:
7) 5”) C¸ch quy ®æi 05:
8) 6”) C¸ch quy ®æi 06 :
05
Quy ®æi hçn hîp X vÒ: Fe vµ Fe2O3
Quy ®æi hçn hîp X vÒ : Fe vµ Fe3O4
HCl
Fe2 O3
→2
Fe3+
2y
Fe3 O4
→ FeCl2 + 2 FeCl3
y
y
3+
2
→3
Fe +
Fe
Fe
2y
x
2y
0,1
Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ Fe2O3
=> ta cã 56x + 160y = 11,2 gam
Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => x =
=> mFeCl3
y
2y
Fe 3 + +
Fe
Fe 2 +
2
→3
2+
0,1
7
mol => y =
mol
3
120
0,1
7
= 2
-2
.162,5 = 8,125 gam
3
120
x
3x
Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ Fe3O4
=> ta cã 56x + 232y = 11,2 gam (*)
Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => 3x + y = 0,1 mol (2*)
x = 0, 01875mol
y = 0, 04375mol
Tõ (*) vµ (2*) =>
→ mFeCl3 = ( 2 y − 2 x ) .162,5 = 8,125 gam
Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh)
Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail:
[email protected] – Website: hoahoc.org)
trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng
kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng
H
N
O
l
lu
yÖ
n tth
hii ®
®¹
¹ii h
hä
äc
cn
¨m
m 220
0009
9&
&2
20
0110
0
uy
Ön
n¨
O
NH
H
N
O
C
Ch
hu
uy
ªn
n®
®Ò
Ò:: N
Nh
h÷
÷n
g ssa
aii l
lÇ
mg
gÆ
p pph
h¶
tr
ro
on
ng
gg
gii¶
to
o¸
¸n
¶ii t
¶ii t
yª
ng
Çm
Æp
n
O
HN
V
Vµ
µh
hiiÖ
Öu
u qqu
u¶
cñ
a pph
h−
¬n
g pph
h¸
¸p
p qqu
uy
®æ
¶c
ña
−¬
ng
y®
æii
Ngoµi ra chóng ta cßn cã thÓ quy ®æi vÒ hçn hîp chØ chøa Fe vµ O.
Gäi a vµ b lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ O => 56x + 16y = 11,2 (*)
Fe − 2e
→
Fe +2 (1)
Khi ®ã ®Ó thu ®−îc FeCl2 vµ FeCl3 th×:
0,1
0,1
+3
Fe − 3e
→
Fe (2)
a − 0,1
Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => ne
Fe / (1)
0,1
3( a − 0,1)
O
→ O −2 (3)
+ 2e
b
2b
a − 0,1
= 0, 2mol vµ nFe / (1) = 0,1mol
→ nFe / (2) = ( a − 0,1) mol
→ neFe /(1) = 3 ( a − 0,1) mol
Theo ®Þnh luËt b¶o toµn electron ta cã : 0,2 + 3.(a – 0,1) = 2b <=> 3a – 2b = 0,1 (2*)
Tõ (*) vµ (2*) = ta cã a = 0,15 mol vµ b = 0,175 mol => nFeCl3 = 0,15 − 0,1= 0,05mol => mFeCl3 = 8,125 gam
--------- & --------Riªng víi tr−êng hîp quy ®æi thµnh Fe vµ FeO th× viÖc cho hai chÊt nµy t¸c dông víi HCl kh«ng thÓ t¹o ra
FeCl3. V× khi ®ã th× bµi to¸n sai hoµn toµn vÒ b¶n chÊt hãa häc.
Nh−ng theo c¸c b¹n th× liÖu r»ng cã thÓ lµm ®−îc bµi nµy hay kh«ng?
Chóng ta cã thÓ ®−a ra lùa chän chÊt cã kh¶ n¨ng biÕn thµnh Fe3+ ®−îc kh«ng? NÕu chóng ta x¸c ®Þnh ®−îc
chÊt cã kh¶ n¨ng t¹o ra Fe3+ th× bµi to¸n cã thÓ gi¶i ®−îc?
C¸c b¹n h·y cïng suy nghÜ ?
VÝ dô: Hßa tan hoµn toµn 11,2 gam hçn hîp X gåm: Fe; FeO; Fe2O3 vµ Fe3O4 trong HCl d−, sau ph¶n øng thÊy t¹o ra
12,7 gam FeCl2. Hái sè gam FeCl3 thu ®−îc lµ bao nhiªu?
Víi c¸ch quy ®æi hçn hîp X vÒ Fe vµ FeO [???]
Vµ nh»m kh¾c s©u h¬n n÷a vÒ vÊn ®Ò hiÓu b¶n chÊt cña c¸c ph¶n øng x¶y ra vµ nh¾m nhÊn m¹nh ®−îc
hiÖu qu¶ cña ph−¬ng ph¸p quy ®æi. T«i xin ®−a ra mét vÝ dô nh− sau:
VÝ dô: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan võa hÕt vµo trong 700ml dung dÞch HCl 1M, thu
®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung
ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc m gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m.
VËy lµ cïng víi d¹ng to¸n lµ cho hçn hîp s¾t vµ c¸c oxit t¸c dông víi dung dÞch HCl d− th× ta còng sÏ cã mét
bµi to¸n kh¸c. Nh−ng cã thÓ nãi ®©y lµ bµi to¸n sÏ cã t¸c dông nhÊn m¹nh ®−îc viÖc hiÔu râ b¶n chÊt cña c¸c ph¶n
øng hãa häc x¶y ra.
Víi bµi to¸n nµy t«i mong r»ng c¸c em häc sinh còng nh− c¸c b¹n ®ång nghiÖp cÇn ph¶i chó ý t×m hiÓu kü
vÒ b¶n chÊt cña mét bµi to¸n råi h·y ®−a ra ph−¬ng ph¸p gi¶i cho phï hîp.
Tr¸nh t×nh tr¹ng hiÓu sai b¶n chÊt ®Ó råi dÉn tíi ®−a ra kÕt qu¶ sai.
Víi häc sinh häc líp 12 th× sau khi häc xong d·y ®iÖn hãa cña kim lo¹i th× ta cã ®−îc vÞ trÝ cña c¸c cÆp oxi
hãa – khö cña s¾t:
Fe 2 +
Fe
2H +
H2
Fe3+
Fe 2 +
Th× trong bµi to¸n nµy sÏ cÇn ph¶i lu ý ®iÓm g× khi ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p gi¶i :
Chóng ta ®· biÕt r»ng ph¶n øng gi÷a oxit víi axit sÏ x¶y ra ®Çu tiªn khi cho hçn hîp trªn vµo dung dÞch
axit HCl, sau ®ã theo d·y ®iÖn hãa cña kim lo¹i th× sÏ cã ph¶n øng gi÷a Fe3+ víi Fe råi míi ®Õn ph¶n øng cña Fe t¸c
dông víi HCl.
NÕu chóng ta kh«ng l¾m râ ®−îc ®iÒu nµy th× viÖc gi¶i to¸n vµ ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p gi¶i sÏ sai lÇm.
Vµ t«i xin lÊy vÞ dô trªn ®Ó chøng minh.
Tr−
®a
h−
ph−¬ng
Tr
−íc tiªn t«i xin ®
a ra c¸ch lµm cña bµi to¸n theo h
−íng cña ph
−¬ng ph¸p quy ®æi ®èi víi vÝ dô trªn
a)
H−íng quy ®æi 01 :
Ta quy ®æi hçn hîp X vÒ : Fe vµ Fe2O3 víi sè mol lÇn l−ît lµ a vµ b mol => 56a + 160b = 20 gam (*)
Ta cã c¸c ph−¬ng tr×nh ph¶n øng :
Fe2O3 + 6HCl => 2FeCl3 + 3H2O
b mol
b mol
Sau ®ã, do vÞ trÝ cña cÆp oxi hãa – khö :
Fe 2 +
Fe
2H +
H2
Fe3+
Fe 2 +
Nªn sÏ cã ph¶n øng : 2FeCl3 + Fe => 3FeCl2
b mol b mol
Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh)
Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail:
[email protected] – Website: hoahoc.org)
trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng
kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng
H
N
O
l
lu
yÖ
n tth
hii ®
®¹
¹ii h
hä
äc
cn
¨m
m 220
0009
9&
&2
20
0110
0
uy
Ön
n¨
O
NH
H
N
O
C
Ch
hu
uy
ªn
n®
®Ò
Ò:: N
Nh
h÷
÷n
g ssa
aii l
lÇ
mg
gÆ
p pph
h¶
tr
ro
on
ng
gg
gii¶
to
o¸
¸n
¶ii t
¶ii t
yª
ng
Çm
Æp
n
O
HN
V
Vµ
µh
hiiÖ
Öu
u qqu
u¶
cñ
a pph
h−
¬n
g pph
h¸
¸p
p qqu
uy
®æ
¶c
ña
−¬
ng
y®
æii
Sau ®ã khi hÕt FeCl3 th× sÏ cã tiÕp ph¶n øng cña: Fe + 2HCl => FeCl2 + H2 mol
a - b mol
a - b mol
Theo ®Ò bµi ta cã: a – b = 0,15 mol (2*)
Tõ (*) vµ (2*) => a = 11/54 vµ b = 29/540 mol
VËy tæng sè mol cña nguyªn tö Fe lµ: a + 2b = 14/45 mol => mFe2 O3 = 24,89 gam
b)
H−íng quy ®æi
®æi 02:
Ta quy ®æi hçn hîp vÒ Fe vµ O víi sè mol lÇn lît lµ a vµ b mol => 56a + 16b = 20 gam (*)
Trong ph¶n øng cña hçn hîp X víi dung dÞch HCl th× sau cïng chØ thu ®−îc Fe2+ nªn ta cã:
Fe − 2e
→ Fe 2 +
a
2a
o
O
→ O −2
+ 2e
2b
b
→ 2a = 2b + 0,3
+
2 H + 2e
→ H2
0,3
(2*)
0,15
Tõ (*) vµ (2*) => a = 14/45 vµ b = 29/180 => mFe2 O3 = 24,89 gam
§ã lµ hai kÕt qu¶ cã ®−îc khi tiÕn hµnh theo ph−¬ng ph¸p quy ®æi ph©n tö vµ quy ®æi nguyªn tö.
Qua ®ã chóng ta cã thÓ thÊy ®−îc hiÖu qu¶ cña ph−¬ng ph¸p quy ®æi khi ¸p dông vµo viÖc gi¶i to¸n.
Cßn víi c¸c h−íng vµ c¸ch quy ®æi kh¸c nh−: (Fe, FeO), (FeO, Fe2O3), th× nã sÏ khiÕn cho bµi to¸n lµ phi thùc tÕ
do kh«ng cã kh¶ n¨ng t¹o ra khÝ H2.
VËy viÖc hiÓu b¶n chÊt hãa häc x¶y ra trong mét bµi to¸n lµ rÊt quan träng, nã sÏ quyÕt ®Þnh xem chóng ta
gi¶i bµi to¸n ®ã ®óng hay sai.
Cßn nÕu ta xÐt bµi to¸n theo ph−¬ng ph¸p t¨ng gi¶m khèi l−îng th× nh− thÕ nµo?
Ta cã s¬ ®å hãa bµi to¸n:
Fe
FeO + HCl H 2
→
+ NaOH d−
t0
Fe3O4
dung dich D
→ KÕt tña
→ m gam r¾n
kk
Fe2O3
Ta cã Fe + 2HCl => FeCl2 + H2
pø
nH2 = 0,15mol
→nHCl
= 0,3mol
→ sè mol HCl ph¶n øng víi oxit lµ: 0,4mol
2−
−
→ 2Cl vËy khi ®ã sè mol cña O trong oxit lµ: 0,2 mol => mFe = 20 – 0,2.16 = 16,8 gam
VËy khi ®ã O
=> nFe = 0,3 mol => VËy khèi l−îng cña Fe2O3 lµ: 0,15.160 = 24 gam.
thay b»ng
Qua ®©y ta nhËn thÊy r»ng cã hai kÕt qu¶ kh¸c nhau? VËy c¸ch nµo lµ c¸ch sai? Vµ sai ë ®iÓm nµo?
theo
ph−
Ta ph©n tÝch chi tiÕt bµi toµn the
o tõng ph
−¬ng tr×nh:
Khi cho hçn hîp X gåm: Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 vµo dung dÞch axit HCl th× sÏ cã c¸c ph¶n øng sau:
Fe3O4 + 8HCl => 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
FeO + 2HCl => FeCl2 + H2O
Fe2O3 + 6HCl => 2FeCl3 + 3H2O
Sau ®ã, do vÞ trÝ cña cÆp oxi hãa – khö :
Fe 2 +
Fe
2H +
H2
Fe3+
Fe 2 +
VËy khi ®ã sÏ cã ph¶n øng gi÷a : 2FeCl3 + Fe => 3FeCl2 sau ®ã míi cã ph¶n øng Fe + 2HCl => FeCl2 + H2
Khi ta bá qua ph¶n øng gi÷a FeCl3 víi Fe th× khi ®ã ta sÏ cã cø 2 O2- sÏ bÞ thay thÕ bëi 2Cl-.
Mµ quªn ®i l−îng Fe ®· tham gia ph¶n øng víi muèi FeCl3 khi ®ã kÕt qu¶ cña bµi to¸n sÏ sai lÖch ®i mét l−îng
do thiÕu l−îng Fe tham gia ph¶n øng nµy. Vµ ë bµi to¸n nµy ®· ®−îc kh¸ nhiÒu t¸c gi¶ gi¶i vµ cho r»ng c¸ch trªn lµ
®óng. Hä cho r»ng:
“Trong vÝ dô nµy do sau ph¶n øng s¾t kh
kh«ng
«ng thay ®æi sè oxi hãa hoµn toµn thµnh sè oxi hãa cao nhÊt mµ nã l¹i
bao gåm s¾t cã sè oxi hãa lµ (+2) vµ (+3). Nªn chóng ta sÏ kh«ng thÓ nµo kÕt hîp ®−
ph−
®−îc ph
−¬ng ph¸p b¶o toµn
ph−
electron víi ph
−¬ng ph¸p quy ®æi ®Ó gi¶i.
VËy ra cÇn chó ý r»ng : Kh«ng ph¶i bÊt cø bµi to¸n nµo liªn quan tíi c¸c oxit s¾t còng cã thÓ gi¶i b»ng ph−
ph−¬ng
ph−
ph¸p quy ®æi kÕt hîp víi ph
−¬ng ph¸p b¶o toµn electron.
ph−
®−
Chóng ta chØ cã thÓ ¸p dông ph
−¬ng ph¸p quy ®æi ®
−îc khi mµ s¾t thay ®æi nªn tr¹ng th¸i 1 sè oxi hãa.
ph−
nh−
Víi bµi to¸n nµy chóng ta còng vÉn sÏ dïng ph
−¬ng ph¸p quy ®æi nh
−ng kÕt hîp víi ph−
ph−¬ng ph¸p b¶o toµn khèi
l−îng, b¶o toµn nguyªn tè vµ b¶o toµn ®iÖn tÝch”
Nh− vËy lµ hä ®· sai lÇm vµ ch−a hiÓu râ b¶n chÊt cña c¸c qu¸ tr×nh ph¶n øng x¶y ra trong dung dÞch.
-------------------- & --------------------
Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh)
Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail:
[email protected] – Website: hoahoc.org)
trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng
kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng
H
N
O
l
lu
yÖ
n tth
hii ®
®¹
¹ii h
hä
äc
cn
¨m
m 220
0009
9&
&2
20
0110
0
uy
Ön
n¨
O
NH
H
N
O
C
Ch
hu
uy
ªn
n®
®Ò
Ò:: N
Nh
h÷
÷n
g ssa
aii l
lÇ
mg
gÆ
p pph
h¶
tr
ro
on
ng
gg
gii¶
to
o¸
¸n
¶ii t
¶ii t
yª
ng
Çm
Æp
n
O
HN
V
Vµ
µh
hiiÖ
Öu
u qqu
u¶
cñ
a pph
h−
¬n
g pph
h¸
¸p
p qqu
uy
®æ
¶c
ña
−¬
ng
y®
æii
Vµ tõ hai kÕt qu¶ trªn, chóng ta cã thÓ dÔ dµng tÝnh ®−îc sè mol cña axit tham gia ph¶n øng: 2b + 0,15.2 =
28/45 mol < 0,7 mol
VËy khi ®ã ta kh«ng thÓ nãi ®−îc : “võa
võa hÕt vµo trong 700ml dung dÞch HCl 1M”
1M vµ d÷ kiÖn nµy kh«ng cÇn
dïng tíi trong viÖc gi¶i to¸n.
VËy bµi to¸n ë trªn viÕt ®óng l¹i sÏ cã d¹ng:
Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan trong 700ml dung dÞch HCl 1M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë
®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ
®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc m gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m.
Khi ®ã th× víi ®Ò bµi nµy chóng ta sÏ ¸p dông ph−¬ng ph¸p b¶o toµn khèi l−îng, b¶o toµn nguyªn tè vµ b¶o
toµn ®iÖn tÝch ®Ó gi¶i khi mµ chóng ta t×m ®−îc l−îng Fe hoÆc l−îng FeCl3 tham gia ph¶n øng víi nhau.
Vµ còng tõ bµi to¸n trªn, chóng ta cã thÓ biÕn ®æi thµnh nhiÒu bµi to¸n kh¸c t−¬ng ®−¬ng:
Bµi 1: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan trong 700ml dung dÞch HCl 1M, thu ®−îc V lÝt H2
(ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ
®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc 24 gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ V.
H−íng dÉn:
→ nFe = 0,3mol
→ nO = 0, 2mol
Ta cã nFe2 O3 = 0,15mol
Ta quy ®æi hçn hîp X vÒ hçn hîp chØ chøa Fe vµ O. khi ®ã ta cã c¸c qu¸ tr×nh cho vµ nhËn electron.
Fe − 2e
→ Fe 2 +
0,3
2.0,3
o
O
→ O −2
+ 2e
0,2
2.0,2
+
2 H + 2e
→ H2
2x
→ 2.0,3 = 2.0, 2 + 2 x
→ x=0,1 mol =>V=2,24 lit
x
VËy khi ®ã ta sÏ dÔ dµng tÝnh ®−îc sè mol axit ph¶n øng: 0,6 mol => axit cßn d− sau ph¶n øng.
Bµi 2: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan võa ®ñ trong V ml dung dÞch HCl 1M, thu ®−îc
3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi
kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc 24 gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ V.
§¸p sè: V = 622 ml
Bµi 3: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan võa ®ñ trong 800 ml dung dÞch HCl a M, thu
®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung
ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc 24 gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ a.
§¸p sè: a = 0,75M
Bµi 4: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan võa ®ñ trong V ml dung dÞch H2SO4 1M, thu ®−îc
3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi
kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc 24 gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ V.
§¸p sè: V = 300 ml
Bµi 5: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan trong 300 ml dung dÞch H2SO4 1M, thu ®−îc 3,36
lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch Ba(OH)2 d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi
kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc m gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m.
§¸p sè: 93,9 gam
Bµi 6: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan trong 200 ml hçn hîp Y gåm: H2SO4 1M vµ HCl
0,2M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch Ba(OH)2 d−, läc kÕt tña
vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc m gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m.
§¸p sè: 70,6 gam
Ngoµi ra c¸c b¹n cã thÓ ph¸t triÓn thªm thµnh nhiÒu d¹ng bµi to¸n kh¸c dùa trªn c¬ së cña bµi to¸n gèc.
Bµi viÕt nµy ®−îc t«i viÕt trong thêi gian ng¾n, ngay sau khi ph¸t hiÖn nh÷ng sai lÇm cña c¸c em häc sinh
vµ cña mét sè b¹n ®ång nghiÖp. Nªn sÏ kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu xãt.
RÊt mong ghi nhËn ®−îc nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp vÒ bµi viÕt nµy.
Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh)
Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail:
[email protected] – Website: hoahoc.org)
trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng
kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng