SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO …
TRƯỜNG THPT …
TỔ HÓA HỌC
ĐỀ TÀI :
’’ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG HÓA HỌC’’
PhÇn I
Më ®Çu
I-Lý do chän ®Ò tµi:
- Trong viÖc gi¶i quyÕt bµi tËp tr¾c nghiÖm kh¸ch thêng liªn quan ®Õn yÕu tè quan träng mµ hÇu
hÕt häc sinh ®Òu m¾c ph¶i ®ã lµ yÕu tè thêi gian ®Ó kh¾c phôc yÕu tè nµy häc sinh cÇn n¨m
v÷ng tÝnh s¬ ®å hãa vµ ph¬ng ph¸p gi¶i quyÕt nhanh bµi tËp.
- T¨ng kh¶ n¨ng t duy , lµm nhanh bµi tËp cho häc sinh líp 12 trong gi¶i quyÕt bµi tËp tr¾c
nghiÖp d¹ng tÝnh to¸n trong s¸ch gi¸o khoa , s¸ch bµi tËp , mét sè d¹ng bµi tËp trong c¸c ®Ò thi
vµo ®¹i häc 2007-2008
- §©y lµ lo¹i bµi tËp phæ biÕn trong ch¬ng tr×nh häc phæ th«ng vµ ch¬ng tr×nh thi ®¹i häc tõ n¨m
2007 .- Gióp häc sinh rÌn luyÖn kÜ n¨ng viÕt ph¬ng tr×nh ph¶n øng. Kh¾c s©u kiÕn thøc, hÖ thèng
ho¸ kiÕn thøc n©ng cao møc ®é t duy, kh¶ n¨ng ph©n tÝch ph¸n ®o¸n kh¸i qu¸t.
- Ph¸t huy tÝnh tÝch cùc chñ ®éng s¸ng t¹o cña häc sinh trong viÖc gi¶i quyÕt bµi tËp tr¾c nghiÖm
theo híng s¬ ®å hãa vÊn ®Ò .
Tõ nh÷ng lÝ do trªn, t«i chän ®Ò tµi: ’’§Þnh híng mét sè ph¬ng ph¸p gi¶i nhanh bµi tËp ®Þnh lîng hãa häc’’
II. C¸c ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp nhanh
A. Ph¬ng ph¸p t¨ng gi¶m khèi lîng
1. VÝ dô 1: Hoµ tan 6,2g hçn hîp 2 kim lo¹i kiÒm trong níc (lÊy d) thu ®îc 2,24 lÝt khÝ H2
(®ktc). C« c¹n dung dÞch sau ph¶n øng thu ®îc bao nhiªu gam chÊt r¾n?
Gi¶i
* NÕu dïng c¸c ph¬ng ph¸p ®¹i sè th«ng thêng: ®Æt Èn sè, lËp hÖ ph¬ng tr×nh th× mÊt nhiÒu thêi
gian vµ kÕt côc kh«ng t×m ra ®¸p sè cho bµi to¸n.
* NÕu dïng ph¬ng ph¸p t¨ng gi¶m khèi lîng vµ b¶o toµn khèi lîng ta cã thÓ gi¶i quyÕt vÊn ®Ò
mét c¸ch ®¬n gi¶n vµ hiÖu qu¶.
mOH
mr¾n = mhçn hîp kim lo¹i +
V× ph¶n øng x¶y ra t¹o hi®roxit kim lo¹i vµ gi¶i phãng H2. Ta ®· biÕt:
H2O H+ + OH-.
nOH nH 2nH 2 2.
2, 24
0, 2(mol )
22, 4
VËy mr¾n=6,2+0,217 = 9,6 (g).
2. VÝ dô 2: Cã 1 lÝt dung dÞch Na2CO3 0,1M vµ (NH4)2CO3 0,25M. Cho 43g hçn hîp BaCl 2 vµ
CaCl2 vµo dung dÞch ®ã. Sau khi c¸c ph¶n øng kÕt thóc thu ®îc 39,7g kÕt tña A. TÝnh phÇn tr¨m
khèi lîng cña c¸c chÊt trong A.
Gi¶i:
nCO2
3
trong 1lÝt dung dÞch Na2CO3 0,1M vµ (NH4)2CO3 0,25M lµ: 0,1+0,25=0,3 (mol)
C¸c ph¶n øng x¶y ra:
Ba2+ + CO32- BaCO3
Ca2+ + CO32- CaCO3
Cø 1 mol BaCl2 hoÆc CaCl2 chuyÓn thµnh BaCO3 hoÆc CaCO3 khèi lîng gi¶m: 71- 60 = 11(g).
VËy tæng sè mol cña
(BaCO3 + CaCO3) =
43-39,7
0,3(mol )
chøng tá d CO32-.
11
Ta cã ngay hÖ ph¬ng tr×nh: §Æt x, y lµ sè mol cña BaCO3 vµ CaCO3 trong A ta cã:
x y 0,3
x 0,1(mol )
gi¶i ra:
197 x 100 y 39,7
y 0, 2(mol )
0,1197
%mBaCO3
100 49, 62(%)
39, 7
%mCaCO3 100 49, 62 50,38(%)
3. VÝ dô 3: Hoµ tan 10g hçn hîp 2 muèi XCO3 vµ Y2(CO3)3 b»ng dung dÞch HCl d ta thu ®îc
dung dÞch A vµ 0,672 lÝt khÝ bay ra ë ®ktc. Hái c« c¹n dung dÞch A thu ®îc bao nhiªu gam muèi
khan?
Gi¶i
* Khi chuyÓn tõ muèi c¸cbonat thµnh muèi Clorua, th× cø 1 mol CO2 lîng muèi t¨ng.
CO32- chuyÓn thµnh 2Cl- 1mol CO2
60g chuyÓn thµnh 71g, khèi lîng t¨ng 11g.
Theo gi¶ thiÕt:
nCO2
0,672
0, 03(mol )
22, 4
* Khi c« c¹n dung dÞch thu ®îc muèi Clorua.
Tæng khèi lîng muèi Clorua = 10 + 0,0311 = 10,33(g).
B. Ph¬ng ph¸p b¶o toµn khèi lîng
1. VÝ dô 1: Hoµ tan 10g hçn hîp 2 muèi Cacbonat cña kim lo¹i A, B ho¸ trÞ (II) b»ng dung dÞch
axit HCl (d) ta thu ®îc dung dÞch A vµ 0,672 lit khÝ (®ktc). Hái c« c¹n dung dÞch A thu ®îc bao
nhiªu gam muèi khan?
Gi¶i:
*Bµi to¸n nµy cã thÓ gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p t¨ng gi¶m khèi lîng hoÆc cã thÓ gi¶i nhanh b»ng ph¬ng ph¸p b¶o toµn khèi lîng.
*§Æt c«ng thøc chung cña A vµ B lµ A ta cã:
ACO3 2 HCl ACl2 H 2O CO2
0,06
0,03 0,03
mACO mHCl mACl mH 2O mCO2
3
2
10 g 0, 06 36,5 mACl 0, 03 18 0, 03 44
2
mACl 10,33( g )
2
2. VÝ dô 2: Cã mét hçn hîp gåm NaCl vµ NaBr. Cho hçn hîp ®ã t¸c dông víi dung dÞch AgNO 3
d th× t¹o ra kÕt tña cã khèi lîng b»ng khèi lîng cña AgNO3 ®· tham gia ph¶n øng. TÝnh thµnh
phÇn % vÒ khèi lîng cña mçi muèi trong hçn hîp ®Çu.
Gi¶i
nNaCl=x mol, nNaBr=y mol. §Æt x+y=1.
Ph¬ng tr×nh: NaCl + AgNO3AgCl + NaNO3
mol x
x
x
x
NaBr + AgNO3AgBr + NaNO3
mol y
y
y
y
nNaNO3 x y 1(mol ) mNaNO3 85( g )
mAgCl mAgNO3 ( x y ).170 170( g )
Theo ®Þnh luËt b¶o toµn khèi lîng ta cã: mNaCl=mNaBr=85(g)
Ta cã hÖ ph¬ng tr×nh:
x y 1
58,5 x 103 y 85
x 0, 405(mol )
y 0,595(mol )
mNaCl=0,40558,5 = 23,7(g) chiÕm 27,88%
mNaBr chiÕm100-27,88 = 72,11%
3. VÝ dô 3: Hçn hîp A gåm 0,1 mol etylenglicol vµ 0,2 mol chÊt X. §Ó ®èt ch¸y hçn hîp A cÇn
21,28 lÝt O2 ë ®ktc vµ thu ®îc 35,2g CO2 vµ 19,8g H2O. TÝnh khèi lîng cña ph©n tö X.
Gi¶i:
Ph¬ng tr×nh ®èt ch¸y hçn hîp:
C2H6O2 + 2,5 O2 2 CO2 + 3 H2O
X + O2
CO2 + H2O
Theo ®Þnh luËt b¶o toµn khèi lîng:
mX mC2 H 6O2 mO2 mCO2 mH 2O
mX 18, 4( g )
18, 4
MX
92(u )
0, 2
C. Ph¬ng ph¸p b¶o toµn electron
* Nguyªn t¾c
Khi cã nhiÒu chÊt oxi ho¸, chÊt khö trong mét hçn hîp ph¶n øng (cã nhiÒu ph¶n øng hoÆc ph¶n
øng x¶y ra nhiÒu giai ®o¹n) th× tæng sè electron mµ c¸c chÊt khö cho ph¶i b»ng tæng sè electron
mµ chÊt oxi ho¸ nhËn. Ta chØ cÇn x¸c ®Þnh ®óng tr¹ng th¸i ®Çu vµ tr¹ng th¸i cuèi cña chÊt oxi
ho¸ hoÆc chÊt khö th× cã thÓ gi¶i ®îc bµi to¸n ®· cho.
*Mét sè vÝ dô
VÝ dô1: Cho 16,2 gam kim lo¹i R t¸c dông víi 0,15 mol oxi. ChÊt r¾n thu ®îc sau ph¶n øng cho
hoµ tan hoµn toµn vµo dung dÞch HCl d thÊy bay ra 13,44 lÝt (®ktc). Hái R lµ kim lo¹i nµo?
Gi¶i:
NhËn xÐt: R t¸c dông víi oxi cho oxit kim lo¹i mµ hçn hîp sau ph¶n øng t¸c dông víi HCl cho
H2. VËy M t¸c dông cha hÕt víi oxi vµ hçn hîp chÊt r¾n bao gåm c¶ R vµ oxit cña R.
Lu ý: Muèn x¸c ®Þnh mét nguyªn tè cÇn t×m ®îc mèi liªn quan gi÷a nguyªn tö khèi vµ ho¸ trÞ
cña nã cã thÓ cã trong c¸c hîp chÊt.
4R + nO2 = 2R2On
(1)
R2On + 2nHCl = 2RCln + H2O
(2)
2R + 2nHCl = 2RCln + nH2 (3)
13,44
nH 2
0,6(mol )
22,4
+ Theo (1) vµ (3) tæng sè mol electron mµ kim lo¹i R ®· cho ph¶i b»ng tæng sè mol electron mµ
oxi vµ H+ nhËn.
+ Gäi x lµ sè mol cña kim lo¹i R, nguyªn tö khèi cña kim lo¹i R lµ M
sè mol electron mµ kim lo¹i R nhêng lµ nx.
Theo gi¶ thiÕt vµ (1) ta cã: Sè mol electron mµ oxi nhËn lµ 0,15.4
Theo gi¶ thiÕt vµ (3) ta cã: sè mol electron mµ H+ nhËn lµ 0,6.2
1,8
(a)
n
16,2
Mµ x lµ sè mol cña kim lo¹i x
(b)
M
1,8 16,2
KÕt hîp (a) vµ (b) ta cã:
M=9n ChØ cã mét cÆp nghiÖm duy nhÊt lµ: M = 27 vµ
n
M
nx= 0,15.4 + 0,6.2 = 1,8 x
n = 3 lµ phï hîp §ã lµ Al.
VÝ dô2: Hçn hîp Y gåm Fe vµ kim lo¹i R cã ho¸ trÞ n duy nhÊt.
a, Hoµ tan hoµn toµn 3,61 gam hçn hîp Y b»ng dung dÞch HCl d thu ®îc 2,128 lÝt H2, cßn khi
hoµ tan 3,61 gam Y b»ng dung dÞch HNO3 lo·ng, d th× thu ®îc 1,972 lÝt khÝ NO duy nhÊt. X¸c
®Þnh kim lo¹i R vµ tÝnh thµnh phÇn % vÒ khèi lîng mçi kim lo¹i trong Y.
b, LÊy 3,61g Y cho t¸c dông víi 100ml dung dÞch chøa AgNO 3 vµ Cu(NO3)2, khuÊy kü cho tíi
khi ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn chØ thu ®îc 8,12 gam chÊt r¾n gåm 3 kim lo¹i. Hoµ tan chÊt r¾n
®ã b»ng dung dÞch HCl d thÊy bay ra 0,672 lÝt H2.
TÝnh CM cña AgNO3 vµ Cu(NO3)2 trong dung dÞch ban ®Çu. BiÕt hiÖu suÊt ph¶n øng lµ
100%. C¸c khÝ ®o ë ®ktc.
Gi¶i:
a, Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
(1)
2R + 2nHCl = 2RCln + nH2
(2)
Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (3)
3R + 4nHNO3 = 3R(NO3)n + nNO + 2nH2O
(4)
*Gäi x lµ sè mol Fe, y lµ sè mol R cã trong 3,61 gam Y.
Sè mol electron mµ Fe nhêng ë (1) lµ 2x. Sè mol electron R nhêng ë (2) lµ ny.
Sè mol electron mµ H+ thu vµo ë (1) vµ (2) lµ: 2.
2,128
0,19( mol )
22,4
Tæng sè mol electron mµ Fe vµ R nhêng b»ng tæng sè electron mµ H+ nhËn
2x + ny = 0,19
(a)
Sè mol electron mµ Fe nhêng ë (3) lµ 3x
Sè mol electron mµ R nhêng ë (4) lµ ny (v× R cã 1 ho¸ trÞ duy nhÊt)
Sè mol electron mµ N+5 thu vµo t¹o ra NO lµ: 3.
1,792
0,24(mol )
22,4
3x + ny = 0,24
(b)
LÊy (b) trõ (a) x=0,05 ny=0,09
(c)
+ MÆt kh¸c ta cã ph¬ng tr×nh theo khèi lîng (gäi nguyªn tö khèi cña nguyªn tè R lµ M):
56x + My = 3,61; mµ x=0,05 My=0,81 (d)
0,09
(n lµ ho¸ trÞ cña R, n: nguyªn, d¬ng)
n
0,09
Thay vµo (d) M
=0,81 M = 9n
n
Tõ (c): ny=0,09 y=
NghiÖm duy nhÊt: Al (ho¸ trÞ III, nguyªn tö khèi 27)
%Fe =
0,05.56
100% 77,25% %Al = 22,75%
3,61
b, C¸c ph¶n øng cã thÓ x¶y ra:
Al + 3AgNO3 = Al(NO3)3 + 3Ag
(5)
2Al + 3Cu(NO3)2 = 2Al(NO3)3 + 3Cu
(6)
Fe + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2Ag
(7)
Fe + Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2 + Cu
(8)
(gi¸o viªn lu ý häc sinh ph¶n øng oxi ho¸ Fe b»ng ion Ag+)
*V× kh«ng biÕt lîng AgNO3, Cu(NO3)2 nªn cã thÓ d c¶ Al, Fe vµ c¶ 2 kim lo¹i míi t¹o ra lµ Cu,
Ag.
Theo gi¶ thiÕt: chÊt r¾n thu ®îc gåm 3 kim lo¹i mµ Al ho¹t ®éng m¹nh h¬n Fe nªn Al ®· ph¶n
øng hÕt theo (5) cßn l¹i: Fe, Cu, Ag.
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
(9)
+ Theo (9): nFe= n H
2
0,672
0,03(mol )
22,4
Theo gi¶ thiÕt dung dÞch HCl d Fe ph¶n øng hÕt nAl trong hçn hîp lµ
3,61 0,05.56
0,03( mol )
27
Gäi a lµ sè mol AgNO3, b lµ sè mol Cu(NO3)2.
¸p dông ph¬ng ph¸p b¶o toµn electron ta cã ph¬ng tr×nh:
1a+2b+2.0,03 = 3.0,03 + 2.0,05 a+2b = 0,13
(*)
Ph¬ng tr×nh theo khèi lîng: 108a + 64b + 0,03.56 = 8,12 (**)
Gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh (*), (**) ta cã: a = 0,03 (mol); b = 0,05 (mol).
0,03
0,3M
0,1
0,05
0,5M
Nång ®é mol/l cña Cu(NO3)2 lµ: CM =
0,1
VËy: Nång ®é mol/l cña AgNO3 lµ: CM=
D. Ph¬ng ph¸p dïng c¸c gi¸ trÞ trung b×nh
D.1. Ph¬ng ph¸p khèi lîng mol trung b×nh ( M )
- Sö dông ®Ó gi¶i nhanh c¸c bµi to¸n lµ hçn hîp cña 2 hay nhiÒu chÊt.
- X¸c ®Þnh nguyªn tö khèi cña 2 kim lo¹i ë 2 chu k× liªn tiÕp nhau, thµnh phÇn % sè l îng mçi
®ång vÞ cña 1 nguyªn tè, tÝnh thµnh phÇn % vÒ thÓ tÝch c¸c khÝ trong hçn hîp …
- §Æc biÖt thÝch hîp khi gi¶i c¸c bµi tËp lËp c«ng thøc c¸c ®ång ®¼ng kÕ tiÕp.
* Khèi lîng mol trung b×nh ( M ) lµ khèi lîng cña mét mol hçn hîp.
mhh M 1 n1 M 2 n2 ...
mhh n.M
M =
nhh
n1 n2 ..
M 1V1 M 2V2 ...
V1 V2 ...
VÝ dô1: Hai kim lo¹i kiÒm R vµ R’ n»m ë 2 chu k× kÕ tiÕp nhau trong b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn.
Hoµ tan mét Ýt hçn hîp cña R vµ R’ trong níc ta ®îc dung dÞch A vµ 0,336 lÝt H 2 (®ktc). Cho
HCl d vµo dung dÞch A, sau ®ã c« c¹n ta ®îc 2,075 gam muèi khan. X¸c ®Þnh tªn kim lo¹i R vµ
R’.
Gi¶i:
2R + 2H2O = 2ROH + H2
(1)
2R’ + 2H2O = 2R’OH + H2
(2)
ROH + HCl = RCl + H2O
(3)
R’OH + HCl = R’Cl + H2O
(4)
+ Gäi x lµ sè mol cña kim lo¹i R. Nguyªn tö khèi cña R lµ M.
Gäi y lµ sè mol cña kim lo¹i R’. Nguyªn tö khèi cña R’ lµ M’.
M hhkhÝ
+ Theo (1) vµ (2)
x y
0,336
0,015 x+y = 0,03(mol)
2 2
22,4
+ Theo (1),(2),(3) vµ (4): Tæng sè mol 2 muèi b»ng tæng sè mol 2 kim lo¹i nmuèi=x+y =
0,03(mol).
M 2 muoi
2,075
69
0,03
M+35,5 < 69 < M’+35,5
R lµ Na (Nguyªn tö khèi lµ 23), R’ lµ K (Nguyªn tö khèi lµ 39).
VÝ dô2: Cho 11g hçn hîp 2 rîu no, ®¬n chøc kÕ tiÕp nhau trong d·y ®ång ®¼ng t¸c dông hÕt víi
Na thu ®îc 3,36 lÝt khÝ H2(®ktc). X¸c ®Þnh c«ng thøc cÊu t¹o cña 2 rîu trªn.
Gi¶i:
Gäi: rîu thø nhÊt lµ ROH, rîu thø hai lµ R’OH.
2ROH + 2Na 2RONa + H2
(1)
2R’OH + 2Na 2R’ONa + H2
(2)
nH2
3,36
0,15( mol )
22,4
Theo (1),(2) n2rîu=2 n H =2.0,15 = 0,3(mol)
2
11
M
36,67 ROH 36,67
0,3
R 36,67 17 19,67
R : CH 3
ROH : CH 3 OH
R R R'
R
'
:
C
H
2
5
R' OH : C 2 H 5 OH
D.2. Ph¬ng ph¸p sè nguyªn tö c¸cbon trung b×nh
* C¸ch tÝnh sè nguyªn tö c¸cbon trung b×nh (kÝ hiÖu lµ n )
nCO2
Trong ph¶n øng ch¸y chóng ta cã: n =
n hh
n x n2 x 2 ...
Trong hçn hîp chÊt: n = 1 1
x1 x 2 ...
n1, n2: Sè nguyªn tö c¸cbon cña chÊt 1, 2,…
x1, x2: sè mol cña chÊt 1, 2, …
Trong hçn hîp chÊt cã thµnh phÇn ®Þnh tÝnh nh nhau, VÝ dôhçn hîp chÊt ®Òu ®îc t¹o thµnh tõ ba
nguyªn tè lµ C, H, O ta cã c«ng thøc Cü H y Oz
M 12 x y 16 z
Mét sè thÝ dô:
VÝ dô1: §èt ch¸y hoµn toµn 10,2 gam 2 an®ªhit no, ®¬n chøc A vµ B lµ ®ång ®¼ng kÕ tiÕp. §em
s¶n phÈm thu ®îc hÊp thô hoµn toµn vµo dung dÞch Ca(OH) 2 th× thu ®îc 10g kÕt tña. Läc bá kÕt
tña, ®un nãng phÇn dung dÞch thu ®îc 20g kÕt tña. X¸c ®Þnh c«ng thøc cÊu t¹o cña A vµ B.
+Thay thÕ 2 an®ªhit b»ng c«ng thøc t¬ng ®¬ng: C n H 2 n 1CHO
C n H 2 n 1CHO + 3n 2 O2 (n 1)CO2 (n 1) H 2 O
2
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
2CO2 + Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2
t CaCO + H O + CO
Ca(HCO3)2
3
2
2
0
Theo (2): n co 2 =n caco 3 =
(1)
(2)
(3)
(4)
10
=0,1(mol)
100
20
=0,2(mol)
100
Theo (3): n co 2 =0,4(mol)
Tæng sè mol CO 2 lµ :n co 2 = 0,1 + 0,4 = 0,5 (mol)
Theo(4):n caco 3 =
10,2
10,2
mol C n H 2 n CHO sau khi ch¸y cho ( n +1).
mol CO 2 .
14n 30
14n 30
10,2
Theo (1) ,(2), (3),(4) ta cã : ( n +1).
= 0,5.
14n 30
Theo (1) ta cã :
Gi¶i ph¬ng tr×nh n =1,5 A lµ : CH 3 CHO vµ B lµ C 2 H 5 CHO.
VÝ dô2: B lµ hçn hîp gåm hai axit X vµ Y kÕ tiÕp nhau trong d·y ®ång ®¼ng axit fomic .Cho
m gam B t¸c dông hÕt víi Na thu ®îc 6.72 lÝt khÝ ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn .
§èt ch¸y hoµn toµn m gam B ,råi cho toµn bé s¶n phÈm ch¸y lÇn lît ®i qua b×nh (1) ®ùng H 2
SO 4 ®Æc ,b×nh (2) ®ùng NaOH r¾n .Sau thÝ nghiÖm ,®é t¨ng khèi lîng b×nh (2) lín h¬n ®é t¨ng
khèi lîng b×nh (1) lµ 36,4 gam.
a) TÝnh m
b) X¸c ®Þnh c«ng thøc cÊu t¹o cña A vµ B.
Gi¶i :
X, Y lµ ®ång ®¼ng cña HCOOH X,Y lµ axit cacboxylic no,®¬n chøc .
+thay thÕ X,Y b»ng c«ng thøc t¬ng ®¬ng C n H 2 n 1 COOH
2 C n H 2 n 1 COOH + 2Na 2 C n H 2 n 1 COONa+H 2 (1)
Theo gi¶ thiÕt:n h 2 =
6,72
=0,3 (mol)
22,4
Theo (1) tæng sè mol axit lµ :2. 0,3=0,6 (mol)
C n H 2 n 1 COOH + ( 3n 1 ) O2 ( n +1)CO2
2
+( n +1)H2O
(1)
CO2+ Ca(OH)2 = CaCO3 +H2O
2CO2+ Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2
(3)
t0
Ca(HCO3)2
CaCO3 + H2O +CO2
theo (2) :
nCO2
=
nCaCO3
theo (4) : nCaCO =
3
(2)
10
(4) : = 100 = 0,1 mol
20
= 0,2 mol
100
(4)
theo(3): nCO =0,4mol.TængsèmolCO2lµ: nCO =0,1+0,4=0,5mol
2
2
10,2
10,2
mol C n H 2 n 1 CHO sau khi ch¸y cho ( n +1).
mol CO2
14n 30
14n 30
10,2
theo (1),(2),(3),(4) ta cã :( n +1)
= 0,5 .
14n 30
theo (1) ta cã :
gi¶i ph¬ng tr×nh
n
=1,5 A lµ : CH3CHO vµ B lµ C2H5CHO.
VÝ dô3: B lµ hçn hîp gåm 2 axit X vµ Y kÕ tiÕp nhau trong d·y ®ång ®¼ng cña axit fomic .cho
m gam B t¸c dông hÕt víi Na thu ®îc 6,72 lit khÝ ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn .®èt ch¸y hoµn toµn m
gam B , råi cho toµn bé s¶n phÈm ch¸y lÇn lît qua
b×nh (1)®ùng H2SO4 ®Æc b×nh (2) ®ùng NaOH r¾n. Sau thÝ nghiÖm, ®é t¨ng khèi lîng b×nh (2) lín
h¬n ®é t¨ng khèi lîng b×nh (1) lµ 36,4 gam.
a, TÝnh m .
b, X¸c ®Þnh c«ng thøc cÊu t¹o cña Avµ B
Gi¶i:
X,Y lµ ®ång ®¼ng cña HCOOH X,Y lµ axit cacboxylic no ,®¬n chøc .
+thay thÕ X,Y b»ng c«ng thøc t¬ng ®¬ng C n H 2 n 1 COONa +H2 (1)
theo gi¶ thiÕt n H =
2
6,72
= 0,3 mol
22,4
theo (1) tæng sè mol axit lµ :2. 0,3 =0,6 mol
C n H 2 n 1 COOH
+ ( 3n 1 ) O2
2
( n +1) CO2 + ( n +1) H2O
(2)
b×nh (1) :hÊp thô níc .
b×nh (2) :CO2 +2NaOH r¾n = Na2CO3 +H2O
theo gi¶ thiÕt : mCO - m H
2
2O
=36,4
0,6( n +1).(44-18)=36,4
n
=1,333
a) m=n. M =0,6(14 n +46)=38,8(gam)
b, n =1,33 X : CH 3COOH ; C 2 H 5 COOH
D.3. Ph¬ng ph¸p sè nguyªn tö hi®ro trung b×nh
§Æc ®iÓm cña ®ång ®¼ng liªn tiÕp lµ kh¸c nhau 1 nhãm CH 2. Nh vËy ®èi víi nguyªn tö C th× gi¸
trÞ C bÞ kÑp gi÷a 2 gi¸ trÞ t×m ®îc, cßn ®èi víi sè nguyªn tö H th× ®ã lµ 2 gi¸ trÞ kÑp gi¸ trÞ sè
nguyªn tö H trung b×nh. Ta lÊy c¸c gi¸ trÞ ch½n hay lÎ tïy thuéc vµo lo¹i hîp chÊt. VÝ dô ®èi víi
hi®rocacbon th× sè nguyªn tö H lu«n lµ sè ch½n, cßn ®èi víi amin ®¬n chøc l¹i lµ sè lÎ: CH 3NH2; C2H5- NH2. Nhê ph¬ng ph¸p nµy, viÖc gi¶i mét sè bµi to¸n trë nªn ®¬n gi¶n vµ nhanh h¬n
nhiÒu.
VÝ dô1: Hçn hîp khÝ A gåm ®imetylamin vµ 2 hi®rocacbon lµ ®ång ®¼ng liªn tiÕp. Trén 100ml
A víi O2 (d) råi ®èt ch¸y hÕt hçn hîp khÝ A. BiÕt ®imetylamin ch¸y thµnh CO 2, H2O vµ N2; thÓ
tÝch hçn hîp khÝ sau khi ®èt ch¸y lµ 650ml. Cho hçn hîp khÝ nµy qua H 2SO4 ®Æc th× cßn l¹i
370ml vµ cho qua tiÕp dung dÞch KOH ®Æc th× cßn 120ml khÝ. C¸c thÓ tÝch khÝ ®o ë cïng ®iÒu
kiÖn to vµ p. H·y x¸c ®Þnh c«ng thøc ph©n tö c¸c hi®rocacbon.
Gi¶i:
Gäi
x, y
lµ sè nguyªn tö C trung b×nh vµ sè nguyªn tö H trung b×nh cña 2 hi®rocacbon.
(CH 3 ) 2 NH
Cx H y (x
15
7
1
O2 2CO2 H 2 O N 2 )
4
2
2
y
y
)O2 xCO2 H 2 O
4
2
(1)
(2)
Theo gi¶ thiÕt:
V H 2O ( hoi) 650 370 280ml ;VCO2 370 120 250ml
VO2
tham gia ®èt ch¸y
VOq
(d)
= VCO
2
t¹o thµnh
+
1
VH 2O
2
(h¬i)
250
1
280 390ml
2
500 390 110ml
V N 2 120 110 10ml
Theo (1): V®imetylamin= 10.2 = 20 ml
Tæng V2 hi®ocacbon= 100 – 20 = 80ml
Theo(1), (2): tæng VCO 20.2 80 x 250 x 2,625. VËy hi®rocacbon thø nhÊt cã 2 nguyªn
tö C vµ hi®rocacbon thø hai cã 3 nguyªn tö C.
2
Tæng V H
2O
(h¬i)
20.3,5
1
.80 y 280 y 5,25
2
VËy hi®rocacbon thø nhÊt ph¶i cã 4 nguyªn tö H vµ hi®rocacbon thø hai ph¶i cã 6 nguyªn tö H
(v× c¸ch nhau 2 nguyªn tö H vµ sè nguyªn tö H ph¶i ch½n).
VËy ®ã lµ C2H4 vµ C3H6
VÝ dô2: Cho 3,82 g hçn hîp 3 rîu ®¬n chøc A, B, C trong ®ã B, C cã cïng sè nguyªn tö cacbon
vµ sè mol A b»ng
5
tæng sè mol cña B vµ C. X¸c ®Þnh c«ng thøc ph©n tö cña A, B, C. BiÕt r»ng
3
tæng sè mol cña 3 rîu lµ 0,08 mol.
Gi¶i:
M
3 rîu
3,38
42,2
0,08
Nh vËy ph¶i cã Ýt nhÊt mét rîu cã M < 42,2. ChØ cã M CH OH 32 tho¶ m·n. V× M C
c¸c rîu kh«ng no Ýt nhÊt còng cã 3 nguyªn tö cacbon vµ 1 nhãm OH nªn M > 53.
3
V× B vµ C cã cïng sè nguyªn tö C nªn A ph¶i lµ CH3OH.
nA
0,08.5
0,05
53
2 H 5OH
= 46,
m A 0,05.32 1,6 g
m B C 3,38 1,6 1,78 g
n B C
Gäi
y
0,08.3
0,03;
53
M
B ,C
1,78
59,3
0,03
lµ sè nguyªn tö H trung b×nh trong 2 rîu B, C
Khèi lîng mol trung b×nh cña
-> 12 x
x
y
C x H y OH
lµ 12 x y 17 59,3
y 42,3
1
2
3
30,3
18,3
6,3
ChØ cã x = 3 lµ hîp lý. B, C ph¶i cã mét rîu cã sè nguyªn tö H>6,3 vµ mét rîu cã sè nguyªn tö
H< 6,3. Cã 2 cÆp nghiÖm:
C3H7OH vµ C3H5OH
C3H7OH vµ C3H3OH
D.4. Ph¬ng ph¸p gèc hi®rocacbon trung b×nh:
Gi¶i bµi to¸n hçn hîp b»ng c¸ch dïng gèc hi®rocacbon trung b×nh (R ).
ThÝ dô: Hçn hîp A gåm 2 este lµ ®ång ph©n cña nhau t¹o bëi axit ®¬n chøc vµ rîu ®¬n chøc. TØ
khèi h¬i cña este so víi H 2 lµ 44. Thñy ph©n 26,4g hçn hîp A b»ng 100ml dung dÞch NaOH
20% (d=1,2), råi ®em c« c¹n dung dÞch thu ®îc 38,3g chÊt r¾n khan. X¸c ®Þnh c«ng thøc ph©n tö
vµ tÝnh thµnh phÇn % vÒ sè mol mçi este trong hçn hîp.
Gi¶i:
M
A
44.2 88
Gäi R vµ R ' lµ gèc hi®rocacbon trung b×nh cña c¸c axit vµ rîu
'
'
R COO R NaOH R COONa R OH
neste thuû ph©n = nNaOH ph¶n øng =
26,4
0,3mol
88
100.1,2.20
n NaOH
0,6mol
100.40
n NaOH
d
= 0,6- 0,3 = 0,3 mol -> mNaOH = 0,3.40= 12g
Khèi lîng c¸c muèi lµ: 33,8 – 12 = 21,8g
M
muèi
21,8
72,6
0,3
R 72,6 67 5,6 -> nghÜa lµ cã 1 gèc R< 5,6 tøc lµ R chØ cã thÓ lµ H vµ do ®ã gèc rîu: R’=
88- 1- 44= 43 øng víi gèc C3H7-, nh vËy este lµ no.
Gèc R thø hai ph¶i lín h¬n 5.6 cã thÓ lµ CH 3 - (M = 15) hoÆc C2H5 – ( M = 29 ). Nh vËy cã hai
nghiÖm:
CÆp mét : HCOOC3H7 vµ C2H5COOC2H3
CÆp hai : HCOOC3H7 vµ C2H5COOH3
TÝnh % vÒ sè mol :
Víi cÆp 1 : Gäi x, y lµ sè mol HCOOC2H5
( ¸p dông c«ng thøc : m R = n R . M R n1 R1 n2 R2, trong ®ã n lµ sè mol )
x y 0,3
x 0, 2
->
1. x 15 y 0,3.5,6
y 0,1
% HCOOC3H7=
0,2.100%
66,7%
0,1 0,2
% CH3COOC2H5 = 100% - 67,7% = 33,3%
CÆp 2 : Gäi x, y lµ sè mol HCOOC3H7 vµ CH3COOCH3
x y 0,3
x 0, 25
->
1.x 29 y 1,68
y 0,05
%HCOOC3H7 =
0,25.100%
83,3% => %C2H5COOCH3 = 16.7%
0,3
D.5. Ph¬ng ph¸p sè nhãm chøc trung b×nh:
ThÝ dô: Nitro ho¸ benzen b»ng HNO3 ®Æc thu ®îc 2 hîp chÊt nitro lµ A vµ B h¬n kÐm nhau 1
nhãm NO2. §èt ch¸y hoµn toµn 2,3 gam hçn hîp A ,B thu ®îc CO2, H2O vµ 255,8 ml N2 ( ë 270
C vµ 740 mm Hg ). T×m c«ng thøc ph©n tö cña A, B.
Gi¶i :
C6H6 + nHNO3 C 6 H 6 n (NO 2 ) n + n H2O
(1)
Trong ®ã n lµ sè nhãm NO 2 trung b×nh cña A, B
C6H6- n (NO2) n + O2
6CO2+
6 n
n
H 2O N 2
2
2
(2)
ThÒ tÝch N2 ë ®ktc:
760.V0 740.255,8
V0 226,6mlN 2
273
273 27
Theo (2) ta cã tØ lÖ:
Rót ra:
n 1,1 .
(78 45n)
(11,2n
2,34
0,2266
VËy c«ng thøc ph©n tö cña A lµ C6H5NO2, B lµ C6H4(NO2)2
D.6. Ph¬ng ph¸p hãa trÞ trung b×nh
ThÝ dô: Cho mét luång H2 ®i qua èng sø ®èt nãng ®ùng 11,3g hçn hîp 2 oxit vana®i hãa trÞ kÒ
nhau tíi khö hoµn toµn vµ cho khÝ ®i ra khái èng sø qua b×nh ®ùng H 2SO4 ®Æc, thÊy khèi lîng
b×nh axit t¨ng lªn 4,68g. X¸c ®Þnh c«ng thøc c¸c oxit vana®i.
Gi¶i: Gäi x lµ hãa trÞ trung b×nh cña vana®i trong 2 oxit:
V2Ox + xH2
o
t 2V xH 2 O
(1)
Theo (1) ta cã:
11,3
4,68 1
. x 3,7
51,2 16 x
18 x
VËy c¸c oxit lµ V2O3 vµ VO2
E. Ph¬ng ph¸p t¸ch c«ng thøc ph©n tö
§Ó biÓu diÔn thµnh phÇn cña mét hîp chÊt h÷u c¬, ta cã thÓ dïng c«ng thøc ph©n tö viÕt díi
d¹ng kh¸c nhau. Nguyªn t¾c cña ph¬ng ph¸p t¸ch c«ng thøc ph©n tö dùa trªn tØ lÖ thµnh phÇn
(%khèi lîng) cña C vµ H trong anken (olefin) lµ kh«ng ®æi b»ng
12n 1
, nghÜa lµ trong
2n
6
anken, cacbon chiÕm 6/7 khèi lîng cßn hi®ro chiÕm 1/7(*). Dïng ph¬ng ph¸p nµy cho phÐp gi¶i
nhanh chãng vµ ®¬n gi¶n mét sè bµi to¸n h÷u c¬.
Mét sè mÉu t¸ch c«ng thøc ph©n tö:
1, Ankan: CnH2n + 2 CnH2n.H2
2, Anka®ien, ankin: CnH2n – 2
CmH2mC, trong ®ã m= n- 1
CmH2m.3C, trong ®ã m= n- 3
4, Rîu no, ®¬n chøc: CnH2n+1OH CnH2n.H2O
3, Aren: CnH2n-6
5, Rîu kh«ng no, ®¬n chøc cã 1 nèi ®«i: C nH2n-1OH CnH2nO hoÆc CmH2m.CHO, trong ®ã m=
n- 1.
6, Rîu th¬m vµ phenol: CnH2n-7OH CmH2m.C3O trong ®ã m=n-3
7, An®ªhit no, ®¬n chøc: CnH2n+1- CHO CnH2n.HCHO hoÆc CmH2mO trong ®ã m= n +1
8, Axit no, ®¬n chøc: CnH2n+1- COOH CnH2n.HCOOH hoÆc CmH2mO mµ m= n +1
9, Axit kh«ng no, ®¬n chøc cã mét nèi ®«i: CnH2n-1- COOH CnH2n.CO2
ThÝ dô: Chia 6,15g hçn hîp 2 rîu no ®¬n chøc thµnh 2 phÇn b»ng nhau. LÊy phÇn 1 cho t¸c
dông víi Na thu ®îc 0,672 lÝt H2 ë ®ktc. PhÇn 2 ®em ®èt ch¸y th× thu ®îc bao nhiªu lÝt CO2 vµ
bao nhiªu gam H2O?
Gi¶i:
Ph¬ng tr×nh ph¶n øng hãa häc x¶y ra:
CnH2n+1OH + Na CnH2n+1ONa + 1/2H2
(1)
CmH2m+1OH + Na CmH2m+1ONa + 1/2H2 (2)
CnH2n+1OH +
3n
O2 nCO 2 (n 1) H 2 O (3)
2
CmH2m+1OH +
3n
O2 mCO2 ( m 1) H 2 O
2
Theo (1), (2) : nrîu 2n H 2.
2
0,672
0,06.
22,4
NÕu t¸ch c«ng thøc ph©n tö rîu thµnh CxH2x.H2O th× lîng H2O trong phÇn t¸ch ra = 0,06.18 =
1,08g.
Khèi lîng phÇn anken CxH2x
Theo (*) ta cã: mc=
6,15
1,08 1,995 g
2
6
6.1,995
.1,995 nc
nCO2
7
7.12
1,995.6.22,4
VCO2
3,192lit
7.12
1
1.1,995
m H .1,995 n H 2
n H 2O
7
7.2
Tæng khèi lîng níc lµ: m H
2O
1.1,995.18
1,08 3,645 g
7 .2
* ¦u ®iÓm: T¸ch 1 c«ng thøc phøc t¹p ra d¹ng c«ng thøc ®¬n gi¶n vµ gi¶i bµi to¸n hãa häc tõ
cÊu t¹o ®¬n gi¶n Êy.
* Nhîc ®iÓm: ChØ dïng cho bµi to¸n h÷u c¬.
F. Ph¬ng ph¸p Èn sè:
Mét bµi to¸n thiÕu ®iÒu kiÖn lµm cho bµi to¸n cã d¹ng v« ®Þnh hoÆc kh«ng gi¶i ®îc. Ph¬ng ph¸p
ghÐp Èn sè lµ mét trong nh÷ng ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n ®Ó gi¶i c¸c bµi to¸n ®ã.
Nhîc ®iÓm: Ph¬ng ph¸p ghÐp Èn sè lµ mét thñ thuËt cña to¸n häc, kh«ng mang tÝnh chÊt
ho¸ häc.
ThÝ dô: §un p gam hçn hîp 2 rîu víi H2SO4 ®Æc ta thu ®îc V lÝt (®ktc) hçn hîp 2 olªfin. §èt
ch¸y hçn hîp olªfin ®ã th× thu ®îc X lÝt CO2 (®ktc), Y gam níc.
LËp c¸c biÓu thøc tÝnh X, Y theo P, V
Gi¶i:
V× ®un nãng víi H2SO4 ®Æc ta thu ®îc c¸c olªfin nªn hçn hîp ®Çu ph¶i gåm cã 2 rîu no, ®¬n
chøc.
CnH2n+1OH HSOd,t CnH2n + H2O
(1)
CmH2m+1OH HSOd,t CmH2m + H2O
(2)
2
2
CnH2n +
0
4
0
4
3n
O2 nCO2 + nH2O
2
a mol
(3)
na
3m
CmH2m +
O2 mCO2 + mH2O
2
(3)
b mol
mb
Theo (3), (4): nCO n H O na mb
2
(a)
2
Theo (1), (2): Tæng sè mol rîu lµ: a+b=
V
(lÝt) (b)
22,4
Khèi lîng rîu b»ng: (14n+18)a + (14m+16)b=p
Hay 14(na + mb) + 18 (a+b) = P
ThÕ (b) vµo (c) ta cã:
na mb
P 18.V / 22,4
14
m H 2O Y
VCO2 X
(c)
P 18.V / 22,4
9 P 7,23V
.18 Y
14
7
P 18.V / 22,4
11,2 P 9V
X
14
7
G. Ph¬ng ph¸p tù chän lîng chÊt:
Víi mét sè bµi to¸n ngêi ta cho lîng chÊt díi d¹ng tæng qu¸t hoÆc kh«ng nãi ®Õn lîng
chÊt. NÕu cho c¸c lîng chÊt kh¸c nhau vÉn chØ cho 1 kÕt qu¶ ®óng th× trong nh÷ng trêng hîp nµy
ta tù chän mét gi¸ trÞ nh thÕ nµo ®Ó bµi to¸n trë nªn ®¬n gi¶n.
*Mét sè thÝ dô:
VÝ dô1: Hoµ tan 1 muèi cacbonat cña kim lo¹i R b»ng 1 lîng võa ®ñ dung dÞch H2SO4 9,8% thu
®îc 1 dung dÞch muèi sunfat cã nång ®é 14,18%. Hái R lµ kim lo¹i nµo?
Gi¶i:
Gäi n lµ hãa trÞ cña R ta cã:
R2(CO3)n + nH2SO4 = R2(SO4)n + nH2O + nCO2
*Tù chän: 1 mol R2(CO3)n. Nguyªn tö khèi cña R lµ M ta cã:
§Ó hßa tan 1 mol [(2M + 60n) gam] muèi cacbonat cÇn n mol H 2SO4 hay 98n gam H2SO4
nguyªn chÊt.
Khèi lîng dung dÞch H2SO4 9,8% cÇn dïng lµ: 1000n gam
Khèi lîng CO2 bay ra lµ: 44n
Khèi lîng muèi sunfat thu ®îc: (2M + 96n) gam.
Khèi lîng dung dÞch muèi (Theo ®Þnh luËt b¶o toµn khèi lîng) lµ:
(1000n + 2M + 60n - 44n) gam.
Theo gi¶ thiÕt ta cã:
( 2 M 96n).100%
14,18%
1000n 2 M 60n 44n
Rót ra M = 28n
Cho c¸c gi¸ trÞ n = 1, 2, 3, 4 …
n=2 vµ M= 56 lµ phï hîp kim lo¹i ®ã lµ Fe.
VÝ dô2: Hçn hîp X gåm 2 hi®r«cacbon A vµ B cã khèi lîng a gam. §èt ch¸y hoµn toµn X thu ®îc
132a
45a
gam CO2 vµ
gam H2O. NÕu thªm vµo X mét nöa lîng A cã trong X råi ®èt ch¸y
41
41
hoµn toµn th× thu ®îc
165a
60,75a
gam CO2 vµ
gam H2O.
41
41
a) T×m c«ng thøc ph©n tö cña A vµ B. BiÕt X kh«ng lµm mÊt mµu níc brom; A, B thuéc lo¹i
hi®r«cacbon ®· häc.
b) TÝnh thµnh phÇn % vÒ sè mol cña A vµ B cã trong X.
Gi¶i:
Chó ý: Ph¶n øng ®èt ch¸y
3n 1
O2 nCO2 (n 1) H 2 O
2
Ankan: CnH2n+2 +
Ta thÊy: n H O nCO
2
2
- Víi anken, xicloankan:
C n H 2n
3n
O2 nCO2 nH 2 O . Ta thÊy n H 2O nCO2
2
-Víi ankin, anka®ien, xicloanken:
3n
C n H 2n 2
2
1
O2 nCO2 (n 1) H 2 O. Ta thÊy nCO2 n H 2O
3n - 3
O2 nCO2 ( n 3) H 2 O .
2
- Víi aren: CnH2n - 6
Ta thÊy nCO n H O
2
2
1) Gi¶ thiÕt cho X kh«ng lµm mÊt mµu níc br«m A vµ B thuéc 1 trong 3 lo¹i: ankan,
xicloankan, aren.
* §Ó dÔ tÝnh to¸n: Ta chän a= 41
a) Khi ®èt ch¸y A ta ®îc lîng CO2 vµ H2O lµ:
33
0,75(mol )
44
mCO2 165 132 33( gam) nCO2
15,75
m H 2O 60,75 45 15,75( gam) n H 2O
0,875mol
18
Ta thÊy khi ®èt ch¸y A: n H O nCO
2
2
A lµ ankan (CnH2n+2)
3n 1
C n H 2 n 2
O2 nCO2 (n 1) H 2 O
2
nCO2
n H 2O
(1)
n 1 0,875
n
0,75
Gi¶i ph¬ng tr×nh: n= 6 A: C6H14
b) Lîng CO2 vµ H2O khi ®èt ch¸y B lµ:
mCO2 132 2.33 66( gam) nCO2
66
0,15(mol )
44
13,5
m H 2O 45 2.15,75 13,5( g ) n H 2O
0,75(mol )
18
nCO2 n H 2O B lµ aren.
3n 3
C n H 2n 6
O2 nCO2 (n 3) H 2 O
2
n H 2O
nCO2
(2)
n 3 0,75
n 6
n
1,5
C«ng thøc cña B lµ C6H6.
c, Tæng sè mol CO2 do B sinh ra lµ 1,5 mol. A vµ B ®Òu cã 6 nguyªn tö c¸cbon. Mµ: n A=nB
Mçi chÊt chiÕm 50% vÒ sè mol.
H. Ph¬ng ph¸p biÖn luËn ®Ó t×m c«ng thøc ph©n tö c¸c chÊt:
§Ó gi¶i bµi to¸n t×m c«ng thøc ph©n tö ta cã thÓ biÖn luËn theo c¸c néi dung sau:
BiÖn luËn theo ho¸ trÞ
BiÖn luËn theo lîng chÊt (g, mol)
BiÖn luËn theo tÝnh chÊt
BiÖn luËn theo kÕt qu¶ bµi to¸n.
BiÖn luËn theo c¸c kh¶ n¨ng ph¶n øng cã thÓ x¶y ra.
BiÖn luËn theo ph¬ng tr×nh v« ®Þnh
BiÖn luËn theo giíi h¹n …
*Mét sè thÝ dô:
VÝ dô1: Hoµ tan 16g hçn hîp gåm Fe vµ 1 kim lo¹i ho¸ trÞ II vµo dung dÞch HCl (d ) th× thu ®îc
8,96 lÝt khÝ H2 (®ktc). MÆt kh¸c khi hoµ tan 9,6 gam kim lo¹i ho¸ trÞ II ®ã cßn dïng cha ®Õn
1000 ml dung dÞch HCl 1M. X¸c ®Þnh kim lo¹i ho¸ trÞ II ®ã.
Gi¶i:
Gäi kim lo¹i ho¸ trÞ II lµ R cã nguyªn tö khèi lµ M.
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
(1)
R + 2HCl = RCl2 + H2
(2)
Gäi: x lµ sè mol cña Fe trong hçn hîp, y lµ sè mol cña R trong hçn hîp.
Theo gi¶ thiÕt:
nH 2
8,96
0,4(mol ) Tæng sè mol cña 2 kim lo¹i lµ 0,4 mol.
22,4
+ Gi¶ sö x = 0 (chØ cã kim lo¹i R)
NÕu cã s¾t th× M=
y=0,4 mol
M
16
40
0,4
16 56 x
0,4 x
LËp b¶ng ta cã:
x
0
0,1
0,2
0,3
M
40 34,7
24
-8
Tõ b¶ng (a) M<40
Theo gi¶ thiÕt vµ (2) ta cã: nR < 0,5 mol.
M
9,6
víi nR < 0,5
nR
(a)
M >19,2
19,2 < M < 40 , R ho¸ trÞ II R lµ Mg.
VÝ dô2: §Ó ®èt ch¸y hÕt 1 gam ®¬n chÊt X cÇn dïng lîng võa ®ñ lµ 0,7 lÝt O2 ë ®iÒu kiÖn tiªu
chuÈn. H·y x¸c ®Þnh ®¬n chÊt X.
Gi¶i:
Gäi M lµ nguyªn tö khèi, n lµ ho¸ trÞ cña nguyªn tè X:
2X
n
O2 X 2 On
2
(1)
Theo (1): Cø 2M gam X t¸c dông võa ®ñ víi
n
.22,4 lÝt O2 (ë ®ktc).
2
VËy 1 gam X t¸c dông võa ®ñ víi 0,7 lÝt (ë ®ktc). Ta cã tû lÖ:
1
0,7
2M
11,2n
M = 8n
BiÖn luËn:
n=1 M=8: lo¹i.
n=2 M = 16: lo¹i v× X chÝnh lµ Oxi.
n=3 M = 24: lo¹i (Mg kh«ng cã ho¸ trÞ III).
n=4 M = 32: §óng (X lµ lu huúnh).
n = 5 M = 40: lo¹i (Ca kh«ng cã ho¸ trÞ V).
n = 6 M = 48: lo¹i (Ti kh«ng cã ho¸ trÞ VI).
n = 7 M = 56: lo¹i (Fe kh«ng cã oxi trong ®ã s¾t cã ho¸ trÞ VII).
n=8 M = 64: lo¹i (Cu kh«ng cã oxi trong ®ã Cu cã ho¸ trÞ VIII).
KÕt luËn: X lµ lu huúnh.
K. Ph¬ng ph¸p ®êng chÐo:
Ph¬ng ph¸p nµy thêng ®îc ¸p dông ®Ó gi¶i c¸c bµi to¸n trén lÉn c¸c chÊt víi nhau. C¸c
chÊt ®em trén cã thÓ lµ ®ång thÓ: láng víi láng, khÝ víi khÝ, r¾n víi r¾n; hoÆc dÞ thÓ: r¾n víi
láng, khÝ víi láng . Nhng hçn hîp cuèi cïng ph¶i ®ång thÓ.
Ph¬ng ph¸p nµy ®Æc biÖt thÝch hîp khi pha chÕ dung dÞch.
Chó ý: Ph¬ng ph¸p nµy kh«ng ¸p dông cho c¸c trêng hîp khi trén lÉn c¸c chÊt mµ cã x¶y
ra ph¶n øng ho¸ häc (VÝ dô: Cho dung dÞch NaOH vµo dung dÞch HCl).
Víi trêng hîp cã ph¶n øng nhng cuèi cïng cho cïng mét chÊt th× ¸p dông ®îc (VD: hoµ
tan Na2O vµo dung dÞch NaOH, thu ®îc dung dÞch NaOH).
*Nguyªn t¾c: Trén 2 dung dÞch víi nång ®é kh¸c nhau cña cïng 1 chÊt th× lîng chÊt tan trong
phÇn dung dÞch cã nång ®é lín h¬n gi¶m ®i, cßn trong phÇn dung dÞch cã nång ®é nhá h¬n t¨ng
lªn.
S¬ ®å tæng qu¸t: (Gi¶ sö x1>x>x2)
D1 x1
x-x2
x
D1 x x 2
D2
x1 x
(1)
D2
x2
x1-x
D1, D2: Khèi lîng c¸c chÊt ®em trén øng víi x1, x2.
x, x1, x2: Khèi lîng c¸c chÊt quy vÒ trong 100 ®¬n vÞ khèi lîng D1, D2.
*Mét sè thÝ dô:
VÝ dô1: CÇn thªm bao nhiªu gam H2O vµo 500g dung dÞch NaOH 12% ®Ó cã dung dÞch NaOH
8%.
Gi¶i: Gäi m lµ khèi lîng níc cÇn thªm vµo:
m
0
4
8
(1)
500
12
8
m
4
m 250 (gam níc). (x1=0 v× trong níc kh«ng cã NaOH)
500 8
VÝ dô2: CÇn trén H2 vµ CO theo tû lÖ thÓ tÝch nh thÕ nµo ®Ó thu ®îc hçn hîp khÝ cã tû khèi so
víi metan b»ng 1,5.
Gi¶i:
M hh 1,5.16 24
VH 2
2
4
24
VH 2
VCO
4
2
22 11
VCO
28
22
III. C¸c bµi to¸n minh ho¹
Bµi 1:
Cho 3,04g hçn hîp NaOH vµ KOH t¸c dông víi dung dÞch HCl thu ®îc 4,15g c¸c muèi clorua.
NÕu ®em ®iÖn ph©n nãng ch¶y hçn hîp trªn lîng hçn hîp kim lo¹i thu ®îc lµ bao nhiªu (g)?
A.2,02
B. 2,03
C. 2,04
D. §¸p ¸n kh¸c
Gi¶i:
§Æt nNaOH = x mol, nKOH = y mol. Ta cã hÖ ph¬ng tr×nh:
40 x 56 y 3, 04
gi¶i hÖ:
58,5 x 74,5 y 4,15
n 0, 02(mol )
x 0, 02
Na
y 0, 04
nK 0, 04( mol )
m=0,0223 + 0,0439 = 2,02 (g)
Bµi 2:
Trung hoµ 200ml dd HNO3 0,5M cÇn 6,26g hçn hîp Na2CO3 vµ K2CO3. NÕu cho 3,13g hçn hîp
muèi trªn t¸c dông hoµn toµn víi dd HCl thu ®îc V lÝt khÝ ë ®ktc. HÊp thô hoµn toµn V lÝt khÝ ®ã
vµo dung dÞch Ca(OH)2 d thu ®îc m gam kÕt tña. m nhËn gi¸ trÞ lµ (g):
A. 2,5
B. 3
C. 3,5
D. 4
Gi¶i:
nHNO3 0, 2.0,5 0,1(mol )
Na2CO3 + 2HNO3 2NaNO3 + H2O + CO2
x
2x
x
K2CO3 + 2HNO3 2KNO3 + H2O + CO2
y
2y
y
x y 0, 05
x 0, 02
106 x 138 y 6, 26 y 0, 03
0, 05
0, 05
m
.100 2,5( g )
2
2
Ta cã hÖ ph¬ng tr×nh:
nCO2
Bµi 3:
Hoµ tan 9,14g hîp kim Cu, Mg, Al b»ng axit HCl d thu ®îc khÝ A vµ 2,54g chÊt r¾n B. BiÕt
trong hîp kim nµy khèi lîng Al gÊp 4,5 lÇn khèi lîng Mg. ThÓ tÝch khÝ A lµ (lit):
A. 7,84
B. 5,6
C. 5,8
C. 6,2
D.Kh«ng x¸c ®Þnh ®îc.
Gi¶i:
mMg+Al = 9,14 - mCu = 9,14 - 2,54 = 6,6(g) t¬ng øng 1 phÇn khèi lîng Mg vµ 4,5 phÇn khèi
lîng Al
Khèi lîng Mg = 1,2g
Khèi lîng Al = 5,4 g.
nMg = 0,05 mol; nAl = 0,2 mol.
Mg +2H+ Mg2+ + H2
3
Al + 3H+ Al3+ + H 2
2
VH 2 lµ 7,84 lÝt (®ktc). §¸p ¸n A.
Bµi 4:
§Ó thu lÊy Ag tinh khiÕt tõ hçn hîp X (gåm a mol Al 2O3, b mol CuO, c mol Ag 2O). Ngêi ta hoµ
tan X bëi dung dÞch chøa (6a+2b+2c) mol HNO3 ®îc dd Y; sau ®ã thªm (gi¶ thiÕt c¸c ph¶n øng
®¹t hiÖu suÊt 100%)
A. c mol bét Al vµo Y
B. c mol bét Cu vµo Y
C. 2c mol bét Al vµo Y
D. 2c mol bét Cu vµo Y
Gi¶i:
Dung dÞch Y cã 2a mol Al(NO3)3, b mol Cu(NO3)2, 2c mol AgNO3 cho Cu
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
c
2c
§¸p ¸n: B
Bµi 5:
§Ó nhËn biÕt ba axit ®Æc nguéi: HCl, H2SO4, HNO3 ®ùng riªng biÖt trong ba lä bÞ mÊt nh·n ta
dïng thuèc thö lµ:
A. Fe
B. CuO
C. Al
D. Cu
Gi¶i: §¸p ¸n D.
Bµi 6:
Cho luång khÝ H2 (d) qua hçn hîp c¸c oxit CuO, Fe 2O3, ZnO, MgO råi nung ë nhiÖt ®é cao. Sau
ph¶n øng hçn hîp r¾n cßn l¹i lµ:
A. Cu, Fe, Zn, MgO
B. Cu, Fe, ZnO, MgO
C. Cu, Fe, Zn, Mg
D. Cu, FeO, ZnO, MgO
Gi¶i: §¸p ¸n A
Bµi 7:
Cho m gam hçn hîp Mg vµ Al vµo 250 ml dung dÞch X chøa hçn hîp axit HCl 1M vµ axit
H2SO4 0,5M thu ®îc 5,32 lit H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch Y (coi thÓ tÝch cña dung dÞch kh«ng ®æi).
Dung dÞch Y cã pH lµ:
A. 1
B. 6
C. 7
D.2
Gi¶i:
V=0,25 lÝt
nHCl = 1.0,25 = 0,25 nH 0, 25( mol )
nH 2 SO4 0,5.0, 25 0,125(mol ) nH 0, 25(mol )
nH 0,5(mol )
nH 2
nH
5, 32
0, 2375(mol )
22, 4
bÞ khö = 0,2375.2 = 0,475 (mol)
VËy nH cßn d = 0,5-0,475 = 0,025(mol)
[H+] =
0, 025
0,1 10 1
22, 4
pH=1 => §¸p ¸n A
Bµi 8:
Hoµ tan hoµn toµn 2,81g hçn hîp gåm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (võa
®ñ). Sau ph¶n øng hçn hîp muèi sunfat khan thu ®îc khi c« c¹n dung dÞch cã khèi lîng lµ bao
nhiªu gam?
A. 6,81 B. 4,81
C. 3,81
D. 5,81
Gi¶i:
nH 2 SO4 0,1.0,5 0, 05( mol )
mO2 nO2 .16; nO2 nH 2 SO4
mmuèi = moxit + mSO2 mO2 = 2,81 + 0,05.96 - 0,05.16 = 6,81(g) §¸p ¸n A
4
Bµi 9:
Cho 22,4g Fe t¸c dông víi dung dÞch HNO 3 lo·ng, d, sau khi ph¶n øng kÕt thóc t¹o ra 0,1 mol
NO vµ a mol NO2 (s¶n phÈm khö HNO3 chØ t¹o NO vµ NO2). Gi¸ trÞ cña a lµ:
A. 0,5 B. 0,3
C. §¸p ¸n kh¸c
D. 0,9
Gi¶i:
nFe
22, 4
0, 4(mol ) ; Fe-3e Fe3+
56
mol
0,4 1,2
N+5 +1e N+4 (NO2)
a
a
Ta cã: 0,3 + a =
a = 0,9 §¸p ¸n: D
Bµi 10 (Đề thi đại học năm 2007).
Cho 4,48 (l)hỗn hợp X (ở đktc) gồm 2 hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua b×nh chứa 1,4 (l)dung
dịch brom 0,5 M. Sau khi phản ứng hoàn toàn số mol brom giảm đi một nửa và khối lượng bình
brom tăng thêm 6,7 g. CTPT của 2 hiđrocacbon là :
A. C2H2 và C4H6
C. C3H4 và C4H8
B. C2H2 và C4H8
D. C2H2 và C3H8
Giải
nhỗn hợp = 0,2 (mol)
,
nBrom = 0,7 (mol)
Lượng brom giảm đi 1/2 nghĩa là số mol brom phản ứng là 0,35 mol.
CnH2n + 2 –2a + a Br2 CnH2 n + 2 – 2 a Br2a
0,2
0,35
a = 1,75 .
14n + 2 – 3,5 = 6,7 : 0,2 = 33,5
14n = 35 n = 2,5
Nghiệm hợp lý : B
Bµi 11 (§Ò thi §H n¨m 2007).
Ba hi®rocacbon X, Y, Z kÕ tiÕp nhau trong d·y ®ång ®¼ng.Trong ®ã khèi lîng ph©n tö Z gÊp ®«i
khèi lîng ph©n tö X. §èt ch¸y 0,1 mol chÊt Y, s¶n phÈm hÊp thô hoµn toµn vµo dung dÞch
Ca(OH)2 d, thu ®îc sè gam kÕt tña lµ :
A.20
B.40
C.30
D.10
Gi¶i
X + 2 nhãm CH2 Z mµ khèi lîng ph©n tö Z lín gÊp 2 lÇn X
=> X cã c«ng thøc lµ CH2 = CH2
X lµ eten Y lµ CH2= CH – CH3
0,1 mol chÊt Y cã 0,3 mol C 0,3 mol CO2 0,3 mol CaCO3 (v× Ca(OH)2 d)
=> khèi lîng kÕt tña lµ 30g.
§¸p ¸n C
Bµi 12 (§Ò thi §H n¨m 2007)
Mét hi®rocacbon X céng hîp víi HCl theo tØ lÖ mol 1:1 t¹o s¶n phÈm cã thµnh phÇn khèi l îng
clo lµ 45,223%. C«ng thøc ph©n tö cña X lµ :
A. C3H6
B. C3H4
C. C2H4
D. C4H8
Gi¶i
CxHy + HCl CxHy+1Cl
35,5
12x + y +36,5
45,223
100
12x + y + 36,5 = (35,5.100) : 45,223 = 78,5
12x + y = 42 x = 3; y = 6
§¸p ¸n A.
Bµi 13
- Xem thêm -