Phương Pháp Bảo Toán Khối Lượng Giải Nhanh Hóa Học

Bảo toàn khối lượng

1. Nội dung phương pháp

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng (BTKL): “ Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sản phẩm”

Điều này giúp ta giải bài toán hóa học một cách đơn giản, nhanh chóng

Xét phản ứng: A + B → C + D

Ta luôn có: m_A + m_B = m_C + m_D (1)

* Lưu ý: Điều quan trọng nhất khi áp dụng phương pháp này đó là việc phải xác định đúng lượng chất (khối lượng) tham gia phản ứng và tạo thành (có chú ý đến các chất kết tủa, bay hơi, đặc biệt là khối lượng dung dịch).

2. Các dạng bài toán thường gặp

Hệ quả 1: Biết tổng khối lượng chất ban đầu ⇔ khối lượng chất sản phẩm

Phương pháp giải: m(đầu) = m(sau) (không phụ thuộc hiệu suất phản ứng)

Hệ quả 2: Trong phản ứng có n chất tham gia, nếu biết khối lượng của (n – 1) chất thì ta dễ dàng tính khối lượng của chất còn lại.

Hệ quả 3: Bài toán: Kim loại + axit → muối + khí

- Biết khối lượng kim loại, khối lượng anion tạo muối (tính qua sản phẩm khí) → khối lượng muối

- Biết khối lượng muối và khối lượng anion tạo muối → khối lượng kim loại

- Khối lượng anion tạo muối thường được tính theo số mol khí thoát ra:

· Với axit HCl và H₂SO₄ loãng

+ 2HCl → H₂ nên 2Cl^- ⇔ H₂

+ H₂SO₄ → H₂ nên SO₄²^- ⇔ H₂

· Với axit H₂SO₄ đặc, nóng và HNO₃: Sử dụng phương pháp ion – electron (xem thêm phương pháp bảo toàn electron hoặc phương pháp bảo toàn nguyên tố)

Hệ quả 3: Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại bởi các chất khí (H₂, CO)

Sơ đồ: Oxit kim loại + (CO, H₂) → rắn + hỗn hợp khí (CO₂, H₂O, H₂, CO)

Bản chất là các phản ứng: CO + [O] → CO₂

H₂ + [O] → H₂O

3. Đánh giá phương pháp bảo toàn khối lượng.

Phương pháp bảo toàn khối lượng cho phép giải nhanh được nhiều bài toán khi biết quan hệ về khối lượng của các chất trước và sau phản ứng.

Đặc biệt, khi chưa biết rõ phản ứng xảy ra hoàn toàn hay không hoàn toàn thì việc sử dụng phương pháp này càng giúp đơn giản hóa bài toán hơn.

Phương pháp bảo toàn khối lượng thường được sủ dụng trong các bài toán nhiều chất.

4. Các bước giải.

- lập sơ đồ biến đổi các chất trước và sau phản ứng.

Từ giả thiết của bài toán tìm (không cần biết phản ứng là hoàn toàn hay không hoàn toàn)

- Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng để lập phương trình toán học, kết hợp dữ kiện khác để lập hệ phương trình toán.

- Giải hệ phương trình.

THÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 3,9 gam kali vào 36,2 gam nước thu được dung dịch có nồng độ

A. 15,47%. B. 13,97%. C. 14,0% D. 4,04%.

Giải:

2K + 2H₂O ® 2KOH + H_{2\[\uparrow \]}

0,1 0,10 0,05(mol)

m_{dung dịch}= m_K + \[{{\text{m}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}}}\] - \[{{\text{m}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}}}\] = 3,9 + 36,2 - 0,05 \[\times \]2 = 40 gam

C%_KOH= \[\frac{\text{0,1}\times \text{56}}{\text{40}}\]\[\times 100\]% = 14% \[\Rightarrow \]

Ví dụ 2: Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp CuSO₄ và KCl với điện cực trơ đến khi thấy khí bắt đầu thoát ra ở cả hai điện cực thì dừng lại thấy có 448 ml khí (đktc) thoát ra ở anot. Dung dịch sau điện phân có thể hoà tan tối đa 0,8 gam MgO. Khối lượng dung dịch sau điện phân đã giảm bao nhiêu gam (coi lượng H₂O bay hơi là không đáng kể) ?

A. 2,7 B. 1,03 C. 2,95. D. 2,89.

Ví dụ 3: Cho 50 gam dung dịch BaCl₂ 20,8 % vào 100 gam dung dịch Na₂CO₃, lọc bỏ kết tủa được dung dịch X. Tiếp tục cho 50 gam dung dịch H₂SO₄ 9,8% vào dung dịch X thấy ra 0,448 lít khí (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ % của dung dịch Na₂CO₃ và khối lượng dung dịch thu được sau cùng là:

A. 8,15% và 198,27 gam. B. 7,42% và 189,27 gam.

C. 6,65% và 212,5 gam. D. 7,42% và 286,72 gam.

Ví dụ 4: X là một - aminoaxit, phân tử chứa một nhóm -NH₂ và một nhóm -COOH. Cho 0,89 gam X phản ứng vừa đủ với HCl thu được 1,255 gam muối. Công thức tạo ra của X là:

A. CH₂=C(NH₂)-COOH. B. H₂N-CH=CH-COOH.

C. CH₃-CH(NH₂)-COOH. D. H₂N-CH₂-CH₂-COOH.

Ví dụ 5: Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn. Hai ancol đó là:

A. CH₃OH và C₂H₅OH. B. C₂H₅OH và C₃H₇OH.

C. C₃H₅OH và C₄H₇OH. D. C₃H₇OH và C₄H₉OH.

Ví dụ 6: Trùng hợp 1,680 lít propilen (đktc) với hiệu suất 70%, khối lượng polime thu được là:

A. 3,150 gam. B. 2,205 gam. C. 4,550 gam. D.1,850 gam.

Ví dụ 7: Xà phòng hoá hoàn toàn 17,24 gam chất béo cần vừa đủ 0,06 mol NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được khối lượng xà phòng là:

A. 17,80 gam. B.18,24 gam. C. 16,68 gam. D.13,38 gam.

Ví dụ 8: Cho 3,60 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500ml dung dịch gồm KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dung dịch thu được 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan. Công thức phân tử của X là:

A. C₂H₅COOH. B. CH₃COOH. C. HCOOH. D. C₃H₇COOH.

Ví dụ 9: Nung 14,2 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hoá trị 2 được 7,6 gam chất rắn và khí X. Dẫn toàn bộ lượng khí X vào 100ml dung dịch KOH 1M thì khối lượng muối thu được sau phản ứng là:

A. 15 gam B. 10 gam C. 6,9 gam D. 5 gam

Ví dụ 10: Nhiệt phân hoàn toàn M gam hỗn hợp X gồm CaCO₃ và Na₂CO₃ thu được 11,6 gam chất rắn và 2,24 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Hàm lượng % của CaCO₃trong X là:

A. 6,25% B. 8,62% C. 50,2% D. 62,5%

Ví dụ 11: Đun 27,6 gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức với H₂SO₄ đặc ở 140^oC (H=100%) được 22,2 gam hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau. Số mol mỗi ete trong hỗn hợp là:

A. 0,3. B. 0,1 C. 0,2 D.0,05

Ví dụ 12: Đốt cháy hoàn toàn 0,025 mol chất hữu cơ X cần 1,12 lít O₂ (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm thu được qua bình 1 đựng P₂O₅ khan và bình 2 đựng Ca(OH)₂ dư thấy khối lượng bình 1 tăng 0,9 gam, bình 2 tăng 2,2 gam. Công thức phân tử của X là:

A. C₂H₄O. B. C₃H₆O. C. C₃H₆O_2.D. C₂H₄O_2.

Ví dụ 13: Cho 20,2 gam hỗn hợp 2 ancol tác dụng vừa đủ với K thấy thoát ra 5,6 lít H₂(đktc) và khối lượng muối thu được là:

A. 3,92 gam B. 29,4 gam C. 32,9 gam D. 31,6 gam

Ví dụ 14: Xà phòng hoá chất hữu cơ X đơn chức được 1 muối Y và ancol Z. Đốt cháy hoàn toàn 4,8 gam Z cần 5,04 lít O₂ (đktc) thu được lượng CO₂ sinh ra nhiều hơn lượng nước là 1,2 gam. Nung muối Y với vôi tôi xút thu được khí T có tỉ khối hơi đối với H₂ là 8. Công thức cấu tạo của X là:

A. C₂H₅COOCH₃ B. CH₃COOCH₃

C. HCOOCH_3. D. CH₃COOC₂H₅

Ví dụ 15: Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam một axit cacboxylic X đơn chức thu được 4,48lít CO₂(đktc) và 2,7 gam H₂O. Số mol của X là:

A. 0,01mol B. 0,02 mol C. 0,04 mol D. 0,05 mol

Ví dụ 16: Đốt cháy hoàn toàn x gam hỗn hợp X gồm propan, buten-2, axetilen thu được 47,96 gam CO₂ và 21,42 gam H₂O. Giá trị X là:

A. 15,46. B. 12,46. C. 11,52. D. 20,15.

Ví dụ 17: Đun nóng 5,14 gam hỗn hợp khí X gồm metan, hiđro và một ankin với xúc tác Ni, thu được hỗn hợp khí Y. Cho hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch brom dư thu được 6,048 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối đối với hiđro bằng 8. Độ tăng khối lượng dung dịch brom là:

A. 0,82 gam. B. 1,62 gam C. 4,6 gam D. 2,98 gam.

Ví dụ 18: Hoà tan hoàn toàn 8,9 gam hỗn hợp 2 kim loại bằng dung dịch HCl dư được 4,48 lít (đktc). Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thì lượng muối khan thu được là:

A. 23,1 gam B. 46,2 gam C. 70,4 gam D. 32,1 gam

Ví dụ 19. Hoà tan hoàn toàn 15,9 gam hỗn hợp gồm 3 kim loại Al, Mg và Cu bằng dung dịch HNO₃ thu được 6,72 lít khí NO (sản phảm khử duy nhất) và dung dịch X. Cô cạn cẩn thận dung dịch X thì lượng muối khan thu được là bao nhiêu?

A. 77,1 gam B. 71,7 gam C. 17,7 gam D. 53,1 gam

BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu 1 : Trộn 5,4 gam Al với 6,0 gam Fe₂o₃ rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được hỗn hợp rắn có khối lượng là

A.11,40 gam. B. 9,40 gam. C. 22,40 gam. D. 9,45 gam.

Câu 2 : Trong bình kín chứa 0,5 mol CO và m gam Fe₃o₄. Đun nóng bình cho tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thì khí trong bình có tỉ khối so với khí Co ban đầu là 1,457. Giá trị của m là.

A. 16,8 B. 21,5 C. 22,8 D. 23,2

Câu 3: Điện phân 100 ml dung dịch CuSO₄ với đến cực, sau một thời gian máy khối lượng dung dịch giảm 12 gam. Dung dịch sau điện phân tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch H₂s 1M. Nồng độ mới của dung dịch CuSO₄ trước khi điện phân là

A. 1m. B. 1,5 m. C. 2m. D. 2,5m.

Câu 4 : Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe₂o₃ đốt nóng sau khi kết thúc thí nghiệm thu được chất rắn B gồm 4 chất nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ hấp thụ vào dung dịch Ca(oh)₂ dư, thì thu được 4,6 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng FeO trong hỗn hợp A là

A. 13,03%. B. 31,03%. C. 68,03%. D. 68,97%.

Câu 5 : Dẫn khí CO từ từ qua ống sứ đựng 14 gam CuO, Fe₂o₃, FeO nung nóng một thời gian thu được m gam chất rắn x. Toàn bộ khí thu được sau phản ứng được dẫn chậm qua dung dịch Ca(oh)₂ dư, kết tủa thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư được 2,8 lít khí (đktc). Giá trị của m là

A. 6 gam. B. 12 gam. C. 8 gam. D. 10 gam.

Câu 6 : Nung hoàn toàn 10,0 gam hỗn hợp X gồm CaCO₃ và NaCl. Kết thúc thí nghiệm thu được 7,8 gam chất rắn khan. Khối lượng CaCO₃ có trong X là

A. 5,0 gam. B. 6,0 gam. C. 7,0 gam. D. 8,0 gam.

Câu 7 : Nung nóng 34,8 gam hỗn hợp X gồm MCO₃ và NCO₃ được m gam chất rắn Y và 4,48 lít CO₂ (đktc). Nung Y cho đến khối lượng không đổi được hỗn hợp rắn Z và khí CO₂ dẫn toàn bộ CO₂ thu được qua dung dịch KOH dư, tiếp tục cho thêm Cacl₂ dự thì được 10 gam kết tủa. Hoà tan hoàn toàn Z trong V lít dung dịch HCl 0,4M vừa đủ được dung dịch T. Giá trị m gam và V lít lần lượt là :

A. 26 và 1,5. B. 21,6 và 1,5. C. 26 và 0,6. D. 21,6 và 0,6.

Câu 8 : Hoà tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (đktc), 2,54 gam chất rắn Y và dung dịch Z. Lọc bỏ chất rắn Y, cô cạn cẩn thận dung dịch Z thu được lượng muối khan là

A. 31,45 gam. B. 33,99 gam. C. 19,025 gam. D. 56,3 gam.

Câu 9 : Cho 11,0 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe vào dung dịch HNO₃ loãng dư. thu được dung dịch Y (không chứa muối amoni), hỗn hợp khí Y gồm 0,2 mol NO và 0,3 mol NO₂. Cô cạn dung dịch Y thì lượng muối khan thu được là:

A. 33,4 gam. B. 66,8 gam. C. 29,6 gam. D. 60,6 gam.

Câu 10 : Hoà tan hết 7,8 gam hỗn hợp Mg, Al trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng 7,0 gam so với ban đầu. Số mol axit đã phản ứng là

A. 0,08 mol B. 0,04 mol C. 0,4 mol D. 0,8 mol

Câu 11 : Cho x gam Fe hoà tan trong dung dịch HCl, sau khi cô cạn dung dịch thu được 2,465 gam chất rắn. Nếu cho x gam Fe và y gam Zn vào lượng dung dịch HCl như trên thu được 8,965 gam chất rắn và 0,336 lít H₂ (đktc). Giá trị của x, y lần lượt là:

A. 5,6 và 3,25 B. 0,56 và 6,5 C. 1,4 và 6,5. D. 7,06 và 0,84

Câu 12 : Hoà tan hoàn toàn 11,4 gam hỗn hợp X gồm kim loại M (hoá trị I) và kim loại N (hoá trị II) vào dung dịch chứa đồng thời H₂SO₄ và HNO₃ đặc nóng thu được 4,48 lít (đktc) hỗn hợp Y gồm NO₂ và SO₂ có tỉ khối hơi so với hiđro là 28,625 và muối khan có khối lượng là:

A. 44,7 gam B. 35,4 gam C. 16,05 gam D. 28,05 gam.

Câu 13: Lấy 35,1 gam NaCl hoà tan vào 244,9 gam H₂O. Sau đó điện phân dung dịnh với điện cực trơ có màng ngăn cho tới khi catot thoát ra 1,5 gam khí thì dừng lại. Nồng độ chất tan có trong dung dịch sau điện phân là:

A. 9,2% B. 9,6% C. 10% D. 10,2%.

Câu 14: Đun a gam 1 ancol X với H₂SO₄ đặc ở 170⁰C được 1 olefin. Cho a gam X qua bình đựng CuO dư, nung nóng (H = l00%) thấy khối lượng chất rắn giảm 0,4 gam và hỗn hợp hơi thu được có tỉ khối hơi đối với H₂ là l5,5. Giá trị a gam là:

A. 23 B. 12,5 C. 1,15 D. 16,5.

Câu 15 : Dẫn V lít (đktc) hỗn hợp X gồm axetilen và H₂ đi qua ống sứ đựng Ni nung nóng thu được khi Y. Dẫn Y vào lượng dư dung dịch AgNO₃/NH₃ được 12 gam kết tủa. Khí ra khỏi dung dịch phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 16 gam Br₂ và còn lại khí Z. Đốt cháy hoàn toàn Z thu được 0,1 mol CO₂ và 0,25 mol nước.

A. 11,2 B. 13,44 C. 5,6 D. 8,96.

Câu 16 : Đun nóng 7,6 gam hỗn hợp X gồm C₂H₂, C₂H₄ và H₂ trong bình kín với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí B. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y, dẫn sản phẩm cháy thu được lần lượt qua bình 1 đựng H₂SO₄ đặc, bình 2 đựng Ca(OH)₂ dư thấy khối lượng bình 1 tăng 14,4 gam. Khối lượng tăng lên ở bình 2 là

A. 6,0 gam B. 9,6 gam C. 22,0 gam D. 35,2 gam

Câu 17: Đốt cháy hết m gam hỗn hợp X gồm etan, etilen, axetilen và butađien-1,3 rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ vào dung định nước vôi dư, thu được 100 gam kết tủa. Khối lượng dung dịch nước vôi sau phản ứng giảm 39,8 gam. Trị số của m là:

A. 58,75 gam B. 13,8 gam C. 37,4 gam D. 60,2 gam.

Câu 18 : Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm C₂H₂, CH₄, C₃H₆ và C₄H₁₀ thu được 4,4 gam CO₂ và 2,52 gam H₂O. m có giá tri là:

A. 1,48 gam B. 2,48 gam C. 14,8 gam D. 24,8 gam.

Câu 19: Thực hiện phản ứng ete hoá hoàn toàn 11,8 gam hỗn hợp hai rượu no đơn chức, mạch hở, đồng đẳng kế tiếp thu được hỗn hợp gồm ba ete và l,98 gam nước. Công thức hai rượu đó là:

A. CH₃OH, C₂H₅OH B. C₄H₉OH, C₅H₁₁OH.

C. C₂H₅OH, C₃H₇OH D. C₃H₇OH, C₄H₉OH.

Câu 20 : Cho 10,1 gam hỗn hợp 2 ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 5,75 gam Na được 15,6 gam chất rắn. Hai ancol cần tìm là

A. C₂H₅OH và C₃H₇OH. B. CH₃OH và C₂H₅OH.

C. C₃H₇OH và C₄H₉OH. D. C₃H₅OH và C₄H₉OH .

Câu 21: Hoà tan 25,2 gam tinh thể R(COOH)_n.2H₂O vào 17,25ml etanol (D = 0,8g/ml) được dung dịch X. Lấy 7,8 gam dung dịnh X cho tác đụng hết với Na vừa đủ thu được chất rắn Y và 2,464 lít khí H₂ (đktc). Khối lượng của Y là:

A. 12,64 gam B. 10,11 gam C. 12,86 gam D. 10,22 gam.

Câu 22 : Đốt cháy hoàn toàn a gam 1 este đơn chức của rượu metylic cần 1,68 lít khí O₂ (đktc) thu được 2,64 gam CO₂; 1,26 gam H₂O và 0,224 lít N₂ (đktc). Công thức cấu tạo thu gọn của este là:

A. CH₃COOCH₂NH₂ B. CH₃CH(NH₂)COOCH₃

C. H₂NCH₂CH₂COOCH₃ D. H₂NCH₂COOCH₃

Câu 23 : Cho 14,8 gam hỗn hợp bốn axit hữu cơ đơn chức tác dụng với lượng vừa đủ Na₂CO₃ tạo thành 2,24 lít khí CO₂ (đktc). Khối lượng muối thu được là:

A. 15,9 gam B. 17,0 gam C. 19,3 gam D. 19,2 gam.

Câu 24 : Đốt hoàn toàn 34 gam este X cần 50,4 lít O₂ (đktc) thu được . Đun nóng 1 mol X cần 2 mol NaOH. Công thức cấu tạo của X là

A. CH₃COOC₆H₅B. C₆H₅COOCH₃ c. c₂h₅cooc₆H₅D. c₆h₅cooc₂h₅

câu 25 : Xà phòng hoá hoàn toàn m gam lipit X bằng 200 gam dung dịch NaOH 8%. Sau phản ứng được 9,2 gam glixerol và 94,6 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là

A. (C₁₇h₃₅coo)₃c₃h₅B. (C₁₅h₃₁cOo)₃c₃h₅

c. (c₁₇h₃₃coo)₃c₃h₅D. (C₁₇h₃₁coo)₃c₃h₅

câu 26 : Đun nóng 15 gam chất béo trung tính với 150ml dung dịch NaOH 1m. Phải dành 50ml dung dịch H₂so₄ 1m để trung hoà NaOH dư. Khối lượng xà phòng (chứa 70% khối lượng muối nằm của axit béo) thu được từ 2 tấn chất béo trên là

A. 2062 kg B. 3238 kg. C. 2946 kg. D. 2266 kg.

Câu 27 : Để xà phòng hoá hoàn toàn 1 kg chất béo (có lẫn 1 lượng nhỏ axit béo tự do) có chỉ số axit bằng 8,4 phải dùng 450ml dung dịch NaOH 1m. Khối lượng xà phòng thu được là

A. 1001,6 kg. B. 978,7 gam. C. 987,7 kg D. 1006,1 gam.

Câu 28 : Cho 15 gam hỗn hợp 3 amin đơn chức bậc một tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 1,2M thì thu được 18,504 gam muối. Thể tích đung dịch HCl phải dùng là

A. 0,8 lít. B. 0,08 lít. C. 0,4 lít. D. 0,04 lít

Câu 29 : Cho 0,01 mol amino axit X phản ứng vừa đủ với 100ml dung dịch HCl 0,1M thu được 1,695 gam muối. Mặt khác 19,95 gam X tác dụng với 350ml dung dịch NaOH 1m. Cô cạn dung dịch thu được 28,55 gam chất rắn. Công thức cấu tạo của x là

A. HOOCCH(NH₂)CH₂NH₂B. Nh₂(ch₂)₃cooh.

c. Hoocch₂ch(nh₂)cooh. D. Hooc(ch₂)₂ch(nh₂)cooh.

ĐÁP ÁN

1A 2D 3D 4A 5B 6A 7A 8A 9B 10D

11C 12D 13B 14C 15A 16C 17B 18A 19C 20B

21A 22D 23D 24A 25D 26C 27D 28B 29C