Phương Pháp Giải Bài Tập Trắc Nghiệm Hóa Học ( Phương Pháp 3)

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC

PHƯƠNG PHÁP 3: BẢO TOÀN MOL ELECTRON

I. PHƯƠNG PHÁP

Trước hết cần nhấn mạnh đây không phải là phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa - khử, mặc dù phương pháp thăng bằng electron dùng để cân bằng phản ứng oxi hóa - khử cũng dựa trên sự bảo toàn electron.

Nguyên tắc của phương pháp như sau: khi có nhiều chất oxi hóa, chất khử trong một hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số electron của các chất khử cho phải bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận. Ta chỉ cần nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất oxi hóa hoặc chất khử, thậm chí không cần quan tâm đến việc cân bằng các phương trình phản ứng. Phương pháp này đặc biệt lý thú đối với các bài toán cần phải biện luận nhiều trường hợp có thể xảy ra.

II. BÀI TẬP

1.Ví Dụ Minh Họa
Ví dụ 1: Trộn 60 gam bột Fe với 30 gam bột lưu huỳnh rồi đun nóng (không có không khí) thu được chất rắn A. Hoà tan A bằng dung dịch axit HCl dư được dung dịch B và khí C. Đốt cháy C cần V lít O2 (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. V có giá trị là
   A. 11,2 lít. B. 21 lít. C. 33 lít. D. 49 lít.
Hướng dẫn giải
Vì nên Fe dư và S hết.
Khí C là hỗn hợp H2S và H2. Đốt C thu được SO2 và H2O. Kết quả cuối cùng của quá trình phản ứng là Fe và S nhường e, còn O2 thu e.
Nhường e:       Fe Fe2+ + 2e
   mol
       S S+4 + 4e
   mol
Thu e: Gọi số mol O2 là x mol.
       O2 + 4e 2O-2
       x mol 4xTa có: giải ra x = 1,4732 mol.

Đáp án c
Ví dụ 2: Hỗn hợp A gồm 2 kim loại R1, R2 có hoá trị x, y không đổi (R1, R2 không tác dụng với nước và đứng trước Cu trong dãy hoạt động hóa học của kim loại). Cho hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu được 1,12 lít khí NO duy nhất ở đktc.
Nếu cho lượng hỗn hợp A trên phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thì thu được bao nhiêu lít N2. Các thể tích khí đo ở đktc.
   A. 0,224 lít. B. 0,336 lít. C. 0,448 lít. D. 0,672 lít.
Hướng dẫn giải
Trong bài toán này có 2 thí nghiệm:
TN1: R1 và R2 nhường e cho Cu2+ để chuyển thành Cu sau đó Cu lại nhường e cho để thành (NO). Số mol e do R1 và R2 nhường ra là

TN2: R1 và R2 trực tiếp nhường e cho để tạo ra N2. Gọi x là số mol N2, thì số mol e thu vào là

Ta có:    10x = 0,15 => x = 0,015
VN2 = 22,4.0,015 = 0,336 lít. (Đáp án B)
Ví dụ 3:
Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là
   A. 2,24 lít. B. 4,48 lít. C. 5,60 lít. D. 3,36 lít.
Hướng dẫn giải
Đặt nFe = nCu = a mol => 56a + 64a = 12 => a = 0,1 mol.
Cho e:   Fe    Fe3+ + 3e Cu    Cu2+ + 2e
0,1 0,3 0,1    0,2
Nhận e:   N+5 + 3e N+2   N+5 + 1e N+4
   3x x   y    y
Tổng ne cho bằng tổng ne nhận.
3x + y = 0,5
Mặt khác:   30x + 46y = 19x2(x + y).
x = 0,125 ; y = 0,125.
   Vhh khí (đktc) = 0,125x2x22,4 = 5,6 lít. (Đáp án C)
Ví dụ 4: 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 HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
A. 2,52 gam. B. 2,22 gam. C. 2,62 gam. D. 2,32 gam.
Hướng dẫn giải
m gam Fe + O2  3 gam hỗn hợp chất rắn X 0,56 lít NO.
Thực chất các quá trình oxi hóa - khử trên là:
Cho e:   Fe Fe3+ + 3e

Nhận e: O2 + 4e    2O2 N+5 + 3e    N+2
    0,075 mol 0,025 mol
   = + 0,075
   m = 2,52 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B đứng trước H trong dãy điện hóa và có hóa trị không đổi trong các hợp chất. Chia m gam X thành hai phần bằng nhau:
   - Phần 1: Hòa tan hoàn toàn trong dung dịch chứa axit HCl và H2SO4 loãng tạo ra 3,36 lít khí H2

- Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO₃ thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất).

Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị của V là

A. 2,24 lít. B. 3,36 lít. C. 4,48 lít. D. 6,72 lít.

Hướng dẫn giải

Đặt hai kim loại A, B là M.

- Phần 1: M + nH⁺ Mⁿ⁺ + n/2 H2 (1)

- Phần 2: 3M + 4nH⁺ + nNO₃^- 3Mⁿ⁺+ nNO + 2nH₂O (2)

Theo (1): Số mol e của M cho bằng số mol e của 2H⁺ nhận;

Theo (2): Số mol e của M cho bằng số mol e của N⁺⁵ nhận.

Vậy số mol e nhận của 2H⁺ bằng số mol e nhận của N⁺⁵.

2H⁺ + 2e H₂ và N⁺⁵ + 3e N⁺²

0,3 0,15 mol 0,3 0,1 mol

V_NO = 0,1´22,4 = 2,24 lít. (Đáp án A)

2. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1: Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch HNO₃ rất loãng thì thu được hỗn hợp gồm 0,015 mol khí N₂O và 0,01mol khí NO (phản ứng không tạo NH₄NO₃). Giá trị của m là

A. 13,5 gam. B. 1,35 gam. C. 0,81 gam. D. 8,1 gam.

Câu 2: 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. 68,03%. B. 13,03%. C. 31,03%. D. 68,97%.

Câu 3: Một hỗn hợp gồm hai bột kim loại Mg và Al được chia thành hai phần bằng nhau:

- Phần 1: cho tác dụng với HCl dư thu được 3,36 lít H₂.

- Phần 2: hoà tan hết trong HNO₃ loãng dư thu được V lít một khí không màu, hoá nâu trong không khí (các thể tích khí đều đo ở đktc). Giá trị của V là

A. 2,24 lít. B. 3,36 lít. C. 4,48 lít. D. 5,6 lít.

Câu 4: Dung dịch X gồm AgNO₃ và Cu(NO₃)₂ có cùng nồng độ. Lấy một lượng hỗn hợp gồm 0,03 mol Al; 0,05 mol Fe cho vào 100 ml dung dịch X cho tới khí phản ứng kết thúc thu được chất rắn Y chứa 3 kim loại.Cho Y vào HCl dư giải phóng 0,07 gam khí. Nồng độ của hai muối là

A. 0,3M. B. 0,4M. C. 0,42M. D. 0,45M.

Câu 5: Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO₃ dư được 896 ml hỗn hợp gồm NO và NO₂ có Tính tổng khối lượng muối nitrat sinh ra (khí ở đktc).

A. 9,41 gam. B. 10,08 gam. C. 5,07 gam. D. 8,15 gam.

Câu 6: Hòa tan hết 4,43 gam hỗn hợp Al và Mg trong HNO₃ loãng thu được dung dịch A và 1,568 lít (đktc) hỗn hợp hai khí (đều không màu) có khối lượng 2,59 gam trong đó có một khí bị hóa thành màu nâu trong không khí. Tính số mol HNO₃ đã phản ứng.

A. 0,51 mol. B. A. 0,45 mol. C. 0,55 mol. D. 0,49 mol.

Câu 7: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm ba kim loại bằng dung dịch HNO₃ thu được 1,12 lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO₂ và NO. Tỉ khối hơi của D so với hiđro bằng 18,2. Tính thể tích tối thiểu dung dịch HNO₃ 37,8% (d = 1,242g/ml) cần dùng.

A. 20,18 ml. B. 11,12 ml. C. 21,47 ml. D. 36,7 ml.

Câu 8: Hòa tan 6,25 gam hỗn hợp Zn và Al vào 275 ml dung dịch HNO₃ thu được dung dịch A, chất rắn B gồm các kim loại chưa tan hết cân nặng 2,516 gam và 1,12 lít hỗn hợp khí D (ở đktc) gồm NO và NO₂. Tỉ khối của hỗn hợp D so với H₂ là 16,75. Tính nồng độ mol/l của HNO₃ và tính khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch sau phản ứng.

A. 0,65M và 11,794 gam. B. 0,65M và 12,35 gam.

C. 0,75M và 11,794 gam. D. 0,55M và 12.35 gam.

Câu 9: Đốt cháy 5,6 gam bột Fe trong bình đựng O₂ thu được 7,36 gam hỗn hợp A gồm Fe₂O₃, Fe₃O₄ và Fe. Hòa tan hoàn toàn lượng hỗn hợp A bằng dung dịch HNO₃ thu được V lít hỗn hợp khí B gồm NO và NO₂. Tỉ khối của B so với H₂ bằng 19. Thể tích V ở đktc là

A. 672 ml. B. 336 ml. C. 448 ml. D. 896 ml.

Câu 10: Cho a gam hỗn hợp A gồm oxit FeO, CuO, Fe₂O₃ có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ là 250 ml dung dịch HNO₃ khi đun nóng nhẹ, thu được dung dịch B và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp khí C gồm NO₂ và NO có tỉ khối so với hiđro là 20,143. Tính a.

A. 74,88 gam. B. 52,35 gam. C. 61,79 gam. D. 72,35 gam.

Đáp án các bài tập vận dụng