PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON
I - Nội dung
Trong phản ứng oxi hóa - khử, số mol electron mà
chất khử cho đi bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận về. ư
- Sử dụng cho các bài toán có phản ứng oxi hóa -
khử, đặc biệt là các bài toán có nhiều chất oxi hóa, nhiều chất khử.
- Trong một phản ứng hoặc một hệ phản ứng, cần
quan tâm đến trạng thái oxi hóa ban đầu và cuối của một nguyên tử mà không cần
quan tâm đến các quá trỡnh biến đổi trung gian.
- Cần kết hợp với các phương pháp khác như bảo
toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố để giải bài toán.
- Nếu cú nhiều chất oxi húa và nhiều chất khử
cựng tham gia trong bài toỏn, ta cần tỡm tổng số mol electron nhận và tổng số
mol electron nhường rồi mới cân bằng.
II - Bài tập áp dụng
Bµi 1. Để m (g) bột sắt ngoài không khí một thời
gian thu được12 gam hỗn hợp các chất rắn FeO, Fe3O4, Fe2 O3, Fe. Hũa tan hoàn
toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO3 loóng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất
(đktc). Giá trị của m là
A. 5,04 gam B. 10,08 gam C. 15,12 gam D. 20,16
gam
Hướng dẫn giải.
nFe = ; ; nNO giải phóng = 0,1 mol
- Chất khử là Fe:
- Chất oxi hóa gồm O2 và HNO3 :
Smol e- Fe nhường = Sne- chất oxi hóa (O2, )
nhận:
ị m = 10,08 (g).
Đáp án B.
Bài 2. Hũa tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp 3 kim
loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra 13,44 lít khí. Nếu cho 34,8
gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu
được sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 nóng dư thỡ thu được V lít khí
NO2 (đktc). Giá trị V là
A. 11,2 lít B. 22,4 lít C. 53,76 lít D. 76,82
lít
Hướng dẫn giải. Al, Mg, Fe nhường e, số mol
electron này chính bằng số mol e Cu nhường khi tham gia phản ứng với HNO3. Số
mol electron mà H+ nhận cũng chính là số mol electron mà HNO3 nhận.
17,4 gam hỗn hợp H+ nhận 1,2 mol e. Vậy 34,8 gam
số mol e mà H+ nhận là 2,4 mol.
.
Đáp án C
Bài 3. Hũa tan hoàn toàn 28,8 gam kim loại Cu
vào dung dịch HNO3 loóng, tất cả khớ NO thu được đem oxi hóa thành NO2 rồi sục
vào nước có dũng oxi để chuyển hết thành HNO3. Thể tích khí oxi ở đktc đó
tham gia vào quỏ trỡnh trờn là
A. 5,04 lít B. 7,56 lít C. 6,72 lít D. 8,96 lít
Hướng dẫn giải.
Ta nhận thấy, Cu nhường electron cho HNO3 tạo
thành NO2, sau đó NO2 lại nhường cho O2. Vậy trong bài toán này, Cu là chất
nhường, cũn O2 là chất nhận electron.
Cu - 2e ---> Cu2+
0,45 0,9
O2 + 4e ---> 2O2-
x 4x
4x = 0,9 ị x = 0,225 ị = 0,225.22,4 = 5,04 lớt
Đáp án A
Bµi 4. Chia m gam hỗn hợp 2 kim loại A, B có hóa
trị không đổi thành 2 phần bằng nhau :
- Phần 1 tan hết trong dung dịch HCl, tạo ra
1,792 lít H2 (đktc).
- Phần 2 nung trong oxi thu được 2,84 g hỗn hợp
oxit.
Giá trị của m là
A. 1,56 gam B. 2,64 gam C. 3,12 gam D. 4,68 gam
Hướng dẫn giải. A,B là chất khử, H+ (ở phần 1)
và O2 (ở phần 2) là chất oxi hóa.
Số mol e- H+ nhận bằng số mol O2 nhận
2H+ + 2.1e- ---> H2
0,16 ............ 0,08
O2 + 4e ---> 2O2-
0,04 ...... 0,16
ị mkl phần 2 = moxit - mO = 2,84 - 0,04.32 =
1,56 gam. m = 1,56.2 = 3,12 gam.
Đáp án C
Bµi 5. Chia 38,6 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại
M có hóa trị duy nhất thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Tan vừa đủ trong 2 lít dung dịch HCl
thấy thoát ra 14,56 lít H2 (đktc).
- Phần 2: Tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3
loóng núng thấy thoỏt ra 11,2 lớt khớ NO duy nhất (đktc)
a. Nồng độ mol/l của dung dịch HCl là
A. 0,45 M B. 0,25M C. 0,55 M D. 0,65 M
b. Khối lượng hỗn hợp muối clorua khan thu được
khi cô cạn dung dịch sau phản ứng ở phần 1 là
A. 65,54 gam B. 65,45 gam C. 55,64 gam D. 54,65
gam
c. %m của Fe trong hỗn hợp ban đầu là
A. 30,05 % B. 50,05 % C. 50,03 % D. Kết quả khác
d. Kim loại M là
A. Mg B. Fe C. Al D. Cu
Hướng dẫn giải.
a. = 0,65 (mol) ị nH = 1,3 mol ị nHCl = nH =
1,3 mol
CM = 0,65M. Đáp án D
b. mmuối = mKl +
Trong đó
mmuối = 19,3 + 1,3.36,5 = 65,45 gam ?
Đáp án B
c. áp dụng phương pháp bảo toàn e:
- Phần 1:
Fe - 2e ---> Fe2+
0,2 ........ 0,4 ........... 0,2
M - ae ---> Ma+
....
2H+ + 2e ---> H2
1,3 ........... 0,65
- Phần 2:
Fe - 3e ---> Fe3+
M - ae ---> Ma+
N+5 + 3e ---> N+2 (NO)
1,5 0,5
x = 0,2, ay = 0,9
ị nFe = 0,2 ị %mFe =
Đáp án C
d.
Đáp án D
Bµi 6. Hũa tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp 3 kim
loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoỏt ra 13,44 lớt khớ.
Nếu cho 8,7 gam hỗn hợp tác dụng dung dịch NaOH
dư ---> 3,36 lít khí.
Vậy nếu cho 34,8 gam hỗn hợp trên tác dụng với
dung dịch CuSO4 dư, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu được sau phản ứng tác dụng với
dung dịch HNO3 nóng dư thỡ thu được V lít khí NO2. Các khí đều được đo ở điều
kiện tiêu chuẩn.
Thể tích khí NO2 thu được là
A. 26,88 lít B. 53,70 lít C. 13,44 lít D. 44,8
lít
Hướng dẫn giải.
2Al + 6HCl ---> AlCl3 + 3H2
Mg + HCl ---> MgCl2 + H2
Fe + 2HCl ---> FeCl2 + H2
Đặt số mol Al, Mg, Fe trong 17,4 gam hỗn hợp là
x, y, z
Trong 34,7 gam hỗn hợp : nAl = 0,4; nMg = 0,3;
nFe = 0,3
2Al + 3CuSO4 ---> Al2(SO4)3 + 3Cu
Mg + CuSO4 ---> MgSO4 + Cu
Fe + CuSO4 ---> FeSO4 + Cu
Cu + 4HNO3 ---> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O
áp dụng định luật bảo toàn electron
- Al, Mg, Fe là chất khử, nhường electron
Cu2+ nhận e từ các kim loại sau đó lại nhường
cho HNO3
- HNO3 là chất oxi hoá, nhận electron
N+5 + 1e ---> N+4 (NO2)
a .................... a
ị a = 2,4
ị
Đáp án A
Bµi 7. Cho tan hoàn toàn 3,6 gam hỗn hợp gồm Mg
và Fe trong dung dịch HNO3 2M, thu được dung dịch D, 0,04 mol khí NO và 0,01
mol N2O. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH lấy dư, lọc và nung kết
tủa đến khối lượng thu được m gam chất rắn.
a. Giá trị của m là
A. 2,6 gam B. 3,6 gam C. 5,2 gam D. 7,8 gam
b. Thể tích HNO3 đó phản ứng là
A. 0,5 lít B. 0,24 lít C. 0,26 lít D. 0,13 lít
Hướng dẫn giải.
a. - HNO3 là chất oxi hoá
N+5 + 3e NO
0,12 ........ 0,04 (mol)
2N+5 + 8e 2N+1 (N2O)
0,08 ....... 0,02 ... 0,01 (mol)
- Mg và Fe là chất khử. Gọi x, y là số mol Mg và
Fe trong hỗn hợp
Mg - 2e Mg+2
x .........2x (mol)
Fe - 3e Fe+3
y ...... 3y (mol)
Nguồn: http://giasu8910.ucoz.com |