Công thức bảo toàn electron lớp 10 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức bảo toàn electron lớp 10 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức bảo toàn electron từ đó học tốt môn Hóa học.

Công thức bảo toàn electron lớp 10 (hay, chi tiết)

(199k) Xem Khóa học Hóa 10 KNTTXem Khóa học Hóa 10 CDXem Khóa học Hóa 10 CTST

I. Công thức bảo toàn electron

Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận.

∑n_{e nhường} = ∑n_{e nhận}

II. Ví dụ minh họa Công thức bảo toàn electron

Ví dụ 1: Cho 2,34 gam kim loại M (có hóa trị không đổi là n) tác dụng với dung dịch H₂SO₄ (đặc nóng, dư) thu được 3,2227 L SO₂ (điều kiện chuẩn). Kim loại M là

A. Mg.

B. Fe.

C. Al.

D. Cu.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$n_{S{O}_2}=\frac{3,2227}{24,79}=0,13mol$

Ta có các quá trình:

$\begin{array}{l}\stackrel{0}{M}\to \stackrel{+n}{M}+ne\\ \frac{2,34}{M}\to \frac{2,34}{M}.nmol\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S}+2e\to \stackrel{+4}{S}\\ 2.0,13\leftarrow 0,13mol\end{array}$

$\stackrel{BTe}{\to }n.\frac{2,34}{M}=2.0,13\Rightarrow M=9n.$

Vậy n = 3, M = 27, kim loại M là Al thỏa mãn.

Ví dụ 2: Cho 8,4 gam Fe phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HNO₃, thể tích khí NO (đkc) bay ra là (coi NO là sản phẩm khử duy nhất)

A. 2,2400 lít.                   

B. 3,3600 lít.

C. 3,7185 lít                    

D. 5,6360 lít

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$n_{Fe}=\frac{8,4}{56}=0,15\left(mol\right)$

Gọi n_NO = a (mol), ta có các quá trình:

$\begin{array}{l}Fe\to \stackrel{+3}{Fe} +3e\\ 0,15\to 0,45mol\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+5}{N} +3e\to \stackrel{+2}{N}\\ 3a\leftarrow amol\end{array}$

$\Rightarrow 3a=0,45\iff a=0,15$

V_NO = 0,15.24,79 = 3,7185 (L).

III. Bài tập vận dụng Công thức bảo toàn electron

Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 5,85 gam bột kim loại M vào dung dịch HCl, thu được 0,325 mol khí H₂. Kim loại M là

A. Mg.

B. Al.

C. Zn.

D. Fe.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$n_{H_2}\text{ = 0,45 mol}$

$\left.\begin{array}{l}\text{M }\stackrel{}{\to }{\text{ M}}^{+n}\text{ + ne }\\ \text{0,65/n }\leftarrow \text{ 0,65 }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}2H^{+}\text{ + 2.1e }\stackrel{}{\to }{\text{ H}}_2\\ \text{ 0,65 }\leftarrow \text{ 0,325}\end{array}\right.$

$\Rightarrow {\text{ M}}_M\text{ = 9n }\stackrel{}{\to }\text{ n = 3, M = 27 (Al)}$

Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 6,5 gam Zn bằng dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được V lít H₂ (đkc). Giá trị của V là

A. 2,479.

B. 3,36.

C. 1,12.

D. 4,48.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

$n_{Zn}\text{ = 0,1 mol}$

$\left.\begin{array}{l}\text{Zn }\stackrel{}{\to }{\text{ Zn}}^{+2}\text{ + 2e }\\ \text{0,1 }\stackrel{}{\to }\text{ 0,2 }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}2H^{+}\text{ + 2.1e }\stackrel{}{\to }{\text{ H}}_2\\ \text{ 0,2 }\to \text{ 0,1}\end{array}\right.$

$\stackrel{}{\to }{\text{ V}}_{H_2}\text{ = 2,479 L}$

Câu 3: Hòa tan hết 4,68 gam kim loại kiềm M vào H₂O dư, thu được 1,4874 lít khí H₂ (đkc). Kim loại M là

A. Rb.

B. Li.

C. K.

D. Na.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$n_{H_2}\text{ = 0,06 mol}$

$\left.\begin{array}{l}\text{M }\stackrel{}{\to }{\text{ M}}^{+}\text{ + 1e }\\ \text{0,06 }\stackrel{}{\leftarrow }\text{ 0,12 }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}2H^{+}\text{ + 2.1e }\stackrel{}{\to }{\text{ H}}_2\\ \text{ 0,12 }\leftarrow \text{ 0,06}\end{array}\right.$

$\stackrel{}{\to }{M}_M\text{ = 39 (K)}$

Câu 4: Cho 8,6765 lít hỗn hợp khí X (đkc) gồm Cl₂ và O₂ phản ứng vừa đủ với 11,1 gam hỗn hợp Y gồm Mg và Al, thu được 30,1 gam hỗn hợp Z. Phần trăm khối lượng của Al trong Y là

A. 75,68%.

B. 24,32%.

C. 51,35%.

D. 48,65%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$n_X\text{ = 0,35 mol; }$ $\stackrel{BTKL}{\to }{\text{ m}}_X\text{ = 30,1 }-\text{ 11,1 = 19 gam}$

$\left.\begin{array}{l}Mg\text{ (a) }\stackrel{}{\to }{\text{ Mg}}^{+2}\text{ + 2e (2a) }\\ Al\text{ (b) }\stackrel{}{\to }{\text{ Al}}^{+3}\text{ + 3e (3b)}\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}C{l}_2\text{ (x) + 2.1e (2x) }\stackrel{}{\to }2C{l}^{-}\\ O_2\text{ (y) + 2.2e (4y) }\stackrel{}{\to }2O^{-2}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{n_X}{\to }\text{ x + y = 0,35}\\ \stackrel{m_X}{\to }\text{ 71x + 32y = 19}\end{array}\right.$ $\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}\text{x = 0,2}\\ \text{y = 0,15}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{m_Y}{\to }\text{ 24a + 27b = 11,1}\\ \stackrel{BT\text{ e}}{\to }\text{ 2a + 3b = 0,2.2 + 0,15.4}\end{array}\right.$ $\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\text{x = 0,35}\\ \text{y = 0,1}\end{array}\right.$

$\stackrel{}{\to }{\text{ \%m}}_{Al}\text{ = 24,32\%}$

Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M (có hoá trị hai không đổi trong hợp chất) trong hỗn hợp khí X gồm Cl₂ và O₂. Sau phản ứng thu được 23,0 gam chất rắn và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 6,1975 lít (ở đkc). Kim loại M là

A. Mg.

B. Be.

C. Cu.

D. Ca.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

$n_X\text{ = 0,25 mol; }$ $\stackrel{BTKL}{\to }{\text{ m}}_X\text{ = 23 }-\text{ 7,2 = 15,8 gam}$

$\left.M\stackrel{}{\to }{\text{ M}}^{+2}\text{ + 2e }\right|\left|\begin{array}{l}C{l}_2\text{ (x) + 2.1e (2x) }\stackrel{}{\to }2C{l}^{-}\\ O_2\text{ (y) + 2.2e (4y) }\stackrel{}{\to }2O^{-2}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{n_X}{\to }\text{ x + y = 0,25}\\ \stackrel{m_X}{\to }\text{ 71x + 32y = 15,8}\end{array}\right.$ $\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}\text{x = 0,2}\\ \text{y = 0,05}\end{array}\right.$

$\stackrel{BT\text{ e}}{\to }{\text{ 2.n}}_M\text{ = 0,2.2 + 0,05.4 }$

$\Rightarrow {\text{ n}}_M\text{ = 0,3 }\stackrel{}{\to }{\text{ M}}_M\text{ = 24 (Mg)}$

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Mg và Al cần vừa đủ 3,09875 lít khí O₂ (đkc), thu được 9,1 gam hỗn hợp hai oxide. Khối lượng của Mg trong X là

A. 5,1.

B. 2,4.

C. 2,7.

D. 3,9.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$n_{O_2}\text{ = 0,125 mol; }$

$\stackrel{BTKL}{\to }{\text{ m}}_X\text{ = 9,1 }-\text{ 0,125.32 = 5,1 gam}$

$\left.\begin{array}{l}Mg\text{ (a) }\stackrel{}{\to }{\text{ Mg}}^{+2}\text{ + 2e (2a) }\\ Al\text{ (b) }\stackrel{}{\to }{\text{ Al}}^{+3}\text{ + 3e (3b)}\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}{O}_2\text{ + 2.2e }\stackrel{}{\to }2O^{-2}\\ \text{ 0,125 }\to \text{ 0,5}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{BT\text{ e}}{\to }\text{ 2a + 3b = 0,5}\\ \stackrel{m_X}{\to }\text{ 24a + 27b = 5,1}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\text{a = 0,1}\\ \text{b = 0,1}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }{\text{ m}}_{Mg}\text{ = 2,4 gam}$

Câu 7: Cho 1,5 gam hỗn hợp X gồm Al và Mg phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 0,075 mol khí H₂. Khối lượng của Mg trong X là

A. 0,60 gam.

B. 0,90 gam.

C. 0,42 gam.

D. 0,48 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

$\left.\begin{array}{l}Mg\text{ (a) }\stackrel{}{\to }{\text{ Mg}}^{+2}\text{ + 2e (2a) }\\ Al\text{ (b) }\stackrel{}{\to }{\text{ Al}}^{+3}\text{ + 3e (3b)}\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}2H^{+}\text{ + 2.1e }\stackrel{}{\to }{\text{ H}}_2\\ \text{ 0,15 }\leftarrow \text{ 0,075}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{BT\text{ e}}{\to }\text{ 2a + 3b = 0,15}\\ \stackrel{m_{kl}}{\to }\text{ 24a + 27b = 1,5}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\text{a = 0,025}\\ \text{b = 0,033}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }{\text{ m}}_{Mg}\text{ = 0,6 gam}$

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 13,8 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe vào dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 11,1555 lít khí H₂ (đkc). Phần trăm về khối lượng của Al trong X là

A. 58,70%.

B. 20,24%.

C. 39,13%.

D. 76,91%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$n_{H_2}\text{ = 0,45 mol}$

$\left.\begin{array}{l}\text{Fe (a) }\stackrel{}{\to }{\text{ Fe}}^{+2}\text{ + 2e (2a) }\\ Al\text{ (b) }\stackrel{}{\to }{\text{ Al}}^{+3}\text{ + 3e (3b)}\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}2H^{+}\text{ + 2.1e }\stackrel{}{\to }{\text{ H}}_2\\ \text{ 0,9 }\leftarrow \text{ 0,45}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{BT\text{ e}}{\to }\text{ 2a + 3b = 0,9}\\ \stackrel{m_{kl}}{\to }\text{ 56a + 27b = 13,8}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\text{a = 0,15}\\ \text{b = 0,2}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }{\text{ \%m}}_{Al}\text{ = 39,13\%}$

Câu 9: Cho 0,425 gam hỗn hợp X gồm Na và K vào nước dư, thu được 0,0075 mol khí H₂ (đkc). Khối lượng kim loại Na trong X là

A. 0,115 gam.

B. 0,230 gam.

C. 0,276 gam.

D. 0,345 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$\left.\begin{array}{l}\text{Na (a) }\stackrel{}{\to }{\text{ Na}}^{+}\text{ + 1e (a) }\\ K\text{ (b) }\stackrel{}{\to }{\text{ K}}^{+}\text{ + 1e (b)}\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}2H^{+}\text{ + 2.1e }\stackrel{}{\to }{\text{ H}}_2\\ \text{ 0,015 }\leftarrow \text{ 0,0075}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{BT\text{ e}}{\to }\text{ a + b = 0,015}\\ \stackrel{m_X}{\to }\text{ 23a + 39b = 0,425}\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\text{a = 0,01}\\ \text{b = 0,005}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }{\text{ m}}_{Na}\text{ = 0,23 gam}$

Câu 10: Cho 2,34 gam kim loại M (hóa trị n) tác dụng với dung dịch H₂SO₄ (đặc, nóng, dư) thu được 3,2227 lít khí SO₂ (đkc, là sản phẩm khử duy nhất). Xác định kim loại M.

A. Mg.

B. Be.

C. Cu.

D. Al.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

$n_{S{O}_2}\text{ = 0,13 mol}$

$2\stackrel{0}{M}{\text{ + 2nH}}_2\stackrel{+6}{S}{O}_4\stackrel{}{\to }{\stackrel{+n}{\text{M}}}_2{\left(S{O}_4\right)}_n\text{ + n}\stackrel{+4}{\text{S}}{\text{O}}_2{\text{ + 2nH}}_{2}O$

$\left.\begin{array}{l}M\stackrel{}{\to }{\text{ M}}^{+n}\text{ + ne}\\ \text{ 0,26/n }\leftarrow \text{ 0,26 }\end{array}\right|\left|\begin{array}{l}{\text{ S}}^{+6}\text{ + 2e }\stackrel{}{\to }{\text{ S}}^{+4}\\ \text{ 0,26 }\leftarrow \text{ 0,13}\end{array}\right.$

$\Rightarrow {\text{ M}}_M\text{ = 9n }\stackrel{}{\to }\text{ n =3; M = 27 (Al)}$

(199k) Xem Khóa học Hóa 10 KNTTXem Khóa học Hóa 10 CDXem Khóa học Hóa 10 CTST

Xem thêm các bài viết về công thức Hóa học 10 hay, chi tiết khác:

• Công thức tính số oxi hóa

• Công thức tính biến thiên enthalpy chuẩn theo năng lượng liên kết

• Công thức tính biến thiên enthalpy theo nhiệt tạo thành chuẩn

• Công thức tính tốc độ trung bình của phản ứng

• Công thức tính tốc độ tức thời của phản ứng hay công thức định luật tác dụng khối lượng

• Công thức tính hệ số nhiệt van't hoff

---