Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp giải

1. Nội dung

mtham gia = msản phẩm

Đối với bài toán sử dụng các chất dư sau phản ứng ta có:

mtrước pư = msau pư

Chú ý: Đối với các phản ứng tạo thành chất kết tủa, bay hơi, khối lượng dung dịch sẽ thay đổi sau phản ứng:

mdd sau phản ứng = mdd trước phản ứng + mchất tan – mkết tủa – mbay hơi

2. Phạm vi sử dụng

Thường sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng trong các bài toán sau:

+ Biết tổng khối lượng chất ban đầu ( tham gia) tính khối lượng chất tạo thành sản phẩm hoặc ngược lại

+ Trong bài toán có n chất mà chúng ta biết khối lượng của (n-1) chất ta sẽ tính được khối lượng chất còn lại

+ Những bài toán ta không thể xác định được số mol do không biết được phân tử khối của các chất

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 23,4 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 13,8 gam Na, thu được 36,75 gam chất rắn. Hai ancol đó là

A. C2H5OH và C3H7OH

B. C3H7OH và C4H9OH

C. C3H5OH và C4H7OH

D. CH3OH và C2H5OH

Giải:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

mhh acol + mNa = mc/rắn + mH2

⇒ mH2 = mhh acol + mNa - mc/rắn = 23,4 + 13,8 – 36,75 = 0,45g

⇒ nH2 = 0,45/2 = 0,225 mol

⇒ nhỗn hợp ancol = 2 nH2= 2.0,225 = 0,45(mol)

Mancol = 23,4/0,45 = 52 ⇒ 2 ancol là: C2H5OH và C3H7OH

Đáp án A

Chú ý: Với bài toán trên thường mắc các lỗi sai:

+ Ngộ nhận Na tham gia phản ứng hết từ nNa ⇒ nH2MancolĐáp án D

+ Ngộ nhận chất rắn chỉ gồm muối RONa, không tính Na dư và sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng giữa ancol và muối ⇒ Đáp án D

Ví dụ 2: 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 (đktc). Thành phần phần trăm khối lượng CaCO3 trong X là

A. 6,25%.

B. 8,62%.

C. 50,2%

D. 62,5%.

Giải:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mX = mc/rắn + mCO2= 11,6 + 0,1.44 = 16g

Vậy phần trăm khối lượng của CaCO3 trong hỗn hợp X là:

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Chú ý: Với bài toán trên thường mắc các lỗi sai:

+ Na2CO3 không bị nhiệt phân nhưng lại viết phương trình nhiệt phân và tính số mol khí CO2 được sinh ra từ nhiệt phân muối Na2CO3 và chất rắn gồm CaO; Na2O

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

A. 15,47%

B. 13,97%

C. 14,0%

D. 4,04%

Giải:

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Chú ý:

Bài toán này thường mắc lỗi ở việc tính khối lượng dung dịch, quên không trừ đi khối lượng của khí H2 bay đi

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

A. CH2 = C(NH2) – COOH

B. H2N-CH = CH – COOH

C. CH3 – CH(NH2) – COOH

D. H2N – CH2 – CH2 – COOH

Giải:

HOOC – R – NH2 + HCl → HOOC – R – NH3Cl

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mHCl = mmuối – maminoaxit = 0,365g

⇒ nHCl = naminoaxit = 0,01 mol

⇒ Maminoaxit = 0,89 : 0,01 = 89

X là α-amonoaxit ⇒ X là: CHm3 – CH(NH2) – COOH ⇒ Đáp án C

Với bài toán trên nếu không sử dụng định luật bảo toàn khối lượng quy ra số mol axit mà việc tính toán dựa trên tỉ lệ giữa muối và aminoaxit để tìm ra khối lượng phân tử của aminoaxit thì việc tính toán rất phứ tập

Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Tính giá trị m.

A. 105,6 gam.

B. 35,2 gam.

C. 70,4 gam.

D. 140,8 gam.

Giải:

Khí B gồm: CO ( x mol) và CO2 (y mol)

nB = x + y = 0,5 mol (1)

MB = 20,4.2 = 40,8g ⇒ mB = 40,8.0,5 = 20,4g

⇒ 28x + 44y = 20,4g (2)

Từ (1)(2) ⇒ x = 0,1 mol; y = 0,4 mol

Ta có: nCO pư = nCO2 = 0,4 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

mX + mCO = mA + mCO2

⇒ mCOX = mCOA + mCOCO2 - mCO2 = 64 + 0,4.44 – 0,4.28 = 70,4g

Đáp án C

Nếu không sử dụng định luật bảo toàn khối lượng để quy ra số mol CO2 và CO pư mà việc tính toán dựa trên đặt ẩn số mol của các oxit thì việc giải ra kết quả rất phức tạp và liên quan đến việc sử dụng toán học khá nhiều

Ví dụ 6: Hỗn hợp khí X gồm 0,1 mol C2H2; 0,2 mol C2H4; 0,3 mol H2. Đun nóng X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 11. Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch. Giá trị của a là:

A. 0,3

B. 0,2

C. 0,4

D. 0,1

Giải:

MY = 11.2 = 22

mX = 0,1.26 + 0,2,28 + 0,3.2 = 8,8g

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

mX = mY = 8,8g ⇒ nY = 8,8 : 22 = 0,4 mol

nkhí giảm = nH2 pư = nX – nY = 0,6 – 0,4 = 0,2 mol

Ta có: n = nH2 + nBr2 = 2nC2H2 + nC2H4 = 0,4 mol

⇒ nBr2 = 0,4 – 0,2 = 0,2 mol = a

Đáp án B

Việc áp đụng định luật bảo toàn khối lượng để thiết lập mối quan hệ số mol trước và sau phản ứng đã giúp cho bài toán thu gọn các bước giải và việc giải toán đơn giản hơn thay vì đặt ẩn các mol chất khí sau phản ứng để giải hệ

Bài tập tự luyện

Bài 1: Anđêhit mạch hở A tác dụng với H2 theo tỷ lệ mol nA:nH2=1:2 và tráng gương theo tỷ lệ mol nA:nH2=1:2. Đốt cháy hoàn toàn m gam A cần vừa đúng V lít O2 (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thu được a gam kết tủa. liên hệ giữa m với V và a là:

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Theo giả thiết, có A là anđehit 2 chức no mạch hở có công thức phân từ tổng quát là CnH2n-2O2.

Phương trình đốt cháy:

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Bài 2: Có 500 ml dung dịch X chứa các ion: K+, HCO3-, Cl- và Ba2+. Lấy 100 ml dung dịch X phản ứng với dung dịch NaOH dư, kết thúc các phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Lấy 100 ml dung dịch X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, sau khi các phản ứng kết thúc thu được 29,55 gam kết tủa. Cho 200 ml dung dịch X phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO3, kết thúc phản ứng thu được 28,7 gam kết tủa. Mặt khác, nếu đun sôi đến cạn 50 ml dung dịch X thì khối lượng chất rắn khan thu được là

A. 23,700 g.

B. 14,175 g.

C. 11,850 g.

D. 10,062 g.

Trong 100ml dung dịch X có 0,1 mol Ba2+, 0,15 mol HCO3-

Trong 200ml dung dịch X có 0,2 mol Cl-

Do đó trong 50ml dung dịch X có 0,05 mol Ba2+, 0,075 mol HCO3- , 0,05 mol Cl- và x mol k+.

Theo định luật bảo toàn điện tích được x = 0,025.

Khi cô cạn xảy ra quá trình:

2HCO3- ⇒ CO32- + CO2 + H2O.

Do đó nCO32- = 0,0375

Vậy khối lượng chất rắn khan thu được là: mK+ + mBa2+ + mCO32- + mCl- = 11,85 (gam)

Đáp án C

Bài 3: Thực hiện tổng hợp tetrapeptit từ 3,0 mol glyxin; 4,0 mol alanin và 6,0 mol valin. Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng tetrapeptit thu được là

A. 1510,5 g.

B. 1120,5 g.

C. 1049,5 g.

D. 1107,5 g.

Cứ 4 phân tử amino axit kết hợp với nhau để tạo ra tetrapeptit thì giải phóng ra 3 phân tử nước.

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án D

Bài 4: Cho m gam butan qua xúc tác (ở nhiệt độ thích hợp), thu được hỗn hợp gồm 5 hiđrocacbon. Cho hỗn hợp khí này sục qua bình đựng dung dịch nước brom dư thì lượng brom tham gia phản ứng là 25,6 gam và sau thí nghiệm bình brom tăng 5,32 gam. Hỗn hợp khí còn lại sau khi qua dung dịch nước brom có tỉ khối so với metan là 1,9625. Giá trị của m là

A.17,4.

B.8,7.

C.5,8.

D.11,6.

Phương trình phản ứng:

C4H10 ⇒ CH4 + C3H6

C4H10 ⇒C2H4+C2H6

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Gọi x là số mol butan còn dư. Số mol khí thoát ra khỏi bình bằng số mol butan ban đầu.

Khi đó: khối lượng khí đi ra khỏi bình là:

m = mbutan ban đầu - mkhí bị hấp thụ = 58.(x +0,16) - 5,32.

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

⇒mbutan ban đầu = 58(l + x) = 11,6(g) ⇒ Đáp án D

Bài 5: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol Mg và 0,1 mol Fe cho vào 500ml dung dịch Y gồm AgNO3 và Cu(NO3)2; sau khi phản ứng xong nhận được 20 gam chất rắn Z và dung dịch E; cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch E, lọc kết tủa nung ngoài không khí nhận được 8,4 gam hỗn hợp 2 oxit. Nồng độ mol/l của AgNO3 và Cu(NO3)2 lần lượt là

A. 0,24M và 0,5M.

B. 0,12M và 0,36M

C. 0,12M và 0,3M.

D. 0,24M và 0,6M.

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Bài 6: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4 0,25M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m và V lần lượt là

A. 10,8 và 4,48.

B. 17,8 và 4,48.

C. 17,8 và 2,24.

D. 10,8 và 2,24.

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Vì thu được hỗn hợp bột kim loại nên Fe còn dư sau các phản ứng, trong dung dịch chứa Fe2+.

Coi các quá trình phản ứng xảy ra như sau:

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Bài 7: Cho 3,6 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn vói 500 ml 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.C3H7COOH.

B.HCOOH.

C.C2H5COOH.

D.CH3COOH.

nNaOH = 0,06; nKOH =0,06

Có RCOOH + MOH ⇒ RCOOM + H2O

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mX +mNaOH + mKOH = mrắn khan + mH2O

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án D

Bài 8: Cho 37,95g hỗn hợp hai muối MgCO3 và RCO3 vào 100ml dd H2SO4 loãng thấy có 1,12 lít CO2 (đktc) thoát ra, dung dịch A và chất rắn

B. Cô cạn dung dịch A thu được 4g muối khan. Nung chất rắn B đến khối lượng không đổi thì thu được rắn B1 và 4,48 lít CO2 (đktc). Biết trong hỗn hợp đầu có tỉ lệ nRCO3 : nMgCO3 = 3:2. Khối lượng chất rắn B1 và nguyên tố R là

A. 27,85g va Ba.

B. 26,95g và Ca.

C. 27,85g và Ca.

D. 26,95g và Ba.

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án D

Bài 9: Khi đun nóng 25,8 gam hỗn hợp ancol etylic và axit axetic có H2SO4 đặc làm xúc tác thu được 14,08 gam este. Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp đó thu được 23,4 ml H2O (lỏng). Tính thành phân trăm mỗi chất trong hỗn hợp đầu và hiệu suất của phản ứng este hoá.

A. 60,0% C2H5OH; 40,0% CH3COOH và hiệu suất 75%.

B. 45,0% C2H5OH; 55,0% CH3COOH và hiệu suất 60%.

C. 55,3% C2H5OH; 44,7% CH3COOH và hiệu suất 80%.

D. 53,5% C2H5OH; 46,5% CH3COOH và hiệu suất 80%.

Gọi nC2H5OH = x ; nCH3COOH = y . Đốt cháy sản phẩm cũng như đốt hỗn hợp ban đầu, theo định luật bảo toàn nguyên tố H ta có: 6nC2H5OH + 4nCH3COOH = 2nH2O

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương trình theo khối lượng: 46x+60y = 25,8 (2)

Từ (1) và (2) suy ra x = 0,3;y = 0,2

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án D

Bài 10: Lấy V (ml) dung dịch H3PO4 35% (d = 1,25 g/ml) đem trộn với 200 ml dung dịch KOH 1M thu được dung dịch chứa 14,95 (g) muối. Giá trị V là:

A. 18,48 (ml).

B. 16,8 (ml).

C. 25(ml).

D. 33,6 (ml).

Dung dịch chỉ chứa muối nên KOH và H3PO4 hết.

Phương pháp bảo toàn khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án D

Xem thêm các phương pháp giải nhanh bài tập Hóa học hay khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85

cac-phuong-phap-giai-nhanh-hoa-hoc-huu-co-vo-co.jsp

Các loạt bài lớp 12 khác
2004 - Toán Lý Hóa