Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp giải

1. Nội dung

Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kỳ trước và sau phản ứng là luôn bằng nhau

2. Phạm vi sử dụng

Trong các phản ứng hóa học các nguyên tố luôn được bảo toàn

⇒ Số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kì trước và sau phản ứng bằng nhau

Hầu hết tất cả các dạng bài tập đều có thể sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố, đặc biệt là các dạng bài hỗn hợp nhiều chất, xảy ra biến đổi phức tạp. Thường sử dụng trong các trường hợp sau:

+ Từ nhiều chất ban đầu tạo thành sản phẩm

Từ dữ kiện đề bài ⇒ số mol của nguyên tố X trong các chất ban đầu ⇒ tổng số mol trong sản phẩm ⇒ số mol sản phẩm

+ Từ một chất ban đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm

Từ dữ kiện đề bài ⇒ Tổng số mol ban đầu, số mol của các hợp phần đã cho ⇒ số mol chất cần xác định

+ Từ nhiều chất ban đầu tạo thành nhiều sản phẩm

Đối với dạng bài này không cần thiết phải tìm chính xác số mol của từng chất, chỉ quan tâm: Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải( chỉ quan tâm đến tổng số mol của các nguyên tố trước và sau phản ứng)

+ Đốt cháy để phân tích thành phần nguyên tố của hợp chất

Chú ý:

+ Hạn chế viết phương trình phản ứng mà viết sơ đồ phản ứng biểu diễn sự biến đổi của nguyên tố đang cần quan tâm

+ Từ số mol của nguyên tố chúng ta quan tâm sẽ tính ra được số mol của các chất

+ Số mol nguyên tố trong hợp chất bằng số nguyên tử của nguyên tố đó trong hợp chất nhân với số mol hợp chất chứa nguyên tố đó

Giả sử ta có hợp chất AxBy có số mol là a (mol).

Khi đó số mol nguyên tố A và B trong hợp chất là: Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Từ 6,2 gam photpho điều chế được bao nhiêu lít dung dịch H3PO4 2M (hiệu suất toàn bộ quá trình phản ứng là 80%).

A. 100 lít.

B. 80 lít.

C. 40 lít.

D. 64 lít.

Giải:

+ Nhận thấy lượng P ban đầu được bảo toàn thành P trong HNO3 80% vì hiệu suất cả quá trình điều chế là 80%.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án B.

Ví dụ 2: Đốt cháy 4,16 gam hỗn hợp Mg và Fe trong khí O2, thu được 5,92 gam hỗn hợp X chỉ gồm các oxit. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 6 gam chất rắn. Mặt khác cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 32,65.

B. 31,57.

C. 32,11.

D. 10,80.

Giải:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

+ Tương tự như trên ta cần phải tính được nAg, nung Z thu được oxit có m = 6g > mX(5,92g)

⇒ Trong X phải có FeO,

Do đó khối lượng O dùng để oxi hóa Fe2+ trong X thành Fe3+ là:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án A

Ví dụ 3: Một hỗn hợp A gồm anđehit acrylic và một anđehit no, đơn chức X. Đốt cháy hoàn toàn 3,44 gam hỗn hợp trên cần vừa hết 4,592 lít khí oxi (đktc). Cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 17 gam kết tủa. Công thức cấu tạo của X là:

A.CH2O.

B.C2H4O.

C.C3H6O.

D.C4H8O.

Giải

Trước hết ta tính được tất cả những gì có thể tính được ngay:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Bảo toàn khối lượng:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Anđehit đơn chức ⇒ do đó nA = nO(trong A)

+ Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O, ta được:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Vì anđehit acrylic CH2 = CH - CHO có phân tử khối là 56 nên suy ra được X < 49,14 ⇒ loại ngay đáp án C và D.

+ Vì X là anđehit no đơn chức nên có dạng CnH2nO ⇒ nCO2 = nH2O

Vì anđehit acrylic là anđehit có một nối đôi, đơn chức có công thức là C3H4O

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít (đktc) CO2 vào 100ml dung dịch gồm K2CO3 0,2 M và KOH x mol/lít. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được 11,82 gam kết tủa. Giá trị X là:

A, 1,0.

B. 1,4.

C. 1,2.

D. 1,6.

Giải:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Ví dụ 5: Trong một bình kín chứa 3,5 mol hỗn hợp gồm H2, một amin đơn chức và 4 mol O2. Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp. Thu được 1 mol CO2; 0,5 mol N2; 0,5 mol O2 và a mol H2O. Công thức phân tử của amin là:

A. CH5N.

B. C3H6N.

C. C3H5N.

D. C2H7.

Giải:

Bảo toàn nguyên tố O

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Do đó công thức của amin là CH5N ⇒ Đáp án A

Bài tập tự luyện

Bài 1: Đốt cháy 9,8g bột Fe trong không khí thu được hỗn hợp rắn X gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3. Để hòa tan X cần dùng vừa hết 500ml dung dịch HNO3 1,6M, thu được V lít khí NO ( sản phẩm khử duy nhất). Gía trị của V là:

A. 6,16

B. 10,08

C. 11,76

D. 14,0

Bảo toàn nguyên tố Fe: nFe(NO3)3 = nFe = 0,175 mol

Bảo toàn nguyên tố N:

nNO = nHNO3 – 3nFe(NO3)3 = 0,5.16 – 3.0,175 = 0,275 mol

⇒ V = 0,275.22,4 = 6,16 lít ⇒Đáp án A

Bài 2: Hỗn hợp X gồm C3H6, C4H10, C2H2 và H2. Cho m gam X vào bình kín có chứa một ít Ni làm xúc tác. Nung bình được hỗn hợp Y. Đốt cháy hoàn toàn Y cần V lít O2 (đktc), sản phẩm hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong dư thu được dung dịch có khối lượng giảm 21,45 gam. Nếu Y đi qua bình đựng lượng dư dung dịch brom trong CCl4 thì có 24 gam brom phản ứng. Mặt khác, 11,2 lít hỗn hợp X đi qua bình đựng dung dịch brom dư trong CCl4 thấy có 64 gam brom phản ứng. Tìm V?

Theo giả thiết, Y phản ứng được với dung dịch brom trong CCl4. Do đó trong Y còn hidrocacbon không no và H2 phản ứng hết.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Trong đó k là tỉ lệ giữa hỗn hợp X cho tác dụng với dung dịch brom và hỗn hợp X đem đốt cháy.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Bài 3: Một hỗn hợp gồm Al2(SO4)3 và K2SO4, trong đó Số nguyên tử oxi chiếm 20/31 tổng số nguyên tử có trong hỗn hợp. Hoà tan hỗn hợp trên vào nước rồi cho tác dụng với dung dịch BaCl2 dư, hỏi khối lượng kết tủa thu được gấp bao nhiêu lần khối lượng hỗn hợp ban đầu:

A. 1,788 lần.

B. 1,488 lần.

C. 1,688 lần.

D. 1,588 lần.

Gọi Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án C

Bài 4: Hỗn hợp X gồm 1 ancol và 2 sản phẩm hợp nước của propen. Tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 23. Cho m gam X đi qua ống sứ đựng CuO (dư) nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp Y gồm 3 chất hữu cơ và hơi nước, khối lượng ống sứ giảm 3,2 gam. Cho Y tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, tạo ra 48,6g Ag. Phần trăm khối lượng của propan-l-ol trong X là:

A. 65,2%:

B. 16,3%.

C. 48,9%.

D. 34,5%.

X gồm ROH và CH3CH2CH2OH, (CH3)2CHOH.

Có M (trung bình)X = 23.2 = 46

Mà CH3CH2CH2OH và (CH3)2CHOH có M = 60 > 46 nên ROH là CH3OH

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Bài 5: Cho 46,6 gam hỗn hợp X gồm Na, K, Ba và Al2O3 (trong đó oxi chiếm 30,9% về khối lượng) tan hết vào nước thu được dung dịch Y và 8,96 lít H2 (đktc). Cho 3,1 lít dung dịch HC1 0,5M vào dung dịch Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 7,8.

B. 35,1.

C. 27,3.

D. 0.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Đáp án C

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai este đồng phân cần dùng 27,44 lít khí O2 thu được 23,52 lít khí CO2 và 18,9 gam H2O. Nếu cho m gam X tác dụng hết với 400 ml dung dịch NaOH 2M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được 27,9 gam chất rắn khan, trong đó có a mol muối Y và b mol muối Z (My < Mz). Các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tỉ lệ a : b là

A. 2:3.

B. 3 : 5.

C. 4 : 3.

D. 3 : 2.

⇒ Công thức chung của X có dạng CnH2nO2

Bảo toàn nguyên tố O:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Do đó X gồm HCOOC2H5: a mol và CH3COOCH3: b mol với a + b = 0,35 (1)

27,9 gam chất rắn khan chứa 0,05 mol NaOH dư nên 68a + 82b + 0,05.40 = 27,9 (2)

Từ (1) và(2) có a = 0,2 và b = 0,15⇒ a : b = 4 : 3 ⇒ Đáp án C

Bài 7: Cho 6,44 gam một ancol đơn chức phản ứng với CuO đun nóng, thu được 8,68 gam hỗn hợp X gồm anđehit, nước và ancol dư. Cho toàn bộ X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, kết thúc các phản ứng thu được m gam Ag. Giá trị của m là

A.30,24.

B. 86,94.

C. 60,48.

D. 43,47.

Bài 8: Hòa tan m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3 ( ) trong dung dịch HNO3 vừa đủ thu được dung dịch Y và khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Cô cạn dung dịch Y và lấy chất rắn thu được nung đến khối lượng không đổi thu được 30,4 gam chất rắn khan. Nếu cho 11,2 gam Fe vào dung dịch Y thu được dung dịch Z và p gam chất rắn không tan. p có giá trị là

A.0,84 g.

B. 0,56 g.

C. 0,28 g.

D. 1,12 g.

Bảo toàn nguyên tố Oxi:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Bài 9: Phân supephotphat kép thực tế sản xuất được thường chỉ có 40% P2O5. Hàm lượng Ca(H2PO4)2 trong phân bón đó là

A. 56,94%.

B. 65,92%.

C. 78,56%.

D. 75,83%.

Phân supephotphat kép gồm Ca(H2PO4)2 và CaSO4

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

Bài 10: Hỗn hợp X gồm axit fomic, axit acrylic, axit oxalic và axit axetic . Cho m gam X phản ứng hết với dung dịch NaHCO3 thu được 0,672 lít CO2 (đktc). Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 1,008 lít O2 (đktc), thu được 2,42 gam CO2 và a gam H2O. Giá trị của a là

A. 1,80.

B. 0,72.

C. 1,44.

D. 1,62

Nhận thấy: Cứ 1 nhóm -COOH phản ứng với NaHCO3 tạo 1 phân tử CO2

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học cực hay, có lời giải

⇒a = 18.0,04 = 0,72(gam) ⇒ Đáp án B

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

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

KHÓA HỌC GIÚP TEEN 2002 ĐẠT 9-10 THI THPT QUỐC GIA

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

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

Các loạt bài lớp 12 khác
Khóa học 12