Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Phương pháp giải

Các dạng bài thường gặp:

+ Các bài toán liên quan đến oxit kim loại → hiđroxit → oxit: Bảo toàn nguyên tố kim loại

nkim loại (oxit) = nkim loại (hiđroxit)

+ Các bài toán về tính oxi hóa của axit HNO3 và H2SO4: Bảo toàn nguyên tố N, S

nN(S) trong axit = nN(S) trong muối + nN(S) trong khí

+ Bài toàn CO2; SO2 tác dụng với dung dịch kiềm: Bảo toàn nguyên tố C, S, kim loại

Khi cho CO2 hoặc SO2 vào dung dịch kiềm có thể tạo muối axit, trung hòa hoặc hỗn hợp

nCO2(SO2) = nC(S) = nC(S) trong muối

+ Khử oxit kim loại: Bảo toàn nguyên tố oxi

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho từ từ 100ml dung dịch HCl 1,5M vào 0,4 lít dụng dịch X gồm Na2CO3 và KHCO3 thu được 1,008 lít CO2 (đktc) và dung dịch Y. Thêm dụng dịch Ba(OH)2 dư vào dưng dịch Y thu được 29,55 gam kết tủa. Nồng độ mol/lít của Na2CO3 và KHCO3 trong dung dịch X lần lượt là:

A. 0,1125 và 0,225.

B. 0,0375 và 0,05.

C. 0,2625 và 0,1225.

D. 0,2625 và 0,225.

Giải:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

+ Với bài toán tổng hợp như này, thì ta phải viết các phương trình cụ thể cho dễ quan sát:

(1) H+ + CO3- → HCO3-

(2) H+ + HCO3- → CO2 +H2O.

Vì thu được khí CO2 nên có xảy ra phản ứng (2) ⇒ CO32- đã phản ứng hết với H+.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

+ Vì khi thêm dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch Y thu được kết tủa nên trong Y phải có muối HCO3-

Như vậy suy ra ngay HCl đã phản ứng hết

Do đó từ (1) và (2) ta suy ra

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Loại đáp án A và B.

⇒ dung dịch Y chỉ chứa các ion K+, Na+, HCO3- và Cl-.

+ Khi thêm dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thì:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Bảo toàn nguyên tố C, toàn bộ C trong dung dịch Y chuyển hóa hết về trong kết tủa (vì thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào): nHCO3 = nkết tủa = 0,15 mol.

Bảo toàn nguyên tốC ta được:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Đáp án D

Chú ý: Đây là bài toán thuộc dạng cho từ từ H+ vào dung dịch hỗn hợp CO32- và HCO3- , cần chú ý phân biệt rõ nhỏ từ từ cái nào trước và thứ tự phản ứng ra làm sao, cụ thể hơn các bạn sẽ được tìm hiểu ở chuyên đề khác

Ví dụ 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và m gam hai oxit sắt trong khí trơ, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X và dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất không tan Z và 0,672 lít khí H2 (đktc). Sục khí CO2 dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa. Cho Z tan hết và dung dịch H2SO4, thu được dung dịch chứa 15,6 gam muối sunfat và 2,464 lít khí SO2 (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất của H2SO4). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là:

A. 5,04.

B. 6,29.

C. 6,48.

D. 6,96

Giải

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

+ Sục khí CO2 dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa, đó chính là Al(OH)3: Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Cho X và NaOH dư, thu được H2 ⇒ Al dư⇒ oxit sắt là phản ứng hết.

Vậy X gồm Al2O3, Al dư và Fe. Chất không tan Z là Fe.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Al ta được:

nAl phản ứng + nAl dư = nAl (Al(OH)3)

⇒nAl phản ứng = 0,1 - 0,02 = 0,08 mol ⇒ nAl2O3 = 0,04 mol

Vì oxit sắt phản ứng hết, Al dư nên lượng O có trong oxit sắt đã cùng với Al phản ứng đi hết vào trong Al2O3

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Do đó tổng số mol Fe là nFe = 2a + b = 0,09 mol

Vậy m = mFe +mO =0,09.56 + 0,12.16 = 6,96 gam.

Đáp án D

Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe3O4 và FeS2 trong 63 gam dung dịch HNO3 thu được 1,568 lít khí NO2 duy nhất (đktc). Dung dịch thu được tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì thu được 9,76 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của dung dịch HNO3 ban đầu là:

A. 42,6%.

B. 46,6%.

C. 47,2%.

D. 46,2%.

Giải:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

+ Bảo toàn nguyên tố Fe: 3a + b = nFe = 2.0,061 = 0,122

+ Bảo toàn số mol electron trao đổi: a + 15b = 0,07.1 ( FeS2→Fe3+ + 2S+6 + 15e)

⇒ a = 0,04; b = 0,002.

+ Tiếp tục sử dụng bảo toàn nguyên tố S:Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

+ Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn và vừa đủ nên sau khi phản ứng với dung dịch NaOH ta chỉ thu được 2 muối là Na2SO4 và NaNO3.

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Na:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Đáp án D

Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm M2CO3, MHCO3 và MCl với M là kim loại kiềm, nung nóng 20,29 gam hỗn hợp X, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy còn lại 18,74 gam chất rắn. Cũng đem 20,29 gam hỗn hợp X trên tác dụng hết với 500ml dung dịch HC1 1M thì thoát ra 3,36 lít khí (đktc) và thu được dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thì thu được 74,62 gam kết tủa. Kim loại M là

A. Na.

B. Li.

C. Cs.

D. K.

Giải:

2MHCO3→M2CO3 + CO2 + H2O.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

⇒M=39 là K ⇒ Đáp án D

Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn 5,4 gam một oxit sắt vào dung dịch HNO3 dư thu được 1,456 lít hỗn hợp NO và NO2 ( đktc - ngoài ra không còn sản phẩm khử nào khác). Sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng thêm 2,49 gam so với ban đầu. Công thức của oxit sắt và số mol HNO3 phản ứng là

A. FeO và 0,74 mol.

B. Fe3O4 và 0,29 mol.

C. FeO và 0,29 mol.

D. Fe3O4 và 0,75 mol.

Giải:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Vì oxit sắt phản ứng với HNO3 tạo sản phẩm khử nên đó là FeO hoặc Fe3O4 (FeO.Fe2O3)

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Đáp án C

Bài tập tự luyện

Bài 1: Cho 18,2 gam hỗn hợp A gồm Al, Cu vào 100 ml dungdịch B chứa HNO3 2M và H2SO4 12 M rồi đun nóng thu được dung dịch C và 8,96 lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO và SO2 (ngoài ra không có sản phẩm khử nào khác), tỉ khối của D so với H2 là 23,5. Tổng khối lượng chất tan trong C là

A. 66,2 g.

B. 129,6 g.

C. 96,8 g.

D. 115,2 g

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Đáp án D

Bài 2: Nhỏ từ từ đến hết dung dịch chứa 0,1 mol Na2CO3 và 0,3 mol NaHCO3 vào 150 ml dung dịch H2SO4 1M thu được khí CO2 và dung dịch X. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X thì thu được kết tủa có khối lượng là

A. 34,95 g.

B. 66,47 g.

C. 74,35 g.

D. 31,52 g.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Đáp án B

Bài 3: Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, nếu thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn. Giá trị của m và a lần lượt là

A. 112,84 và 157,44.

B. 111,84 và 157.44

C. 111,84 và 167,44.

D. 112,84 và 167,44.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Bài 4: Điện phân nóng chảy Al2O3 với anot than chì (hiệu suất điện phân 100%) thu được m gam Al ở catot và 67,2 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X có tỉ khối so với oxi bằng 1. Lấy 1,12 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X sục vào dung dịch nước vôi trong (dư) thu được 1 gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 108,0.

B. 54,0.

C. 75,6.

D. 67,5.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Nên 3 mol X thu được gồm CO, CO2 và O2. (Do anot than chì nên O2 sinh ra tác dụng với C)

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Đáp án C

Bài 5: Lấy a mol NaOH hấp thụ hoàn toàn 2,64g khí CO2, thu được đúng 200ml dung dịch X. Trong dung dịch X không còn NaOH và nồng độ của ion CO32- là 0,2M. a có giá trị là:

A. 0,06

B. 0,08

C. 0,10

D. 0,12

CO2 + NaOH → Na2CO3 + NaHCO3

n CO2=0,06 mol

Bảo toàn nguyên tố X: nNaHCO3=nCO2–nNa2CO3=0,06–0,04=0,02 mol

Bảo toàn nguyên tố Na: a=2nNa2CO3+nNaHCO3=2.0,04 + 0,02=0,1mol

Đáp án C

Bài 6: Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, nếu thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn. Giá trị của m và a lần lượt là

A. 112,84 và 157,44.

B. 111,84 và 157,44

C. 111,84 và 167,44.

D. 112,84 và 167,44.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS2 và Ag2S với số mol bằng nhau thu được 3,696 lít SO2 (đktc) và chất rắn

B. Cho B tác dụng với H2SO4 loãng dư, sau phản ứng hoàn toàn thấy còn lại m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là:

A. 11,88 g.

B. 13,64 g.

C. 17,16 g.

D. 8,g.

Bảo toàn nguyên tố ta có:

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Đáp án A

Bài 8: Nhiệt phân hoàn toàn R(NO3)2 (với R là kim loại) thu được 8 gam một oxit kim loại và 5,04 lít hỗn hợp khí X gồm NO2 và O2 (đo ở đktc). Khối lượng của hỗn hợp khí X là 10 gam. Muối R(NO3)2 là?

A. Mg(NO3)2.

B. Cu(NO3)2 .

C. Fe(NO3)2.

D. Zn(NO3)2.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Bài 9: Cho phương trình phản ứng: Mg + HNO3→Mg(NO3)2+ NO + N2O + H2O. Tỉ khối của hỗn hợp NO và N2O đối với H2 là 19,2. Tỉ lệ số phân tử bị khử và bị oxi hóa trong phản ứng trên là:

A. 8 : 15.

B. 6 : 11.

C. 11 : 28.

D. 38 : 15.

Chọn 1 mol hỗn hợp khí NO và N2O.

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho N có:

nHNO3 bị khử = nNO + 2nN2O = 1,6

Vậy tỉ lệ số phân tử bị khử và bị oxi hóa trong phản

ứng là:nHNO3 bị khử : nMg = 1,6:3 = 8:15

Đáp án A

Bài 10: Hòa tan hoàn toàn m gam oxit FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng vừa đủ, có chứa 0,075 mol H2SO4, thu được z gam muối và thoát ra 168ml khí SO2 ( sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Oxit FexOy là:

A. FeO

B. Fe2O3

C. Fe3O4

D. FeO hoặc Fe3O4

nSO2 = 0,0075 mol

Muối sinh ra là: Fe2(SO4)3

Bảo toàn nguyên tố S: nH2SO4 = 3nFe2(SO4)3 + nSO2

⇒ nFe2(SO4)3 = 1/3 .(0,075 – 0,0075) = 0,0225 mol

⇒ nFe3+ = 0,045

Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

⇒ Oxit là: Fe3O4Đáp án C

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