Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Phương pháp giải

Các dạng bài thường gặp:

+ Các bài toán liên quan tới hỗn hợp oxit kim loại. muối sunfua,…

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3,0 gam hỗn hợp chất rắn X. Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư thoát ra 0,56 lít ở đktc NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là:

A. 2,52

B. 2,22

C. 2,62

D. 2,32

Giải

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Trong trường hợp này ta có thể quy đổi hỗn hợp X về các hỗn hợp khác đơn giản gồm hai chất (Fe và Fe2O3; FeO và Fe2O3; Fe3O4 và Fe2O3; Fe và FeO; Fe và Fe3O4; FeO và Fe3O4 hoặc thậm chí chỉ một chất FexOy )

Do đó ta có thể giải bài tập theo một trong những cách như sau:

Cách 1: Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và Fe2O3

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có:

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Cách 2:

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Cách 3: Quy đổi hỗn hợp ban đầu về hỗn hợp gồm Fe và O.

Các quá trình nhường và nhận electron:

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án A.

Ví dụ 2: Nung 8,96 gam Fe trong không khí được hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3. A hòa tan vừa vặn trong dung dịch chứa 0,5 mol HNO3, bay ra khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Số mol NO bay ra là.

A. 0,01.

B. 0,04.

C. 0,03.

D. 0,02.

Giải

Quy hỗn hợp A gồm (FeO, Fe3O4, Fe2O3) thành hỗn hợp (FeO, Fe2O3)

Ta có các phản ứng:

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án D.

Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn 14,52 gam hỗn hợp X gồm NaHCO3, KHCO3 và MgCO3 trong dung dịch HCl dư, thu được 3,36 lít khí CO2 (đktc). Khối lượng muối KCl tạo thành trong dung dịch sau phản ứng là

A. 8,94 gam.

B. 16,7 gam.

C. 7,92 gam.

D. 12,0 gam.

Giải:

Nhận thấy MgCO3 và NaHCO3 đều khối lượng mol là 84.

Ta quy đổi hỗn hợp thành hh chỉ gồm NaHCO3 (a mol) và KHCO3 (b mol)

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án A.

Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 30,4 gam rắn X gồm cả CuS, Cu2S và S bằng HNO3 dư, thoát ra 20,16 lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là.

A. 81,55.

B. 104,20.

C. 110,95.

D. 115.85

Lời giải

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Quy đổi hỗn hợp X thành Cu (a mol) và S (b mol).

Các quá trình nhường và nhận electron:

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Bảo toàn khối lượng ta có: 64a + 32b = 30,4

Bảo toàn electron: 2a + 6b = 3.0,9

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án C

Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm Mg, MgS và S. Hòa tan hoàn toàn m gam X trong HNO3 đặc, nóng thu được 2,912 lít khí N2 duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y được 46,55 gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 4,8 gam.

B. 7,2 gam.

C. 9,6 gam.

D. 12,0 gam.

Giải:

Quy hỗn hợp thành hỗn hợp gồm Mg (a mol) và S (b mol)

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án C

Bài tập tự luyện

Bài 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:

A. 49,09.

B. 34,36.

C. 35,50.

D. 38,72.

Hướng dẫn giải:

Quy đổi hỗn hợp thành hỗn hợp Fe (a mol) và O (b mol) ⇒56a + 16b = 11,36

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án D

Bài 2: Cho 11,36g hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 1,344 lít khí NO ( sản phẩm khử duy nhất) ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Gía trị của m là:

A. 38,72

B. 35,50

C. 49,09

D. 34,36

Hướng dẫn giải:

Cách 1: Quy đổi hỗn hợp thành Fe và Fe2O3

Bảo toàn e: 3nFe = 3nNO ⇒ nFe = nNO = 0,06 mol

⇒ nFe2O3 = (11,36-0,06.56)/160 = 0,05 mol

Bảo toàn Fe: nFe(NO3)3 = nFe + 2nFe2O3 = 0,06 + 0,1 = 0,16 mol

mFe(NO3)3 = 0,16.242 = 38,72g

Đáp án A

Cách 2: Quy đổi hốn hợp thành Fe (x mol) và O ( y mol)

⇒ 56x + 16y = 11,36g (1)

Viết quá trình cho nhận e và bảo toàn e ta có:

3nFe = 2 nO + 3nNO ⇒ 3x = 2y + 0,18

⇒ 3x – 2y = 0,18 (2)

Từ (1)(2) ⇒ x = 0,16; y = 0,15

mFe(NO3)3 = 0,16.242 = 38,72 (g)

Đáp án A

Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 2,44g hỗn hợp bột X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư. Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6g hỗn hợp muối sunfat. Phần trăm khối lượng của Cu trong X là:

A. 39,34%

B. 65,57%

C. 26,23%

D. 13,11%

Hướng dẫn giải:

Quy đổi hỗn hợp X thành Fe (a mol); O( b mol); Cu( c mol)

⇒ 56a + 16b + 64c = 2,44g (1)

Muối thu đươc là Fe2(SO4)3 (a/2mol); CuSO4 (c mol)

m muối = m Fe2(SO4)3 + m CuSO4 = 200a + 160c = 6,6 (2)

Viết quá trình cho nhận e và bảo toàn e:

3n Fe + 2n Cu = 2n NO + 2n SO2

⇒ 3a + 2c – 2b = 0,045(3)

Từ (1)(2)(3) ⇒ a = 0,025; b = 0,025; c = 0,01

⇒ %m Cu = 0,01.64/2,44.100% = 26,23%

Đáp án C

Bài 4: Nung 8,4g Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO. Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư thu được 2,24 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Gía trị của m là:

A. 11,2g

B. 10,2g

C. 7,2g

D. 6,9g

Hướng dẫn giải

Quy đổi hỗn hợp X về hai chất FeO và Fe2O3:

n Fe = n FeO + 2n Fe2O3 = 0,15 mol

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án B

Bài 5: Hòa tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp: S, FeS, FeS2 trong HNO3 dư được 0,48 mol NO2 và dung dịch X. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào X, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thì khối lượng chất rắn thu được là:

A. 17,545 gam

B. 18,355 gam

C. 15,145 gam

D. 2,4 gam

Hướng dẫn giải:

Phương pháp chung của loại bài tâp này là dùng quy đổi

Quy đổi hỗn hợp trên về 2 nguyên tố là Fe và S

Coi hỗn hợp gồm x mol Fe và y mol S. Ta có: 56x + 32y = 3,76 (1)

Các quá trình cho nhận electron:

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

⇒ 3x + 6y = 0,48 mol (2)

Từ (1)(2) ⇒ x = 0,03 mol; y = 0,065 mol

m c/rắn = 0,5.0,03.160 + 0,065.233 = 17,545g

Đáp án A

Bài 6: Cho 38,4 gam hh Fe, FeO, Fe3O4 tác dụng với 2,4 mol HNO3 (dư) trong dung dịch, thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc) và dung dịch X. Dung dịch X phản ứng với 1400 ml dung dịch NaOH 1M thu được 42,8 gam kết tủa. Giá trị của V là

A. 8,96

B. 6,72

C. 11,2

D. 3,36

Hướng dẫn giải:

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành Fe và FeO với số mol lần lượt là x và y mol

PTHH xảy ra:

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2O + NO

3FeO + 10HNO3 →3 Fe(NO3)3 + 5H2O + NO

Dư HNO3 nên khi tác dụng với NaOH nó sẽ phản ứng với NaOH trước còn dư mới phản ứng với Fe(NO3)3

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

Fe(NO3)3 + 3NaOH → Fe(OH 3NaNO3

Nên kết tủa có 0,4 mol Fe(OH)3 nên lượng NaOH phản ứng với HNO3 là 0,2 mol

Suy ra HNO3 của X là 0,2 mol

Lượng HNO3 phản ứng với hỗn hợp rắn đầu là 2,2 = 4x + 10/3 .y

Và 38,4 =56x + 72y nên x=y= 0,3 mol

Nên số mol NO là : 0,4 mol ⇒ V=8,96 lít

Đáp án A

Bài 7: Hòa tan hoàn toàn 17,04 g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 trong 660 mol dd HCl 1M dư thu được dd A và 1,68 lít H2 đktc. Cho AgNO3 dư vào A thấy thoát ra 0,336 lít khí NO ( sản phẩm khử duy nhất) và tạo thành m g kết tủa. Giá tri của m là

A. 102,81g

B. 94,02g

C. 99,06 g

D. 94,71g

Hướng dẫn giải:

Quy đổi hỗn hợp thành Fe và O với số mol là x và y → 56x + 16y =17,04 g

n NO =0,015 mol → n H+ (A)=0,06 mol

Bảo toàn số mol H+ có n HCl = 2nH2 +2n O + n H+(A) → n O = y =(0,66 -0,06-2.0,075):2=0,225 mol

⇒ x =0,24 mol

Khi cho AgNO3 vào dd A thì tạo ↓ AgCl và Ag

Bảo toàn số mol Cl thì AgCl : 0,66 mol

Bảo toàn e cho toàn bộ quá trình thì 3x =2.0,075 + 2.0,225 +3.0,015+ n Ag→ n Ag=0,075 mol

⇒ m =0,075.108 +0,66 .143,5=102,81 g

Đáp án A

Bài 8: Cho m gam Fe tác dụng với oxi một thời gian, thu được 14, 64 gam hỗn hợp rắn X. Hòa tan toàn bộ X trong V lít dung dịch HNO3 0,2M, thu được dung dịch Y chỉ chứa muối và 1,344 lít khí NO ( sản phẩm khử duy nhất của N+5, ở đktc). Cho dung dịch NaOH dư vào Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 20,94 gam kết tủa. giá trị của V là

A. 3,0.

B. 3,5.

C. 2,5.

D. 4,0.

Hướng dẫn giải:

Quy đổi rắn X thành hỗn hợp ban đầu gồm Fe và O

Gọi x, y, z lần lượt là số mol Fe3+, Fe2+ và số mol O

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án A

Bài 9: Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 trong 400ml dung dịch HNO3 3M (dư) đun nóng, thu được dung dịch Y và V lít khí NO( đktc, là sản phẩm khử duy nhất của NO3-). Cho 350ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu được 21,4 gam kết tủa. Giá trị của V là

A. 3,36 lít.

B. 5,04 lít.

C. 5,60 lít.

D. 4,48 lít.

Hướng dẫn giải:

Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ hay, chi tiết, có lời giải

Khi cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 thì chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa từ 0 lên +3. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: (2)

Đáp án D

Bài 10: Hòa tan m gam hỗn hợp A gồm FexOy, Fe và Cu bằng dung dịch chứa 1,8 mol HCl và 0,3 mol HNO3 sau phản ứng thu được 5,824 lít khí NO ( đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X chứa ( m+60,24) gam chất tan. Cho a gam Mg vào dung dịch X, kết thúc phản ứng thu được (m-6,04) gam rắn và hỗn hợp Y gồm hai khí ( trong đó có một khí hóa nâu trong không khí) có tỉ khối so với He bằng 4,7. Giá trị a gần nhất với:

A. 23,0

B. 24,0

C. 21,0

D. 22,0

Hướng dẫn giải:

n HCl = 1,8 (mol); n HNO3 = 0,3 (mol); n NO = 0,26 (mol)

Quy đổi A thành Fe ( a) Cu ( b) ; O ( c) mol

Bảo toàn e ta có: 3a + 2b = 2c + 0,26.3 (1)

MY = 18,8 ⇒ 2 khí đó là H2 và NO. Vậy trong dd X phải có H2

Dd X chứa: Fe3+ (a); Cu2+ (b); Cl- (1,8), NO3- ( 0,3 – 0,26 = 0,04); H+ dư = ( 2,1 – 0,26.4 -2c)

⇒ 56a + 64b + 35,5.1,8 + 62.0,04 + 1,06 – 2c = ( 56a + 64b + 16c) + 60,24

⇒ c = 0,4 (mol)

Vậy H+ dư = 0,26 (mol)

m Fe+Cu = m A – m O = m – 6,4. Nhưng khi cho Mg vào X thì thu được m – 6,04 gam chất rắn

⇒ Đã có Mg dư 6,4 – 6,04 = 0,36 gam. Vậy Fe3+, Cu2+ đã bị đẩy ra hết

MY = 18,8 (g/mol) dùng quy tắc đường chéo ⇒ nNO = 3/2 nH2.

Đặt n NO = 3x ; n H2 = 2x; n NH4+ = y (mol)

Có H2 thoát ra nên NO3- hết, bảo toàn N: 3x + y = 0,04 (3)

n H+ = 4.3x + 2.2x + 10y = 0,26 (4)

Từ ( 3) và (4) ⇒ x = y = 0,01 (mol). Từ (1) ⇒ 3a + 2b = 1,58

Bảo toàn e: 2n Mg = 3a + 2b + 3.3x + 2.2x + 8y

⇒ n Mg = (1,58 + 13. 0,01 + 8.0,01) : 2 = 0,895

⇒ m Mg ban đầu = 0,895.24 + 0,36 = 21,84 (g) ≈ 22 (g)

Đáp án D

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