Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ (chi tiết, có lời giải)
Bài viết Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ.
Phương pháp quy đổi trong hóa học vô cơ (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
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
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:
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:
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:
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:
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)
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
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:
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
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)
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.
Lời giải:
Hướng dẫn giải:
Quy đổi hỗn hợp thành hỗn hợp Fe (a mol) và O (b mol) ⇒56a + 16b = 11,36
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
Lời giải:
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%
Lời giải:
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
Lời giải:
Hướng dẫn giải
Quy đổi hỗn hợp X về hai chất FeO và Fe2O3:
n Fe = n FeO + 2n Fe2O3 = 0,15 mol
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
Lời giải:
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:
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
Lời giải:
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
Lời giải:
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.
Lời giải:
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
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.
Lời giải:
Hướng dẫn 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
Lời giải:
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 dư
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:
- Phương pháp quy đổi trong hóa học cực hay, chi tiết, có lời giải
- Phương pháp quy đổi trong hóa học hữu cơ hay, chi tiết, có lời giải
Sách VietJack thi THPT quốc gia 2024 cho học sinh 2k6:
Săn shopee siêu SALE :
- Sổ lò xo Art of Nature Thiên Long màu xinh xỉu
- Biti's ra mẫu mới xinh lắm
- Tsubaki 199k/3 chai
- L'Oreal mua 1 tặng 3
- Soạn Văn 12
- Soạn Văn 12 (bản ngắn nhất)
- Văn mẫu lớp 12
- Giải bài tập Toán 12
- Giải BT Toán 12 nâng cao (250 bài)
- Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 (100 đề)
- Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 (100 đề)
- Giải bài tập Vật lý 12
- Giải BT Vật Lí 12 nâng cao (360 bài)
- Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 12 (có đáp án)
- Bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 (70 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Lí (18 đề)
- Giải bài tập Hóa học 12
- Giải bài tập Hóa học 12 nâng cao
- Bài tập trắc nghiệm Hóa 12 (80 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Hóa (18 đề)
- Giải bài tập Sinh học 12
- Giải bài tập Sinh 12 (ngắn nhất)
- Chuyên đề Sinh học 12
- Đề kiểm tra Sinh 12 (có đáp án)(hay nhất)
- Ôn thi đại học môn Sinh (theo chuyên đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sinh (18 đề)
- Giải bài tập Địa Lí 12
- Giải bài tập Địa Lí 12 (ngắn nhất)
- Giải Tập bản đồ và bài tập thực hành Địa Lí 12
- Bài tập trắc nghiệm Địa Lí 12 (70 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Địa (20 đề)
- Giải bài tập Tiếng anh 12
- Giải bài tập Tiếng anh 12 thí điểm
- Giải bài tập Lịch sử 12
- Giải tập bản đồ Lịch sử 12
- Bài tập trắc nghiệm Lịch Sử 12
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn Sử (20 đề)
- Giải bài tập Tin học 12
- Giải bài tập GDCD 12
- Giải bài tập GDCD 12 (ngắn nhất)
- Bài tập trắc nghiệm GDCD 12 (37 đề)
- Luyện thi đại học trắc nghiệm môn GDCD (20 đề)
- Giải bài tập Công nghệ 12