Phương pháp áp dụng Định luật bảo toàn khối lượng

Chia sẻ: Nguyễn Trọng Việt | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

846
lượt xem 248
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung định luật bảo toàn khối lượng Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm. Ví dụ : trong phản ứng A + B = C + D Ta có : mA + mB = mC + mD - Hệ quả 1 : Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, mS là tổng khối lượng các chất sau phản ứng. Dù cho phản ứng xảy ra vừa đủ hay có chất dư, hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100% thì vẫn có mS= mT....

Chủ đề:

Bình luận(1) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp áp dụng Định luật bảo toàn khối lượng

Chuyên đề 1 : Phương pháp áp dụng Định luật bảo toàn khối lượng I- Nội dung định luật bảo toàn khối lượng Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm. Ví dụ : trong phản ứng A + B => C + D Ta có : mA + mB = mC + mD - Hệ quả 1 : Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, mS là tổng khối lượng các chất sau phản ứng. Dù cho phản ứng xảy ra vừa đủ hay có chất dư, hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100% thì vẫn có mS= mT. - Hệ quả 2 : Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất (như oxit, hiđroxit, muối) thì ta luôn có : Khối lượng hợp chất = khối lượng kim loại + khối lượng anion. - Hệ quả 3 : Khi cation kim loại thay đổi anion tạo ra hợp chất mới, sự chênh lệch khối lượng giữa hai hợp chất bằng sự chênh lệch về khối lượng giữa các cation. - Hệ quả 4 : Tổng khối lượng của một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng của nguyên tố đó sau phản ứng. - Hệ quả 5 : Trong phản ứng khử oxit kim loại bằng CO, H2, Al + Chất khử lấy oxi của oxit tạo ra CO2, H2O, Al2O3. Biết số mol CO, H2, Al tham gia phản ứng hoặc số mol CO2, H2O, Al2O3 tạo ra, ta tính được lượng oxi trong oxit (hay hỗn hợp oxit) và suy ra lượng kim loại (hay hỗn hợp kim loại). + Khi khử oxit kim, CO hoặc H2 lấy oxi ra khỏi oxit. Khi đó ta có : nO (trong oxit )= nCO2 = nCO = nH2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng tính khối lượng hỗn hợp oxit ban đầu hoặc khối lượng kim loại thu được sau phản ứ. II- Bài tập minh hoạ Bài 1. Cho 24,4 gam hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2. Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m gam muối clorua. m có giá trị là: A. 2,66 B. 22,6 C. 26,6 D. 6,26 Hướng dẫn giải. Theo định luật bảo toàn khối lượng : nBaCl2 = nBaCO3= 0, 2 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng : mhh + mBaCl2 = mkết tủa + mmuối => mmuối = 24,4 + 0,2.208 - 39,4 = 26,6 gam=> Đáp án C Bài 2. Hòa tan 10,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí A (đktc) và 1,54 gam chất rắn B và dung dịch C. Cô cạndung dịch C thu được m gam muối, m có giá trị là : A. 33,45 B. 33,25 C. 32,99 D.35,58 Hướng dẫn giải. Theo định luật bảo toàn khối lượng : m= m(Al+Mg) + mCl- = (10,14-1,54) + 0,1.35,5 = 33,45 g =>Đáp án A Bài 3. Hòa tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl dư thấy tạo ra 2,24 lít khí H2(đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được gam muối khan. Khối lượng muối khan thu được là A. 1,71 gam C. 3,42 gam B. 17,1 gam D. 34,2 gam Hướng dẫn giải: Theo PT điện li nCl - = nH+ = 2nH2 = 0,2 mol => m muối = mKL + mCl - = 10 + 0,2.35,5 = 17,1 g => Đáp án B Bài 4. Trộn 5,4 gam Al với 6,0 gam Fe2O3 rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được m gam hỗn hợp chất rắn. Giá trị của m là A. 2,24 gam C. 10,20 gam B. 9,40 gam D. 11,40 gam
Hướng dẫn giải. Theo định luật bảo toàn khối lượng : mhh sau = mhh trước = 5,4 + 6,0 = 11,4 (gam) =>Đáp án C. Bài 5. Cho 0,52 gam hỗn hợp 2 kim loại Mg và Fe tan hoàn toàn trong dung dịchH2SO4 loãng, dư thấy có 0,336 lít khí thoát ra (đktc). Khối lượng hỗn hợp muối sunfat khan thu được là A. 2 gam C. 3,92 gam B. 2,4 gam D. 1,96gam Hướng dẫn giải. Ta có muối thu được gồm MgSO4 và Al2(SO4)3. Theo định luật bảo toàn khối lượng : nSO4(2-) = nH2 = 0,015 m muối = mKl + mSO4(2-) = 0,52 + 0,015.96 = 1,96 g => Đáp án: D Bài 6. Cho 2,81 gam hỗn hợp A gồm 3 oxit Fe2O3, MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300 ml dung dịch H2SO4 0,1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng hỗn hợp các muối sunfat khan tạo ra là: A. 3,81 gam C. 5,21 gam B. 4,81 gam D. 4,8 g Hướng dẫn giải. nH2O = nH2SO4 = 0,03 mol moxit = mH2SO4 = m muối + mH2O =>m muối = moxit + mH2SO4 – mH2O =2,81 + 0,03.98 –0,03 .18 = 5,21 g (Công thức tổng quát đối với bài này m muối = moxit + nH2O (Hoặc nH2SO4). 80 ) => Đáp án C. Tương tự đối với HCl m muối = moxt + nH2O(Hoặc 2nHCl).27,5 (Do 2nHCl = nH2O) Bài 7. Thổi một luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe2O3, FeO, Al2O3 nung nóng thu được 2,5 gam chất rắn. Toàn bộ khí thoát ra sục vào nước vôi trong dư thấy có 15 gam kết tủa trắng. Khối lượng của hỗn hợp oxit kim loại ban đầu là A. 7,4 gam C. 9,8 gam B. 4,9 gam D.23 gam Hướng dẫn giải. MxOy + yCO => xM + yCO2 Ca(OH)2 + CO2 => CaCO3 + H2O (Phải nhớ : moxit = mKim loại + moxi :VD mFe2O3 = mFe + mO) nO = nCO = nCO2 = nCaCO3 = 0,15 mol => moxit = mKL +moxi = 2,5 + 0,15.16 = 4,9 g=>Đáp án B Bài 8. Chia 1,24 gam hỗn hợp hai kim loại có hóa trị không đổi thành hai phần bằng nhau : - Phần 1: bị oxi hóa hoàn toàn thu được 0,78 gam hỗn hợp oxit. - Phần 2: tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 loãng thu được V lít H2 (đktc). Cô cạn dung dịch thu được m gam muối khan. Giá trị của V là: A. 2,24 lít B. 0,112 lít C. 5,6 lít D. 0,224 lít 2. Giá trị của m là C. 1,58 gam B. 15,8 gam C. 25,4 gam D . 2,54 gam 1. Ta nhận thấy, khi kim loại tác dụng với oxi và H2SO4, số mol O(2-) bằng SO4(2-) (Cùng điện tích 2- ) nO(2-)= nSO4(2-) = nH2 mOxi = mOxit – m KL = 0,78 – 1,24/2 = 0,16 mol (DO 2 phần = nhau lên khối lượng mỗi phần = 1,24/2) => nH2 =nH2SO4 = nO = 0,16/16 = 0,01 mol => V = 0,224 lít =>Đáp án D 2. m muối = mKL + mSO4(2-) = 1,24/2 + 0,01.96 = 1,58 g =>Đáp án B Bài 9. Hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Mg và Fe vào dung dịch axit HCl dư thấy có 11,2 lít khí thoát ra (đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì khối lượng muối khan thu được là A. 35,5 gam. B. 45,5 gam. C. 55,5 gam. D. 65,5 gam Hướng dẫn giải. áp dụng định luật bảo toàn khối lượng
nH2 = 0,5 mol => nHCL = 2nH2 = 2.0,5 = 1 mol mKL+ mHCl = mMuối + mHiđro mmuối=mkim loại+mHCl - mH2 mmuối = 20 + 1.36,5 - 2.0,5 = 55,5 (gam). => Đáp án A. Cách khác nHCl = 1 mol => nCl- = 1 mol => m muối = mKl + mCl-= 20 + 1.35,5 = 55,5 g Bài 10. Sục hết một lựợng khí clo vào dung dịch hỗn hợp NaBr và NaI, đun nóng thu được 2,34 g NaCl. Số mol hỗn hợp NaBr và NaI đủ phản ứng là: A. 0,1 mol C. 0,02 mol B. 0,15 mol D. 0,04 mol Hướng dẫn giải. áp dụng định luật bảo toàn khối lượng : nNaBr+ nNaI= nNaCl =0,04 mol. =>Đáp án D Bài 11. Hoà tan hết 38,60 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại M trong dung dịch HCl dư thấy thoát ra 14,56 lít H2 (đktc). Khối lượng hỗn hợp muốiclorua khan thu được là A. 48,75 gam C. 74,85 gam B. 84,75 gam D. 78,45 gam Hướng dẫn giải. tự làm nhé) =ϑ (ΛGiống bài 9 làm theo 2 cách >Đáp án B Bài 12. Cho tan hoàn toàn 8,0 gam hỗn hợp X gồm FeS và FeS2 trong 290 ml dung dịch HNO3, thu được khí NO và dung dịch Y. Để tác dụng hết với các chất trong dung dịch Y, cần 250 ml dung dịch Ba(OH)2 1M. Kết tủa tạo thành đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 32,03 gam chất rắn Z. a. Khối lượng mỗi chất trong X là A. 3,6 gam FeS và 4,4 gam FeS2 B. 4,4 gam FeS và 3,6 gam FeS2 C. 2,2 gam FeS và 5,8 gam FeS2 D. 4,6 gam FeS và 3,4 gam FeS2 b. Thể tích khí NO (đktc) thu được là A. 1,12 lít B. 2,24 lít C. 3,36 lít D. 6,72 lít c. Nồng độ mol của dung dịch HNO3 đủ dùng là A. 1 M B. 1,5 M C. 2 M D. 0,5 M Hướng dẫn giải. Bài này đề ý Do có FeS và FeS2 => tác dụng với HNO3=> hỗn hợp phải có H2SO4 => tác dụng với Ba(OH)2 => kết tủa BaSO4 Ngoài ra còn có Fe(OH)3 kết tủa. Fe(OH)3 nung nóng =>Fe2O3 a. áp dụng định luật bảo toàn khối lượng đối với nguyên tố Fe và S Ta có : x mol FeS và y mol FeS2 (Phải nhớ: Cho a mol AxBy => nA = a.x , nB = a.y) =>nFe = x + y mol (BT nguyên tố Fe trong FeS và FeS2) =>nS = x + 2y mol (BT nguyên tố S trong FeS và FeS2) Dùng phương pháp sơ đồ chuyển Hóa học ở chuyên đề sau (BT nguyên tố ý) 2Fe =>Fe2O3 x+y => 0,5(x+y) S =>BaSO4 x+2y => x+ 2y => 0,5(x+y) mol Fe2O3 và (x+2y) mol BaSO4 Ta có PT : mFeS + mFeS2 = 88x + 120y = 8 (I) mFe2O3 + mBaSO4 = m chất rắn = 160.0,5(x+y) + 233(x+2y) = 32,03(II) Giải hệ được x = 0,05 và y = 0,03 Khối lượng của FeS = 88.x = 88.0,05 = 4,4 gam Khối lượng của FeS2 : 8 - 4,4 = 3,6 gam. =>Đáp án B. ( PHương pháp quy đổi)ϑChỉ cho mọi người thêm 1 cách nữa Quy đổi hỗn hợp (FeS và FeS2 về Fe và S) Gọi x,y lần lượt là số mol Fe vàS =>m hỗn hợp = mFe + mS = 56x + 32y = 8 g
Tương tự phần trên nFe2O3 = 0,5x mol , nBaSO4 = y mol => m chất rắn = nFe2O3 + nBaSO4 = 80x + 233y = 32,03 Giải hệ ra x = 0,08 mol , y = 0,11 mol => giải hệ nFe = x + y = 0,08 mol ( tổng số mol Fe trong FeS và FeS2) nS = x +2y = 0,11 (Tổng số mol S trong FeS và FeS2) Tìm được x = 0,05 mol => mFeS = 0,05.88 ( như phần trên) b. áp dụng định luật bảo toàn electron FeS - 9e=> Fe+3 + S+6 0,05 …..0,45 (mol) FeS2 - 15e => Fe+3 + 2S+6 0,03 0,45 (mol) NO3- + 3e => NO 3x Fe(NO3)3) . Để làm kết tủa hết lượng Fe3+ cần 0,24 mol OH- (Fe(3+) + 3OH- => Fe(OH)3 ) hay 0,12 mol Ba(OH)2 Kết tủa (x + 2y) = 0,11 mol SO4( 2-) cần 0,11 mol Ba(2+) (Ba2+ (SO4(2-) +Ba(2+) =>BaSO4) hay 0,11 mol Ba(OH)2 Số mol Ba(OH)2 đủ dùng = 0,12 + 0,11 = 0,23 < 0,25 Còn : 0,25 - 0,23 = 0,02 mol Ba(OH)2 trung hoà với 0,04 mol HNO3 dư nHNO3(pứ)=nNO-3+ nNO+ nHNO3 (dư) = 0, 08.3 + 0,3 +0,04= 0,58(mol) (Phải nhớ: nHNO3 = n(NO3-) + n hệ số Nito trong khí VD N2O => 2nN do có 2 hệ số N đối với bài toàn cho KL tác dụng HNO3 sinh chấtoxihóa (NO) =>CM HNO3 = 0,58/0,29 = 2M =>Đáp án C Bài 13. Thổi 8,96 lít CO (đktc) qua 16 gam FexOy nung nóng. Dẫn toàn bộ lượng khí sau phản ứng qua dung dịch Ca(OH)2 dư, thấy tạo ra 30 gam kết tủa. Khối lượng sắt thu được là A. 9,2 gam B. 6,4 gam C. 9,6 gam D. 11,2 gam Hướng dẫn giải. nCO = 8,96/22,4 = 0,4 mol nCO2 = nCaCO3 = 30/100 = 0,3 mol =>nCO>nCO2 => nCO dư ,FexOy phản ứng hết => nCO = nCO2 = 0,3 mol =mOxi (trong oxit) => moxit = mKl + moxi => mKL = 16 – 0,3.16 = 11,2 (g) =>Đáp án D Bài 14. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với 9,66 gam hỗn hợp X gồm FexOy và nhôm, thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch D, 0,672 lít khí (đktc) và chất không tan Z. Sục CO2 đến dư vào dung dịch D lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn. a. Khối lượng của FexOy và Al trong X lần lượt là A. 6,96 và 2,7 gam B. 5,04 và 4,62 gam C. 2,52 và 7,14 gam D. 4,26 và 5,4 gam Hướng dẫn giải.Do tạo khí=> Al dư a. 2yAl + 3FexOy => yAl2O3 + 3xFe (1) Al + NaOH + H2O => NaAlO2 + 3/2H2 (Nhớ hệ số 3/2 ở H2 nhé) 0,02 ................................... 0,02 .......... 0,03 (2) NaAlO2 + CO2 + 2H2O => Al(OH)3 + NaHCO3(3) (Chỉ tạo ra NaHCO3 thôi ko tạo ra Na2CO3 dựa vào k bazo)
2Al(OH)3 => Al2O3 + 3H2O (4) Nhận xét : Tất cả lượng Al ban đầu đều chuyển hết về Al2O3 (4). 2Al=> Al2O3 (Bảo toàn nguyên tốt Al) Đề ý m chất rắn là m Al2O3 2nAl = nAl2O3 => nAl = 2.5,1/102 = 0,1 mol mAl = 2,7 g => mFexOy = 9,66 -2,7 = 6,96 g =>Đáp án A (bài tập dạng này sẽ dậy ở phần sau dùng phương pháp sơ đồ chuyển Hóa => 2Al=> Al2O3 (không phải viết PT) Bài 15. Khử hoàn toàn 32 gam hỗn hợp CuO và Fe2O3 bằng khí H2 thấy tạo ra 9 gam H2O. Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được là: A. 12 gam B. 16 gam C. 24 gam D. 26 gam Hướng dẫn giải. Vì H2 lấy oxi của oxit kim loại =>H2O nOxi(trong oxit) =nOxi(trong H2O) = 9/18 = 0,5 mol mO= 0,5.16 = 8 gam => mKim loại = 32 - 8 = 24 (g) =>Đáp án C Bài 16. Thổi một luồng khí CO dư đi qua ống đựng hỗn hợp 2 oxit Fe3O4 và CuO nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,32 gam hỗn hợp kim loại. Khí thoát ra được đưa vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 5 gam kết tủa trắng. Khối lượng hỗn hợp 2 oxit kim loại ban đầu là A. 3,12 gam B. 3,21 gam C. 4 gam D. 4,2 gam Hướng dẫn giải. nOxi =nCO = nCO2 = 5/100 = 0,05 mol => moxit = mKl + moxi(trong oxit) = 2,32 + 0,05.16 = 3,12 (g).=>Đáp án A Bài tập: Bài 1: Oxi hóa hoàn toàn 14,3 g hỗn hợp bột các KL Mg, Al, Zn bằng oxi thu được 22,4 g hỗn hợp oxit. Cho lượng oxit này tác dụng hết với dung dịch HCl thì khối lượng muối tạo ra là : A. 36,6 g B. 32,05 g C. 49,8g D.48,9 g Bài 2: Cho 5,1 g hỗn hợp Al và Mg tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 2,8 lít khí(dktc). Cô cạn dung dịch thu được muối khan có khối lượng là: A. 14,125 g B. 13,975 g C. 13,575 g D.14,525 g Bài 3:Cho 2,52 g một KL tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng tạo ra 6,84 g muối sunfat.Kl đó là: A. Mg B.Fe C.Cr D.Mn Bài 4: Thổi một luồng CO dư qua ống sứ đựng hỗn hợp Fe3O4 và CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn, ta thu được 2,32 g hỗn hợp Kl. Khí thoát ra cho vào bình đựng nước vôi trong dư thấy có 5 g kết tủa trắng. Khối lượng hỗn hợp 2 oxti KL ban đầu là: A. 3,12 g B.3,22g C.4g D.4,2 g Bài 5: Trộng 5,4 g Al với 7,2 g Fe2O3 rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng thu được m g hỗn hợp chất rắn. Giá trị m là: A.8,02g B. 9,02 g C.12,6g D.11,2 g Bài 6: Cho 2,52 g một Kl tác dụng với dung dịch HCl dư tạo ra 9,975g muối.Kl đó là: A.Mg B.Fe C.Ca D.Al Gợi ý ( PT Kl + nH+ => Kln+ + n/2H2 tìm được molHCl => nKl biện luận ra đáp án) Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 16,8 g Fe trong khí O2 cần vừa đủ 4,48 lít O2(dktc) tạo thành một oxit sắt. Công thức phân tử oxit đó là: A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Không xác định Bài 8:Khử hoàn toàn 6,64 g hỗn hợp gồm Fe,FeO,Fe2O3,Fe3O4 cần dùng 2,24 lít CO(dktc).Khối lượng Fe thu được là:
A.5,04 g B.5,4 g C.5,05g D.5,06 g Bài 9:Khử hoàn toàn 6,4 g hỗn hợp CuO và Fe2O3 bằng khí H2 thấy tạo ra 1,8 g H2O. Khối lượng Kl thu được là: A.4,5 g B.4,8g C.4,9g D.5,2 g Bài 10: Khử 16 g Fe2O3 bằng khí CO dư, sản phẩm khí thu được cho đi vào bình đựng Ca(OH)2 dư thu được a g kết tủa.Giá trị của a là: A.10g B.20g C.30g D.40g )ϑ(Giải bài này đừng viết PT ra nhé Bài 11.Hòa tan 5 gam hh(Mg và Fe) vào dd HCl dư thu được 1 gam khí H2.Cô cạn dd thu được bao nhiêu gam muối khan ? A.30,5 g B.40,5 g C.50,5 g D.60,5 g Bài 12: Cho 17,7 gam hỗn hợp Zn và Mg tác dụng hết với dung dịch axit HCl 0.1M thu được 0,6 gam khí và dung dịch X. a) Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan? A.37g B.38g C.39g D.40g b) Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng? A.4M B.5M C.6M D.7M Bài 13: Cho 29 gam hỗn hợp gồm Mg, Zn, Fe tác dụng hết với dung dịch HCl loãng thấy sinh ra V lit khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 85,8 gam muối khan. Giá trị V là: A.13,44 lít B.17,92 lít C.22,4 lít D.26,88 lít Bài 14: Cho 3,2 gam hỗn hợp gồm Fe2O3 và CuO tác dụng vừa đủ với 1lit dung dịch HCl 0.1M. Khối lượng muối clorua tạo ra là bao nhiêu? A.5.95 g B.6,95 g C.7,95g D.8,95 g Bài 15: Cho 40 g hỗn hợp Al,Cu chứa 27% Al tác dụng với dung dịch NaOH dư thì thể tích H2 (dktc) sinh ra là: A.13,44 lít B.3,36 lít C.4,48 lít D,8,96 lít Bài cuối làm được có thưởng đây: Bài 16.Cho 32 g hỗn hợp gồm Cu và Fe3O4 tác dụng hoàn toàn với HCl (dư).Sau phản ứng thu được 16 g chất rắn không tan. Tính thành phần % hỗn hợp ban đầu. Đápán:1/C,2/B,3/B,4/A,5/C,6/A,7/C,8/A,9/B,10/C,11/B,12/a/C,b/C,13/B, 14/A,15/A