Phng pháp 8: Các dng quy i
D&3H
Tp chí dy và hc hóa hc, http://ngocbinh.dayhoahoc.com
1
PHNG PHÁP 8
Phng pháp quy i
I. C S CA PHNG PHÁP
1. Nguyên tc chung
Quy i là mt phng pháp bin i toán hc nhm a bài toán ban u là
mt hn hp phc tp v dng n gin hn, qua ó làm cho các phép tính tr nên
dàng, thun tin.
Khi áp dng phng pháp quy i phi tuân th 2 nguyên tc sau :
+ Bo toàn nguyên t.
+ Bo toàn s oxi hoá.
2. Các hng quy i và chú ý
(l) Mt bài toán có th có nhiu hng quy i khác nhau, trong ó có 3 hng
chính :
Quy i hn hp nhiu cht v hn hp hai hoc ch mt cht.
Trong trng hp này thay vì gi nguyên hn hp các cht nh ban u, ta
chuyn thành hn hp vi s cht ít hn (cng ca các nguyên t ó), thng là
hn hp 2 cht, thm chí là 1 cht duy nht.
Ví d, vi hn hp các cht gm Fe, FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
ta có th chuyn thành
các t hp sau : (Fe và FeO), (Fe và Fe
3
O
4
), (Fe và Fe
2
O
3
), (FeO và Fe
3
O
4
), (FeO
và Fe
2
O
3
), (Fe
3
O
4
và Fe
2
O
3
) hoc Fe
x
O
y
.
Quy i hn hp nhiu cht v các nguyên t tng ng.
Thông thng ta gp bài toán hn hp nhiu cht nhng v bn cht ch gm
2 (hoc 3) nguyên t. Do ó, có th quy i th!ng hn hp u v hn hp ch
gm 2 (hoc 3) cht là các nguyên t tng ng.
Ví d ; (Fe, FeS, FeS
2
, Cu, CuS, Cu
2
S) (Cu, Fe, S).
Khi th"c hin phép quy i phi m bo :
* S electron nhng, nhn là không i (#LBT electron).
* Do s" thay i tác nhân oxi hoá → có s" thay i sn ph$m cho phù hp.
Thông thng ta hay gp dng bài sau :
Kim loi Hn hp sn ph$m trung gian Sn ph$m cui
Ví d : Quá trình OXH hoàn toàn Fe thành Fe
3+
Fe Fe
3+
Fe
x
O
y
quy i
OXH
2
OXH
1
+ O
2
+ HNO
3
+ O
2
(1) (2)
Phng pháp 8: Các dng quy i
D&3H
Tp chí dy và hc hóa hc, http://ngocbinh.dayhoahoc.com
2
% ây, vì trng thái u (Fe) và trng thái cui (Fe
3+
) hai quá trình là nh nhau,
ta có th quy i hai tác nhân OXH O
2
và HNO
3
thành mt tác nhân duy nht là O
2
(2) Do vic quy i nên trong mt s trng hp s mol mt cht có th có giá
tr& âm  tng s mol mi nguyên t là không i (bo toàn).
(3) Trong quá trình làm bài ta thng kt hp s dng các phng pháp bo toàn
khi lng, bo toàn nguyên t và bo toàn electron, kt hp vi vic s  hoá bài
toán  tránh vit phng trình phn ng, qua ó rút ngn thi gian làm bài.
(4) Phng án quy i tt nht, có tính khái quát cao nht là quy i th!ng v
các nguyên t tng ng. #ây là phng án cho li gii nhanh, gn và d' hiu
biu th& úng bn cht hoá hc.
II. CÁC DNG BÀI TOÁN THNG GP
Ví d 1: Nung m gam bt st trong oxi, thu c 3,0 gam hn hp cht rn X. Hoà tan ht hn hp X
trong dung d&ch HNO
3
d thoát ra 0,56 lít ktc NO (là sn ph$m kh duy nht). Giá tr& ca m là:
A. 2,52 B. 2,22 C. 2,62 D. 2,32
Gii:
S  hoá bài toán:
Fe
[O]
2 3
3 4
Fe
FeO
XFe O
Fe O
+
→
m gam 3,0 gam
Có: n
NO
= 0,025mol
Trong trng hp này ta có th quy i hn hp ban u v các hn hp khác ơn gin gm hai cht (Fe
và Fe
2
O
3
; FeO và Fe
2
O
3
; Fe
3
O
4
và Fe
2
O
3
; Fe và FeO; Fe và Fe
3
O
4
; FeO và Fe
3
O
4
hoc thm chí ch
mt cht Fe
x
O
y
ây tác gi ch trình bày hai phơng án ti u nht
Phơng án 1: Quy i hn hp X thành
moly :OFe
molx :Fe
32
Theo bo toàn khi lng: 56x +160y = 3,0 (1)
Các quá trình nhng nhn electron:
Fe → Fe
3+
+3e N
+5
+ 3e → N
+2
x 3x 0,075 0,025
Theo bo toàn electron: 3x = 0,075
x = 0,025 (2)
Khí NO
Dung d&ch Fe
3+
(0,56 lít, ktc)
+ HNO
3
+ dung d&ch HNO
3
Phng pháp 8: Các dng quy i
D&3H
Tp chí dy và hc hóa hc, http://ngocbinh.dayhoahoc.com
3
T( (1) và (2)
=
=
0,01y
0,025x
; Vy X gm
0,01mol:OFe
0,025mol:Fe
32
Theo bo toàn nguyên t i vi Fe:
Σn
Fe
= n
Fe
+ 2
32
OFe
n = 0,045 mol
m =56.0,045= 2,52
#áp án A
Phơng án 2: Quy i hn hp X thành
moly :FeO
molx :Fe
Theo bo toàn khi lng: 56x+72y = 3,0 (3)
Các quá trình nhng nhn ca eletron:
Fe
0
→ Fe
3+
+ 3e ; Fe
+2
→ Fe
3+
+ 1e ; N
+5
+ 3e → N
+2
x 3x y y 0,075 0,025
Theo bo toàn eletron: 3x + y = 0,075 (4)
T( (3) (4)
=
=
0,03y
0,015x ; Vy X gm:
mol 0,03 :eO
mol 0,015 :Fe
F
Theo bo toàn nguyên t i vi Fe:
Σn
Fe
= n
Fe
+n
FeO
= 0,045 mol
m = 56.0,045 = 2,52
#áp án A.
Ví d 2: Hoà tan hoàn toàn 30,4 gam rn X gm c CuS Cu
2
S và S bng HNO
3
d, thoát ra 20,16 lít khí
NO duy nht (ktc) và dung d&ch Y. Thêm Ba(OH)
2
d vào Y thu c m gam kt ta. Giá tr& ca m là
A. 81,55. B. 104,20. C. 110,95. D. 115.85.
Gii:
Qui i hn hp X thành
moly :CuS
mol x :Cu
Theo bo toàn khi lng: 64x+96y= 30,4(5)
S  hoá bài toán:
X
0
0
CuS
uC
Các quá trình nhng nhn electron
Cu
0
→ Cu
2+
+ 2e ; CuS → Cu
2+
+ S
+6
+ 8e ; N
+5
+ 3e → N
+2
x 2x y 8y 2,7 → 0,9
Theo bo toàn eletron: 2x +8y = 2,7 (6)
+ HNO
3
d
+5
Khí NO
(20,16 lít , ktc)
m gam
+2
Cu
2+
SO
4
2-
+Ba(OH)
2
d
Cu(OH)
2
BaSO
4
Dung d&ch Y
+2
+6
30,4 gam
Phng pháp 8: Các dng quy i
D&3H
Tp chí dy và hc hóa hc, http://ngocbinh.dayhoahoc.com
4
T( (5),(6)
=
−=
0,35y
0,05x
X gm
−
mol 0,35:CuS
mol 0,05:Cu
Theo bo toàn nguyên t:
==
==
mol 0,35n n
0,3molnn
SBaSO
CuCu(OH)
4
2
m = 98.0,3 + 233.0,35
m=110,95
#áp án C
Ví d 3: Hn hp X có t khi so vi H
2
là 21,2 gm propan, propen và propin. Khi t cháy hoàn toàn
0,1 mol X, tng khi lng ca CO
2
và H
2
O thu c là
A. 18,60 gam. B. 18,96 gam. C. 19,32 gam. D. 20,40 gam.
Gii:
S  t cháy:
→
+
OH
CO
HC
HC
2
2
t, O
43
83 0
2
Tng khi lng CO
2
và H
2
O thu c là:
M = 44. 0,3 +18. (0,06. 4 + 0,042)= 18,96 gam
#áp án B
Tơng t có th quy i hn hp X thành (C
3
H
8
và C
3
H
6
) hoc (C
3
H
6
và C
3
H
4
) cng thu c kt qu
trên
Ví d 4: Nung m gam bt Cu trong Oxi thu c 24,8 gam hn hp cht rn X gm Cu, CuO và Cu
2
O.
Hoà tan hoàn toàn X trong H
2
SO
4
c nóng thoát ra 4,48 lít khí SO
2
duy nht (ktc). Giá tr& ca m là
A. 9,6. B. 14,72. C. 21,12. D. 22,4.
Gii:
S  hoá bài toán
Cu
→
→
+SOH
2
[O]
42
OCu
CuO
Cu
X
Quy i hn hp X thành
moly :CuO
molx :Cu
Theo bo toàn khi lng: 64x +80y = 24,8 (9)
Các quá trình nhng nhn eletron:
Cu → Cu
2+
+ 2e ; S
+6
+ 2e → S
+4
#LBT e
x 2x 0,4 0,2
T( (9) và (10)
=
=
0,15y
0,2x
; Vy X gm:
mol 0,15 :CuO
mol 0,2 :Cu
Khí SO
2
(0,2 mol)
Dung d&ch Cu
2+
x= 0,2 (10)
Phng pháp 8: Các dng quy i
D&3H
Tp chí dy và hc hóa hc, http://ngocbinh.dayhoahoc.com
5
Theo bo toàn nguyên t i vi Cu :
Cu CuO
n n 0,2 0,15 0,35mol m 64. 0,35 22,4
= = + = = =
#áp án D
Tơng t có th quy i hn hp X thành (Cu và Cu
2
O) hoc (CuO và Cu
2
O)
2. Quy i nhiu hp cht v các nguyên t hoc n cht tng ng
Ví d 5: (Làm li ví d 1) Nung m gam bt st trong oxi, thu c 3,0 gam hn hp cht rn X. Hoà tan
ht hn hp X trong dung d&ch HNO
3
(d), thoát ra 0,56 lít ( ktc) NO (là sn ph$m kh duy nht). Giá
tr& ca m là
A. 2,52. B. 2,22. C. 2,62. D. 2,32.
Gii:
Quy i hn hp X thành:
moly :O
molx :Fe
S  hoá bài toán:
Fe →
→
+
+ ONH dd
0
0
[O]
3
5
O
Fe
X
Theo bo toàn khi lng: 56x + 16y =3,0 (11)
Các quá trình nhng nhn electron:
Fe → Fe
+3
+ 3e ; O
0
+ 2e → O
-2
; N
+5
+ 3e → N
+2
X 3x y 2y 0,075 0,025
T( (11) và (12)
;
0,03y
0,045x
=
=
Vy X gm
mol 0,03 :Cu
mol 0,045 :Fe
m = 56.0,045 = 2,52 → #áp án A.
Ví d 6: Trn 5,6 gam bt mt vi 2,4 gam bt lu hu)nh ri un nóng (trong iu kin không có không
khí) thu c hn hp rn M. Cho M tác dng vi lng d dung d&ch HCl thy gii phóng hn hp khí
X và còn li mt phn không tan Y. # t cháy hoàn toàn X và Y cn v(a  V lít khí oxi (ktc). Giá tr&
ca V là
A. 2,8. B. 3,36. C. 4,48. D. 3,08.
Gii:
Nhn thy: Hn hp khí X gm H
2
S và H
2
, phn không tan Y là S
Hn hp H
2
và H
2
S có th quy i thành H
2
và S, nh vy t X và Y coi nh t H
2
và S, vì vy s mol
H
2
bng s mol Fe
2H
2
+ O
2
→ 2H
2
O
NO: 0,025 mol
Fe
3+
: x mol
O
2-
: y mol