Phương pháp giải toán Hoá học. Các bài toán chương oxi – lưu huỳnh

MỘT SỐ BÀI TOÁN CHƯƠNG OXI – LƯU HUỲNH

I. Xác định % theo thể tích, % theo khối lượng của hỗn hợp khí dựa vào tỉ khối hơi

• Các công thức:

– Thành phần phần trăm theo thể tích của khí A trong hỗn hợp

– Thành phần phần trăm theo khối lượng của A trong hỗn hợp

– Tỉ khối của khí A so với khí B:

– Tỉ khối của hỗn hợp khí A so với khí B:

– Tỉ khối của khí A so với hỗn hợp khí B:

– Tỉ khối của hỗn hợp khí A so với hỗn hợp khí B:

Khối lượng phân tử trung bình:

A1, A2, A3, … là phân tử khối của các khí A1, A2, A3 có trong hỗn hợp

X1, x2, x3, … là số mol khí ( hoặc thể tích khí)

X1, x2, x3,… có thể là % số mol hoặc % theo thể tích của khí A1, A2, A3, … khi đó: x1 +x2 +x3+…=100%

– Đối với không khí:

Ví dụ:

1) Hỗn hợp khí A gồm oxi và ozon có tỉ khối so với hiđro là 19,2. Tính % thể tích của các khí trong A?

gọi thể tích O₂ trong 1 lit hỗn hợp là x (lit)

=> thể tích O₃ trong 1 lit hỗn hợp là 1-x ( lit)

Ta có:

=> Trong 1 lit hỗn hợp có 0,4 lit O₂ và 0,6 lit O₃

Vậy % O₂ = 0,4*100/1 = 40%

%O₃ = 100% – 40% = 60%

2) Hỗn hợp khí B gồm hiđro và cacbon(II) oxit có tỉ khối so với hiđro là 3,6. Tính % theo khối lượng của từng khí trong B?

3) 1,12 lit hỗn hợp khí A gồm NO và N₂O có tỉ khối so với hiđro là 16,75. Tính số mol và % theo thể tích từng khí trong hỗn hợp?

Gọi số mol của NO trong 1 mol hỗn hợp khí là x (mol)

=> Số mol của N₂O trong 1 mol hỗn hợp khí là 1-x (mol)

4) 0,896 lit khí A gồm NO₂ và NO có tỉ khối so với hiđro bằng 21. Tính số mol và % theo thể tích từng khí trong hỗn hợp?

II. Giải toán dùng định luật bảo toàn electron

– Dùng định luật bảo toàn electron đối với các bài toán có:

+ Cho hỗn hợp nhiều chất tác dụng với nhau

+ Các phản ứng là phản ứng oxi hoá – khử

– Nội dung định luật: tổng số electron cho = tổng số electron nhận

Ví dụ:

1) Hỗn hợp khí A gồm clo và oxi. A phản ứng hết với 1 hỗn hợp gồm 4,80 gam magiê và 8,10 gam nhôm tạo ra 37,05 gam hỗn hợp các muối clorua và oxit của 2 kim loại. Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng và theo thể tích của hỗn hợp A?

* Phân tích đề:

Theo đề: có 4 phương trình phản ứng

Cl₂ + Mg -> MgCl₂

x —–x——– x ( mol)

3Cl₂ + 2Al -> 2AlCl₃

3y/2—– y—— y (mol)

O₂ + 2Mg -> 2MgO

z/2—– z——– z (mol)

3O₂ + 2Al -> 2Al₂O₃

3t/2—- t ——–t (mol)

Giải thông thường: đặt 4 ẩn số -> lập hệ; ở đây chỉ lập được hệ gồm 3 phương trình.

gọi x, y, z, t là số mol của MgCl₂, AlCl₃, MgO, Al₂O₃

khối lượng Mg = 24(x+z) = 4,80 (1)

khối lượng Al = 27( y+t) = 8,10 (2)

khối lượng hỗn hợp muối và oxit:

= 95x + 133.5y+40z+102t = 37,05 (3)

Giải hệ gồm 3 pt, 4 ẩn số: không dễ!!!!!!!!

Dùng định luật bảo toàn electron:

Bước 1: viết quá trình cho nhận electron của các phản ứng trên

Quá trình cho e:

Mg – 2e -> Mg²⁺

0.20– 0.04— 0.02 (mol)

Al – 3e –> Al³⁺

0.30– 0.90—0.30

Quá trình nhận e:

Cl₂ +2e -> 2Cl^–

x—- 2x—– 2x (mol)

O₂ +4e -> 2O^2-

y—- 4y—– 2y (mol)

Bước 2: đặt ẩn số ( x, y,… là số mol các chất đề bài yêu cầu tính)

Gọi x, y lần lượt là số mol của Cl₂ và O₂ trong hỗn hợp

Bước 3: lập phương trình (1) dựa vào định luật bảo toàn e

Số mol Mg = 4,80/24 = 0,20 (mol)

=> số electron Mg cho = 0,20*2=0,40 (mol)

Số mol Al = 8,10/27 = 0,30 (mol)

=> Số electron Al cho = 0,30*3 = 0,90 (mol)

Theo định luật bảo toàn e:

Số electron cho = số electron nhận

=> 2x+4y = 0,20+0,90=1,3 (1)

Bước 4: kết hợp các dữ kiện khác để lập thêm phương trình (2)

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

2) 11,2 lit (đkc) hỗn hợp khí A gồm clo và oxi tác dụng hết với 16,98 gam hỗn hợp B gồm magiê và nhôm tạo ra 42,34 gam hỗn hợp clorua và oxit của 2 kim loại. Tính thành phần phần trăm về thể tích của từng chất trong hỗn hợp A? thành phần phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp B?

3) Hoà tan hoàn toàn một lượng bột sắt vào dung dịch HNO₃ thu được muối sắt (III) nitrat và hỗn hợp khí gồm 0,015 mol N₂O và 0,01 mol NO. Tính khối lượng sắt đã hoà tan?

4) Cho 11 gam hỗn hợp sắt và nhôm vào dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thu được 10,08 lit khí SO₂ (đkc). Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp?

5) Hoà tan hoàn toàn a gam Fe_xO_y bằng dung dịch H₂SO₄ thu được b gam một muối và có 168 ml khí SO_­2 (đkc) duy nhất thoát ra. Tính trị số a, b và công thức Fe_xO_y?

6) Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp M có khối lượng 12 gam gồm: Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃. Hoà tan hoàn toàn M vào dung dịch H₂SO₄ đặc thu đựoc 3,36 lit SO₂ duy nhất (đkc). Tính giá trị m?

7) Hoà tan hoàn toàn 11,9 g hỗn hợp kim loại Al, Zn bằng dd H2SO4 đặc nóng thu được dd X; 7,616 lit SO2 (đkc) và 0,64 g lưu huỳnh. Tính tổng khối lượng muối trong X?