Một số phương pháp giải toán hóa học

Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, học sinh đang trong giai đoạn ôn thi đại học chuyên môn hóa - Một số phương pháp giải toán hóa học
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một số phương pháp giải toán hóa họcMột số phương pháp giải toán hóa họcMột số phương pháp giải toán hóa học Một số phương pháp giải toán hóa họcNội dung Một số phương pháp giải toán hóa học Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 1Hòa tan hoàn toàn m gam Cu2S và 7,2 gam FeS2 bằng một lượng dung dịchHNO3 vừa đủ chỉ tạo thành dung dịch các muối sunfát và 0,4mol khí NO làsản phẩm khử duy nhất. Tính m và khối lượng muối sunfat tạo thành. Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 1 (tt) Bài giảiGiải theo phương trình ion thu gọnFeS2 + 5NO3 + 4H+  Fe3 + + 2SO2− + 5NO ↑ +2H2O − → 40,06mol 0,24mol 0,06mol 0,3mol3Cu2S + 10NO3 + 4H+  6Cu2 + + 2SO2− + 10NO ↑ +2H2O − → 4x mol 2x x 10x/3 10x + 0,3 = 0,4 ⇒ x = 0,03 ( mol )Sè mol NO là ηNO = 3m = 0,03.160 = 4,8 ( gam )Khèi l îng muèi b»ng khèi l îng cation kim lo¹i céng víi khèi l înganion sunfat.mcation = mFe3 + + mCu2+ = 0,06.56 + 2.0,03.64 = 7,2 ( gam )manion = mSO2− = ( 0,12 + 0,03 ) .96 = 14,4 ( gam ) 4Khèi l îng muèi là 7,2 + 14,4 = 21,6 ( gam ) Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 1 (tt)Giải theo bảo toàn điện tích.Gọi số mol FeS2 ,Cu2S tương ứng là x,y.ηFe3 + = x ; ηCu2+ = 2y ; ηSO2 − = 2x + y 4Vì dung dịch luôn trung hòa điện tịch nên tổng số đơn vị điện tích dươngphải bằng tổng số đơn vị điện tích âm và ta 3x + 4y = 2(2x = y) và vớix = (7,2/120) = 0,06, ta được y = 0,03 và m = 0,03.160 = 4,8(gam).mcation = mFe3 + + mCu2 + = 0,06.56 + 2.0,03.64 = 7,2 ( gam )manion = mSO2 − = ( 0,12 + 0,03 ) .96 = 14,4 ( gam ) 4Khối lượng muối là 7,2 + 14,4 = 21,6 (gam).(Giải cách này không cần đến dự kiện 0,4mol khí NO ). Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 1 (tt)Giải theo bảo toàn electron.Số mol electron cho đi sẽ là FeS2 – 15e → Fe3+ + 2S+6 x ------ 15x Cu2S – 10e → 2 Cu+2 + S+6 y ------10ySố mol e nhận được sẽ là N+5 + 3e → N+2 1,2 Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 2Hòa tan hoàn toàn 17,88 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm A, B và kimloại kiềm thổ M vào nước thu được dung dịch C và 0,24 mol khí H2 bay ra.Dung dịch D gồm H2SO4 và HCl trong đó số mol HCl gấp 4 lần số molH2SO4a) Để trung hòa 1/2 dung dịch C cần hết V (lít) dung dịch D. Tính tổng khốilượng muối tạo thành trong phản ứng trung hòa.b) Hòa tan hoàn toàn m (gam) Al vào 1/2 dung dịch C thu được dung dịchE và một lượng H2 bằng 3/4 lượng H2 thu được ở trên (khi hòa tan X vàonước). Tính m? Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 2 (tt) Bài giảiCách 1: theo phương trình phản ứng.Bài này nếu viết phương trình phản ứng để tính toán thì rất phức tạp, vàmất nhiều thời gian. Ta thử tiến hành như vậy. Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 2 (tt)Cách 1 (tt)1. Các phương trình phản ứng2A + 2H2O → 2AOH + H2↑ (1)2B + 2H2O → 2BOH + H2↑ (2)M + 2H2O → M(OH)2 + H2↑ (3)2AOH + H2SO4 → A2SO4 + 2H2O (4)2BOH + H2SO4 → B2SO4 + 2H2O (5)M(OH)2 + H2SO4 → MSO4 + 2H2O (6)AOH + HCl → ACl + HOH (7)BOH + HCl → BCl + HOH (8)M(OH)2 + 2HCl → MCl2 + 2HOH (9) Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 2 (tt)Cách 1 (tt)Tính toán.Dựa vào các phương trình ion sau. Theo (1) – (3)2HOH + 2e → H2 + 2OH–η OH– = 2.0,24 = 0,48(mol)H2SO4 → 2H+ + SO42– a mol-----2a------aHCl → H+ + Cl–4a mol---4a----4aTheo (4) – (9)Trung hòa ½ dung dịch C: H+ + OH– → HOH 6a = 0,24 ---> a = 0,24 : 6 = 0,04. 17,88 + 0,04.96 + 4.0,04.35,5 = 18,46 ( gam )mMuèi = mKim lo ¹i + mGèc axit = 2 Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 2 (tt)Cách 1 (tt)2. Nếu ta viết phương trình phản ứng của nhôm dạng phân tử thì phải viết3 phương trình.2Al + 2AOH + 2H2O → 2AAlO2 + 3H2↑ (10)2Al + 2BOH + 2H2O → 2BAlO2 + 3H2↑ (11)2Al + M(OH)2 + 2H2O → M(AlO2)2 + 3H2↑ (12).Cả 3 phương trình này đều có chung bản chất2Al + 2OH– + 2H2O → 2AlO2– + 3H2↑m3 23 = .ηH 2 = . .0,24 ⇒ m = 3,24 ( gam )27 2 34 Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 2 (tt)Cách 2: Giải theo bản chất của các quá trình1. Quá trình tan của 3 kim loại là quá trình nhường electron. Viết chung làR – ze → Rz+ (1)Quá trình tạo H2 là: 2HOH + 2e → H2 + 2OH– (2).ηOH− = 2ηH 2 = 2.0,24 = 0,48 ( mol )Dung dịch C chứa các ion dương kim loại ( Rz+), và ion âm (OH–).Dung dịch D HCl → H+ + Cl–H2SO4 → 2H+ + SO42–a mol-----2a------a 4a mol---4a----4a Một số phương pháp giải toán hóa họcBài 2 (tt)Cách 2 (tt)Trung hòa 1/2 dung dịch C: H+ + OH– → HOH 6a = 0,24 ---> a = 0,24: 6 = 0,04. 17,88mMuèi = mKim lo ¹i + mGèc axit = + 0,04.96 + 4.0,04.35,5 = 18,46(gam) 2(Chú ý ta cũng có thể tìm được khối lượng muối nhờ áp dụng tính bảo toànđiện tích: số đơn vị điện tích dương kim loại phải bằng số đơn vị điện tíchâm gốc axit và cũng bằng số mol electron mà kim loại đã cho và cũng chínhlà số mol e mà HOH đã nhận để giải phóng H2 bằng 0,24.2 = 0.482a + 4a = 0,48 ---& ...