- GIẢI BÀI TOÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN SỐ MOL ELECTRON MÔN HÓA HỌC 12 NĂM 2020 TRƯỜNG THPT MỘC HẠ. - Định luật bảo toàn electron. - Trong phản ứng oxi hóa – khử, số mol electron mà chất khử cho bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận. - Sau đây là một số ví dụ điển hình.. - Ví dụ 1: Oxi hóa hoàn toàn 0,728 gam bột Fe ta thu được 1,016 gam hỗn hợp hai oxit sắt (hỗn hợp A).. - Hòa tan hỗn hợp A bằng dung dịch axit nitric loãng dư. - Cũng hỗn hợp A trên trộn với 5,4 gam bột Al rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (hiệu suất 100%).. - Hòa tan hỗn hợp thu được sau phản ứng bằng dung dịch HCl dư. - Các phản ứng có thể có:. - Các phản ứng hòa tan có thể có:. - trong đó, là số mol NO thoát ra. - Xét các phản ứng ta thấy Fe 0 cuối cùng thành Fe +2 , Al 0 thành Al +3 , O 2 0 thành 2O 2 và 2H + thành H 2 nên ta có phương trình bảo toàn electron như sau:. - Fe 0 Fe +2 Al 0 Al +3 O 2 0 2O 2 2H. - Ví dụ 2: Trộn 0,81 gam bột nhôm với bột Fe 2 O 3 và CuO rồi đốt nóng để tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu được hỗn hợp A. - Hoà tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO 3 đun nóng thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. - 27 0,09 mol và N +5 + 3e N +2 0,09 mol 0,03 mol. - Nhận xét: Phản ứng nhiệt nhôm chưa biết là hoàn toàn hay không hoàn toàn do đó hỗn hợp A không xác định được chính xác gồm những chất nào nên việc viết phương trình hóa học và cân bằng phương trình phức tạp. - Khi hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A trong axit HNO 3 thì Al 0 tạo thành Al +3 , nguyên tử Fe và Cu được bảo toàn hóa trị.. - Có bạn sẽ thắc mắc lượng khí NO còn được tạo bởi kim loại Fe và Cu trong hỗn hợp A. - Thực chất lượng Al phản ứng đã bù lại lượng Fe và Cu tạo thành.. - Ví dụ 3: Cho 8,3 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe (n Al = n Fe ) vào 100 ml dung dịch Y gồm Cu(NO 3 ) 2 và AgNO 3 . - Sau khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn A gồm 3 kim loại. - Hòa tan hoàn toàn chất rắn A vào dung dịch HCl dư thấy có 1,12 lít khí thoát ra (đktc) và còn lại 28 gam chất rắn không tan B. - 100 ml dung dịch Y 3. - X + Y Chất rắn A gồm 3 kim loại.. - Al hết, Fe chưa phản ứng hoặc còn dư. - Hỗn hợp hai muối hết.. - Quá trình oxi hóa:. - Al Al 3. - 3e Fe Fe 2. - Tổng số mol e nhường bằng 0,5 mol.. - Tổng số e mol nhận bằng (x + 2y + 0,1).. - Ví dụ 4: Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO 3 và H 2 SO 4. - đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO 2 , NO, NO 2 , N 2 O. - Ta có:. - (1) Quá trình oxi hóa:. - Tổng số mol e nhường bằng (2x + 3y).. - Tổng số mol e nhận bằng 1,4 mol.. - Theo định luật bảo toàn electron:. - Ví dụ 5: Trộn 60 gam bột Fe với 30 gam bột lưu huỳnh rồi đun nóng (không có không khí) thu được chất rắn A. - Hoà tan A bằng dung dịch axit HCl dư được dung dịch B và khí C. - Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. - Khí C là hỗn hợp H 2 S và H 2 . - Đốt C thu được SO 2 và H 2 O. - Kết quả cuối cùng của quá trình phản ứng là Fe và S nhường e, còn O 2 thu e.. - Nhường e: Fe Fe 2. - 56 mol S S +4 + 4e. - 32 mol Thu e: Gọi số mol O 2 là x mol.. - O 2 + 4e 2O -2 x mol 4x. - Ví dụ 6: Hỗn hợp A gồm 2 kim loại R 1 , R 2 có hoá trị x, y không đổi (R 1 , R 2 không tác dụng với nước và đứng trước Cu trong dãy hoạt động hóa học của kim loại). - Cho hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 dư thu được 1,12 lít khí NO duy nhất ở đktc.. - Nếu cho lượng hỗn hợp A trên phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 thì thu được bao nhiêu lít N 2 . - Số mol e do R 1 và R 2 nhường ra là. - Gọi x là số mol N 2 , thì số mol e thu vào là 2. - Ví dụ 7: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,01 mol NO và 0,04 mol NO 2 . - Tính khối lượng muối tạo ra trong dung dịch.. - Cách 1: Đặt x, y, z lần lượt là số mol Cu, Mg, Al.. - và 0,07 cũng chính là số mol NO 3. - Nhận định mới: Khi cho kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3 tạo hỗn hợp 2 khí NO và NO 2 thì. - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:. - Ví dụ 8: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO , thu được V lít (ở. - đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO 2 ) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). - Đặt n Fe = n Cu = a mol 56a + 64a = 12 a = 0,1 mol.. - Cho e: Fe Fe 3. - Ví dụ 9: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. - Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). - m gam Fe + O 2 3 gam hỗn hợp chất rắn X. - mol e 0,075 mol 0,025 mol. - Ví dụ 10: Hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B đứng trước H trong dãy điện hóa và có hóa trị không đổi trong các hợp chất. - Phần 1: Hòa tan hoàn toàn trong dung dịch chứa axit HCl và H 2 SO 4 loãng tạo ra 3,36 lít khí H 2. - Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất).. - Theo (1): Số mol e của M cho bằng số mol e của 2H + nhận;. - Theo (2): Số mol e của M cho bằng số mol e của N +5 nhận.. - Vậy số mol e nhận của 2H + bằng số mol e nhận của N +5 . - Ví dụ 11: Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO 3 lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO 2 và NO có V X = 8,96 lít (đktc) và tỉ khối đối với O 2 bằng 1,3125. - Xác định %NO và %NO 2 theo thể tích trong hỗn hợp X và khối lượng m của Fe đã dùng?. - Ta có: n X = 0,4 mol. - và Fe 3e Fe 3+ N +5 + 3e N +2 N +5 + 1e N +4 3x x Theo định luật bảo toàn electron:. - 3x = 0,6 mol x = 0,2 mol. - Ví dụ 12: Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu vào 2 lít dung dịch HNO 3 phản ứng vừa đủ thu được 1,792 lít khí X (đktc) gồm N 2 và NO 2 có tỉ khối hơi so với He bằng 9,25. - Nồng độ mol/lít HNO 3 trong dung dịch đầu là A. - Ta có. - Nhận định mới: Kim loại nhường bao nhiêu electron thì cũng nhận bấy nhiêu gốc NO 3 để tạo muối.. - Ví dụ 13: Khi cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H 2 SO 4 đậm đặc, thấy có 49 gam H 2 SO 4 tham gia phản ứng, tạo muối MgSO 4 , H 2 O và sản phẩm khử X. - Dung dịch H 2 SO 4 đạm đặc vừa là chất oxi hóa vừa là môi trường.. - 0,4 mol 0,8 mol 0,1 mol 0,1(6-a) mol Tổng số mol H 2 SO 4 đã dùng là : 49 0,5. - Số mol H 2 SO 4 đã dùng để tạo muối bằng số mol Mg mol.. - Số mol H 2 SO 4 đã dùng để oxi hóa Mg là mol.. - Ta có: 0,1(6 a. - Ví dụ 14: Để a gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng là 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 . - Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H 2 SO 4 đậm đặc, nóng thu được 6,72 lít khí SO 2 (đktc). - Số mol Fe ban đầu trong a gam: n Fe a. - Số mol O 2 tham gia phản ứng:. - Quá trình oxi hóa: Fe Fe 3 3e. - Số mol e nhường: n e 3a mol. - Ví dụ 15: Cho 1,35 gam hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO 3 dư được 1,12 lít NO và NO 2. - Dựa vào sơ đồ đường chéo tính được số mol NO và NO 2 lần lượt là 0,01 và 0,04 mol. - Ta có các bán phản ứng:. - Gọi x, y, z lần lượt là số mol Cu, Mg, Al có trong 1,35 gam hỗn hợp kim loại. - 2e Al Al 3