Chuyên đề luyện thi đại học cực hay

Hoá học lớp 12

Bài tập trắc nghiệm có cách giải nhanh rèn trí thông minh cho hs
Thông minh là gì ? Thông minh là nhanh nhạy nhận ra mối quan hệ giữa các sự vật và biết tận dụng mối quan hệ đó một cách có lợi nhất để đạt đến mục tiêu.
Muốn nhận ra mối quan hệ giữa các sự vật cần phải biết quan sát và so sánh. Trong nhiều trường hợp, người này thông minh hơn người kia chỉ ở chỗ họ biết quan sát và so sánh.
Ví dụ 1- Hãy tính tổng của 100 số nguyên đầu tiên ?
Giải : 1 +2 +3 +4 +5 + . . . . . . 97 98 99 100.
1 + 100 = 101
2 + 99 = 101
3 + 98 = 101
v. v.
Tổng 100 số đầu tiên = (1 + 100). 100/2 = 5050
Tổng quát : (1+n). n/2
Từ bài toán tính tổng của n số nguyên đầu tiên ta có thể xây dựng được công thức tổng quát tính tổng số ete có thể tạo ra khi đun hỗn hợp chứa n ancol đơn chức.
Số ete = (1 + n ) . n/2
Ví dụ 2- Hãy sắp xếp các chất sau đây theo thứ tự hàm lượng sắt tăng dần hoặc giảm dần ?
FeS , FeS2 , FeO , Fe3O4 , Fe2O3 , FeSO3 , FeSO4 ,
Fe2(SO4)3 .
Nhận xét : O = 16 , S = 32 . Nếu quy S sang O (1 nguyên tử S được tính bằng 2 nguyên tử O) rồi tính xem ở mỗi chất 1 nguyên tử Fe kết hợp với bao nhiêu nguyên tư O. Chất nào 1 Fe kết hợp với ít O nhất sẽ có hàm lượng Fe lớn nhất.
Ví dụ 3- Sắp xếp các loại phân đạm sau theo thứ tự hàm lượng đạm tăng dần.
NH4NO3 , (NH4)2SO4 , Ca(NO3)2 , (NH2)2CO , CaCN2 .
Nhận xét : Các chất đều có 2 nguyên tử N. Vậy chất nào có PTK nhỏ nhất sẽ có hàm lượng nitơ lớn nhất.
Để xây dựng được các câu trắc nghiệm có cách giải nhanh ta có thể dựa vào các điểm sau đây
I - Dựa vào mối quan hệ giữa chất đầu và chất cuối
1- Đốt cháy hoàn toàn 3 gam FeS2 trong oxi được a gam khí SO2. Oxi hoá hoàn toàn lượng SO2 đó được b gam SO3. Cho b gam SO3 tác dụng với NaOH dư được c gam Na2SO4. Cho lượng Na2SO4 đó tác dụng với dd Ba(OH)2 dư được m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 11,65g B. 11,56g C. 1,165g D. 0,1165g

Giải : FeS2 ? 2BaSO4
3 : 120= 0,025 ? 0,05 mBaSO4= 223. 0,05= 11,65g
2- Cho hçn hîp gåm x mol nh«m vµ 0,2 mol Al2O3 t¸c dông hÕt víi dd NaOH d­ thu ®­îc dd A. Sôc d­ khÝ CO2 vµo A ®­îc kÕt tña B. Läc lÊy kÕt tña B mang nung tíi khèi l­îng kh«ng ®æi thu ®­îc 40,8 gam chÊt r¾n C.
Gi¸ trÞ cña x lµ
A. 0,2 mol B. 0,3 mol C. 0,4 mol D. 0,5 mol

Gi¶i : Sè mol Al2O3 t¹o ra tõ x mol Al lµ
( 40,8 : 102 ) – 0,2 = 0,2.
VËy x = 0,4
3- Cho hỗn hợp gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe2O3 tác dụng với dd HCl dư được dd A. Cho A tác dụng với NaOH dư, kết tủa thu được mang nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 31g B. 32g C. 33g D. 34g
Giải : Chỉ cần tính số mol Fe2O3 tạo ra từ Fe. 0,2 mol Fe ? 0,1 mol Fe2O3.
Vậy : m = 0,2 . 160 = 32 gam.
4- Cho hçn hîp X gåm FeO, Fe2O3 , Fe3O4 . Mçi oxit ®Òu cã 0,5 mol.
a) Khèi l­îng cña X lµ
A. 231g B. 232g C. 233g D. 234g

b) Sè mol HCl cÇn cã trong dd ®Ó t¸c dông võa ®ñ víi X lµ
A. 8 mol B. 7 mol C. 6 mol C. 5 mol
c) Khư hoàn toàn X bằng khí CO dư thì khối lượng Fe thu được là
A. 165g B. 166g C. 167g D. 168g
d) Khí đi ra sau phản ứng khử X bằng CO được hấp thụ hoàn toàn vào dd Ca(()H)2 dư thì khối lượng kết tủa thu được là
A. 25g B. 35g C. 40g D. 45g

Giải : Có thể coi hỗn hợp X là 1 mol Fe3O4 .
5- Khö 16 gam Fe2O3 b»ng khÝ CO ë nhiÖt ®é cao thu ®­îc hçn hîp Y gåm Fe, Fe3O4, FeO, Fe2O3 . Cho Y t¸c dông víi dd H2SO4 d­ th× khèi l­¬ng muèi t¹o ra trong dd lµ
A. 20g B. 40g C . 60g D. 80g
Gi¶i : 0,1 mol Fe2O3  0,1 mol Fe2(SO4)3 mmuèi= 400. 0,1 = 40 gam.
Cho luồng khí CO dư đi qua ống sứ chứa 5,64 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 , Fe3O4 (đun nóng), chất rắn thu được chỉ có Fe. Khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào dd Ca(OH)2 dư thấy tạo ra 8 gam kết tủa. Khối lượng Fe thu được là
A. 4,63g B. 4,36g C. 4,46g D. 4,64g

Giải : Số mol O của oxit = Số mol CO pư = Số mol CO2 = Số mol CaCO3= 0,08 .
mo= 16. 0,08 = 1,28g. mFe= 5,64 - 1,28= 4,36g
§Ó m gam bét s¾t ngoµi kh«ng khÝ sau mét thêi gian biÕn thµnh hçn hîp X cã khèi l­¬ng 12 gam gåm Fe3O4, Fe2O3, FeO, Fe. Cho X t¸c dông hÕt víi dd HNO3 lo·ng thu ®­îc 2,24 lÝt khÝ NO duy nhÊt (®ktc). Gi¸ trÞ cña m lµ
A. 10,08g B. 10,07g C. 10,06g D. 10,05g

Gi¶i : Gi¶ sö l­îng s¾t p­ chØ t¹o ra Fe2O3 . Sè mol Fe d­ b»ng sè mol NO .
Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Ta cã : 56x + 160y = 12. Víi x= 0,1 . Gi¶i ra y= 0,04.
nFe= x + 2y = 0,18. mFe= 56. 0,18 = 10,08g
II- Dựa vào cách tính khối lượngượng muối một cách tổng quát : Klượng muối = klượng kim loại+ klượng gốc axit
1- Cho 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3 , MgO , ZnO tác dụng vừa đủ với 300ml dd H2SO4 0,1M. Khối lượng muối tạo ra trong dd là
A. 3,81g B. 4,81g C. 5,21g D. 5,34g
Giải : nH2SO4=nSO4 = 0,3.0,1= 0,03.
Fe2O3 ? Fe2(SO4)3 . MgO ? MgSO4
ZnO ? ZnSO4.mhhKloai= 2,81-(16.0,03)=2,33g
mhhsunfat= 2,33+(96.0,03) = 5,21g
2- Cho 4,2g hçn hîp gåm Mg vµ Zn t¸c dông hÕt víi dd HCl thu ®­îc 2,24 lÝt khÝ H2 (®ktc). Khèi l­îng muèi t¹o ra trong dd lµ
A. 9,75g B. 9,50g C. 8,75g D. 11,30g
Gi¶i : nH2= 0,1 = nH+=nCl- = 0,2.
mmuèi = mkl + mgèc axit
mmuèi = 4,2+ (35,5.0,2) = 11,30g
3- Cho m gam hỗn hợp gồm Cu, Zn, Fe tác dụng với dd HNO3 loãng, dư thu được dd A. Cô cạn dd A thu được (m + 62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là
A. (m +8)g B. (m +16)g
C.(m +4)g D. (m +31)g
Giải : Vì mmuối = mkl + mgốc axit . Trong (m + 62)g
muối nitrat thì nNO3= 1mol. Ta có các sơ đồ biến đổi sau :
Cu ? Cu(NO3)2 ? CuO
Zn ? Zn(NO3)2 ? ZnO
Fe ? Fe(NO3)3 ? Fe2O3
Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Cu, Zn, Fe thì :
nNO3 = 2x +2y +3z .no của oxit = x + y + 3z/2.
Vậy no = 1/2n NO3.
mo = 16.0,5 = 8g. Khối lượng chất rắn là (m + 8)g.
4- Hoà tan m gam hỗn hợp gồm Fe3O4, CuO, Al2O3 vào 300ml dd H2SO4 0,1M ( vừa đủ) thu được 7,34g muối. Giá trị của m là
A. 4, 49g B. 4,94g
C. 5,49g D. 5,94g
Giải : nH2SO4 = 0,3.0,1 = 0,03
Fe3O4 ( FeO. Fe2O3) ? FeSO4. Fe2(SO4)3
CuO ? CuSO4 . Al2O3 ? Al2(SO4)3
Ta có : ncủa oxit = nSO4= nH2SO4 = 0,03.Suy ra :
moxit= msunfat- mSO4 + mo của oxit =7,34 - (96.0,03)+(16.0,03) = 4,94g
III- Dựa vào số mol sản phẩm để tính số mol axit đã phản ứng
1- Cho 26g Zn tác dụng hết với dd HNO3 (vừa đủ) thu được 8,96 lít hỗn hợp khí NO và NO2 (đktc). Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là
A. 0,4 mol B. 0,6 mol C. 0,8 mol D. 1,2 mol
Giải : nZn = 26 : 65 = 0,4 ? nHNO3 tạo Cu(NO3)2 = 2. 0,4= 0,8
nHNO3 tạo NO+ NO2 = nNO+ NO2 = 8,96 : 22,4 = 0,4
nHNO3pư= 0,8 + 0,4 = 1,2
2- Cho 29,7 gam Al tác dụng hết với dd HNO3 loãng, dư thấy bay ra 13,44 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm N2O và NO có tỉ lệ mol là 1:1. Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là
A. 2,4 mol B. 4,2 mol C. 3,2 mol D. 2,3 mol
Giải : nAl = 29,7 : 27 = 1,1 ;
nhh = 13,44 : 22,4 = 0,6
nHNO3 tạo Al(NO3)3 = 1,1.3 = 3,3 ; nHNO3 tạo N2O = 0,3 .2 = 0,6
nHNO3 tạo NO = 0,3 .1 = 0,3. Tổng là 3,3 + 0,6 + 0,3 = 4,2 (mol)
3- Cho 56,7 gam Al tác dụng hết với dd HNO3 loãng, dư thu được 20,16 lít (đktc) hỗn hợp 3 khí là N2, N2O, NO có số mol bằng nhau. Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là
A. 7,5 B. 7,6
C. 7,7 D.7,8
3- Cho 56,7 gam Al tác dụng hết với dd HNO3 loãng, dư thu được 20,16 lít (đktc) hỗn hợp 3 khí là N2, N2O, NO có số mol bằng nhau. Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là
A. 7,5 mol B. 7,6 mol C. 7,7 mol D.7,8 mol
Giải : nAl= 56,7 : 27 = 2,1 ; nhh khí = 20,16 : 22,4 = 0,9
nHNO3 tạo Al(NO3)3 = 2,1 .3 = 6,3
nHNO3 tạoN2 = 0,3 .2 = 0,6
nHNO3 tạo N2O = 0,3 .2 = 0,6
nHNO3 tạo NO= 0,3 .1 = 0,3
nHNO3 pư = 6,3 + 0,6 + 0,6 + 0,3 = 7,8 (mol)
IV- Dựa vào sự bằng nhau của nguyên tử khối hoặc phân tử khối
1- Khối lượng H2SO4 cần phải lấy để tác dụng vừa đủ với 3,173g Cu(OH)2 là
A. 1,173g B. 2,173g
C. 3,173g D. 4,173g
Giải : Cu(OH)2 + H2SO4 ? CuSO4 + 2H2O

2- Để tác dụng vừa đủ với 7,2g hỗn hợp CaS và FeO cần dùng 200ml dd HCl 1M. Phần trăm khối lượng của CaS và FeO trong hỗn hợp lần lượt là
A. 20% và 80% B. 30% và 70% C. 37% và 63% D. Không xác định
Giải : Do PTK bằng nhau, tỉ lệ mol pư với HCl như nhau nên có thể thay chất này bằng chất kia, do đó không có kết quả xác định.
CaS + 2HCl ? CaCl2 + H2S
FeO + 2HCl ? FeCl2 + H2O
Nếu gọi x và y lần lượt là số mol CaS và FeO ta chỉ lập được 2 phương trình hoàn toàn tương đương nhau : x + y = 0,1 (theo số mol hh) và
2x + 2y = 0,2 (theo số mol HCl )
3- Cho a gam hỗn hợp gồm KHCO3 và CaCO3 tác dụng hết với dd HCl, khí thoát ra được dẫn vào dd Ba(OH)2 dư thấy tạo ra 1,97g kết tủa. Giá trị của a là
A. 1g B. 1,2g
C. 1,4g D. 1,6g
Giải : MKHCO3 = MCaCO3 = 100
KHCO3 + HCl ? KCl + CO2 + H2O
CaCO3 + 2HCl ? CaCl2 + CO2 + H2O
CO2 + Ba(OH)2 ? BaCO3 + H2O
nCO2= nBaCO3 = nhh= 1,97 : 197 = 0,01.
a = 100. 0,01 = 1g
4- Cho 2,1g hỗn hợp gồm NaHCO3 và MgCO3 tác dụng hết với dd HCl, khí thoát ra được dẫn vào dd Ca (OH)2 dư thấy tạo ra a gam kết tủa. Giá trị của a là
A. 2,1g B. 2,2g
C. 2,4g D. 2,5g
Giải : MNaHCO3 = MMgCO3 = 84

NaHCO3 + HCl ? NaCl + CO2 + H2O
MgCO3 + 2HCl ? MgCl2 + CO2 + H2O
CO2 + Ca(OH)2 ? CaCO3 + H2O
nCaCO3 = nCO2= nhh= 2,1 : 84 = 0,0025.
a = 100. 0,0025 = 2,5g
5- Cho 4,48 lít hỗn hợp khí N2O và CO2 đi từ từ qua dd Ca(OH)2 dư thấy có 1,12 lít khí đi ra. Các thể tích khí đều đo ở đktc. Thành phần trăm theo khối lượng của hỗn hợp là
A. 25% và 75% B. 33,33% và 66,67%
C. 45% và 55% D. 50% và 50%
Giải : mN2O = (1,12 :22,4). 44 = 2,2g. mCO2=[(4,48 - 1,12) : 22,4] . 44 = 6,6g
%mN2O = ( 2,2 : 8,8). 100 = 25 (%). %mCO2= 100- 25 = 75 (%)
Nhận xét: khi 2 chất có PTK bằng nhau thì : %V = %n = %m
V- Dựa vào sự bảo toàn electron đối với quá trình oxi hoá- khử
1- Hoà tan hoàn toàn 19,2 gam Cu vào dd HNO3 loãng, khí NO thoát ra đem oxi hoá hết thành NO2 rồi sục vào nước có dòng khí oxi để tạo thành HNO3. Thể tích khí O2 (đktc) đã tham gia vào quá trình trên là
A. 2,24 lít B. 3,36 lit C. 4,48 lit D. 6,72 lit
Giải : nCu = 19,2 : 64 = 0,3. Sô mol e do Cu nhường là 0,3 . 2 = 0,6
Gọi x là số mol O2 tham gia vào quá trình thì số mol e do O2 thu là 4x. Ta có : 4x = 0,6 ? x = 0,15 .
VO2 = 22,4 . 0,15 = 3,36 lít

2- Hỗn hợp A gồm 2 kim loại X, Y có hoá tri x, y không đổi ( X, Y không tác dụng với H2O và đứng trước Cu trong dãy điện hoá của kim loại). Cho A tác dụng hoàn toàn với dd CuSO4 dư, lượng Cu thu được cho tác dụng hết với dd HNO3 được 1,12 lít khí NO duy nhất (đktc).
Nếu cho lượng hỗn hợp A trên tác dụng hoàn toàn với dd HNO3 thì thu được bao nhiêu lít khí N2(đktc) ?
A. 0,112 lit B. 0,224 lit
C. 0,336 lit D. 0,448 lít
Giải :nNO = 1,12 : 22,4 = 0,05.
Số mol e do N+5 thu là 0,05 . 3 = 0,15
Khi cho A tác dụng với HNO3 tạo ra N2 . Gọi số mol N2 là x thì số mol e do nó thu là 10x. Ta có : 10x = 0,15 ? x = 0,015.
VN2 = 0,15 . 22,4 = 0,336 lít
3- Hoà tan hoàn toàn 140,4 gam Al vào dd HNO3 thấy thoát ra hỗn hợp 3 khí là NO, N2 , N2O có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 2 : 2. Thể tích của hỗn hợp khí (đktc) l A. 11,2 lit B. 22,4 lit
C. 33,6 lít D. 44,8 lít

Giải : nAl = 140,4 : 27 = 5,2 mol. Số mol e do Al nhường là 5,2 . 3 = 15,6
Gọi số mol NO là x thì số mol của N2 và của N2O đều là 2x .
N+5 + 3e ? N+2 ; 2N+5 + 10e ? N2 ;
3x ? x 20x ? 2x
2N+5 + 8e ? N2O
16x ? 2x
Ta có 3x + 20x + 16x = 15,6 ? x = 0,4.
Vhh = 0,4 . 22,4 = 44,8 lít
VI- Gi¶i bµi to¸n b»ng ph­¬ng ph¸p biÖn luËn.
Ví dụ : Cho 0,08 mol oxit sắt FexOy tác dụng hết với dd HNO3 loãng thu được 0,44 g oxit nitơ N?O? . Xác định công thức của các oxit và khối lượng oxit sắt đã tham gia pư.

(5-2ß) FexOy + (18x-6ßx-2y) HNO3 
(5x-2ßx) Fe(NO3)3 +
(3x-2y) NOß +
(9x-3ßx-y) H2O
Lập tỉ lệ mol các chất pư ta có :
[(5?-2ò) : 0,08] = (3x-2y) :
[ 0,44 : (14 ? + 16ò) ] (1)
Nhận xét :
+ Về mặt toán học thì phương trình đại số (1) vô định vì ứng với mỗi giá trị của ? và ? ta lại có các giá trị tương ứng của x và y.

+ Về mặt hoá học thì phương trình trên vẫn có nghiệm nếu biết tư duy hoá học. Như vậy bài toán có tác dụng rèn tư duy hoá học cho học sinh.
Biện luận :
Oxit sắt tham gia phản ứng oxi hoá- khử
thì phải là FeO hoặc Fe3O4 .
Nếu là FeO thì :
x = 1, y = 1 và 3x - 2y = 3 - 2 = 1
Nếu là Fe3O4 thì :
x = 3, y = 4 và 3x - 2y = 9 - 8 = 1
Thay x=1 và y=1 vào (1) rút ra :
? /ò = 2/1. Vậy oxit là N2O
Nếu FexOy là Fe2O3 thì là phản ứng trao đổi, không tạo ra oxit nitơ nghĩa là
3x - 2y = 0 ( 3 x 2 - 2 x 3 = 0).
Như vậy oxit sắt có thể là FeO hoặc Fe3O4 .

Khối lượng sắt oxit tham gia phản ứng sẽ có hai đáp số :
mFeO = 72 x 0,08 = 5,76 g ;
mFe3O4 = 232 x 0,08 = 18,56 g.
VI- Hướng dẫn học sinh dựa chính ngay vào các phương án chọn để tìm phương án đúng
Ví dụ 1- Hỗn hợp X gồm 2 kim loạị A và B có tỉ lệ khối lượng là 1 :1. Trong 44,8g hỗn hợp X, hiệu số về số mol của A và B là 0,05 mol. Khối lượng mol của A lớn hơn khối lượng mol của B là 8 gam. Kim loại A và B là
A. Zn và Al B. Cu và Fe
C. Ba và Ca D. Rb và Na
Ta thấy chỉ có phương án B là phù hợp. Như vậy, nếu là bài tự luận thì phải sử dụng các dữ kiện đã cho để giải, còn đối với bài trắc nghiệm thì chỉ cần chọn được phương án đúng.
Ví dụ 4- Phân tích một hợp chất thấy gồm 3 nguyên tố là C, H, O. Đốt cháy hoàn toàn 1,24g hợp chất thì thu được 1,76g CO2 và 1,08g H2O. Khối lượng mol phân tử của hợp chất là 62g. Công thức phân tử của hợp chất là
A. C2H6O B. C2H6O2
C. C3H6O2 D. CH2O
Ta thấy trong 4 phương án đã cho, chỉ có phương án B mới có chất có PTK bằng 62. Vậy cần gì phải sử dụng các dữ kiện đẫ cho.
ví dụ 5- Trong nước ép từ cây mía có chứa một loại đường có thành phần các nguyên tố : 42,11% C ; 6,43% H ; 51,46 % O và có PTK là 342. Công thức phân tử của loại đường đó là
A. C6H12O6 B. C6H10O5
C. C12H22O11 D. Tất cả đều sai
Ta cũng thấy chỉ có phương án C mới có chất có PTK bằng 342.
Cho 12,8g kim lo¹i A t¸c dông hÕt víi dd HNO3
lo·ng (võa ®ñ) ®­îc dd muèi . Ng©m thanh kim lo¹i B vµo dd muèi ®ã, sau mét thêi gian lÊy thanh kl ra th× khèi t¨ng thªm 1,6g. Kim lo¹i A vµ B lµ
A. Ag vµ Cu B. Cu vµ Fe
C. Fe vµ Al D. Ni vµ Zn
Dù ®o¸n : 12,8g lµ 0,2 mol Cu, Fe ®Èy ®­îc Cu
Tìm nhanh đáp số bài toán
bằng phương pháp quy đổi
Ví dụ : Để m gam bột sắt ngoài không khí sau một thời gian biến thành hỗn hợp A có khối lưương 12 gam gồm Fe3O4, Fe2O3, FeO, Fe. Cho A tác dụng hết với dd HNO3 loãng thu đưược 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Tính m ?
Các PTHH :
2Fe + O2 ? 2FeO (1)
4Fe + 3O2 ? 2Fe2O3 (2)
3Fe + 2O2 ? Fe3O4 (3)
Fe + 4HNO3 ? Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (4)
x ( mol) x (mol)
3FeO + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (5)
y (mol) y/3
3Fe3O4 + 28HNO3 ? 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (6)
z (mol) z/3
Fe2O3 + 6HNO3 ? 2Fe(NO3)3 + 3H2O (7)
Cách 1 : PP đại số
Gọi số mol các chất trong A gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 lần lượt là x, y, z, t ta có hệ phương trình :
+Theo kl hh : 56x + 72y + 232z + 160t = 12 (1)
+Theo nFe : x + y + 3z + 2t = m/56 (2)
+ Theo nO : y + 4z + 3t = ( 12 - m ) : 16 (3)
+ Theo nNO : x + y/3 + z/3 = 0,1 (4)
Các phương trình (1) (2) (3) tương đương nhau. Vậy thực chất chỉ có 2 phương trình.
Chia (1) cho 7 được : 7x + 9y + 29z + 20t = 1,5 (5)
Nhân (4) với 3 được : 3x + y + z = 0,3 (6)
Công (5) với (6) được : 10x + 10y + 30z + 20t = 1,8
Hay : x + y + 3z + 2t = 0,18. m = 0,18. 56 = 10,08g
Cách 2 : PP bảo toàn electron
Dựa vào sự bảo toàn electron ta có phương trình:
(m : 56 ).3 = [(12 - m ): 32].4 + 0,1.3 ? m = 10,08g
Cách 3 : PP bảo toàn khối lượng
mA + m HNO3 pư = m Fe(NO3)3 + mNO + m H2O
Cách tính : nHNO3 tạo NO = nNO = 0,1 ;
nHNO3 tạo Fe(NO3)3 = 3m/56
nHNO3 pư = (0,1 + 3m/56)
12 + ( 0,1 + 3m/56).63 = m/56. 242 + 0,1. 30 + 1/2 .( 0,1 + 3m/56). 18
Giải ra m = 10,08g
Cách 4 : PP số học
Ví dụ : Vừa gà vừa chó 36 con
Bó lại cho tròn đúng 100 chân. Hỏi mấy gà ? mấy chó ?
Gọi x là số gà, y là số chó : x + y = 36
2x + 4y = 100
Giải ra x = 22 ; y = 14
Giải số học - Nếu thay chó bằng gà thì hụt mất 28 chân. Số chó là 28:2 =14
- Nếu thay gà bằng chó thì thừa 44 chân. Số gà là 44:2 =22
Ap dụng vào bài toán hoá:
Giả sử lượng sắt phản ứng chỉ tạo ra Fe2O3 . Số mol Fe dư bằng số mol NO
4Fe + 3O2 ? 2Fe2O3
4/3.[(12 - m) : 32] ? (12 - m) : 32
Ta có : 4/3.[(12 -m ): 32] + 0,1 = m/56 ? m = 10,08g
Cách 5 : PP quy đổi
Hỗn hợp A gồm Fe, Fe2O3, FeO, Fe3O4. Ta có thể quy đổi vè bất kỳ cập chất nào, thậm chí có thể quy về 1 chất.
1) Quy về Fe và Fe2O3 với số mol lần lượt là x và y.
56x + 160y = 12 với x = 0,1. Giải ra y = 0,04.
nFe = x +2y = 0,18
2) Quy về Fe và FeO. ( x và y mol )
56x + 72y = 12; x + y/3 = 0,1. Giải ra x = 0,06;
y = 0,12; nFe = x + y = 0,18
3) Quy vÒ Fe vµ Fe3O4 ( x vµ y mol )
56x + 232y = 12; x + y/3 = 0,1. Gi¶i ra :
x = 0,09 ; y = 0,03. nFe = x + 3y = 0,18
4) Quy vÒ FeO vµ Fe2O3 ( x vµ y mol )
72x + 160y = 12 ; x/3 = 0,1. Gi¶i ra :
x = 0,3 ; y = - 0,06. nFe = x + 2y = 0,18
5) Quy về Fe2O3 và Fe3O4 ( x và y mol )
160x + 232y = 0,12 ; y/3 = 0,1. Giải ra :
y = 0,3 ; x = - 0,36. nFe = 2x + 3y = 0,18
6) Quy về FeO và Fe3O4 ( x và y mol )
72x + 232y = 12 ; x/3 + y/3 = 0,1. ?
y = - 0,06 ; x = 0,36. nFe = x + 3y = 0,18
7) Quy về 1 chất kí hiệu là FexOy
3FexOy + ( 12x - 2y ) HNO3 ? 3xFe(NO3)3 +
( 3x - 2y ) NO + ( 6x - y ) H2O
Ta có tỉ lệ {3 : [12 : (56x + 16y)]} = {( 3x - 2y ) : 0,1}. Rút ra x/y = 3/2.
PTK của công thức quy đổi là Fe3O2 = 200.
n Fe3O2 = 12 : 200 = 0,06.
nFe = 0,06.3 = 0,18
Để m gam phoi bào sắt (A) ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp (B) khối lượng 12g gồm Fe và các oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc nóng thấy sinh ra 3,36 lít khí SO2 ở (đktc).
a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng ?
b) Tính m?
Dãy điện hoá của kim loại
Điện cực hiđro chuẩn
Để có thể so sánh thế điện cực giữa hai cặp oxi hoá - khử, điều cần thiết trước hết là thế điện cực của chúng phải được so sánh với một tiêu chí nào đó. Có nghĩa là, ta phải chọn một cặp oxi hoá - khử để quy chiếu và quy ước nó có thế điện cực bằng không (0). Cặp quy chiếu được chọn là cặp oxi hoá - khử H+/H2.
Quy ước rằng : Một điện cực platin (Pt) được đặt trong một dung dịch axit có pH = 0 và áp suất của khí hiđro bằng 1 atm thì nửa pin hiđro này được gọi là điện cực hiđro chuẩn. Thế điện cực hiđro chuẩn của cặp H+/H2, kí hiệu là có giá trị bằng không (0) :
H+/ H2 = 0,00 V
Ta dùng thế điện cực hiđro chuẩn để xác định thế điện cực chuẩn cho các cặp oxi hoá - khử khác bằng cách nối cặp oxi hoá - khử Mn+/M chuẩn (cation Mn+ có nồng độ 1M, nhiệt độ 25oC) với cặp H+/H2 chuẩn. Có 2 trường hợp xảy ra với giá trị của thế điện cực chuẩn :
+Thế oxi hoá - khử chuẩn của cặp Mn+/M là số dương nếu khả năng oxi hoá của ion Mn+ trong nửa pin Mn+/M là mạnh hơn ion H+ trong nửa pin H+/H2.
+ Thế oxi hoá - khử chuẩn của cặp Mn+/M là số âm nếu khả năng oxi hoá của ion Mn+ trong nửa pin Mn+/M là yếu hơn ion H+ trong nửa pin H+/H2.
Thí dụ. Thế điện cực chuẩn của các cặp kim loại :
E0(Ag+/Ag) = + 0,80 V
E0(Zn2+/Zn) = - 0,76 V
- Kim loại của cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn nhỏ khử được kim loại của cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn trong dung dịch muối :
Cu + 2Ag+ ?? Cu2+ + 2Ag
Hoặc : Cation kim loại trong cặp oxi hóa - khử có thế điện cực lớn hơn oxi hóa được kim loại trong cặp oxi hóa -khử có thế điện cực nhỏ hơn.
Hoặc : Chất oxi hóa mạnh nhất sẽ oxi hóa chất khử mạnh nhất, sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn ( quy tắc ? )
Kim loại trong cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn 0,00 V đẩy được hiđro ra khỏi dung dịch axit.
Hoặc : Cation H+ trong cặp H+/H2 oxi hóa được kim loại trong cặp oxi hóa - khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn (thế điện cực chuẩn âm).
Hoặc : Chất oxi hóa mạnh nhất (H+) sẽ oxi hóa chất khử mạnh nhất (Mg) sinh ra chất oxi hóa (Mg2+) và chất khử yếu hơn (H2).

Dãy điện hóa chuẩn của kim loại
Dãy điện hóa chuẩn của kim loại còn được gọi là dãy thế điện cực chuẩn của kim loại, hoặc dãy thế oxi hóa-khử chuẩn của kim loại, hoặc dãy thế khử chuẩn của kim loại. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, người ta dùng tên dãy sao cho phù hợp.
Pin điện hoá.
Khác với môn Vật lí là tìm hiểu dòng điện trong pin điện hoá, môn Hoá học tìm hiểu về nguyên nhân, bản chất của phản ứng oxi hoá - khử đã phát sinh ra dòng điện.
1. Dùng dãy thế điện cực chuẩn của kim loại để xác định.
a. Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hóa Al-Cu.
E0pđh = E0cực ? - E0cực ?
Hoặc: E0pđh = E0khử - E0oxi hóa
Ta có: E0pđh = + 0,34V - ( -1,66V) = 2,00V
b. Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa-khử.
Biết suất điện động chuẩn của pin điện hóa Zn-Ag là 1,56V và thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa-khử Ag+/Ag là +0,80V. Hãy xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+ / Zn.
E0pđh = E0 (Ag+/Ag) - E0 (Zn2+ / Zn).
Suy ra: E0 (Zn2+ / Zn) = E0 (Ag+/Ag) - E0pđh
= +0,80V - 1,56V = -0,76V
Ví dụ pin điện hoá Zn - Cu. Nối 2 điện cực Zn và Cu bằng một dây dẫn, trên dây có mắc nối tiếp một vôn-kế :
Xuất hiện dòng điện một chiều từ lá Cu (cực +) đến lá Zn (cực -). Chú ý rằng chiều di chuyển của dòng electron ở mạch ngoài thì ngược lại, từ lá Zn (cực -) đến lá Cu (cực +). Suất điện động của pin đo được là 1,10 V.
Điện cực Zn bị ăn mòn dần.
Có một lớp kim loại đồng bám trên điện cực Cu.
Màu xanh của cốc đựng dung dịch CuSO4 bị nhạt dần.
X¸c ®Þnh chiÒu cña p­ oxi ho¸ - khö
2. Dùng dãy thế oxi hóa-khử chuẩn của kim loại (dãy thể khử chuẩn) để dự đoán chiều của phản ứng oxi hóa-khử
Xác định chiều của phản ứng oxi hóa-khử cũng là sự tìm hiểu về phản ứng đó trong điều kiện tự nhiên có xảy ra hay không.
Có một số phương pháp xác định chiều của phản ứng oxi hóa-khử.
Phương pháp 1: Phương pháp định tính. Thí dụ : ion Pb2+ có oxi hóa được Zn hay không trong phản ứng
Pb2+ (dd) + Zn(r) ? Pb(r) + Zn2+(dd)
Nếu phản ứng hóa học trên xảy ra giữa 2 cặp oxi hóa-khử Pb2+/Pb và
Zn2+/Zn. Ta viết các cặp oxi hóa-khử trên theo trình tự: cặp nào có giá trị E0 lớn hơn, ta viết bên phải, cặp có giá trị E0 nhỏ hơn ở bên trái. Ta có:
Theo quy tắc ?: ion Pb2+ oxi hóa được Zn, sản phẩm là những chất oxi hóa ( Zn2+) và chất khử (Pb) yếu hơn. Phản ứng trên có xẩy ra.
Phương pháp 2 : Phương pháp định lượng. Phản ứng hóa học trên được tạo nên từ 2 nửa phản ứng:
Nửa phản ứng oxi hóa: Zn ? Zn2+ + 2e, ta có Eooxh = -076V
Nửa phản ứng khử: Pb2+ + 2e ? Pb, cóEokhử = - 0,13 V
Thế oxi hóa - khử của cả phản ứng (Eopư ) được tính theo công thức:
Eopư = Eokhử - Eooxh = - 0,13V - ( - 0,76V) = + 0,63V
E0 của phản ứng oxi hóa-khử là số dương (Eopư >0), kết luận là phản ứng trên có xảy ra, hoặc ion Pb2+ oxi hóa được Zn.
Phương pháp 3 : Tìm thế oxi hóa-khử của cả phản ứng (Eopư ) theo công thức:
Eopư = Eokhử + Eooxh
Chú ý là ở đây, Eokhử có giá trị như đã ghi trong dãy điện hóa chuẩn, còn Eooxh có giá trị như Eokhử nhưng ngược dấu:
Nửa phản ứng oxi hóa: Zn ? Zn2+ + 2e, ta có Eooxh = +076V
Nửa phản ứng khử: Pb2+ + 2e ? Pb, có Eokhử = - 0,13 V
Ta có thế oxi hóa-khử của cả phản ứng là
Eopư = -0,13V + ( + 0,76V) = + 0,63 V
Kết luận: Eopư > 0, phản ứng trên xảy ra
điện phân
Hiện tượng quá thế
Khi điện phân H2O (có pha thêm chất điện li H2SO4), theo lí thuyết thì hiệu điện thế giữa 2 điện cực cần có là : 1,23 V.
Nhưng khi hiệu điện thế của nguồn điện vượt quá 1,23 V vẫn không nhận thấy có hiện tượng khử các ion H+ ở catot và sự oxi hoá H2O ở anot. Để cho các phản ứng có thể xảy ra được ở các điện cực, phải dùng một hiệu điện thế cao hơn hiệu điện thế tính theo lí thuyết, hiệu điện thế đó là 1,85 V. Chênh lệch giữa hai giá trị : hiệu điện thế lí thuyết và hiệu điện thế thực nghiệm được gọi là trị số quá thế.
Trị số quá thế trong điện phân H2O là : 1,85 - 1,23 = 0,62 (V).
Trị số quá thế lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào chất khí được sinh ra và trạng thái bề mặt của các điện cực (nhẵn bóng hay xốp).