Phương pháp bảo toàn electron và phân dạng bài tập - Một số dạng toán thường gặp áp dụng bảo toàn electron

Dạng1. Oxi hoá sắt bằng O2 thu được hỗn hợp Fe 2O3 , Fe 3O4 , FeO và Fe còn dư . Sau đó oxi hoá hoàn toàn hỗn hợp bằng dung dịch HNO 3dư hoặc H 2SO 4 đặc nóng dư thu được một khí hoặc một hỗn hợp khí. Trong trường hợp này chất khử là Fe : Fe-3e --> Fe 3+ Chất oxi hoá là O 2: O 2+ 4e---> 2O 2-Chất oxi hoá là HNO 3N +5 + (5-x)e → N +x Chất oxi hoá là H 2SO 4 đặc nóng : S +6 + (6-x)e → S +x Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử sau đó sử dụng định luật bảo toàn e Ta có Số mol chất khử nhường(Fe) = ne( oxi nhận) + ne(NO 3 -hoặc SO 4 2-đặc nóng nhận) thí dụ1. Để m gam bột Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được hỗn hợp B gồm Fe và các oxit Fe 2O3 , Fe 3O4, FeO. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 thu được 2,24 lít khí NO (đktc). Tính khối lượng m của A

pdf13 trang | Chia sẻ: lamvu291 | Lượt xem: 2353 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phương pháp bảo toàn electron và phân dạng bài tập - Một số dạng toán thường gặp áp dụng bảo toàn electron, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Phương pháp bảo toàn electron và phân dạng bài tập Một số dạng toán thường gặp áp dụng bảo toàn electron Dạng1. Oxi hoá sắt bằng O2 thu được hỗn hợp Fe2O3 , Fe3O4 , FeO và Fe còn dư . Sau đó oxi hoá hoàn toàn hỗn hợp bằng dung dịch HNO3 dư hoặc H2SO4 đặc nóng dư thu được một khí hoặc một hỗn hợp khí. Trong trường hợp này chất khử là Fe : Fe-3e --> Fe3+ 2- Chất oxi hoá là O2 : O2 + 4e---> 2O +5 → +x Chất oxi hoá là HNO3 N + (5-x)e N +6 → +x Chất oxi hoá là H2SO4 đặc nóng : S + (6-x)e S Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử sau đó sử dụng định luật bảo toàn e - 2- Ta có Số mol chất khử nhường(Fe) = ne( oxi nhận) + ne(NO3 hoặc SO4 đặc nóng nhận) thí dụ1. Để m gam bột Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được hỗn hợp B gồm Fe và các oxit Fe2O3 , Fe3O4 , FeO. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thu được 2,24 lít khí NO (đktc). Tính khối lượng m của A Giải : số mol NO = 2,24/22,4 = 0,1 mol áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mO2 = mB - mA Quá trình oxi hoá Fe - 3e ---> Fe3+ m/56 3m/56 2- Quá trình khử O2 + 4e --> 2O (12-m)/32 4(12-m)/32 - + NO3 + 4H + 3e --- > NO + 2H2O 0,1 0,3 0,1 áp dụng định luật bảo toàn e ta có : 3m/56 =(12-m)/8 + 0,1  m = 10,08 gam Thí dụ 2. Đốt cháy 5,5 gam bột Fe bình đựng O2 thu được 7,36 gam hỗn hợp A gồm các oxit Fe2O3 , Fe3O4 , FeO và Fe dư. Cho A tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thu đượcV lít hỗn hợp khí B gồm NO2 và NO có dB/ H2 = 19 . Tính V ở (đktc) Giải : gọi a là số NO2 và b là số mol NO trong B Ta có mO2 = 7,36- 5,6 = 1,76 gam => nO2 = 0,055 mol Fe -----> Fe+3 + 3e 0,1 0,3 (mol) - + NO3 + 2H + 1e --- > NO2 + H2O a 2a a a - + NO3 + 4H + 3e --- > NO + 2H2O b 4b 3b b -2 O2 + 4e ----> 2O 0,055 4.0.055 (mol) Ta có 0,3 = a + 3b + 4. 0,055 (mol)  a+ 3b = 0,08 (I) 46a + 30 b mặt khác d /H = =19 (II) B 2 (a +b)2 Từ(I) và (II) => a= b = 0,02 mol V = 22,4(a+b) = 0,896 (lít) Thí dụ 3. Nung m gam bột Fe trong O2 thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X . Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư thoát ra 0,56 lít khí NO duy nhất (đktc) .Tìm giá trị của m ? Tương tự thí dụ 1 ta có 3m/56 = (3-m)/8 + 0,075  m = 2,52 gam thí dụ4. (HSGbảng A- 10-2007-2008) Để m gam A ngoài không khí, sau một thời gian được hỗn hợp rắn có khối lượng 75,2 gam gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 và phần Fe chưa bị oxi hoá. Cho A phản ứng hết với H2SO4 đặc, đun nóng được 6,72 lít SO2 ở đktc. Tìm giá trị m? Giải : Số mol SO2 = 6,72/22,4 =0,3 mol Ta có khối lượng oxi = 75,2 –m 3+ Quá trình oxi hoá Fe --> Fe + 3e m/56 3m/56 -2 Quá trình khử: O2 + 4e --> 2O (75,2 –m)/32 (75,2 –m)/8 Quá trình khử : S+6 + 2e → S+4 2*0,3 mol 0,3 mol áp dụng bảo toàn e : 3m/56 = (75.2-m)/8 + 0,6 --> m = 56 Dạng 2. Khử Fe2O3 bằng khí CO hoặc H2 thu được hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 , Fe3O4 , FeO sau đó hoà tan hoàn toàn hỗn hợp bằng dung dịch HNO3 dư hoặc dung dịch gồm HNO3 và H2SO4 đặc dư thu được một khí hoặc hỗn hợp khí . Nhận xét: - Trong phản ứng khử oxit Fe bằng CO ,H2 thì số mol nguyên tử O trong oxit bị khử = số mol CO (hay H2) phản ứng = Số mol CO2 (hay H2O) tạo thành. mrắn sau = mrắn trước – nCO(hoặc CO2)*16 hay mrắn sau = mrắn trước – nH2( hay H2O) *16 - Khi hoà tan các oxit bằng dung dịch axit không có tính oxi hoá mạnh luôn có số mol H+ phản ứng = 2 số mol nguyên tử oxi trong oxit. Trong trường hợp này chất khử là CO và C ,H2 còn chất oxi hoá là HNO3 hoặc cả HNO3 và H2SO4 đặc nóng. Khi đó sử dụng định luật bảo toàn e ta sẻ lập được biểu thức liên hệ số mol giữa CO và C với số mol khí tạo thành sau phản ứng với axit. Thí dụ 1. Cho 1 luồng khí CO qua ống đựng m gam Fe2O3 sau một thời gian thu được hỗn hợp 4 chất rắn khác nhau có khối lượng 6,72 gam . Hoà tan hỗn hợp này trong HNO3 dư thu được 0,448 lít khí B duy nhất hoá nâu ngoài không khí ( ở đktc) có d/H2 = 15. Xác định giá trị của m ? Giải . d B/H2 = 15 => B = 30 là NO Gọi số mol CO phản ứng là a mol Quá trình oxi hoá CO ----> CO2 C2+ ----> C4+ + 2e a 2a - + Quá trình khử NO3 + 4H + 3e --- > NO + 2H2O 0,02 0,06 0,02 (mol) Theo định luật bảo toàn ta có : 2a= 0,06 => a = 0,03 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng mFe2O3 + mCO = m hhrắn + mCO2  mFe2O3 = mhhrắn + mCO2 - mCO = 6,72 + 44.0,03 - 28. 0,03 = 7,2 gam Thí dụ 2. Thổi một luồng khí CO qua hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 nung nóng thì thu được một khí B và hỗn hợp D gồm Fe, FeO, Fe2O3 , Fe3O4 . Cho B lội qua nước vôi trong dư thì thấy tạo ra 6 gam kết tủa . Hoà tan D bằng H2SO4 đặc nóng thấy tạo ra 0,18 mol SO2,còn dung dịch E . Cô cạn dung dịch E thu được 24 gam muối khan. Xác định thành phần hỗn hợp ban đầu. Giải. Fe ----> Fe2(SO4)3 a 0,5 a Fe2O3 ----> Fe2(SO4)3’ b 0,5 b ---> nCO2 = nCaCO3 = 0,06 mol nSO2 = 0,18 mol a Fe ----> Fe+3 + 3e 0,06 C+2 ---> C+4+ 2e 0,18 S+ 6 + 2e ----> S+ 4 Phương trình bảo toàn e : 3a + (2. 0,06 ) = 0,18 . 2 --> a= 0,08 mol (I) Khối lượng muối 400(0,5 a+ b) = 24 gam --> 0,5 a + b = 0,06 mol (II) Từ (I) và (II) a = 0,08 mol = nFe hay mFe = 4,48 gam b = 0,02 mol = nFe2O3 hay m Fe2O3 = 3,2 gam Dạng3. Cho hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 hoặc hỗn hợp HNO3 và H2SO4 thu được hỗn hợp khí . Trong trường hợp này chất khử là kim loại ,chất oxi hoá là axit .Khi đó sử dụng định luật bảo toàn ta sẻ lập được biểu thức liên hệ giữa số mol của các kim loại phản ứng với số mol của các sản phẩm tạo thành. Thông thường dạng toán này xác định lượng muối tạo thành hoặc xác định sô mol axit tham gia phản ứng Có thể áp dụng công thức tính nhanh sau: Thí dụ 1. Hoà tan hết 4,4312 (g) gồm Mg và Al trong HNO3 loảng thu được dung dịch A và 1,568 lít khí hỗn hợp 2 khí không màu có khối lượng 2,59 gam. Trong đó có 1 khí hoá nâu ngoài không khí . a. Tính % về khối lượng của mỗi kim loại. b. Tính số mol HNO3 phản ứng c. Khi cô canh dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối khan. Giải. a. Trong hỗn hợp 2 khí tạo thành khí hoá nâu ngoài không khí là NO khí còn lại là 1 trong 2 khí N2 hoặc N2O . Ta có Mhh = 2,59/0,07 = 37 đvc=> khí còn lại là N2O Gọi só mol NO và N2O là a, b mol Ta có 20 a + 44b = 2,59 (I) a+ b = 0,07 (II) từ (I) và (II) a=0,035 và b= 0,035 mol Quá trình oxi hoá Mg và Al Mg ---> Mg2+ + 2 e x x 2x Al ----> Al3+ + 3e y y 3y - Quá trình khử NO3 thành NO và N2O - + NO3 + 4H + 3e --- > NO + 2H2O (1) a 4a 3a a - + 2NO3 + 10H + 8e --- > N2 O + 5H2O (2) 2b 10b 8b b Theo định luật bảo toàn e ta có : 2x + 3y = 3a + 80 b = 0,385 (III) Mặt khác m = mMg + m Al = 24 x + 27 y = 4,431 (IV) Từ (III) và (IV) => x= 0,161 và y = 0,021 (mol)  %Mg = 87,2 % ; %Al = 12,8 % + b. Theo (1) và(2) ta có nHNO3 = nH = 4a + 10 b = 0,49 mol c. Dung dịch A gồm 0,161 mol Mg(NO3)2 và 0,021 mol Al(NO3)3 khối lượng muối = 28,301 gam Thí dụ 2( Đề TSĐH -khối A -2007). Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu có tỉ lệ mol 1:1 bằng dung dịch thu được hỗn hợp V lít khí X gồm NO2 và NO (ở đktc) chỉ chứa 2 muối và axit dư . Biết dX/ H2 = 19. Xác địnhgiá trị của V ? Giải. mFe + mCu = 12 gam Do tỉ lệ mol 1: 1 nên nFe= nCu = 0,1 mol. Quá trình oxi hoá Fe và Cu Fe ---> Fe+3 + 3e 0,1 0,3 0,1 (mol) Cu ----> Cu+2 + 2e 0,1 0,2 0,1 (mol) _ Quá trình khử NO3 - + NO3 + 4H + 3e --- > NO + 2H2O a 4a 3a a - + NO3 + 2H + 1e --- > NO2 + H2O b 2b b b ta có hệ : a + b = 0,5 (mol) (I) ( 30 a + 46 b)/ (a+b) = 38 (II) Từ (I) và (II) => a= b = 0,125 mol  V = 22,4 (a+b) = 5,6 lít ≈ Thí dụ 3. Một hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B (đều có hóa trị II, MA MB) có khối lượng là 9,7 gam. Hỗn hợp X tan hết trong 200 ml dung dịch Y chứa H2SO4 12M và HNO3 2M tạo ra 2,688 lít hỗn hợp khí Z gồm 2 khí SO2 và NO có tỉ khối đối với H2 bằng 23,5. Hãy xác định hai kim loại A và B. Giải: Trước hết ta đi tính số mol mỗi chất trong hỗn hợp Z SO: x 2,688 đặt 2,688 lít khí Z gồm  2 ⇒ x+ y = =0,12 ⇒ x + y = 0,12 NO: y 22,4 64x+30y ta lại có: M=23,5.2 = 47 ⇒ = 47 ⇒ 64 x + 30 y = 5,64 Z x+ y x+ y =0,12  x = 0,06 mol giải hệ  ⇔  64x+ 30 y = 5,64  y = 0,06 mol X phản ứng với dung dịch Y thì xảy ra 4 phản ứng. Hơn nữa lượng chất tham gia ở mỗi phản ứng ta chưa rõ nên chưa thể xác định. Nhưng tóm lại chúng bao gồm các quá trình sau: Phản ứng của chất oxi hóa: +6 → +4 S + 2e S (SO2) 0,12 0,06 N+5 + 3e → N+2 (NO) 0,18 0,06 nên số mol e nhận bởi 2 axit là 0,12 + 0,18 = 0,3 mol Phản ứng của chất khử: A → A+2 + 2e a 2a B → B+2 + 2e b 2b nên số mol e cho của hai kim loại là 2a + 2b và ta có: 2a + 2b = 0,3 hay a + b = 0,15 m 9,7 M = = = 64,67 X n 0,15 ≈ Vì MA MB nên MA = 64 (Cu) và MB = 65 (Zn) Dạng4. Cho hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối . Khi cho hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối thì các phản ứng xẫy ra theo thứ tự : kim loại có tính khử mạnh hơn và muối có tính oxi hoá mạnh hơn sẻ phản ứng trước . Các phản ứng xẩy ra sau đó phụ thuộc vào số mol của các kim loại và muối . Nhìn chung ta rất khó xác định được các phản ứng xẩy ra khi chưa biết được số mol các chất. Thí dụ 1. Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol Al và 0,1 mol Zn tác dụng hoàn toàn với 1 lít dung dịch A chứa Cu(NO3)2 và AgNO3, thu đựoc 31,2 gam hỗn hợp B gồm 2 kim loại và dung dịch C . Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 4,9 gam kết tủa . Tính nồng độ mol/l của các muối trong dung dịch A Giải: Các phản ứng có thể xẫy ra khi cho hỗn hợp kim loại vào dung dịch A: Al + 3 AgNO3 = Al(NO3)3 + 3 Ag 2Al + 3Cu(NO3)2 = 2Al(NO3)3 + 3Cu Zn + 2 AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag Zn + Cu(NO3)2 = Zn(NO3)2 + Cu Hai kim loại trong B phải là Ag và Cu, dung dịch C chứa Zn(NO3)2 , Al(NO3)3 và Cu(NO3)2 dư . Khi tác dụng với NaOH dư : Al(NO3)3 + 4 NaOH = NaAlO2 + 3NaNO3 +2 H2O Zn(NO3)2 + 4 NaOH = Na2ZnO2 + 2 NaNO3 + 2H2O ↓ Cu(NO3)2 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + 2 NaNO3 nCu(OH)2 = 0,05 mol - Gọi x và y là số mol của Ag và Cu trong B ta có: 108 x + 64 y = 31,2(1) Vì các phản ứng có sự bảo toàn electron nên tổng số mol electron do Al và Zn nhường bằng tổng số + 2+ electron do Ag và Cu nhận , ta có: x+ 2y = 0,1 .3 + 0,1 . 2 = 0,5 (2) từ (1) và (2) x = 0,2 ; y= 0,15 => CM AgNO3 = 0,2 M , CM Cu(NO3)2 = 0,2 M Thí dụ 2.Cho 0,03 mol Al và 0,05 mol Fe tác dụng với 200 ml dung dịch Y chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 . Sau khi phản ứng xẫy ra hoàn toàn thu được 8,12 gam hỗn hợp gồm 3 kim loại và dung dịch B . Cho hỗn hợp kim loại này tác dụng với HCl dư thu được 0,03 mol H2 . Tính CM của các muối trong Y. Giải: Tính khử của nhôm mạnh hơn Fe nên hỗn hợp 3 kim loại gồm : Fe , Cu , Ag .Fe dư nên AgNO3 và Cu(NO3)2 phản ứng hết và không tạo ra Fe(NO3)3. Các phản ứng cío thể xẫy ra : Al + 3 AgNO3 = Al(NO3)3 + 3 Ag (1) 2Al + 3Cu(NO3)2 = 2Al(NO3)3 + 3Cu (2) Fe + 2 AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2Ag (3) Fe + Cu(NO3)2 = Fe(NO3 )2 + Cu (4) Cho hỗn hợp tác dụng với HCl chỉ có Fe phản ứng: ↑ Fe + 2 HCl = FeCl2 + H2 => nFe = n H2 = 0,03 mol Gọi x và y là số mol AgNO3 và Cu(NO3)2 trong Y cũng là số mol của Ag và Cu được tạo ra => 108 x + 64 y + 0,03. 56= 8,12 108 x + 64 y = 6,44 (I) Số mol Fe phản ứng với dung dịch muối là 0,02 mol , theo sự bảo toàn electron: tổng số mol electron + 2+ do Fe và Al nhường bằng tổng số electron do Ag và Cu nhận ⇒x + 2y = 0,13 mol (II) Từ (I) và (II) => x=0,03 , y= 0,05 CM AgNO3 = 0,15 M ; CM Cu(NO3)2 = 0,25 M Dạng 5. Xác định sản phẩm tạo thành của ở các quá trình oxi hoá - khử . Ta thường gặp các dạng +6 +5 toán xác định sản phẩm của sự khử S trong H2SO4 , N trong HNO3 khi cho các chất khử ( kim loại , FeO , Fe3O4 ...) tác dụng với các dung dịch axit trên . Để xác định được sản phẩm tạo thành ở các quá trình khử N+5 và S+6 ta cần phải xác định được số e +6 +5 mà S nhận và số e mà N nhận hoặc số oxi hoá của N và S trong sản phẩm tạo thành. Ta có các quá trình : N+5 + ne -----> N5-n S+6 + me ----> S6- m Như vậy ở đây muốn xác định được sản phẩm thì ta phải xác định được giá tri của m và n. Thí dụ 1. Hoà tan hoàn toàn 2,52 gam hỗn hợp Mg và Al bằng dung dịch HCl thu được 2,688 lít H2( đktc) . Cho 2,52 gam hỗn hợp trên tác dụng với H2SO4 đặc thu được 0,3 mol một sản phẩm duy nhất hình thành do sự khử S+6 Xác định sản phẩm đó ? Giải. ta có : x= nMg = 0,06 mol, y= nAl = 0,04 mol Tổng số mol e mà Mg và Al nhường = 24x+ 3y = 0,24 mol Giả sử a nguyên tử S+6 nhận me => Số mol e mà một nguyên tử S nhận là : S+6 + me ----> S6- m 0,03 m 0,03 (mol) Theo định luật bảo toàn e: 0,03 m = 0,24 => n= 8 +6 -2 Vậy sản phẩm của phản ứng là : H2S ( S + 8e ----> S ) Thí dụ 2. Cho 2,52 gam hỗn hợp trên tác dụng hết vối HNO3 10,5 % (d=1,2 gam/ml)thu được 0,08 + 5 mol một sản phẩm duy nhất tạo thành do sự khử N . Tính thể tích tối thiểu HNO3 đã dùng? Giải. . Giả sử a nguyên tử N+5 nhận ne => Số mol e mà một nguyên tử N+5 nhận là : N+5 + n e ----> N5- n 0,08n 0,08 Ta có 0,08 n= 0,24 => n=3 Sản phẩm của phản ứng là NO - + Ta có NO3 + 4H + 3e --- > NO + 2H2O Số mol HNO3 = nH+ = 4 nNO = 0,32 mol . => Vdd = 63. 0,32.100/10,5. 1,2 = 160 ml Chú ý: Khi cho kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 ta có thể xác định được số mol axit phản ứng theo số mol khí tạo thành dựa vào quá trình khử ion NO3- . Thí dụ 3. Hoà tan 2,4 gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ mol 1:1 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng . Kết thúc phản ứng thu được 0,05 mol sản phẩm khử duy nhất có chứa S . Xác định sản phẩm đó . Ta có nFe = nCu= 0,02 mol Ta có 0,02 Fe --> Fe+3 + 3e 0,02 Cu --> Cu2+ + 2e 0,05 S+6 + ne ---> S6-n Theo định luật bảo toàn e : 0,02* 3 + 0,02*2 = 0,05 n --> n =2 Vậy sản phẩm khử là SO2 Dang6. Phản ứng nhiệt nhôm. Bài toán nhiệt nhôm thường gặp cho hỗn hợp gồm nhôm và oxit sắt như Fe2O3 và Fe3O4 tiến hành ở nhiệt độ cao không có không khí sau đó hoà tan vào dung dịch H2SO4 đặc nóng , HNO3 hoặc vào dd axit không có tính oxi hoá hoặc kiềm. Như vậy nhôm đóng vai trò chất khử, còn oxit săt , axit HNO3 hay H2SO4 đặc đóng vai trò chất oxi hoá. Thí dụ1. Trộn 2,7 gam Al vào 20 gam hỗn hợp Fe2O3 và Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm được hỗn hợp A . Hoà tan A trong HNO3 thấy thoát ra 0,36 mol NO2 là sản phẩm khử duy nhất. Xác định khối lượng của Fe2O3 và Fe3O4? Giải. Ta có 0,1 Al --> Al+3 + 3e a 3Fe+ 8/3 --> 3 Fe+3 + 1e 0,36 N+5 + 1e --> N+4 áp dụng bảo toàn e : 0,1 *3 + a = 0,36 *1 --> a =0,06 mol  n Fe3O4 =0,06 mol --> m Fe3O4 = 13,92 gam  mFe2O3 = 6,08 gam Thí dụ2. Trộn đều a gam bột Al với x gam bột Fe3O4 được hỗn hợp A. Sau khi thực hiện phản ứng nhiệt nhôm xong, thu được chất rắn B. Cho B tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng, thu được V lít khí (đktc). Thiết lập biểu thức tính x theo V, a. áp dụng: a = 2,835 gam ; V = 2,805 lít. Thí dụ3. Khi nung hỗn hợp A gồm Al, Fe2O3 được hỗn hợp B (giả thiết hiệu suất 100%). Có thể chia hỗn hợp B thành hai phần hoàn toàn giống nhau. Hoà tan một phần trong dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,12 lít khí ở đktc. Phần còn lại hoà tan trong dung dịch NaOH dư thì lượng chất rắn không tan là 4,4 gam. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Xác định khối lượng các chất trong các hỗn hợp A, B. (ĐH Thái Nguyên-92) Dạng7. Bài toán điện phân Điện phân là dùng năng lượng điện để thực hiện phản ứng oxi hóa - khử xảy ra trên catot và anot + Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử (nhận e) + Tại Anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hoá (cho e) Sau khi viết các quá trình xẫy ra tại các điện cực ta áp dụng định luật bảo toàn e . Số mol e nhận ở cực âm(catot) = sô mol e nhường ở cực dương ( anot) Thí dụ1. Tiến hành điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 thu được 56 gam hỗn hợp kimloại ở catot và 4,48 lít khí hiđro ở anôt(đktc) . Tính số mol mỗi muối trong X ? Khí thoát ra là O2 a Ag+ +1 e --> Ag b Cu2+ + 2e --> Cu 2- 0,2 2O -4e --> O2 áp dụng bảo toàn e : a + 2b =0,8 Khối lượng kimloại 108a + 64 b =56  a =0,4 = nAgNO3  b=0,2 = nCu(NO3)2 2+ 2+ - - Thí dụ2. Dung dịch A chứa (Cu , Mg , Cl , NO3 ). Điện phân dung dịch A tới hoàn toàn thấy ở Catot thu được 2.56g Cu và không có khí bay ra. Còn ở Anot thu được 0.03mol Cl2 và xmol O2 bay lên. Tìm? Ta có các quá trình xẫy ra ở điện cực 0,04 Cu2+ + 2e --> Cu - 0,03 2Cl - 2e --> Cl2 2- x 2O - 4e --> O2 áp dụng bảo toàn e : 2* 0,04 = 2*0,03 + 4x => x = 0,005 mol Thí dụ 3. Dung dịch X chứa HCl, CuSO4, Fe2(SO4)3. Lấy 400ml X đem điện phân với điện cực trơ, I = 7,72A đến khi ở (K) được 0,08mol Cu thì dừng lại. Khi đó ở (A) có 0,1 mol 1 chất khí bay ra. Tính nồng độ [Fe2+] Các quá trình xẫy ra ở điện cự c 3+ 2+ - ở catôt Fe + 1e --> Fe ở anôt : 2Cl - 2e --> Cl2 x x x 2*0,1 mol 0,1 mol Cu2+ + 2e --> Cu 2* 0,08 0,08 mol áp dụng bảo toàn e : x + 2*0,08 = 2*0,1 => x =0,0a mol => [Fe2+] = 0,04/0,4 = 0,1 M Ngoài các dạng bài tập trên ta có thể áp dụng phương pháp bảo toàn electron tính nhanh số mol axit cũng như khối lượng muối tạo thành khi cho kim loại tác dụng với HNO3 , H2SO4 đặc . IV. Kết luận Kiến thức phần phản ứng oxi hoá khử là 1 nội dung quan trọng . Công cụ giải toán nhanh cho phần này chính là phương pháp bảo toàn electron. Để đạt được hiệu quả cao trong quá trình giảng dạy giáo viên phải phân loại bài tập và nêu phương pháp giải cho từng loại . Bài tập liên quan đến phản ứng oxi hoá quy về một số dạng trên rất mong các bạn đồng nghiệp cùng quan tâm trao đổi .
Tài liệu liên quan