Áp dụng bảo toàn nguyên tố giúp giải nhanh bài tập trắc nghiệm môn Hóa học năm 2019-2020

ÁP DỤNG BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ GIÚP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MÔN HÓA HỌC

 

1. Nguyên tắc:

Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn được bảo toàn. Điều này có nghĩa là: “Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố bất kì trước và sau phản ứng luôn bằng nhau”.

Phương pháp này thường áp dụng cho các bài toán xảy ra nhiều phản ứng và để giải nhanh ta chỉ cần thiết lập sơ đồ mối quan hệ giữa các chất.

2. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1:  Khử hoàn toàn 20,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ cần dùng 2,24 lít khí CO (đktc). Khối lượng sắt m thu được sau phản ứng là:

A. 18g            B. 19g          C. 19,5g            D. 20g

Giải:

FeO + CO = Fe + CO₂

Fe₂O₃ +3CO =2Fe + 3CO₂

Theo bài: CO lấy oxi của oxit tạo thành CO₂

Theo định luật bảo toàn nguyên tố:n_{O của oxit}= n_CO = 0,1 (mol)

→ m_{O của oxit} = 0,1 . 16 = 1,6 (gam)

→ Khối lượng sắt thu được sau phản ứng là: 20,6 – 1,6 = 19 (gam)

Đáp án B.

Ví dụ 2: Khử hết m gam Fe₃O₄ bằng CO thu được hỗn hợp A gồm FeO và Fe. A tan vừa đủ trong 0,3 lít dung dịch H₂SO₄ 1M. Giá trị của m là:

A. 23,2 gam.         B. 46,4 gam.        C. 11,2 gam.        D. 16,04 gam.

Giải:

Fe₃O₄  → (FeO, Fe) → 3 Fe²⁺

n mol                           3n

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

 n_{Fe trong  Fe3O4}  = n_{Fe trong FeSO4} = n_SO4 ^2-   = n_H2SO4 = 0,3 . 1 = 0,3

→ 3 n = 0,3 .1 → n = 0,1 → m_Fe3O4 = 23,2 gam.

Đáp án A.

Ví dụ 3: Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp CuO và Fe_xO_y bằng H₂ dư ở nhiệt độ cao thu được 17,6 gam hỗn hợp kim loại. Khối lượng H₂O tạo thành là:

A. 1,8gam.      B. 5,4 gam.        C.7,2gam.        D. 3,6gam.

Giải:

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Fe_xO_y + H₂ = x Fe + y H₂O

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố :

n_{O trong H2O} = n_{O trong oxit} = (m_oxit  - m_{kim loại}) : 16 = (24 – 17,6) : 16 = 0,4 (mol) = n_H2O

Vậy m_H2O = 0,4 . 18 = 7,2 gam

Đáp án C.

Ví dụ 4: Hỗn hợp rắn A gồm 0,1 mol Fe₂O₃ và 0,1 mol Fe₃O₄. Hòa tan hoàn toàn A bằng dung dịch HCl dư được dung dịch B. Cho dung dịch NaOH dư vào B được kết tủa C. Lọc lấy kết tủa C, rửa sạch rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn D. Tính m:

A. 40 gam.         B. 39 gam.           C. 39,8 gam.           D. 35 gam.

Giải:

Các phương trình phản ứng xảy ra:

Fe₂O₃  + 6 HCl  → 2 FeCl₃  + 3 H₂O

Fe₃O₄  + 8 HCl  →  FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

FeCl₂  + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

FeCl₃  + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2 H₂O → 4Fe(OH)₃                              

2 Fe(OH)₃  → Fe₂O₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ (0,1 mol) và Fe₃O₄ (0,1 mol) → chất rắn D là Fe₂O₃ (a mol)

Bảo toàn nguyên tố Fe ta có:

0,1 . 2 + 0,1 . 3 = a . 2

→ a = 0,25 → m = 40 gam.

Đáp án A.

Ví dụ 5: Cho 11,2 gam Fe và 2,4 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ loãng dư sau phản ứng thu được dung dịch A và V lít khí H₂ (đktc). Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa B. Lọc B nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. m có giá trị

A. 18 gam       B. 20 gam.      C. 24 gam.        D. 36 gam.

Giải:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

Dung dịch A: FeSO₄ và MgSO₄

FeSO₄ +2NaOH → Fe(OH)₂ ↓+ Na₂SO₄

MgSO₄ + 2NaOH → Mg(OH)₂ ↓+ Na₂SO₄

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃ ↓

2Fe(OH)₃ →  Fe₂O₃ + 3H₂O

Mg(OH)₂ → MgO + H₂O

Từ các phương trình phản ứng trên, ta có:

2 Fe → Fe₂O₃

0,2 mol  0,1 mol

Mg   →    MgO

0,1 mol     0,1 mol

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe và Mg ta có:

M = 0,1 . 160 + 0, 1 . 40 = 20 (gam)

Đáp án B.

Ví dụ 6: 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃ tác dụng vừa đủ với 260 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. m có giá trị là:

A. 7 gam        B. 7,5 gam        C. 8 gam.        D. 9 gam

Giải:

7,65 gam hỗn hợp FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃→ m gam chất rắn Fe₂O₃ (a mol)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe, ta có:

n_{Fe trong oxit} = n_{Fe trong Fe2O3}

→ n_{Fe trong oxit} = (7,68 – 0,13 . 16) : 56 = 0,1 (mol)

→ n_{Fe trong Fe2O3} = 0,1 mol = 2 a

Vậy a = 0,05 mol → m = 0,05 . 160 = 8 (gam)

Đáp án C.

Ví dụ 7: Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu trong không khí thu được thu được 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl 2M thì phải dùng bao nhiêu lít?

A. 0,5 lít.       B. 0,7 lít.         C. 0,12 lít.         D. 1 lít

Giải: 

M + O₂  → M_xO_y + HCl → muối + H₂O

Theo phản ứng M_xO_y + 2y HCl → M_xCl_2y + y H₂O

Nhận thấy n_{O trong oxit} = 1/2 n_HCl

Mà n_{O trong oxit} = (5,96 – 4,04) : 16 = 0,12

→ n_HCl = 0,24

→ V_{dd HCl} = 0,24 : 2 = 0,12 (lit)

Đáp án C.

Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một axit cacboxylic đơn chức cần vừa đủ V lít O₂ ở đktc, thu được 0,3 mol CO₂ và 0,2 mol H₂O. Giá trị của V là:

A. ­8,96 lít.       B. 11,2 lít.       C. 6,72 lít.       D. 4,48 lít

Giải:­­

Phân tử cacboxylic đơn chức có 2 nguyên tử O nên có thể đặt CTPT của axit là RO₂.

Định luật bảo toàn nguyên tố O:

n_{O trong RO2} + n_{O trong O2} = n_{O trong CO2} + n_{O trong H2O}

→ 0,1 . 3 + n_{O trong O2} = 0,3 .2 + 0,2 . 1

→ n_{O trong O2} = 0,6 mol

Vậy n_O2 = 0,6 : 2 = 0,3 (mol)

V = 0,3 . 22,4 = 6,72 (lít)

Đáp án C.

Ví dụ 9: Tiến hành crackinh ở nhiệt độ cao 5,8 gam C₄H₁₀. sau một thời gian thu được hỗn hợp khí X gồm CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₃H₆ và C₄H₁₀. Đốt cháy hoàn toàn X trong khí oxi dư, rồi dẫn toàn bộ sản phẩm sinh ra qua bình đựng H₂SO₄ đặc. Tính độ tăng khối lượng của bình H₂SO₄ đặc:

A. 10 gam.        B. 15 gam.        C. 7 gam         D. 9 gam.

Giải:

Sơ đồ : 0,1 mol C₄H₁₀ → hỗn hợp X → CO₂ + a mol H₂O

Bảo toàn nguyên tố H: n_{H trong C4H10} = n_{H trong H2O}

→ 0,1 . 10 = a . 2

→ a = 0,5 (mol)

Vậy khối lượng của bình H₂SO₄ tăng lên = m_H2O = 0,5 . 18 = 9 (gam)

Đáp án D.

Ví dụ 10: Cho m gam một ancol no đơn chức X qua bình đựng CuO (dư) nung nóng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, khối lượng chất rắn trong bình giảm 0,32 gam. Hỗn hợp hơi thu được có tỉ khối đối với hidro là 15,5. Giá trị của m là:

A. 0,92 gam.       B. 0,32 gam.        C. 0,64 gam.       D. 0,46 gam.

Giải:

C_nH_2n+1CH₂OH + CuO → C_nH_2n+1CHO + Cu + H₂O

Theo định luật bảo toàn nguyên tố: Ta có khối lượng chất rắn trong bình phản ứng giảm chính là số gam nguyên tử O trong phản ứng.

Do đó: m_O = 0,32 gam  → n_O = 032 : 16 = 0,02 (mol).

→ n_CuO = 0,02 mol

Vậy hỗn hợp hơi gồm C_nH_2n+1CHO (0,2 mol) và H₂O (0,02 mol)

→ m_{hh hơi} = (15,5 . 2) : ( 0,02 + 0,02) = 1,24 (gam)

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m = m_{hh hơi} + m_Cu - m_CuO = 1,24 – 0,32 = 0,92 (gam)

Đáp án A.

 

Trên đây là trích đoạn nội dung Áp dụng bảo toàn nguyên tố giúp giải nhanh bài tập trắc nghiệm môn Hóa học năm 2019-2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống hoc247.net chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!

Chúc các em học tập thật tốt!