Phương pháp bảo toàn nguyên tố giúp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ GIÚP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

 

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) → 3Fe²⁺

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.

...

Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp bảo toàn nguyên tố giúp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy. 

Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!