Tài liệu Phát huy các định luật bảo toàn trong giải toán hóa học pdf

Phát huy các định luật bảo toàn trong giải toán hóa học

Khi thực hành giải toán hoá học, nhiều bạn đã không khỏi thắc mắc khi nào thì dùng các

phương pháp bảo toàn: bảo toàn khối lượng(BTKL)?, bảo toàn electron (bảo toàn e)?,

bảo toàn nguyên tố (BTNT)?, phương pháp tăng giảm khối lượng?... Một gợi ý mà bạn

nên biết, đứng trước bài toán hoá học, bạn hãy nghĩ đến các phương pháp bảo toàn trên,

rồi tuỳ vào đặc điểm cụ thể mà áp dụng một hay kết hợp nhiều phương pháp để tìm ra kết

quả của bài toán đó. Cụ thể hơn, bạn hãy theo dõi các ví dụ sau:

Ví Dụ 1: Hỗn hợp khí A gồm clo và oxi. A phản ứng vừa hết với một hỗn hợp gồm 4,80g

Mg và 8,10g Al tạo ra 37,05g hỗn hợp các muối clorua và oxit của 2 kim loại. Tính thành

phần phần trăm theo khối lượng và thể tích của hỗn hợp A.(SGK nâng cao 10 trang 136)

Hướng dẫn:

Để giải bài toán trên, một phương pháp lối mòn là sau khi viết phương trình phản ứng

xảy ra rồi gắn với các biến số tương ứng vào và từ giả thiết kết hợp kĩ với thuật ghép ẩn

toán học để suy ra đáp số. Lời giải sau đây sử dụng các định luật bảo toàn trong hoá học:

Quá trình nhường e:

Al -> Al3+ + 3e Mg -> Mg2+ + 2e

mol 0,3 3x 0,3 0,2 2x0,2

Quá trình khử:

Cl2 + 2e ->2Cl- (x=nCl2)

mol 2x 2x

O2 +4e -> 2O2- (y= nO2)

mol Y 4y

Bảo toàn e: 2x + 4y = 3x0,3 + 2x0,2 (1)

Bảo toàn khối lượng: 71x + 32y + 4,8 + 8,1 = 37,05

Hay 71x + 32y = 24,45 (2)

Giải (1) và (2) ta sẽ tính được thành phần phần trăm theo khối lượng và theo thể tích của

hỗn hợp A.

Bình luận : Trong lời giải trên đã sử dụng hai định luật bảo toàn (bảo toàn e và BTKL)

giúp sức. Nếu bạn chưa quen với phương pháp này có thể tham khảo quy trình áp dụng

phương pháp bảo toàn e sau đây.

Đứng trước một bài toán hoá học mà phản ứng xảy ra là oxi hoá khử thì hãy nghĩ đến

phương pháp bảo toàn e có nội dung là: “Trong phản ứng oxi hoá khử, tổng số mol e mà

chất khử nhường bằng tổng số mol e mà chất oxi hoá nhận”.

Quy trình áp dụng:

+ Bước 1: Xác định chất khử và chất oxi hoá, nếu chất khử có nhiều trạng thái oxi hoá

(vd Fe) chỉ cần quan tâm trạng thái số oxi hoá đầu và trạng thái số oxi hoá cuối .

+ Bước 2: Viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử (có gắn số mol tương ứng của các

chất trong mỗi quá trình)

+ Bước 3: Từ định luật bảo toàn e suy ra mối liên hệ giữa các đại lượng và giải phương

trình để trả lời yêu cầu của bài toán.

Lưu ý: ta có thể kết hợp nhiều định luật bảo toàn để tìm ra kết quả bài toán.

Ví Dụ 2: Để m gam bột sắt ngoài không khí , một thời gian biến thành hỗn hợp B có khối

lượng 12g gồm (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3). Cho B tác dụng hết với lượng dư dung dịch

HNO3, thấy tạo ra 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Tính giá trị của m?