[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TRONG HOÁ VÔ CƠ
I. CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP
1. Nguyên tắc chung
Quy đổi là một phương pháp biến đổi toán học nhắm đưa bài toán ban đầu là một hỗn hợp phức tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho các phép tính trở lên dễ dàng, thuận tiện.
Khi áp dụng phương pháp quy đổi phải tuân thủ 2 nguyên tắc sau:
+ Bảo toàn nguyên tố
+ Bảo toàn số oxi hóa
2. Các hướng quy đổi
[imath]\bullet[/imath] Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về hai hoặc chỉ một chất
Trong trường hợp này thay vì giữ nguyên hỗn hợp nhiều chất như ban đầu, ta chuyển thành hỗn hợp với một số chất ít hơn
VD: Từ hỗn hợp [imath]Fe, FeO, Fe_2O_3[/imath] và [imath]Fe_3O_4[/imath] ta có thể chuyển thành các tổ hợp : [imath]Fe[/imath] và [imath]FeO[/imath] , [imath]Fe[/imath] và [imath]Fe_2O_3[/imath], [imath]FeO[/imath] và [imath]Fe_2O_3[/imath]
[imath]\bullet[/imath] Quy đổi hỗn hợp về các nguyên tử tương ứng
Thông thường ta gặp bài toán hỗn hợp nhiều chất nhưng chỉ có hai hoặc ba nguyên tố. Do đó, có thể quy đổi thẳng hỗn hợp về hỗn hợp chỉ gồm hai hoặc ba chất là nguyên tử tương ứng
VD: Từ hỗn hợp [imath]Fe[/imath], [imath]FeO[/imath], [imath]Fe_2O_3[/imath] và [imath]Fe_3O_4[/imath] ta có thể chuyển thành các nguyên tố thành phần là [imath]Fe[/imath] và [imath]O[/imath]
[imath]\bullet[/imath] Quy đổi tác nhân OXH
Với những bài toán trải qua nhiều giai đoạn oxi hóa khác nhau bởi những chất OXH khác nhau, ta có thể quy đổi vai trò oxi hóa của chất oxi hóa này cho chất oxi hóa kia để bài toán đơn giản hơn.
Khi thực hiện phép quy đổi phải đảm bảo
+ số e nhường nhận là không đổi
+ do sự thay đổi tác nhân oxi hóa [imath]\implies[/imath] có sự thay sản phẩm cho phù hợp
3. Chú ý
[imath]\bullet[/imath] Do việc quy đổi nên trong một số trường hợp số mol một chất có thể nhận giá trị âm để tỏng số mol mỗi nguyên tố là không đổi
[imath]\bullet[/imath] Trong quá trình làm bài ta thường kết hợp sử dụng các phương pháp bảo toán khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn e và một số phương pháp khác để tối ưu tốc độ làm bài
[imath]\bullet[/imath] Phương pháp quy đổi tốt nhất, có tính khái quát cao nhất là quy đổi thẳng về các nguyên tử tương ứng. Đây là phương án cho lời giải nhan gọn và dễ hiểu, biểu thị đúng bẩn chất hóa học.
II. CÁC VÍ DỤ
| VD1: Để [imath]m[/imath] gam bột sắt ngoài không khí một thời gian thu được [imath]21,6[/imath] gam hỗn hợp [imath]X[/imath] gồm [imath]Fe[/imath], [imath]FeO[/imath], [imath]Fe_2O_3[/imath] và [imath]Fe_3O_4[/imath]. Cho [imath]X[/imath] vào dung dịch [imath]HNO_3[/imath] dư ta thu được [imath]2,24 \, l[/imath] [imath]NO[/imath] ( sản phẩm khử duy nhất) (đktc). Tính giá trị của [imath]m[/imath]. A. 11,2 g B. 16,8 g C. 14 g D. 19,6 g |
Lời giải:
Cách 1:
Ta có [imath]n\,NO[/imath] [imath]=0,1\, mol[/imath]
Ta quy đổi hỗn hợp [imath]X[/imath] thành [imath]Fe : a\, mol[/imath] và [imath]Fe_2O_3: b\, mol[/imath]
Ta có: [imath]56a + 160b = 21,6[/imath]
Bảo toàn e ta có [imath]n\,Fe= n\,NO[/imath] [imath]\implies a = 0,1\, mol[/imath] và [imath]b = 0,1\ mol \implies m = 16,8\, gam[/imath]
Vậy đáp án là [imath]B[/imath]
Cách 2:
Ta quy đổi hỗn hợp [imath]X[/imath] thành [imath]Fe: a\, mol[/imath] và [imath]O: b\, mol[/imath]
Ta có [imath]56a + 16 b = 21,6[/imath]
Bảo toàn e cả quá trình ta có[imath]3n\, Fe= 2n\, O+ 3n\, NO \implies 3a = 2b + 0,1 \times 3 \implies 3a -2b = 0,3[/imath]
Giải hệ phương trình ta được [imath]a= b = 0,3 \, mol[/imath]
[imath]\implies m = 0,3 \times 56 = 16,8 \, gam[/imath]
| VD2: Trộn [imath]5,6\, gam[/imath] bột sắt với [imath]2,4\,[/imath] gam bột lưu huỳnh rồi đun nóng ( trong điều kiện không có không khí) thu được hỗn hợp rắn [imath]M[/imath]. Cho [imath]M[/imath] tác dụng với lượng dư dung dịch [imath]HCl[/imath] thấy giải phóng hỗ hợp khí [imath]X[/imath] và còn lại một phần không tan [imath]Y[/imath]. Để đốt cháy hoàn toàn [imath]X[/imath] và [imath]Y[/imath] cần [imath]V[/imath] lít oxi (đktc). Giá trị của [imath]V[/imath] là? A. 2,8 B. 3,36 C. 4,48 D. 3,08 |
Lời giải:
Dễ thấy hỗn hợp [imath]X[/imath] chỉ gồm [imath]H_2[/imath] và [imath]H_2S[/imath] và phần không tan [imath]Y[/imath] là [imath]S[/imath]
Vì hỗn hợp [imath]Fe[/imath] và [imath]FeS[/imath] có tổng số mol là [imath]0,1[/imath] mol [imath]\implies[/imath] số mol của [imath]X[/imath] cũng là [imath]0,1[/imath] mol
Quy đổi [imath]X[/imath] về [imath]H_2: 0,1 \, mol[/imath] và [imath]S \implies[/imath] khi đốt [imath]X[/imath] và [imath]Y[/imath] ta coi như đốt hỗn hợp [imath]H_2: 0,1\, mol[/imath] và [imath]S:0,075\, mol [/imath]
[imath]\implies nO_2=\dfrac{1}{2}nH_2 + nS = 0,125\, mol \implies VO_2= 2,8\, l[/imath]
Vậy đáp án là [imath]A[/imath]
| VD3: Hoàn tan hoàn toàn [imath]30,4[/imath] gam chất rắn [imath]X[/imath] gồm [imath]Cu[/imath], [imath]CuS[/imath] , [imath]CU_2S[/imath] và [imath]S[/imath] bằng [imath]HNO_3[/imath] dư, thoát ra [imath]20,16[/imath] lít khí [imath]NO[/imath] duy nhất (đktc) và dung dịch [imath]Y[/imath]. Thêm [imath]Ba(OH)_2[/imath] vào [imath]Y[/imath] thu được [imath]m[/imath] gam kết tủa. Giá trị của [imath]m[/imath] là : A. 29,4 gam B. 81,55 gam C. 110,95 gam D. 115,85 gam |
Lời giải:
Cách 1:
Ta có: [imath]nNO = 0,9 \, mol[/imath]
Ta quy đổi hỗn hợp [imath]X[/imath] thành [imath]Cu: a \, mol[/imath] và [imath]CuS : b \, mol [/imath]
Ta có [imath]64a + 96b = 30,4 \, gam[/imath]
Bảo toàn e ta có [imath]2a + 8b = 3nNO= 2,7\, mol[/imath]
[imath]\implies a= -0,05\, mol[/imath] và [imath]b = 0,35\, mol[/imath]
[imath]\implies[/imath] Kết tủa gồm [imath]Cu(OH)_2 : 0,3 \, mol[/imath] và [imath]BaSO_4 : 0,35 \, mol[/imath]
[imath]\implies m = 110,95 \, gam[/imath]
Cách 2:
Ta quy đổi hỗn hợp [imath]X[/imath] thành [imath]Cu : a \, mol [/imath] và [imath]S : b\, mol [/imath]
Ta có [imath]64a + 32b = 30,4[/imath]
Bảo toàn e ta có: [imath]2a + 6b = 3nNO= 2,7[/imath]
Giải hệ phương trình ta được [imath]a= 0,3 \, mol[/imath] và [imath]b = 0,35\, mol[/imath]
[imath]\implies m = 110,95\, gam[/imath]
Trên đây là cách làm một số dạng bài vô cơ sử dụng phương pháp quy đổi. Chúc các bạn học tốt!
