justplaying_keepgoing
New Member
Download miễn phí Chuyên đề Phương pháp bảo toàn electron
V. Ưu nhược điểm:
• Ưu điểm:
+ làm bài toán trở nên đơn giản, giải nhanh.
+ Không cần viết phản ứng.
+ Số kimloại, số sản phẩm khử trong bài toán càng nhiều thì phương pháp càng trở nên ưu việt.
• Nhược điểm:
+ Không thấy rõ bản chất hoá học.
+ Chỉ ápdụng cho phương trình phản ứng oxi hoa – khử.
+ Không giải được bài toán hữu cơ mà chủ yếu là vô cơ.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRONNguyên tắc:
Trong phản ứng oxihoá - khử :
số e nhường =số e nhận
=> số mol e nhường =số mol e nhận
Phạm vi ứng dụng:
Phương pháp này cho phép giải nhanh nhiều bài toán oxihoa – khử phức tạp thường gặp :
+ Trong hỗn hợp các chất phản ứng có nhiều chất oxihoa – khử và nhiều chất khử khác nhau, không đủ điều kiện để xác định số lượng và thứ tự các phản ứng xảy ra.
+ Phản ứng oxihoa – khử xảy ra qua nhiều trạng thái trung gian.Chẳng hạn :
+3e
Fe Fe2+ Fe3+
-3e
* Các bước áp dụng:
Bước1:Xác định chất khử(nhường e) và chất oxihoa(nhận e), ta dựa vào số oxihoa để xác định.
Bước2:Viết và cân bằng phương trình nhường nhận e(có gắn số mol tương ứng của các chất trong mỗi quá trình).
Bước3:Từ định luật bảo toàn e ta viết phưong trình giữa các đại lượng và giải phương trình để trả lời các yêu cầu màbài toán đặt ra.
Các dạng bài tập:
1. Dạng 1:Kim loại (hỗn hợp kim loại), hợp chất có tính khử của kim loại tác dụng với hợp chất có tính oxihoa.
Ví dụ:Hợp chất có tính khử của kim loại:FeO, FeCO3, Fe(OH)2, FeS2 …
FeO + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O
FeCO3 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + CO2 + H2O
Bài tập minh họa:
Bài tập 1: Hòa tan hết 2,16g FeO trong axit HNO3 thấy thoát ra 0,224l khí X(đktc) là sản phẩm khử duy nhất.Xác định X?
Tóm tắt bài toán:
HNO3 Khí X 0.224l (đktc)
FeO (Sp khử duy nhất) Xác định khí X?
dd B
Giải:
B1:Xác định chất khử (FeO), chất oxi hoá (HNO3)
Đặt khí X chứa Nitơ là NxOy
B2 :Viết pt nhường nhận e
Quá trình nhường e Quá trình nhận e
Fe+2 Fe+3 + 1e N+5 + e (NxOy) 0,03 0,03 (5x-2y)0,01 0,01x
B3 :Áp dụng định luật bảo toàn e ta có :
(5x-2y)0,01 = 0,03 ó 5x-2y = 3
Biện luận ta được: x = 1, y = 1 => X là NO.
Bài tập 2 :Có 3,04g Hỗn hợp Fe vàCu hòa tan hết trong HNO3 tạo thành 0,08mol NO và NO2 có= 42 và thu được dd B. Hãy xác định thành phần % hỗn hợp ban đầu.
Tóm tắt :
Fe HNO3 hh NO
Cu 08mol NO2 Xđ %Fe, %Cu ?
= 42
dd B
Giải : Đặt số mol của NO và NO2 lần lượt là x,y.
Ta có hệ : x+y = 0,08 ó x = 0,02
30x + 46y = 42(x + y) y = 0,06
Quá trình nhường e Quá trình nhận e
Fe Fe+3 + 3e N+5 + 3e N+2
3a 0,06 0,02
Cu Cu+2 + 2e N+5 + 1e N+4(NO2)
2b 0,06 0,06
Ta có hệ : 3a + 2b = 0,12 ó a= 0.02 =>%Fe = 36,84%
56a + 64b = 3,04 b = 0,03 =>%Cu = 63,16%
2.Dạng 2 : Hỗn hợp kim loại + hỗn hợp muối (với dạng này cần phân biệt rõ chất có và không thay đổi số oxi hoá)
* Lưu ý
ãy điện hoá và quy tắc :Oxhmạnh + Khmạnh Oxhyếu + Khyếu
Bài tập 3: Khuấy kỹ 100ml dd A chứa AgNO3, Cu(NO3)2 với hỗn hợp kim loại có0,03molAl và 0,05mol Fe. Sau phản ứng thu được dd C và 8,12g chất rắn B gồm 3kim loại. Cho B tác dụng với HCl dư thì thu được 0,672l H2 (đktc). Tính nồng độ CM của AgNO3 và Cu(NO3)2 trong A.
Tóm tắt :
Al (0,03mol) 100ml dd A (AgNO3, Cu(NO3)2) HCl H2 0,672l(đktc)
Brắn(3kl)
Cu (0,05mol) Crắn m(g)
Xđ CM của AgNO3, Cu(NO3)2 trong A?
Giải :
Vì Al hoạt động mạnh hơn Fe nên Al hết => hh B gồm 3kl:Ag, Cu, Fe dư
Ta có : Fedư + 2HCl FeCl2 + H2 => nFe(pứ)= 0,02mol
0,03 0,03
m B= mCu + mAg + mFe dư => mCu + mAg = m B - mFe dư =8,12 – 56.0,03=6,44g
Mặt khác:
Quá trình nhường e Quá trình nhận e
Al Al+3 + 3e Cu+2 + 2e Cu
0,03 3.0,03 b 2b
Fe Fe+2 + 2e Ag+ + 1e Ag
0,02 2.0,02 a a
Suy ra: a + 2b = 0,13 ó a= 0,03 => CM(AgNO3)=0,3M
108a + 64b = 6,44 b= 0,05 => CM(Cu(NO3)2)=0,2M
3.Dạng 3: Phản ứng nhiệt nhôm.
Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng giữa Al với oxit kim loại hoạt động hoá học kém hơn ở nhiệt độ cao.
2xAl + 3MxOy yAl2O3 + 3xM
Bản chất của phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng oxihoa – khử.Al là chất oxihoa, oxit kim loại là chất khử( Al chiếm oxi của oxit kim loại để tạo Al2O3 : 4Al + 3O2 à 2Al2O3).
Bài tập 4: Trộn 0,54g bột Al với hh Fe2O3 và CuO rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí trong 1 thời gian, được hh rắn X. Hòa tan Xtrong dd HNO3 (đặc,nóng dư) thì thu được V (l)NO2 (sp khử duy nhất ở đktc). Xác định V?
Tóm tắt :
Trộn 0,54g Al t0 HNO3 đ,nóng,dư V(l) NO2(đktc)
CuO Xrắn Xđ V?
Fe2O3 dd A
Tư duy bài toán theo sơ đồ: +1e
Fe2O3, CuO HNO3
Al hh X Al+3, Fe+3, Cu+2, NO2
-3e
Quá trình nhường e Quá trình nhận e
Al Al+3 + 3e N+5 + 1e N+4(NO2)
0,02 0,06 0,06 0,06
=> = 1,344(l)
4.Dạng 4: Bài toán điện phân.
Điện phân là một quá trình oxihóa – khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện 1 chiều đi qua. Gồm 2 loại: Điện phân nóng chảy và điện phân dung dịch.
Quy tắc:
Quy tắc catot (quy tắc âm cực):
Tại catot nhận các ion dương chạy về và tại đây xảy ra quá trình khử cation kim loại Mn+, H+, H2O.
Các cation kim loại nhóm IA, IIA, Al3+ không bị khử. H2O bị khử theo phản ứng:
2H2O + 2e H2 + 2OH-
Các cation kim loại khác bị khử lần lượt theo trật tự trong dãy điện hoá.
Mn+ + ne M
Quy tắc anot ( quy tắc dương cực):
Tại anot nhận các ion âm chạy về và tại đây xảy ra quá trình oxi hoá.
Các anion gốc axit có oxi và F – không bị oxi hoá: SO42-, NO3- ,PO43- …(trừ các gốc axit hữu cơ).H2O bị oxi hoá theo phản ứng:
2H2O - 4e O2 + 4H+
Các trường hợp khác bị điện phân theo trật tự :
S2- > I - > Cl- > OH- > H2O
Chú ý:
Về bản chất, quan điểm về anot, catot trong pin điện hoá và trong bình điện phân hoàn toàn giống nhau: + Catot là nơi xảy ra sự khử.
+ Anot là nơi xảy ra sự oxihoa
Tuy nhiên, sự phát sinh dòng điện trong pin điện hóa và sự điện phân là hai quá trình ngược nhau (một quá trình tạo ra dòng điện, một quá trình nhờ tác dụng dòng điện).Vì vậy, dấu của điện cực là ngựơc nhau.
+ Trong pin: anot là cực âm, catot là cực dương.
+ trong bình điện phân: anot là cực dương, catot làcực âm.
Bài tập 4: Tiến hành điện phân hoàn toàn dung dịch X chứa AgNO3, Cu(NO3)2 thu được 56g hỗn hợp kim loại ở catốt và 4,48l khí ở anốt. Tính số mol mỗi muối trong X?
Tóm tắt:
dd X
AgNO3 HNO3 Catot:hh Ag
Cu(NO3)2 (56g) Cu Xđ n của AgNO3, Cu(NO3)2 trong X?
Anot: khí 4,48l (đktc)
Giải: Gọi số mol của AgNO3, Cu(NO3)2 trong X lần lượt là a, b.
Quá trình điện phân:
Ở catot: Ag+, Cu+2(, H2O) Ở anot: NO3-, H2O
Ag+ + 1e Ag 2H2O 4H+ + O2 + 4e
a a a 0,2 0,8
Cu+2 + 2e Cu
b 2b b
Suy ra hệ: a + 2b = 0,8 ó a= 0,4
108a + 64b = 56 b= 0,2
5.Dạng 5: Kim loại (hỗn hợp kim loại) có hóa trị không thay đổi khi tác dụng với nhiều tác nhân oxi hoa.
* Chú ý: Chất khử chỉ thể hiện 1 mức oxi hoa với mọi tác nhân oxi hoa.
Bài tập 5: Chia 1,2g hỗn hợp 2 kim loại có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau:
+Phần 1: Bị oxi hoa hoàn toàn thu được 0,78g hỗn hợp oxit.
+Phần 2: Tan trong dd H2SO4 l thu được V(l) H2 (đktc). Tính V?
Tóm tắt:
O2
A Chia 2phần bằng nhau Phần 1 hoàn toàn hh oxit 0,78g
B Xđ V?
Phần 2 Khí H2 V(l)
Giải:
+Phần1: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng
moxit = mkl + mO(oxit) => nO(oxit) = = = 0,01mol
Ta có:
Quá trình nhường e Quá trình nhận e
M M+n + ne O2 + 4e 2O-2
x nx 0,02 0,01
2H+ + 2e H2
0,02 0,01
Vì ne nhường (kl) =
ne nhường (kl) = => = = 0,02 => =0,224l
6.Dạng 6: Có nhiều phản ứng oxi hoá – khử xảy ra đồng thời.
Là phản ứng xảy ra qua nhiều giai đoạn trung gian.
Bài tập 5: Để m(g) bột Fe ngoài không khí, sau một thời gian tạo thành hỗn hợp B có khối lượng 12g gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thấy sinh ra 2,24l khí NO duy nhất (đktc). Tính m.
Tóm tắt:
...