Phương pháp tăng giảm khối lượng
Tăng giảm khối lượng là một trong những phương pháp giải nhanh cực hay dựa vào sự chênh lệch khối lượng khi biến đổi chất này thành chất khác có thể tính nhanh số mol của một chất trong phản ứng.
Bài viết giúp bạn nắm rõ nguyên tắc cũng như cách áp dụng pp giải nhanh này.
Mời các bạn học sinh tham khảo thêm:
PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG
I.Kiến thức cần nhớ
1) Nguyên tắc:
Nguyên tắc giải nhanh: dựa vào sự chênh lệch khối lượng khi biến đổi chất này thành chất khác có thể tính nhanh số mol của một chất trong phản ứng.
2) Các phương pháp giải bài toán tăng giảm khối lượng:
* Phương pháp đại số :
+) Đặt ẩn cho số mol chất phản ứng
+) Lập phương trình biểu diễn độ tăng ( hoặc giảm )
+) Giải tìm ẩn và kết luận
* Phương pháp suy luận tăng giảm: Từ độ tăng( giảm) theo đề và tăng (giảm) theo PTHH ta tìm được số mol của các chất
= . Hệ số
Chú ý : Nếu gặp trường hợp một kim loại tác dụng với hỗn hợp muối ( hoặc ngược lại ) thì phản ứng nào có khoảng cách giữa 2 kim loại xa hơn thì sẽ xảy ra trước. Khi phản ứng này kết thúc thì mới xảy ra các phản ứng khác.
VD : Cho hỗn hợp Fe và Cu vào dung dịch AgNO3 thì Fe phản ứng trước, Cu phản ứng sau ( vì nếu còn Fe thì không thể tồn tại muối của Cu )
* Phương pháp tăng giảm khối lượng vẫn có thể áp dụng trong trường hợp bài tập vừa có phản ứng tăng, vừa có phản ứng giảm.
VD : Cho Fe và Zn tác dụng với Cu(NO3)2 thì độ tăng khối lượng:
Dm = ( không cần tính riêng theo từng phản ứng)
Phương pháp tăng giảm khối lượng
3)Các dạng bài tập áp dụng
*Kim loại + axit HCl, H2SO4loãng
KL + Axit ® muối + H2
= mKL(phản ứng) – (thoát ra)
Ví dụ: Ḥòa tan m gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hóa trị II) trong dung dịch HCl dư thu được 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch chứa 4,575 gam muối khan. Tính giá trị của m?
Giải:
= = 0,045 mol
+ 2HCl Cl2 + H2
= = 0,045 mol
1 mol 1 mol Cl2 Mtăng = ( + 35,5.2) – =71g
0,045 mol 0,045 mol Cl2 mtăng = 0,045.71 = 3,195g
Ta có: mmuối = m + mtăng
=>m = mmuối – mtăng = 4,575 -3,195 = 1,380g
* Kim loại + muối
KL + muối muối mới + KL mới
+) độ giảm: = mmuối mới – mmuối
+) độ tăng: = mmuối – mmuối mới
Ví dụ 1: Nhúng một thanh sắt nặng 8 gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M. Sau một thời gian lấy lá sắt ra cân lại thấy nặng 8,8 gam. Xem thể tích dung dịch không thay đổi thì nồng độ mol/lit của CuSO4 trong dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu?
Giải:
Phương trình hóa học: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (1)
Theo phương trình: 56g 1mol 64g tăng 8g
Theo bài ra: x mol tăng 0,8g
-Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 . 2 = 1 (mol)
-Theo bài ra, ta thấy khối lượng thanh sắt tăng là: 8,8 – 8 = 0,8 (g).
Thế vào phương trình (1),từ đó suy ra:
= x = = 0,1 mol
Do đó = 1-0,1 = 0,9 mol
= =1,8 M
Ví dụ 2: Cho m(g) hỗn hợp Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4. Sau khi kết thúc phản ứng lọc bỏ phần dung dịch thu được m (g) bột rắn. Tính thành phần % theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu?
Giải:
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
x x
=> = (64-56)x = x (1)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
y y
=> = (64-56)y = 8y (2)
Từ (1) và (2) =>x = 8y
=>%Zn = .100% = .100% = 90,28%
*Muối này chuyển hóa thành muối khác
Khối lượng muối thu được có thể tăng hoặc giảm do có sự thay thế anion gốc axit này bằng gốc anion gốc axit khác, sự thay thế luôn tuân theo quy tắc hóa trị ( nếu hóa trị của nguyên tố kim loại không thay đổi)
*Từ 1 mol CaCO3 1 mol CaCl2 = 35,5.2-(12.16.3)=11
(cứ 1 mol CO32- hóa trị II phải được thay thế bằng 2 mol Cl– hóa trị 1)
*Từ 1 mol CaBr2 2mol AgBr = 2.108-40 = 176
(cứ 1 mol Ca2+ hóa trị II phải được thay thế bằng 2 mol Ag+ hóa trị I)
Muối + muối
Ví dụ: Cho dung dịch AgNO3 dư tác dụng với dung dịch hỗn hợp có hòa tan 6,25 gam hai muối KCl và KBr thu được 10,39 gam hỗn hợp AgCl và AgBr. Hãy xác định số mol hỗn hợp đầu.
Giải:
Đặt công thức chung của Cl và Br là M (I), khi đó ta có phương trình:
AgNO3 + KM KNO3 + AgM
Theo phương trình: 1mol 39+M (g) 108+M(g) tăng 69g
Theo bài ra: x mol 6,25g 10,39g tăng 4,14g
Từ phương trình (2), suy ra:
= x = = 0,06 mol
Vậy tổng số mol hỗn hợp đầu là:
nKM = = 0,06 mol
Muối cacbonat (muối sunfit) + HCl
Ví dụ: Cho 3,06 gam hỗn hợp hai muối K2CO3 và MgCO3 tác dụng với dung dịch HCl thu được V lít khí (đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được 3,39 gam muối khan. Tính giá trị của V?
K2CO3 + 2HCl 2KCl + CO2 + H2O
MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O
1 mol 2 mol : ∆m rắn tăng = 35,5×2 – 60 = 11g
x mol 2x mol : ∆m rắn tăng = 3,39 – 3,06 = 0,33g
x = 0,03 mol
= 0,03× 22,4 = 0,672 lít
*Bài toán nhiệt luyện
Oxit (X) + CO (hoặc H2) rắn (Y) + CO2 (hoặc H2)
mgiảm = mX – mY = mO(trong oxit) =>nO = = nCO =n (hoặc = nH = n.
Ví dụ 1: Cho 4,48l CO (đktc) tác dụng với FeO ở nhiệt độ cao một thời gian, sau phản ứng thu được chất rắn X có khối lượng nhỏ hơn 1,6g so với khối lượng FeO ban đầu. Tính khối lượng Fe thu được và % thể tích CO2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng?
Giải:
FeO + CO Fe + CO2
mgiảm =mO (oxit đã pư) = = 0,1 mol
=>nFe = = 0,1 mol
mFe = nFe. MFe = 0,1.56 = 5,6g
Theo bảo toàn nguyên tố ta có:
nhỗn hợp khí sau pư = nCO ban đầu = 0,2 mol
=>% thể tích khí CO2 = .100% = 50%
Ví dụ 2: Thổi từ từ V(l) hỗn hợp khí CO và H2 đi qua hỗn hợp bột CuO, Fe2O3, Al2O3 trong ống sứ đung nóng. Sau khi xảy ra phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y chỉ gồm khí CO2 và hơi nước, nặng hơn hỗn hợp X ban đầu 0,32g.Tính giá trị của V?
Giải:
Ta có m =0,32 => nkhí = = = = 0,02mol
=>V = 22,4.0,02 = 0,448l
*Bài toán nhiệt phân
Arắn ® Xrắn + Yrắn + Z Độ gảm: = mz(thoát ra)
Ví dụ 1: Nhiệt phân a(g) Zn(NO3)2 sau 1 thời gian dừng lại làm nguội và đem cân thấy khối lượng giảm đi 2700g (hiệu suất phản ứng là 60%). Tính giá trị của a?
Giải:
Zn(NO3)2 ZnO + 2NO2 + O2
x 2x 0,5 mol
mrắn giảm = + = 92x + 16x =2,7
=>x = 0,025 mol
H = .100% = 60%
=>a = 7,875g
Ví dụ 2: Nung 100 gam hỗn hợp gồm Na2CO3 và NaHCO3 cho đến khi khối lượng hỗn hợp không đổi thu được 69 gam chất rắn. Tính hần trăm về khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp?
Giải:
Chỉ có muối NaHCO3 bị nhiệt phân:
2 mol NaHCO3 1 mol Na2CO3 : ∆m giảm = 2 × 84 – 106 = 62g
2x mol NaHCO3 x mol Na2CO3 : ∆m giảm = 100 – 69 = 31g
x = 0,5 mol
*Oxit kim loại + axit
Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml dung dịch H2SO4 0,1M (vừa đủ). Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thì thu được m gam hỗn hợp muối sunfat khan. Giá trị của m là:
Giải:
1 mol 1 mol : ∆m tăng = 96 – 16 = 80g
0,05 mol : ∆m tăng = 0,05.80 = 4g
Mặt khác ∆m tăng = m-2,81
m – 2,81 = 4 m = 6,81g
II.Bài tập mẫu
III. Bài tập vận dụng và đáp án
Bài 1: Cho một cái đinh sắt nhúng vào trong 100ml dung dịch CuSO4 1M. Sau một thời gian lấy đinh sắt lau khô thấy khối lượng đinh sắt tăng 0,08g. Tính CM của dung dịch sau phản ứng, coi như thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.
Đáp số:
Bài 2: Cho 16g FexOy tác dụng vừa đủ với 120ml dung dịch HCl. Sau phản ứng thu được 32,5g muối khan. Tính CM của dung dịch HCl.
Đáp số: 5M
Bài 3: Cho m1 (g) K2O tác dụng vừa đủ với m2 (g) dung dịch HCl 3,65% tạo thành dung dịch (A). Cho (A) bay hơi đến khô, thu được (m1 + 1,65) g muối khan. Tính m1, m2?
Đáp số: m1 = 2,82g ; m2 = 60 g
Bài 4: Có 1 lít dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1 mol/l và (NH4)2CO30,25 mol/l. Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch đó.
Đáp số: BaCO3 49,62% CaCO3 50,38%.
Bài 5: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của kim loại hoá trị (I) và một muối cacbonat của kim loại hoá trị (II) bằng dung dịch HCl thấy thoát ra 4,48 lít khí CO2 (đktc). Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là bao nhiêu?
Đáp số: 26,0 gam.
Bài 6: Cho dung dịch AgNO3 dư tác dụng với dung dịch hỗn hợp có hòa tan 6,25 gam hai muối KCl và KBr thu được 10,39 gam hỗn hợp AgCl và AgBr. Hãy xác định số mol hỗn hợp đầu.
Đáp số: 0,06 mol
Bài 7: Nhúng một thanh graphit được phủ một lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch CuSO4 dư. Sau phản ứng khối lượng của thanh graphit giảm đi 0,24 gam. Cũng thanh graphit này nếu được nhúng vào dung dịch AgNO3 thì khi phản ứng xong thấy khối lượng thanh graphit tăng lên 0,52 gam. Kim loại hóa trị (II) là kim loại nào sau đây?
Đáp số: Cd
Bài 8: Hoà tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp X gồm NaCl và NaI vào nước được dung dịch A. Sục khí Cl2 dư vào dung dịch A. Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dung dịch thu được 58,5 gam muối khan. Khối lượng NaCl có trong hỗn hợp X là
Đáp số: 29,25 gam
Bài 9: Ngâm một vật bằng đồng có khối lượng 15 gam trong 340 gam dung dịch AgNO3 6%. Sau một thời gian lấy vật ra thấy khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 25%. Khối lượng của vật sau phản ứng là
Đáp số: 17,28 gam
Bài 10: Nung 100 gam hỗn hợp gồm Na2CO3 và NaHCO3 cho đến khi khối lượng hỗn hợp không đổi được 69 gam chất rắn. Xác định phần trăm khối lượng của mỗi chất tương ứng trong hỗn hợp ban đầu.
Đáp số: 16% và 84%.
Bài 11: Cho 4,48 lít CO (đktc) tác dụng với FeO ở nhiệt độ cao một thời gian, sau phản ứng thu được chất rắn X có khối lượng bé hơn 1,6gam so với khối lượng FeO ban đầu. Tính khối lượng Fe thu được và % thể tích CO2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng?
Đáp số: 5,6g 50%
Bài 12: Nung 47,40 gam kali pemanganat một thời gian thấy còn lại 44,04 gam chất rắn. Tính % khối lượng kali pemanganat đã bị nhiệt phân?
Đáp số: 70%
Bài 13: Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500ml dung dịch H2SO4 0,1M vừa đủ. Sau phản ứng hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là bao nhiêu?
Đáp số: 6,81g
Bài 14: Cho hỗn hợp X gồm NaCl và NaBr tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thì lượng kết tủa thu được sau phản ứng bằng khối lượng AgNO3 đã tham gia phản ứng. Tính thành phần % khối lượng NaCl trong X?
Đáp số: 27,88%