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)

3)Các dạng bài tập áp dụng

*Kim loại + axit HCl, H₂SO_4loãng

KL + Axit ® muối + H₂­

= m_KL(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 M_tăng = ( + 35,5.2) - =71g

0,045 mol 0,045 mol Cl₂ m_tăng = 0,045.71 = 3,195g

Ta có: m_muối = m + m_tăng

=>m = m_muối - m_tăng = 4,575 -3,195 = 1,380g

* Kim loại + muối

KL + muối muối mới + KL mới

+) độ giảm: = m_{muối mới} - m_muối

+) độ tăng: = m_muối - m_{muối 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 CO₃^2- 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:

n_KM = = 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)

m_giảm = m_X – m_Y = m_{O(trong oxit)} =>n_O = = n_CO =n (hoặc = n_H = 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

m_giảm =m_{O (oxit đã pư)} = = 0,1 mol

=>n_Fe = = 0,1 mol

m_Fe = n_Fe. M_Fe = 0,1.56 = 5,6g

Theo bảo toàn nguyên tố ta có:

n_{hỗn hợp khí sau pư} = n_{CO 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 => n_khí = = = = 0,02mol

=>V = 22,4.0,02 = 0,448l

*Bài toán nhiệt phân

A_rắn ® X_rắn + Y_rắn + Z ­ Độ gảm: = m_z(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

m_{rắn 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