Phương pháp giải bài toán tìm khoảng biến thiên của một lượng chất (cực trị trong giải toán Hoá học)

- Thường gặp: hỗn hợp A và B (có tính chất tương tự) tác dụng với chất X (thường lấy thiếu )

- Nếu lượng chất X lấy vào phản ứng thay đổi thì lượng sản phẩm do hỗn hợp A và B tạo ra cũng thay đổi trong một khoảng nào đó ( gọi chung là khoảng biến thiên)

Phương pháp:

1. Nếu hỗn hợp đã biết lượng của mỗi chất  thì xét 2 trường hợp :

A tác dụng trước rồi đến B → lượng chất cần tìm m1

B tác dụng trước rồi đến A → lượng chất  cần tìm m2

→ khoảng biến thiên :     m1 <  m  < m2   ( hoặc ngược lại )

Nếu hỗn hợp chưa biết khối lượng của mỗi chất thì xét 2 trường hợp :

Hỗn hợp chỉ có chất A →  lượng chất  cần tìm m1

Hỗn hợp chỉ có chất B → lượng chất  cần tìm m2

Có thể dùng phương pháp đại số (dựa vào giới hạn của đại lượng đã biết → khoảng biến thiên của một đại lượng chưa biết.) :

Hiệu suất:   0 < H% < 100%

0 <  số mol A  < số mol hỗn hợp A,B

Nếu (xA + yB) : (x + yI) = m thì   A  < m  < B   ( hoặc ngược lại )

Bài 1) Cho hỗn hợp gồm 8 gam CuO và 3,6 gam FeO vào trong 300ml dung dịch HCl 0,8M. Sau phản ứng có m gam chất rắn không tan . Hỏi m nằm trong khoảng nào ?

Hướng dẫn:

Số mol CuO = 0,1

số mol FeO = 0,05                 

số mol HCl = 0,24

Vậy HCl không đủ tác dụng với hỗn hợp oxit

+ Nếu CuO phản ứng trước :

CuO    +  2HCl  → CuCl2   +    H2O

0,1 →     0,2

FeO     +  2HCl     →   FeCl2   +    H2O

0,02     →  0,04

Sau phản ứng :  mFeO ( dư ) = 3,6 – (0,02. 72 ) = 2,16 gam

+ Nếu FeO phản ứng trước

FeO     +  2HCl  →   FeCl2   +    H2O

0,05→      0,1

CuO    +  2HCl   →    CuCl2   +    H2O

0,07     →  0,14

Sau phản ứng :  mCuO ( dư ) = 8 – (0,07.80 ) = 2,4 gam

Vì thực tế FeO và CuO cùng phản ứng với HCl nên 2,16 gam < m < 2,4 gam

Cách 2 : Có thể đặt RO là CTHH đại diện cho hỗn hợp

RO      +  2HCl    →    RCl2   +    H2O

0,12        0,24

nRO = 0,15 – 0,12 = 0,03

khối lượng RO dư  :  m = 0,03M´ 

Vì  72<  < 80  nên →   72.0,,03  < m < 80 ´ 0,03

2,16gam  < m < 2,4 gam

Bài 2: Nung 20 gam hỗn hợp MgCO3, CaCO3, BaCO3 ở nhiệt độ cao thì thu được khí A. Dẫn khí A vào trong dung dịch nước vôi thì thu được 10 gam kết tủa và ddB. Đun nóng B hoàn toàn thì tạo thành thêm 6 gam kết tủa. Hỏi % khối lượng của MgCO3 nằm trong khoảng nào ?

Hướng dẫn :             

số mol kết tủa CaCO3 = 0,1 mol , Số mol CaCO3 ( tạo thêm ) = 0,06 mol

MgCO3  → MgO    +        CO2 ­

.x                    x

CaCO3  → CaO    +          CO2 ­

.y                  y

BaCO3 →  BaO    +          CO2 ­

.z                    z

CO2  +    Ca(OH)2     →   CaCO3   +   H2O

0,1                                    0,1

2CO2   +   Ca(OH)2  → Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2  → CaCO3  +  H2O  +  CO2 ­

0,06

Trong đó x,y,z là số mol  MgCO3, CaCO3, BaCO3 trong 100gam hỗn hợp

Theo các ptpư :  nCO2 = nCaCO3 (4) + 2.nCaCO3 (6) = 0,1 + 2.0,06 = 0,22 mol

Suy ra ta có hệ pt : 84x + 100y + 197z = 100 và x + y + z  = 022.5 = 1,1

→    100y + 197z = 100 - 84x và x + y + z  = 022.5 = 1,1

Từ (1) và (2) ta có : (100y + 197y) : (y + z) = (100 - 84x) : (1,1 - x)

Suy ra ta có 100 < (100-84x) : (1,2-x) < 197 giải ra được 0,625  < x < 1,032

Vậy khối lượng MgCO3  nằm trong khoảng :  52,5 % →  86,69 %

1) Đốt cháy 10,5 gam hỗn hợp A gồm CH4; C2H4; C2H2 trong oxi thu được khí B. Dẫn khí B vào trong dung dịch nước vôi dư thì thấy có 75gam kết tủa. Hỏi % khối lượng của CH4 tối đa là bao nhiêu?.   

2) Một hỗn hợp khí A gồm etilen , propilen , hiđro có tỉ trọng ( đktc) là PA ( g/l). Cho A đi qua xúc tác Ni, nung nóng thì thu được hỗn hợp khí B.

a/ Với giá trị nào của PA  thì hỗn hợp khí B không làm mất màu dung dịch brom

b/ Xác định % thể tích của hỗn hợp A, nếu PA = 0,741g/l ; PB = 1,176 g/l

3) Một bình kín dung tích 8,96 lít  chứa đầy hỗn hợp X gồm N2, O2, SO2 tỉ lệ mol 3 :1 :1 . Đốt cháy lưu huỳnh trong hỗn hợp X thì thu được hỗn hợp khí Y ( sau khi đã đưa bình về nhiệt độ ban đầu ). Biết dY/X = 1,089

a/ Áp suất trong bình có thay đổi hay không ? Vì sao ?

b/ Xác định % thể tích của hỗn hợp khí Y

c/ Khi số mol của oxi biến đổi thì dY/X biến đổi trong khoảng nào

4) Hoà tan hỗn hợp 6,4 gam CuO và 16 gam Fe2O3 trong 320ml dung dịch HCl 2M. Sau phản ứng có m rắn không tan và m’ gam muối. Xác định m và m’ biến thiên trong khoảng nào ?

5) Hoà tan vừa đủ  6 gam hỗn hợp gồm kim loại X ( hoá trị I) và kim loại Y ( hoá trị II) trong hỗn hợp hai axit HNO3 và H2SO4 thấy có 2,688 lít hỗn hợp khí NO2 và SO2 sinh ra ( đktc) nặng 5,88 gam. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m ( gam) muối khan.

a/ Tìm m

b/ Khi tỉ lệ số mol của các khí thay đổi thì   m biến thiên trong khoảng nào ?

6) Cho 46,7 gam hỗn hợp X gồm CuO, ZnO, FeO vào trong 800ml ddHCl 1,75M . Lượng axit còn dư phải trung hoà đúng 200ml ddNaOH 1M. Xác định khoảng biến thiên % khối lượng FeO trong hỗn hợp X.

7) Hỗn hợp A gồm 0,56 gam Fe và 16 gam Fe2O3. Trộn A với  a mol bột nhôm rồi nung ở nhiệt độ cao( không có không khí ) thu được hỗn hợp B. Nếu cho B tan trong H2SO4 loãng dư thì thu được V lít khí , nhưng nếu cho B tan trong NaOH dư thì thu được 0,25V lít khí ( các khí trong cùng điều kiện)

a/ Viết các PTHH xảy ra

b/ Tìm khoảng biến thiên của khối lượng nhôm ( nếu phản ứng nhiệt nhôm chỉ tạo ra Fe)

8) Cho 6,2 gam hỗn hợp X gồm Na và K tác dụng với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng muối tạo thành.

 

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Phương pháp giải bài toán tìm khoảng biến thiên của một lượng chất (cực trị trong giải toán Hoá học). Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tốt!