Tài liệu Bài toán vô cơ nhiều cách giải

H ct p tp c n D25 v v s c BÀI TOÁN VÔ CƠ NHIỀU CÁCH GIẢI M t bài to n óa có rất n iều c c iải.Mỗi m t c c iải có t ể i từ m t p ươn p p ay tổ ợp của n iều p ươn p p.Việc tìm ra n iều c c iả k c n au c o m t bài to n óa k ôn n ữn rèn c o c sin năn lực tư duy,k ả năn s n tạo mà còn iúp c sin so s n ối c iếu iữa c c c c iải ể tìm ra p ươn p p iải n an n n ất c o n ữn dạn bài t p cụ t ể. Xét ví dụ sau C o 3 am ỗn ợp A ồm Fe,FeO,Fe2O3 và Fe3O4 p ản n ết với dun dịc HNO3 loãn (dư) t u ược 0,56 lít k í NO (sản p ẩm k ử duy n ất ở ktc) và dun dịc X.Cô cạn dun dịc X t u ược m am muối k an. Tín m. Bài iải Phương pháp 1: phương pháp đại số. C c 1 Đặt ẩn, iải ệ p ươn trìn Đặt x,y,z,t lần lượt là số mol của Fe,FeO,Fe2O3 và Fe3O4 có tron ỗn ợp A Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O x x x 3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O y y y/3 Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O z 2z 3Fe3O4 + 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO + `14H2O t 3t t/3 T eo ề bài ta có ệ p ươn trìn 56x + 72y + 160z + 232t = 3 (1) x + y/3 + t/3 = 0,025 (2) mmuối = 242 ( x+ y + 2z + 3t) Lấy p ươn trìn (1) c ia 8 c n với p ươn trìn (2) n ân 3 ta ược 10.( x +y + 2z + 3t ) = 0,45  ( x + y +2z +3t ) = 0,045  mmuối = 242.0,045 = 10,89 gam Cách 2: Tách 1Fe3O4 = 1FeO + Fe2O3 .Bài to n 4 ẩn trở t àn bài to n 3 ẩn Hỗn ợp A trở t àn Fe,FeO,Fe2O3 với số mol tươn n là x,y ,z mol. Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O x x x 3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O y y y/3 Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O z 2z t eo ề ta có ệ p ươn trìn 56x + 72y + 160z = 3 (1) x + y/3 = 0,025 (2) mmuối = 242 ( x+ y + 2z) Lấy p ươn trìn (1) c ia 8 c n với p ươn trìn (2) n ân 3 ta ược H ct p tp c n D25 v v s c 10.( x +y + 2z ) = 0,45  ( x + y +2z ) = 0,045  mmuối = 242.0,045 = 10,89 gam Phương pháp 2:Phương pháp qui đổi kết hợp sử dụng các định luật bảo toàn C c 3 Qui ỗn ợp A t àn Fe và Fe2O3với số mol tươn n là x và y mol Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O x x x Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O y 2y ta có ệ p ươn trìn 56x + 160y = 3 (1) x = 0,025 (2) Giải ệ  x = 0,025 ;y = 0,01 mmuối = 242 ( x+ 2y) = 242.0,045 = 10,89 gam Cách 4: Qui ỗn ợp A t àn Fe và FeO với số mol tươn n là x và y mol Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O x x x 3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O y y y/3 ta có ệ p ươn trìn 56x + 72y= 3 (1) x + y/3 = 0,025 (2) Giải ệ  x = 0,015 ; y = 0,03 mmuối = 242 ( x+ y) = 242.0,045 = 10,89 gam C c 5 Qui ỗn ợp A t àn Fe và Fe3O4 với số mol tươn n là x và y mol Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O x x x 3Fe3O4 + 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO + `14H2O y 3y y/3 ta có ệ p ươn trìn 56x + 232y = 3 (1) x + y/3 = 0,025 2) Giải ệ  x = 0,0225 ;y = 0,0075 mmuối = 242 ( x+ 3y) = 242.0,045 = 10,89 gam C c 6 Qui ỗn ợp A t àn FeO và Fe2O3 với số mol tươn n là x và y mol 3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O x x x/3 Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O y 2y ta có ệ p ươn trìn 72x + 160y = 3 (1) x/3 = 0,025 (2) H ct p tp c n D25 v v s c  x = 0,075 ; y = -0,015 mmuối = 242. (x + 2y ) = 242.0,045 = 10,89 gam C c 7 Qui ỗn ợp A thành Fe2O3 và Fe3O4 với số mol tươn n là x và y mol Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O x 2x 3Fe3O4 + 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO + `14H2O y 3y y/3 Ta có ệ p ươn trìn 160x + 232y = 3 (1) y/3 = 0,025 (2) iải ệ  x = -0,09 ; y = 0,075 mmuối =242. (2x + 3y ) = 242.0,045 = 10,89 gam C c 8 Qui ỗn ợp A t àn FeO và Fe3O4 với số mol tươn n là x và y mol 3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O x x x/3 3Fe3O4 + 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O y 3y y/3 ta có ệ p ươn trìn 72x + 232y = 3 (1) x/3 + y/3 = 0,025 (2)  x = 0,09 ; y = -0,015 mmuối = 242. (x + 3y ) = 242.0,045 = 10,89 gam Cách 9: Qui ỗn ợp A t àn Fe và O với số mol tươn Quá trình oxi hóa : 0 +3 Fe  Fe x Qúa trìn k ử +5 + 3e 3x +2 N  N 0,025 0 O y + 3e 0,075 -2 + 2e  O 2y Ta có: 56x + 16y = 3 (1) Áp dụn ĐLBT electron 3x = 0,075 + 2y (2) Giải ệ (1) và (2)  x = 0,045 ; y= 0,03 Fe  Fe(NO3)3 0,045 0,045 mmuối = 242.0,045 =10,89 gam n là x và y mol H ct p tp c n D25 v v s c 3Fex Oy  (12 x  2 y ) HNO3  3 xFe( NO3 )3  (3 x  2 y ) NO  (6 x  y ) H 2O 2 y / x xFe  xFe 3  (3 x  2 y ) 3x 56 x 16 y 3(3 x  2 y ) (56 x 16 y ) 3(3 x  2 y ) x 3  0, 075   (56 x  16 y ) y 2 Cách 10 Qui ỗn ợp A t àn FexOy (côn t c iả ịn ) 3Fex Oy  (12 x  2 y ) HNO3  3 xFe( NO3 )3  (3 x  2 y ) NO  (6 x  y ) H 2O nNO  3x  2 y 3x  2 y nFex Oy   0, 025 3 56 x  16 y x 3  y 2 Côn t c FexOy là Fe3O2 nFe3O2  3  0, 015mol 200  3nFe3O2  0, 045  mFe ( NO3 )3  242.0, 045  10,89 gam nFe ( NO3 )3 Cách 11 Sử dụn p ươn p p bảo toàn electron 3FexOy  (12 x  2 y) HNO3  3xFe( NO3 )3  (3x  2 y) NO  (6 x  y) H 2O Qu trìn k ử 2 y / x xFe  xFe 3  (3x  2 y ) 3x 56 x 16 y 3(3 x  2 y ) (56 x 16 y ) Quá trình oxi hóa: 5 2 N  3e  N 0,075 Áp dụn 0,025 ịn lu t bảo toàn electron 3(3x  2 y ) x 3  0, 075   (56 x  16 y ) y 2 Giải tươn tự c c 10  mmuối= 10,89 gam Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng Cách 12 Sử dụng ịn lu t bảo toàn k ối lượn Đặt nHNO3  x, nFe ( NO3 )3  y A  HNO3  Fe( NO3 )3  NO  H 2O mA  mHNO3  mFe ( NO3 )3  mNO  mH 2O mA  3 gam; mH 2O  9 x; mNO  0, 75 gam H ct p tp c n D25 Ta có : Bảo toàn n uyên tố N v v s c 3  63x  242 y  0, 75  9 x(1) nHNO3  3nFe ( NO3 )3  nNO  3 y  0, 025(2) Từ (1) và (2) ta có ệ p ươn trìn -54x + 242y = 2,25 (I) x - 3y = 0,025 (II) Giải ệ  x = 0,16 ; y = 0,045 mmuối = 242.0,045 = 10,89 gam C ú ý tron m t số c c iải có n iều ại lượn mol là số âm t ì cũn k ôn ản kết quả bài to n vì ây là p ươn p p qui ổi nên có sự b trừ k ối lượn . ưởn ến