PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÔNG THỨC KINH NGHIỆM

I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Nội dung phương pháp

* Xét bài toán tổng quát quen thuộc:

_{+ O2 +HNO3(H2SO4 đặc, nóng)}

m gam                   m₁gam                                                      (n: max)

Gọi:

Số mol kim loại a

Số oxi hoá cao nhất (max) của kim loại là n

Số mol electron nhận ở (2) là t mol

Ta có:

Mặt khác:

n_{e nhận} = n _{e (oxi)} + n_e (2)

+ Ứng với M là Cu (64), n = 2 ta được: m = 0.8.m₁ + 6,4.t (3)

Từ (2,3) ta thấy:

+ Bài toán có 3 đại lượng: m, m₁ và Σn_{e nhận (2)} (hoặc V _{khí (2)}).

Khi biết 2 trong 3 đại lượng trên ta tính được ngay đại lượng còn lại.

+ Ở giai đoạn (2) đề bài có thể cho số mol, thể tích hoặc khối lượng của 1

khí hay nhiều khí; ở giai đoạn (1) có thể cho số lượng chất rắn cụ thể là

các oxit hoặc hỗn hợp gồm kim loại dư và các oxit.

2. Phạm vi áp dụng và một số chú ý

+ Chỉ dùng khí HNO₃ (hoặc (H₂SO₄ đặc, nóng) lấy dư hoặc vừa đủ.

+ Công thức kinh nghiệm trên chỉ áp dụng với 2 kim loại Fe và Cu.

3. Các bước giải

+ Tìm tổng số mol electron nhận ở giai đoạn khử N⁺⁵ hoặc S⁺⁶

+ Tìm tổng khối lượng hỗn hợp rắn (kim loại và oxit kim loại): m₁

+ Áp dụng công thức (2) hoặc (3)

II. THÍ DỤ MINH HOẠ

Thí dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam bột Fe trong bình O₂ thu được

7,36 gam hỗn hợp X gồm Fe₂O₃, Fe₃O₄ và một phần Fe còn dư.

Hoà tan hoàn toàn lượng hỗn hợp X ở trên vào dung dịch HNO₃ thu

được V lít hỗn hợp khí Y gồm NO₂ và NO có tỉ khối so với H₂ bằng 19.

Giá trị của V là:

A. 0,896.                    B. 0,672.                 C. 1,792.                 D.0,448.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức (1): ∑n_{e nhận (2)} => ∑n_{e nhận (2)} = 0,08

Từ d_y/H2 =19 => n_{NO2 =} n_NO = x

Vậy: V = 22,4.0,02.2 = 0,896 lít -> Đáp án A.

Thí dụ 2. Để m gam bột Fe trong không khí một thời gian thu được

11,28 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hoà tan hết X trong lượng dư

dung dịch HNO₃ thu được 672ml khí NO (sản phẩm khử duy nhất,

đktc). Giá trị của m là:

A. 5,6.                        B.11.2.                    C.7,0                                       D. 8.4.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức (2):

Thí dụ 3. Cho 11,36 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄

phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng, dư thu được 1,344 lít khí NO

(sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch

Y thu được m gam muối khan.Giá trị của m là:

A. 49,09                     B. 35,50                  C. 38,72.                 D.34,36.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức (2):

=> m = 38,72 gam

Đáp án C.

Thí dụ 4. Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ vào dung

dịch HNO₃ loãng, dư thu được V lít khí Y gồm NO  và NO₂ có tỉ khối

so với H₂ bằng 19. Mặt khác, nếu cho cùng lượng hỗn hợp X trên

tác dụng với khí CO nóng dư  thì sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn

thu được 9,52 gam Fe. Giá trị của V là:

A. 1,40.                      B. 2,80                    C.5,60.                    D.4,20

Hướng dẫn giải:

Từ d_y/H2 =19 => n_{NO2 =} n_NO = x => ∑n_{e nhận} = 4x

Áp dụng công thức: 9,52 = 0,7.11,6 + 5,6.4x => x = 0,0625

=> V = 22,4.0,0625.2 = 2,80 lít -> Đáp án B

Thí dụ 5. Nung m gam bột Cu trong oxi thu được 24,8 gam hỗn hợp

chất rắn X gồm Cu, CuO và Cu₂O. Hoà tan hoàn toàn X trong H₂SO₄

đặc nóng thoát ra 4,48 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc).

Giá trị của m là:

A. 9,6                         B. 14,72                  C. 21,12                  D. 22,4.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức (3):

M = 0,8m _rắn + 6,4.n _{e nhận} ở (2)

=> m = 0,8.24,8 + 6,4.0,2.2 = 22,4 gam => Đáp án D.

III. Bài tập áp dụng

Câu 1: Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thấy

khối lượng của hỗn hợp thu được là 12 gam. Hòa tan hỗn hợp

này trong dung dịch HNO₃ thu được 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử

duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là:

A. 5,6 gam.

B. 20,08 gam.

C. 11,84 gam.

D. 14,95 gam.

Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp X (Fe, Fe₂O₃) trong dung

dịch HNO₃ vừa đủ thu được 1,12 lít NO (ở đktc, sản phẩm khử duy

nhất) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư được

kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khi khối lượng không đổi được

m gam chất rắn. Giá trị của m là:

A. 12 gam.

B. 16 gam.

C. 11,2 gam.

D. 19,2 gam.

Câu 3: Hòa tan hết m gam hỗn hợp Fe, Fe₂O₃, Fe₃O₄ trong dung

dịch HNO₃ đặc,nóng dư được 448 ml khí NO₂ (ở đktc). Cô cạn

dung dịch sau phản ứng được 14,52 gam muối khan. Giá trị của m là:

A. 3,36 gam.

B. 4,28 gam.

C. 4,64 gam.

D. 4,80 gam.

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam bột Fe trong bình oxi thu được 7,36

gam hỗn hợp X gồm Fe₂O₃, Fe₃O₄ và một phần Fe dư. Hòa tan hoàn

toàn hỗn hợp X bằng dung dịch HNO₃ thu được V lít khí Y gồm NO₂ và

NO có tỉ khối so với H₂ bằng 19.

Giá trị của V là:

A. 0,896 lít.

B. 0,672 lít.

C. 0,448 lít.

D. 1,08 lít.

Câu 5: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe₂O₃ nung nóng.

Sau một thời gian thu được 13,92 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hòa tan

hết X bằng HNO₃ đặc, nóng dư được 5,824 lít NO₂ (sản phẩm khử duy

nhất, đktc). Giá trị của m là:

A. 16 gam.

B. 32 gam.

C. 48 gam.

D. 64 gam.

Câu 6: Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ vào dung dịch

HNO₃ loãng, dư được V lít khí Y gồm NO và NO₂ có tỉ khối hơi so với

H₂ là 19. Mặt khác, nếu cho cùng lượng khí hỗn hợp X trên tác dụng với

khí CO dư thì sau phản ứng hoàn toàn được 9,52 gam Fe.

Giá trị của V là:

A. 2,8 lít.

B. 5,6 lít.

C. 1,4 lít.

D. 1,344 lít.

Câu 7: Nung m gam bột đồng kim loại trong oxi thu được 24,8 gam hỗn

hợp rắn X gồm Cu, CuO và Cu₂O. Hòa tan hoàn toàn X trong H₂SO₄

đặc nóng thoát ra 4,48 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc).

Giá trị của m là:

A. 9,6 gam.

B. 14,72 gam.

C. 21,12 gam.

D. 22,4 gam.

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 18,16 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe₃O₄

trong 2 lít dung dịch HNO₃ 2M thu được dung dịch Y và 4,704 lít khí

NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc).

Phần trăm khối lượng Fe trong hỗn hợp X là:

A. 38,23%.

B. 61,67%.

C. 64,67%.

D. 35,24%.

Câu 9: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃O₄ tác dụng với 200 ml dung

dịch HNO₃ 3,2M. Sau khi phản ứng hoàn toàn được 0,1 mol khí NO (sản

phẩm khử duy nhất) và còn lại 1,46 gam kim loại không tan.

Giá trị của m là:

A. 17,04 gam.

B. 19,20 gam.

C. 18,50 gam.

D. 20,50 gam.

Câu 10: Để m gam Fe trong không khí 1 thời gian được 7,52 gam hỗn

hợp X gồm 4 chất. Hòa tan hết X trong dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng dư

được 0,672 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch Y.

Cô cạn cẩn thận dung dịch Y được m₁ gam muối khan.

Giá trị của m và m₁ lần lượt là:

A. 7 gam và 25 gam.

B. 4,2 gam và 1,5 gam.

C. 4,48 gam và 16 gam.

D. 5,6 gam và 20 gam.

Câu 11: Cho 5,584 gam hỗn hợp bột Fe và Fe₃O₄ tác dụng vừa đủ

với 500 ml dung dịch HNO₃ loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn

được 0,3136 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X.

Nồng độ mol của dung dịch HNO₃ là:

A. 0,472M.

B. 0,152M

C. 3,04M.

D. 0,304M.

Câu 12: Để khử hoàn toàn 9,12 gam hỗn hợp các oxit: FeO, Fe₃O₄ và

Fe₂O₃ cần 3,36 lít H₂ (đktc). Nếu hòa tan 9,12 gam hỗn hợp trên bằng

H₂SO₄ đặc nóng dư thì thể tích khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc)

thu được tối đa là:

A. 280 ml.

B. 560 ml.

C. 672 ml.

D. 896 ml.

Câu 13: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 16 gam Fe₂O₃ đun nóng, sau

khi phản ứng thu được hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃. Hòa

tan hoàn toàn X bằng H₂SO₄ đặc nóng thu được dung dịch Y. Khối lượng

muối trong Y là:

A. 20 gam.

B. 32 gam.

C. 40 gam.

D. 48 gam.

Câu 14: Hòa tan 11,2 gam kim loại M trong dung dịch HCl dư thu được

4,48 lít H₂ (ở đktc). Còn nếu hòa tan hỗn hợp X gồm 11,2 gam kim loại M

và 69,6 gam oxit M_xO_y trong lượng dư dung dịch HNO₃ thì được 6,72 lít

khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Công thức của oxit kim loại là:

A. Fe₃O₄.

B. FeO

C. Cr₂O₃.

D. CrO.

Câu 15: Cho 37 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃O₄ tác dụng với 640 ml

dung dịch HNO₃ 2M loãng, đung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra

hoàn toàn thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc),

dung dịch Y và còn lại 2,92 gam kim loại. Giá trị của V là:

A. 2,24 lít.

B. 4,48 lít.

C. 3,36 lít.

D. 6,72 lít.

Câu 16: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ chứa 0,12 mol hỗn hợp

gồm FeO và Fe₂O₃ nung nóng, phản ứng tạo ra 0,138 mol CO₂.

Hỗn hợp chất rắn còn lại trong ống nặng 14,325 gam gồm 4 chất.

Hòa tan hết hỗn hợp 4 chất này vào dung dịch HNO₃ dư thu được

V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc).

Giá trị của V là:

A. 0,244 lít.

B. 0,672 lít.

C. 2,285 lít.

D. 6,854 lít.

Câu 17: Cho luông khí CO đi qua ống sứ đựng 5,8 gam Fe_xO_y nung

nóng trong một thời gian thu được hỗn hợp khí X và chất rắn Y. Cho

Y tác dụng với dung dịch HNO₃ dư được dung dịch Z và 0,784 lít khí

NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch Z được 18,15

gam muối khan. Hòa tan Y bằng HCl dư thấy có 0,672 lít khí (ở đktc).

Phần trăm khối lượng của sắt trong Y là:

A. 67,44%.

B. 32,56%.

C. 40,72%.

D. 59,28%.

Câu 18: Cho luồng khí CO đi qua ống sư đựng 30,4 gam hỗn hợp X

gồm Fe₂O₃ và FeO nung nóng trong một thời gian dài thu được hỗn

hợp chất rắn Y. Hòa tan hết Y trong HNO₃ vừa đủ được dung dịch Z.

Nhúng thanh đồng vào dung dịch Z đến khi phản ứng hoàn toàn thấy

khối lượng thanh đồng giảm 12,8 gam. Phần trăm khối lượng của các

chất trong hỗn hợp X lần lượt bằng:

A. 33,3% và 66,7%.

B. 61,3% và 38,7%.

C. 52,6% và 47,4%.

D. 75% và 25%.

Câu 19: Hòa tan hoàn toàn m gam Fe₃O₄ trong dung dịch HNO₃, toàn

bộ lượng khí NO thoát ra đem trộn với lượng O₂ vừa đủ để hỗn hợp

hấp thụ hoàn toàn trong nước được dung dịch HNO₃. Biết thể tích Oxi

đã tham gia vào quá trình trên là 336 ml (ở đktc). Giá trị của m là:

A. 34,8 gam.

B. 13,92 gam.

C. 23,2 gam.

D. 20,88 gam.

Câu 20: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí CO và H₂ có tỉ khối hơi so với H₂

là 7,5 qua một ống sứ đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit CuO, Fe₃O₄, Al₂O₃

nung nóng. Sauk hi phản ứng thu được hỗn hợp khí và hơi có tỉ khối so

với H₂ là 15,5; dẫn hỗn hợp khí này vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thấy có

5 gam kết tủa. Thể tích V (ở đktc) và khối lượng chất rắn còn lại trong

ống sứ lần lượt là:

A. 0,448 lít; 16,48 gam.

B. 1,12 lít; 16 gam.

C. 1,568 lít; 15,68 gam.

D. 2,24 lít; 15,2 gam.

Đáp án:

1B - 2C - 3C - 4A - 5A - 6A - 7D - 8B - 9C - 10D

11A - 12C - 13C - 14A - 15B - 16C - 17B - 18C - 19B - 20D.