Giải bài toán tìm thành phần của hỗn hợp bằng phương pháp đại số

Tóm tắt nội dung tài liệu

1. Bài toán xác định thành phần hỗn hợp khi biết ctpt v MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP : Khai thác tính chất hóa học khác nhau của từng loại - hidrocacbon, viết các phương trình phản ứng. Đặt a, b, c,… lần lượt là thể tích (hoặc số mol) khí trong - hỗn hợp. Lập các phương trình đại số: bao nhiêu dữ kiện là bấy - nhiêu phương trình. Các thí nghiệm thường gặp trong toán hỗn hợp : - +Đốt cháy hỗn hợp trong O2 : Thường dùng lượng dư O2 (hoặc đủ) để phản ứng xảy ra hoàn toàn, nếu thiếu oxi bài toán sẽ trở nên phức tạp vì sản phẩm có thể là C, CO, CO2, H2O, hoặc sản phẩm chỉ gồm CO2, H2O đồng thời dư hidrocacbon. +Phản ứng cộng với H2 : Cho hỗn hợp gồm hidrocacbon chưa no và H2 qua Ni, toC (hoặc Pd, to) sẽ có phản ứng cộng. Độ giảm thể tích hỗn hợp bằng thể tích H2 tham gia phản - ứng. Ta luôn có : -
2. +Phản ứng với dd brôm và thuốc tím dư, độ tăng khối lượng của dd chính là khối lượng của hidrocacbon chưa no. CnH2n+2-2k + kBr2 → CnH2n+2-2kBr2k +Phản ứng đặc trưng của ank-1-in: 2R(C≡CH)n + nAg2O → 2R(C≡CAg)n ↓ + nH2O Khi làm toán hỗn hợp do số mol các chất luôn thay đổi qua mỗi thí nghiệm do đó khi qua thí nghiệm mới ta nên liệt kê số mol của hỗn hợp sau và trước mỗi thí nghiệm. Lưu ý : trong công thức tính PV = nRT thì V là Vbình. Ví dụ : Một bình kín có dung tích 17,92 lít đựng hỗn hợp gồm khí hidro và axetilen (ở OOC và 1 atm) và một ít bột Ni xúc tác. Nung nóng bình một thời gian sau đó làm lạnh đến 0oC. a)Nếu cho ½ lượng khí trong bình qua dd AgNO3/NH3 sẽ sinh ra 1,2 gam kết tủa vàng nhạt. Tìm số gam axetilen còn lại trong bình. b)Cho ½ lượng khí còn lại qua dd brom thấy khối lượng dd tăng lên 0,41g. Tính số gam etilen tạo thành trong bình. c)Tính thể tích etan sinh ra và thể tích H2 còn lại sau phản ứng. Biết tỉ khối hỗn hợp đầu (H2 + C2H2 trước phản ứng) so với H2 = 4. Bột Ni có thể tích không đáng kể. GIẢI : a)Tính lượng axetilen còn dư :
3. Phần 1 : v Sản phẩm cháy tạo kết tủa vàng nhạt với dd AgNO3/NH3 chứng tỏ hỗn hợp còn axetilen dư Các ptpứ : Lượng axetilen còn lại trong bình : nC2H2 dư = 2nC2H2 pứ = 2nC2Ag2 = 2.0,005 = 0,01 (mol) b)Tính số gam etilen tạo thành trong bình : Phần 2 : v Các ptpứ : → C2H4 + Br2 C2H4Br2 →b → b b (mol) → C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 0,005 →2.0,005 (mol) Áp dụng ĐLBT khối lượng : mbình tăng = mC2H4 + mC2H2 mC2H4 = mbình tăng – mC2H2 = 2(0,41 – 0,005.26) = 0,56 (g)

Page 2

YOMEDIA

v MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP : Khai thác tính chất hóa học khác nhau của từng loại hidrocacbon, viết các phương trình phản ứng. Đặt a, b, c,… lần lượt là thể tích (hoặc số mol) khí trong hỗn hợp. Lập các phương trình đại số: bao nhiêu dữ kiện là bấy nhiêu phương trình. Các thí nghiệm thường gặp trong toán hỗn hợp : +Đốt cháy hỗn hợp trong O2 : Thường dùng lượng dư O2 (hoặc đủ) để phản ứng xảy ra hoàn toàn, nếu thiếu oxi bài toán sẽ trở nên phức...

03-02-2012 135 19

Download

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2009-2019 TaiLieu.VN. All rights reserved.

Phương pháp đại số giúp chúng ta giải được nhiều bài toán hóa học phức tạp, và là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay, bởi vì phương pháp đại số có đường lối rất rõ ràng, học sinh đễ thực hiện.
Nhược điểm của phương pháp này là: trong một số trường hợp dẫn đến những biến đổi phức tạp , nặng nề về phương diện toán học, làm mất đi những tính chất đặc trưng của hóa học, làm giảm khả năng tư duy hóa học của học sinh. Phương pháp đại số có thể chia ra một số bước như sau:   Bước 1: Viết tất cả các phương trình phản ứng có thể xảy ra.   Bước 2: Đổi các giả thiết không cơ bản sang giả thiết cơ bản.   Bước 3: Đặt ẩn số cho lượng các chất tham gia hoặc tạo thành trong phương trình, dựa vào tương quan giữa các ẩn đó trong các phương trình phản ứng đẻ lập ra các phương trình đại số, biểu thị các dữ kiện đã cho.   Bước 4: Giải phương trình hay hệ phương trình và biện luận kết quả (nếu cần), rồi chuyển kết quả cơ bản sang dạng không cơ bản (Tùy theo yêu cầu của bài ra).   Ví dụ: Để m gam bột Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 12 gam hỗn hợp A gồm Fe và các oxit Fe. Cho hỗn hợp tan hoàn toàn trong HNO3 thu được 2,24 l NO duy nhất. Tính m.   Giải   Phương pháp đại số:   Fe + 4HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 3FeO + 10HNO3 -> 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 -> 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O Fe2O3 + 6HNO3 -> 2Fe(NO3)3 + 3H2O   Đặt số mol Fe,FeO,Fe3O4,Fe2O3 lần lượt là a,b,c,d. Ta có các PT sau: mA = 56a + 72b + 232c + 160d = 12 (1) nFe = a + b + 3c + 2d = m/56 (2)  nO trong oxit = b + 4c + 3d = (12-m)/16 (3) nNO = a + b/3 + c/3 = 0,1 (4) Có 4 phương trình 5 ẩn số nên phải biện luận   Nhận xét trước khi giải hệ phương trình đại số trên:   – Có 5 ẩn số nhưng chỉ có 4 phương trình. Như vậy không đủ số phương trình để tìm ra các ẩn số, do đó cần giải kết hợp với biện luận. – Đầu bài chỉ yêu cầu tính khối lượng sắt ban đầu, như vậy không cần phải đi tìm đầy đủ các ẩn x, y, z, t. Ở đây có 2 phương trình, nếu biết giá trị của nó ta dễ dàng tính được khối lượng sắt ban đầu đó là phương trình (2) và (3).   + Tìm được giá trị của (2), đó là số mol Fe. Nhân giá trị đó với nguyên tử khối của Fe là 56 ta được m. + Tìm được giá trị của (3), đó là số mol nguyên tử O trong oxit. Nhân giá trị đó với nguyên tử khối của O là 16 ta được khối lượng của oxi trong các oxit sắt. Lấy khối lượng hỗn hợp B trừ đi khối lượng oxi ta được khối lượng sắt ban đầu, tức m.   – Thực hiện các phép tính trên: + Tìm giá trị của phương trình (2):   Chia (1) cho 8 được: 7x + 9y + 29z + 20t = 1,5 (5) Nhân (4) với 3 được: 3x + y + z = 0,3 (6) Cộng (5) với (6) được: 10x + 10y + 30z + 20t = 1,8 (7) Chia (7) cho 10 được: x + y + 3z + 2t = 0,18 Vậy: m = 56.0,18 = 10,08g   + Tìm giá trị của phương trình (3): Nhân (5) với 3 được: 21x + 27y + 87z + 60t = 4,5 (8) Nhân (6) với 7 được: 21x + 7y + 7z = 2,1 (9) Lấy (8) trừ đi (9) được: 20y + 80z + 60t = 2,4 (10) Chia (10) cho 20 được: y + 4z + 3t = 0,12 m = 12 – (0,12.16) = 10,08g   Qua việc giải bài toán trên bằng phương pháp đại số ta thấy việc giải hệ phương trình đại số nhiều khi rất phức tạp, thông thường HS chỉ lập được phương trình đại số mà không giải được hệ phương trình đó.   Về mặt hóa học, chỉ dừng lại ở chỗ HS viết xong các phương trình phản ứng hóa học và đặt ẩn để tính theo các phương trình phản ứng đó (dựa vào mối tương quan tỉ lệ thuận) còn lại đòi hỏi ở HS nhiều về kĩ năng toán học. Tính chất toán học của bài toán lấn át tính chất hóa học, làm lu mờ bản chất hóa học. Trên thực tế, HS chỉ quen giải bằng phương pháp đại số, khi gặp một bài toán là chỉ tìm cách giải bằng phương pháp đại số, mặc dù thường bế tắc. Ta hãy giải bài toán trên bằng những phương pháp mang tính đặc trưng của hóa học hơn, đó là phương pháp bảo toàn khối lượng và phương pháp bảo toàn electron.

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn

Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

DẠNG TOÁN XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HỖN HỢP​

1. Đặc điểm bài toán: - Đầu bài thường cho khối lượng, hoặc số mol hoặc thể tích của hỗn hợp gồm 2 hoặc 3 chất và cho khối lượng, hoặc thể tích hoặc số mol của 1 chất chung cho cả 2 hoặc 3 phương trình hóa học.

2. Phương pháp:

Các bước giải bài toán cũng giống như các bài toán giải theo PTHH. Tuy nhiên, ở trường hợp này chúng ta cần đặt ẩn số để lập phương trình hoặc hệ phương trình tùy vào dữ kiện của bài toán. Bước 1: Tìm số mol của các chất đã cho theo đề bài. Bước 2: Đặt ẩn cho số mol của mỗi chất trong hỗn hợp cần tìm Bước 3: Lập các phương trình hóa học, từ đó thiết lập tỉ lệ số mol các chất theo PTHH. Bước 4: Từ các dữ kiện của đề bài và tỉ lệ số mol theo phương trình lập hệ phương trình và giải hệ phương trình tìm ra số mol, khối lượng hoặc thể tích các chất trong hỗn hợp. VD: Để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 16 gam Fe2O3 và CuO cần vừa đủ 220 ml dung dịch H2SO4 1,25M. a. Viết PTHH. b. Tính khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu. Giải: a. Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O b. Đặt mol Fe2O3 và mol CuO lần lượt là a và b, ta có: 160a + 80b = 16 (1) 3a + b = nH2SO4 = 0,275 (2) Suy ra: a = 0,075 mol và b = 0,05 mol Vậy mFe2O3 = 0,075.160 = 12 gam; mCuO = 0,05.80 = 4 gam VD2: Hòa tan 8,3 gam hỗn hợp 2 kim loại Al và Fe vào dung dịch HCl 1M dư, thu được 5,6 lít khí hiđro (đktc). Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Giải: 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 a → 1,5a (mol) Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 b → b (mol) Ta có: 27a + 56b = 8,3 và 1,5a + b = nH2 = 0,25

3. Vận dụng:

1. Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp khí A gồm H2, CO và CH4 ở đktc thu được 1,568 lít CO2 (đktc) và 2,34 gam H2O. Tính % theo thể tích và % theo khối lượng mỗi khí trong hỗn hợp A ?

2. Một loại đá chứa MgCO3, CaCO3, Al2O3. Lượng Al2O3 bằng 1/8 tổng lượng 2 muối cacbonat. Nung đá ở nhiệt độ cao tới phân hủy hoàn toàn các muối cacbonat thu được chất rắn A có khối lượng bằng 60% khối lượng đá trước khi nung.