Bài tập bảo toàn nguyên tố trong hóa hữu cơ năm 2024

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.

I, Cơ sơ lý thuyết Trong các phản ứng hóa học thì các nguyên tố và khối lượng của các nguyên tố đó luôn luôn được bảo toàn, nghĩa là nguyên tố và khối lượng của nguyên tố không mất đi và cũng không tự tạo ra mà chỉ dịch chuyển từ chất này sang chất khác.

II, Các lưu ý khi làm bài Phải để ý đến nguyên tố được bảo toàn tham gia vào những quá trình nào Bảo toàn nguyên tố thường được áp dụng với bảo toàn khối lượng và một số phương pháp khác để đạt được hiệu quả tối đa Luôn phải cân bằng hệ số của bản phản ứng trong bảo toàn nguyên tố Một chất có dạng [imath]A_xB_y = z[/imath] mol có [imath]nA = x.z[/imath] và [imath]nB = y.z[/imath]

III, Bài tập vận dung

1.Cho 22,4 gam [imath]Fe[/imath] tác dụng với dung dịch HCl lấy dư thu được dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch [imath]NaOH[/imath] dư thu được kết tủa B.Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn C. Tính m

Nếu bình thường khi làm bài này ta sẽ làm như sau : Ta có [imath]nFe = 0,4[/imath] mol [imath]Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2[/imath] 04--->0,4 [imath]FeCl_2 + 2NaOH \to Fe(OH)2 + 2NaCl[/imath] 0,4---->0,4 [imath]4Fe(OH)_2 + O_2 \to 2Fe_2O_3 + 4H_2O[/imath] 0,4--->0,2 Vậy chất rắn C là [imath]Fe_2O_3 : 0,2[/imath] mol [imath]\to m = 32[/imath] gam

Nhưng nếu bảo toàn nguyên tố ta có : Dễ thấy chất rắn C là [imath]Fe_2O_3[/imath] vậy bán phản ứng là [imath]2Fe \to Fe_2O_3[/imath] 0,4----> 0,2 [imath]\to m = 32[/imath] gam

2. Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol [imath]Fe_2O_3[/imath], 0,2 mol [imath]FeO[/imath] và 0,3 mol [imath]Fe_3O_4[/imath] tác dụng với khí [imath]CO[/imath] dư thu được chất rắn A và hỗn hợp khí B. Cho B tá dụng với dung dịch [imath]Ca(OH)_2[/imath] dư thu được m gam kết tủa. Tính m và khối lượng của B

Cách 1 : không dùng bảo toàn nguyên tố ta làm như sau [imath]Fe_2O_3 + 3CO \to 2Fe + 3CO_2[/imath] 0,1-->0,2-->0,3 [imath]FeO + CO \to Fe + CO_2[/imath] 0,2--->0,2->0,2 [imath]Fe_3O_4 + 4CO \to 3Fe + 4CO_2[/imath] 0,3------>0,9->1,2 [imath]Ca(OH)_2 + CO_2 \to CaCO_3 + H_2O[/imath] 1,7------->1,7

Vậy [imath]m = 1,7.100 = 170[/imath] gam và [imath]m_B = 1,3.56 = 72,8[/imath] gam

Cách 2 : Ta có [imath]nFe = 0,1.2 + 0,2 + 0,3.3 = 1,3[/imath] mol [imath]\to m_B = 72,8[/imath] gam Ta lại có [imath]nO = 0,1.3 + 0,2 + 0,3.4 = 1,7[/imath] mol [imath]CO + [O] \to CO_2[/imath] 1,7----->1,7 BTNT [imath]C[/imath] ta có [imath]nCaCO_3 = nCO_2 = 1,7[/imath] mol [imath]\to m= 170[/imath] gam

Vừa rồi là cách giải bài tập bằng phương pháp bảo toàn nguyên tố nếu có thắc mặc gì các bạn cứ hỏi nha

• 1. PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Nguyên tắc chung của phương pháp là dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố (BTNT); “ Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn được bảo toàn” Điều này có nghĩa là: “Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kỳ trước và sau phản ứng là luôn bằng nhau” - Điểm mấu chốt của phương pháp là phải xác định được đúng các hợp phần có chứa nguyên tố X ở trước và sau phản ứng, áp dụng ĐLBT nguyên tố với X để rút ra mối quan hệ giữa các hợp phần từ đó đưa ra kết luận chính. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP Phương pháp bảo toàn nguyên tố có thể áp dụng cho hầu hết các dạng bài tập, đặc biệt là các dạng bài hỗn hợp nhiều chất,xảy ra nhiều biến đổiphức tạp. Dưới đây là một số dạng bài tập điển hình. Dạng 1. Từ nhiều chất ban đầu tạo thành một sản phẩm. Từ dữ kiện đề bài số molcủa nguyên tố X trong các chất đầu tổng số mol trong sản phẩm tạo thành số molsản phẩm. - Hỗn hợp kim loại và oxit kim loại hyđroxit kim loại oxit 0 - Al và Al2O3 + các oxit sắt t n hỗn hợp rắn hyđroxit Al2O3 + Fe2O3 (đầu)Fe n (cuối) =Al (đầu) (cuối) Al2O3 + nAl O 2 2 3 ; nFe O = 2 Dạng 2. Từ một chất ban đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm Từ dữ kiện đề bài tổng số mol ban đầu, số mol của các hợp phần đã cho số molcủa chất cần xác định. - Axit có tính oxi hóa (HNO3, H2SO4 đặc, nóng) nX (axit) = nX (muối) + nX (khí) (X: N hoặc S) Kim loại Muối+ khí - KhíCO2 (hoặc SO2) hấp thụ vào dung dịch kiềm: CO2 CO3 + HCO3 SO2 SO3 + HSO3  n = n 2 + n  n = n 2+ n  CO2 CO3 HCO3 SO2 SO3 HSO3 - Tính lưỡng tính của Al(OH)3 Trường hợp 1 Trường hợp 2 Al3+ O H  Al(OH) + [Al(OH) ] [Al(OH) ]   H  Al(OH) + Al3+ n 3= n 3 [Al(OH) 3 ]  4 + nAl(OH)  4 [Al(OH)4 ]   n 3 + 3 nAl(OH) n 3 2  2  Al =
• 2. N N - Hỗn hợp các oxit kim loại+ CO (H2) t0  hỗn hợp chất rắn + CO (H O) Theo định luật bảo toàn nguyên tố với O: * Khi H = 100%: nO (oxit) = nO (rắn) + nhỗn hợp khí sau = nO (rắn) + nhỗn hợp khí trước * Khi H < 100%: nO (oxit) = nO (rắn) + - Bài toán cracking ankan: mhỗn hợp khí sau - mhỗn hợp khí trước 16 Ankan X cracking hỗn hợp Y Mặc dù có những biến đổi hóa học xảy ra trong quá trình cracking, và Y thường là hỗn hợp phức tạp (có thể có H2), do phản ứng cracking xảy ra theo nhiều hướng, với hiệu suất H < 100%. Nhưng ta chỉ quan tâm đến sự bảo toàn nguyên tố đối với C, H từ đó dễ dàng xác định được tổng lượng của 2 nguyên tố này. Thông thường đề bàicho số molankan X  nC(Y ) nC(X)  nH (Y ) nH (X) Dạng 3. Từ nhiều chất ban đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm Trong trường hợp này không cần thiết phảitìm chính xác số molcủa từng chất, mà chỉquan tâm đến hệ thức: nX(đầu) = nXc(uối) Tức là chỉ quan tâm đến tổng số mol của nguyên tố trước và sau phản ứng. Nếu biết và ngược lại. nX(đầu) nX(cuối) Với dạng này, đề bài thường yêu cầu thiết lập một hệ thức dưới dạng tổng quát về số mol các chất. Dạng 4. Bài toán điốt cháy trong hóa hữu cơ Xét bài đốt cháy tổng quát: CxHyOzNt + O2 tCO2 + H2O + N2 nC = n CO2 Theo ĐLBT nguyên tố: nH = 2.n   n = 2. n + n - 2.n H2O nN = 2. n O(Cx HyOzNt ) CO2 H2O O2 N2 Phương pháp bảo toàn khối lượng nguyên tố với O được sử dụng rất phổ biến trong các bàitoán hóa hữu cơ. * Chú ý: Đối với trường hợp đốt cháy hợp chất hữu cơ chứa Nitơ bằng không khí, lượng nitơ thu được sau phản ứng là: n (sau phản ứng) = 2 n (từ phản ứng đốt cháy) + 2 n (từ không khí) 2 Để áp dụng tốt phƣơng pháp BTNT, cần chú ý một số điểm sau: * Hạn chế viết phương trình phản ứng mà thay vào đó nên viết sơ đồ phản ứng (sơ đồ hợp thức, có chú ý hệ số) biểu diễn các biến đổicơ bản của các nguyên tố quan tâm.