Chuyên đề Hóa học 10 - Phương pháp bảo toàn electron - Nguyễn Tuấn Anh

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON Nguyễn Tuấn An

Khi bạn nói chuyện với một người thông minh hơn mình, bạn sẽ cảm thấy mình thật là... kém cỏi. Còn khi bạn trò chuyện với một kẻ ngu ngốc, bạn sẽ cảm thấy mình dần trở nên... kém cỏi hẳn đi. Trang 1

A. LÝ THUYẾT

I. NGUYÊN TẮC CHUNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP: - Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số mol electron mà chất khử cho đi bằng tổng số mol mà chất oxi hóa nhận về. Dựa vào định luật bảo toàn electron: e cho n  = en  nhận

II. PHẠM VI ỨNG DỤNG: Sử dụng cho các bài toán có phản ứng oxi hóa – khử, đặc biệt là bài toán có nhiều chất oxi hóa, nhiều chất khử, các phản ứng xảy ra phức tạp, nhiều giai đoạn, nhiều quá trình. III. ĐÁNH GIÁ:

1. Ưu điểm: Giải nhanh các bài toán có nhiều chất oxi hóa, nhiều chất khử, các quá trình hóa học một cách dễ dàng, nhanh hơn cách giải thông thường.

2. Nhược điểm: Chủ yếu áp dụng cho các bài toán oxi hóa – khử. Nếu xác định sai chất nhận và chất nhường electron làm cả bài toán sai. Chú ý:

- Trong một phản ứng hoặc một hệ phản ứng, cần xác định chính xác chất nhường và nhận electron. Cần quan tâm đến trạng thái oxi hóa ban đầu và cuối của một nguyên tố mà không cần quan tâm đến quá trình biến đổi trung gian. - Cần kết hợp các phương pháp khác như bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố… - Nếu bài toán có nhiều chất oxi hóa và nhiều chất khử cùng tham gia trong bài toán, ta cần tìm tổng số mol electron nhận và tổng số mol electron nhường rồi mới cân bằng. IV. MỘT SỐ PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ THƯỜNG GẶP: - Phản ứng nhiệt nhôm. - Kim loại tác dụng với dung dịch muối (chú ý dãy điện hóa của kim loại để biết thứ tự phản ứng). - Hỗn hợp (Fe, oxit Fe) tác dụng với chất oxi hóa. Ta có công thức: - Phản ứng của Fe, Cu với NO3

− / H+ (chú ý thứ tự phản ứng và phản ứng của Fe3+ với Cu). - Bài toán kim loại tác dụng với H2SO4 đặc nóng/HNO3. Ta có công thức:

mFe = 0,7.mhỗn hợp + 5,6.ne (cho hoặc nhận)

nHNO3phản ứng = 2nNO2 = 4nNO = 10nN2O = 12nN2 nNO3− (muối) = 2ne (cho hoặc nhận) = nNO2 = 3nNO = 8nN2O = 10nN2

nH2SO4phản ứng = 2nSO2 = 4nS

nSO42− (muối) =

1

2 ne (cho hoặc nhận) = nSO2 = 3nS

DeThi.edu.vn

PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON Nguyễn Tuấn An

Khi bạn nói chuyện với một người thông minh hơn mình, bạn sẽ cảm thấy mình thật là... kém cỏi. Còn khi bạn trò chuyện với một kẻ ngu ngốc, bạn sẽ cảm thấy mình dần trở nên... kém cỏi hẳn đi. Trang 2

V. PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI: DẠNG 1: Tính trực tiếp một thành phần của phản ứng Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu với tỉ lệ mol 1:1 bằng HNO3 dư thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là:

A. 2,24. B. 4,48. C. 5,6. D. 3,36. GIẢI Đặt nNO= a (mol) và nNO2 = b (mol) nFe = nCu = x (mol) => 56x + 64x = 12 => 120x = 12 => x = 0,1 (mol)

Ta có X M = 19.2 = 38 a mol: NO (M = 30) 8

X M = 38 b mol: NO2 (M = 46) 8

=>

a

b =

8

8 => a = b hay nNO = nNO2 = a (mol)

Các quá trình oxi hóa – khử xảy ra: Quá trình nhường electron Quá trình nhận electron

0 Fe

+3 Fe + 3e

+5 N + 3e

+2 N O 0,1 0,3 3a a

0 Cu

+2 Cu + 2e

+5 N + 1e

+4 N O2 0,1 0,2 a a Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

e cho n  = en  nhận

Do đó: 0,3 + 0,2 = 3a + a => a = 0,125 mol. Vhỗn hợp khí = 2a.22,4 = 2.0,125.22,4 = 5,6 lít => Đáp án C.

DeThi.edu.vn