Hóa học 8 - Phương pháp bảo toàn nguyên tố

Phƣơng pháp 4: Bảo toàn nguyên tố

Ph-ơng pháp Bảo toàn nguyên tố

I. PHƢƠNG 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 THƢỜNG 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 đổi phức 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 mol của nguyên tố X trong các chất đầu  tổng số mol trong sản phẩm tạo thành

 số mol sản phẩm.

- Hỗn hợp kim loại và oxit kim loại  hyđroxit kim loại  oxit

- Al và Al2O3 + các oxit sắt hỗn hợp rắn  hyđroxit  Al2O3 + Fe2O3



2 3 Al O n (cuối) = Al n

2

+

2 3 Al O n (đầu) ;

2 3 Fe O n (cuối) =

Fe n

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 mol của chất cần xác

định.

- Axit có tính oxi hóa (HNO3, H2SO4 đặc, nóng) Muối + khí

 nX (axit) = nX (muối) + nX (khí) (X: N hoặc S)

- Khí CO2 (hoặc SO2) hấp thụ vào dung dịch kiềm:

CO2  CO3

2 + HCO3

 SO2  SO3

2 + HSO3





2 CO n = 2 3 CO n  +

3 HCO n  

2 SO n = 2 3 SO n  +

3 HSO n 

- Tính lưỡng tính của Al(OH)3

Trường hợp 1 Trường hợp 2

Al3+ OH   Al(OH)3 + [Al(OH)4] [Al(OH)4] 

H  Al(OH)3 + Al3+

 3 Al n   =

3 Al(OH) n[ ] +

3 Al(OH) n 

4 Al(OH) n[ ]  = 3 Al n  +

3 Al(OH) n

t0

(đầu)

Kim loại

ThuVienDeThi.com

Phƣơng pháp 4: Bảo toàn nguyên tố

- Hỗn hợp các oxit kim loại + CO (H2)

0t  hỗn hợp chất rắn + CO2 (H2O)

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:

Ankan X 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 bài cho số mol ankan X 

C(Y) C(X)

H(Y) H(X)

n n

n n

    

   

Dạng 3. Từ nhiều chất ban đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm

Trong trường hợp này không cần thiết phải tìm chính xác số mol của từng chất, mà chỉ quan tâm đến hệ

thức: X( n  = X( n 

Tức là chỉ quan tâm đến tổng số mol của nguyên tố trước và sau phản ứng. Nếu biết X( n   X( n 

và ngược lại.

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  CO2 + H2O + N2

nC =

2 CO n

Theo ĐLBT nguyên tố: nH = 2.

2 H O n 

x y z t O(C H O N ) n = 2.

2 CO n +

2 H O n - 2.

2 O n

nN = 2.

2 N n

Phương pháp bảo toàn khối lượng nguyên tố với O được sử dụng rất phổ biến trong các bài toán 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:

2 N n (sau phản ứng) =

2 N n (từ phản ứng đốt cháy) +

2 N n (từ không khí)

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 đổi cơ bản của các nguyên tố quan tâm.

mhỗn hợp khí sau - mhỗn hợp khí trước

16

cracking

đầu) cuối)

đầu) cuối)

t0

ThuVienDeThi.com