Chuyên đề Phương pháp quy đổi - Hóa học

PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Nguyễn Tuấn An

Biết điều mà ai cũng biết là không biết gì hết. Cái biết chỉ bắt đầu ở chỗ mà mọi người không biết! Trang 1

A. LÝ THUYẾT

I. CƠ SỞ VÀ ĐẶC ĐIỂM Là phương pháp tư duy giải toán độc đáo, sáng tạo dựa trên những giả định không có thực để biến đổi tương đương các chất và hỗn hợp cho nhau hoặc các quá trình hóa học cho nhau. Chú ý: Phương pháp này nếu các tính toán ra giá trị âm thì vẫn được xem như là một điều bình thường.

Ví dụ: ta có hỗn hợp gồm: 0,1 mol Fe

0,1 mol FeO Quy đổi hỗn hợp gồm {FeO: 0,15 mol

Fe: −0,35 mol

0,4 mol Fe2O3 0,05 mol Fe3O4 Vì: nFe (vế trái) = 1,15 mol Và nO (vế trái) = 1,5 mol Chú ý: Để giải toán hóa học bằng phương pháp quy đổi cần nắm vững các lí thuyết về các phương pháp bảo toàn (bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron…) II. ÁP DỤNG Trong bài toán hỗn hợp phức tạp hoặc quá trình phản ứng, quá trình chuyển hóa bên trong phức tạp. Chúng ta có thể tiến hành biến đổi phản ứng đó tương đương với một phản ứng khác; biến đổi hỗn hợp đó tương đương với hỗn hợp khác. Chú ý: đối với bài toán phức tạp nên sơ đồ hóa bài toán để nhận thấy trạng thái đầu tiên và trạng thái cuối cùng để có hướng giải quyết bài toán theo cách thích hợp. III. PHÂN LOẠI Dạng 1: Quy đổi hỗn hợp gồm nhiều chất bằng hỗn hợp có ít chất hơn Áp dụng cho bài toán hỗn hợp gồm nhiều chất được tạo thành từ một số ít các thành phần hơn, đề bài cho số liệu ít hơn so với số ẩn. Một số ví dụ điển hình:

Hợp gồm (Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4)

Quy đổi → hỗn hợp (Fe, O)

Hỗn hợp (Fe, FeS, FeS2)

Quy đổi → hỗn hợp (Fe, S)

ThuVienDeThi.com

PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Nguyễn Tuấn An

Biết điều mà ai cũng biết là không biết gì hết. Cái biết chỉ bắt đầu ở chỗ mà mọi người không biết! Trang 2

Ví dụ: Cho m gam bột Fe tác dụng với O2 một thời gian thì thu được hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 có khối lượng 12 gam. Cho X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng, sau phản ứng thu được 2,24 lít NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của m là:

A. 6,72 gam. B. 10,08 gam. C. 5,6gam. D. 16,8 gam. GIẢI

Fe

+ O2

12 gam hỗn hợp X (Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4)

+ HNO3

{ Fe(NO3)3

2,24 lít NO

Coi hỗn hợp X gồm Fe và O. Gọi x là số mol Fe và y là số mol O.

nNO =

2,24

22,4 = 0,1 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 X 3x 0,3 mol 0,1 mol O + 2e O2− y 2y Ta có hệ phương trình:

{mhỗn hợp = mFe + mO = 56x + 16y = 12 gam

ne (cho hoặc nhận) = 3x = 2y + 0,3

 {x = 0,18

y = 0,12 => mFe = 0,18.56 = 10,09 gam => Đáp án B.

Dạng 2: Quy đổi hỗn hợp gồm ít chất thành hỗn hợp gồm nhiều chất hơn Áp dụng cho bài toán mà chất chưa biết có cấu tạo phức tạp từ nhiều thành phần đã biết.

Quy đổi chất đó bằng hỗn hợp gồm nhiều thành phần cấu tạo. Một số ví dụ điển hình:

Oxit sắt (FexOy)

Quy đổi → hỗn hợp (Fe, O).

Hợp chất của Fe và S (FexSy)

Quy đổi → hỗn hợp (Fe, S).

Polime đồng trùng hợp/đồng trùng ngưng

Quy đổi → hỗn hợp các monome ban đầu. Chú ý: quy đổi sao cho số ẩn bằng với số số liệu mà đề cho.

ThuVienDeThi.com