Phương pháp giải một số dạng bài tập tính theo phương trình hóa học

Dạng 1

Tính toán dựa theo phương trình phản ứng

* Một số lưu ý cần nhớ

Để làm được dạng toán này, ta cần đi theo các bước như sau:

Bước 1: Lập phương trình hóa học của phản ứng diễn ra

Bước 2: Rút ra tỉ lệ số mol giữa chất biết và chất cần tìm

Bước 3: Viết tỉ lệ giữa số mol bài cho của chất biết và số mol của chất cần tìm

Bước 4: Tính a theo tỉ lệ thức

Áp dụng nắm chắc các công thức hóa học được cho dưới đây:

m = n . M

M : Khối lượng (g)

n: số mol (mol)

M: Khối lượng mol (g/mol)

n = V /22,4

V: thể tích khí ở đktc

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Để đốt cháy hoàn toàn a gam Al cần dùng hết 19,2 gam oxi. Phản ứng kết thúc thu được sản phẩm là Al₂O₃. Giá trị của a là

Hướng dẫn giải chi tiết:

\({n_{{O_2}}} = \dfrac{{19,2}}{{32}} = 0,6\,mol\)

PTHH:              4Al  +  3O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Al₂O₃

Tỉ lệ theo PT:  4mol    3mol

                          ?mol    0,6mol

=> số mol Al phản ứng là: \({n_{Al}} = \dfrac{{0,6.4}}{3} = 0,8\,mol\)

=> khối lượng Al phản ứng là: m_Al = 0,8.27 = 21,6 gam

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 13 gam Zn trong oxi thu được ZnO. Thể tích khí oxi đã dùng (đktc) là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Số mol Zn là:  \({n_{Zn}} = \dfrac{{13}}{{65}} = 0,2\,mol\)

PTHH:               2Zn    +   O₂  \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)  2ZnO

Tỉ lệ theo PT:   2mol       1mol      2mol

                          0,2mol     ? mol  

Số mol khí O₂ đã dùng là: \({n_{{O_2}}} = \dfrac{{0,2.1}}{2} = 0,1\,mol\)

=> Thể tích O₂ là: V = n.22,4 = 0,1.22,4 = 2,24 lít

Ví dụ 3: Magie tác dụng với axit clohiđric:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

Nếu có 12g Mg tham gia phản ứng, em hãy tìm:

a) Thể tích khí hiđro thu được ở đktc.

b) Khối lượng axit clohiđric cần dùng.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Số mol của 12 g Mg là:

\({n_{Mg}} = {{{m_{Mg}}} \over {{M_{Mg}}}} = {{12} \over {24}} = 0,5\,(mol)\)

PTPƯ:            Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

Theo PTP Ư:  1        2                           1      (mol)

Theo đề bài:  0,5      x=?                        y = ? (mol)

a) số mol H₂ sinh ra là: y = n_H2 = \({{0,5 \times 1} \over 1} = 0,5\,(mol)\)

=> Thể tích của H₂ thu được ở đktc là: V_H2(ĐKTC) =n_H2×22,4 = 0,5×22,4 = 11,2 (lít)

b) Số mol HCl phản ứng là: x = n_HCl = \({{0,5 \times 2} \over 1} = 1\,(mol)\)

Khối lượng HCl tham gia phản ứng là: m_HCl = n_HCl×M_HCl = 1. 36,5 = 36,5 (g)

Dạng 2

Bài toán có chứa từ 2 phương trình hóa học trở lên

* Một số lưu ý cần nhớ:

Để làm được dạng toán này, ta cần làm theo các bước như sau:

+ Tính số mol số liệu đề bài đã cho

+ Viết phương trình hóa học, đặt ẩn chất có liên quan đến số liệu mà đề bài đã cho

+ Giải hệ phương trình => Tìm ra ẩn

+ Sau khi có ẩn, ta thao tác để tính theo yêu cầu đề bài

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Đốt cháy hỗn hợp chứa 4,48 lít CH₄ và 2,24 lít C₂H₄ thì cần V lít O₂ (đktc) thu được sản phẩm CO₂ và nước. Giá trị của V là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_CH4 = 4,48/22,4 = 0,2 mol; n_C2H4 = 2,24/22,4 = 0,1 mol

CH₄    +   2O₂   →   CO₂  +  2H₂O

 0,2   →    0,4

C₂H₄   +  3O₂  →   2CO₂   +  2H₂O

0,1  →     0,3

⟹ n_O2 = 0,4 + 0,3 = 0,7 mol

⟹ V_O2 = 0,7.22,4 = 15,68 lít

Ví dụ 2: Cần dùng V lít H₂ (đktc) để khử hoàn toàn hỗn hợp gồm 10,8 gam FeO và 24 gam Fe₂O₃ thu được kim loại và H₂O. Giá trị V là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_FeO = 10,8/72 = 0,15 mol; n_Fe2O3 = 24/160 = 0,15 mol

FeO     +     H₂   →   Fe + H₂O

0,15 →     0,15

Fe₂O₃    +   3H₂  →   2Fe + 3H₂O

0,15    →   0,45

⟹ n_H2 = 0,15 + 0,45 = 0,6 mol

⟹ V_H2 = 0,6.22,4 = 13,44 lít.

Ví dụ 3: Hòa tan hết 17,05 gam hỗn hợp Al và Zn cần vừa đủ 124,1 gam dung dịch HCl 25% thu được dung dịch muối và khí không màu. Phần trăm khối lượng Zn trong hỗn hợp đầu là

Hướng dẫn giải chi tiết:

m_HCl = 124,1.25% = 31,025 gam ⟹ n_HCl = 31,025 : 36,5 = 0,85 mol

Đặt n_Zn = x mol; n_Al = y mol

m_hh = 65x + 27y = 17,05 (1)

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

x     → 2x (mol)

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂.

y    →  3y (mol)

⟹ n_HCl = 2x + 3y = 0,85 (2)

Từ (1) và (2) ⟹ x = 0,2; y = 0,15

⟹ m_Zn = 65.0,2 = 13 gam

⟹ %m_Zn = \(\dfrac{{13}}{{17,05}}.100\% \) = 76,2%

Ví dụ 4: Hòa tan hết 21,6 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl thu được dung dịch muối và 11,2 lít khí H₂ (đktc). Phần trăm khối lượng Mg là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_H2 = 11,2/22,4 = 0,5 mol

Đặt n_Mg = x mol; n_Fe = y mol

⟹ m_hh = 24x + 56y = 21,6 (1)

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

x                     →                 x

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

y                     →             y

⟹ n_H2 = x + y = 0,5 (2)

Từ (1) và (2) ⟹ x = 0,2; y = 0,3

⟹ m_Mg = 24.0,2 = 4,8 gam

⟹ %m_Mg = \(\dfrac{{4,8}}{{21,6}}.100\% \) = 22,2%.

Dạng 3

Bài toán phản ứng dư hết

Trong một bài toán, ta cần xét dư hết khi đề bài cho số liệu của 2 chất tham gia trở lên.

(Nếu đề bài cho dữ liệu về 1 chất tham gia, 1 chất sản phẩm thì mặc định tính theo sản phẩm)

* Một số lưu ý cần nhớ

Để làm được dạng bài này, ta cần làm theo các bước như sau:

Bước 1: Tính số mol mỗi chất tham gia phản ứng

Bước 2: Viêt phương trình phản ứng

Bước 3: Dựa vào phương trình, xét chất dư hết, bài toán sẽ được tính theo chất hết

Bước 4: Dựa theo yêu cầu đề bài để tính ra kết quả

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Cho 5,6 gam Fe phản ứng với 0,15 mol HCl theo phương trình: Fe + 2HCl \( \to\) FeCl₂ + H₂. Kết luận nào sau đây là chính xác:

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_Fe = 5,6 : 56 = 0,1 (mol)

                                Fe + 2HCl \( \to\)  FeCl₂ + H₂

Theo phương trình  1       2                             (mol)

Theo đề bài:            0,1    0,15                         (mol)

Ta thấy : \(\dfrac{{0,1}}{1} > \dfrac{{0,15}}{2}\). Do vậy HCl là chất phản ứng hết, Fe là chất còn dư.

Ví dụ 2: Cho 15,3 gam Al₂O₃ tác dụng với dung dịch chứa 39,2 gam H₂SO₄, sản phẩm của phản ứng là Al₂(SO₄)₃ và H₂O. Tính khối lượng Al₂(SO₄)₃ thu được.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Số mol Al₂O₃ là:   \({n_{A{l_2}{O_3}}} = \dfrac{{15,3}}{{102}} = 0,15\,mol\)

Số mol H₂SO₄ là:   \({n_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{39,2}}{{98}} = 0,4\,mol\)

PTHH: Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Xét tỉ lệ:    \(\dfrac{{{n_{A{l_2}{O_3}}}}}{1} = \dfrac{{0,15}}{1} = 0,15\)  và    \(\dfrac{{{n_{{H_2}S{O_4}}}}}{3} = \dfrac{{0,4}}{3} = 0,133\)

Vì 0,133 < 0,15 => Al₂O₃ dư, H₂SO₄ phản ứng hết

=> tính số mol Al₂(SO₄)₃ theo H₂SO₄

PTHH:   Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Tỉ lệ PT:               3mol           1mol

Phản ứng:            0,4mol  →  \(\dfrac{{0,4}}{3}\) mol

=> Khối lượng Al₂(SO₄)₃ thu được là:   \(\dfrac{{0,4}}{3}.342 = 45,6\,gam\)

Ví dụ 3: Cho 0,2 mol NaOH phản ứng với 0,2 mol H₂SO₄ thu được dung dịch A. Biết sơ đồ phản ứng: \(NaOH + {H_2}S{O_4} \to N{a_2}S{O_4} + {H_2}O\). Tổng khối lượng chất tan trong A là

Hướng dẫn giải chi tiết:

PTHH:  \(2NaOH + {H_2}S{O_4} \to N{a_2}S{O_4} + 2{H_2}O\)

Xét tỉ lệ: \(\frac{{{n_{NaOH}}}}{2} = \frac{{0,2}}{2} = 0,1$ và  $\frac{{{n_{{H_2}S{O_4}}}}}{1} = \frac{{0,2}}{1} = 0,2\)

Vì 0,1 < 0,2 => NaOH phản ứng hết, H₂SO₄ còn dư

 => phản ứng tính theo NaOH

PTHH:     \(2NaOH + {H_2}S{O_4} \to N{a_2}S{O_4} + 2{H_2}O\)

Tỉ lệ PT:      2                       1                      1

Ban đầu:      0,2                  0,2                    0                       (mol)

Phản ứng     0,2                   0,1                0,1                      (mol) 

Sau pư:         0                   0,1                     0,1                     (mol)

dung dich A có:  \(\left\{ \begin{gathered}N{a_2}S{O_4}:0,1(mol) \hfill \\{H_2}S{O_4}du:0,1(mol) \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

=> tổng khối lượng chất tan trong A là: 14,2 + 9,8 = 24 gam

Dạng 4

Bài toán hiệu suất

* Một số lưu ý cần nhớ:

Trong thực tế, hầu hết các phản ứng đều xảy ra không hoàn toàn. Thông thường ta sử dụng công thức sau để tính hiệu suất:

H% = m _{thực tế} / m _{lý thuyết} . 100%

Khối lượng ở đây có thể là khối lượng chất tham gia, hoặc khối lượng chất sản phẩm

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn một lá kẽm vào dung dịch axit clohidric (HCl) sau phản ứng thu được muối kẽm clorua và 4,48 lít khí hidro

a, Viết phương trình phản ứng

b, Tính khối lượng axit clohidric đã dùng

c, Tính khối lượng kẽm clorua sinh ra sau phản ứng

d, Nếu hiệu suất của phản ứng là H = 80%. Hãy tính khối lượng axit clohidric tham gia và khối lượng kẽm ban đầu

Hướng dẫn giải chi tiết:

a, Ta có phương trình phản ứng:

Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂ (1)

b, n H₂ = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol

(1) n HCl = 2 n H₂ = 0,2 . 2 = 0,4 mol

=> m HCl = 0,4 . 36,5 = 7, 7 gam

c, (1) n ZnCl₂ = n H₂ = 0,2 mol

=> m ZnCl₂ = 0,2 . 136 = 27,2 gam

d, Theo đề bài H = 80%

(1) n Zn = n H₂ = 0,2 mol

H% = m_{thực tế}/ m_{lý thuyết} . 100% (2)

Theo đề bài:thực tế sau phản ứng thu được 0,2 mol Zn

=> Khối lượng Zn thực tế thu được sau phản ứng là: 0,2 . 65 = 13 gam

=> Khối lượng Zn cần dùng là

(2) 80% = 13 : mZn lý thuyết

=> mZn lý thuyết = 15,6 gam

Ví dụ 2: Khử 48 gam đồng (II) oxit bằng hiđro được 36,48 gam đồng sau phản ứng. Hiệu suất của phản ứng trên là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

CuO + H₂  \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) Cu + H₂O

n_Cu = 36,48 /64 = 0,57 (mol)

n_CuO = 48/ 80 = 0,6 (mol)

\(\% H = \dfrac{{{n_{Cu}}}}{{{n_{CuO}}}}.100\%  = \dfrac{{0,57}}{{0,6}}.100\%  = 95\% \)