Tài liệu Hóa: Phương pháp tăng hoặc giảm khối lượng

- 1 - PHƯƠNG PHÁP TĂNG HOẶC GIẢM KHỐI LƯỢNG 1. Nguyên tắc Khi chuyển từ chất X (thường tính cho 1 mol) thành chất Y (không nhất thiết trực tiếp, có thể bỏ qua nhiều giai đoạn trung gian), khối lượng tăng hay giảm bao nhiêu gam. Dựa vào khối lượng thay đổi đó ta tính được số mol các chất cần thiết hoặc ngược lại. Ghi nhớ: Trường hợp kim loại A đẩy kim loại B trong dung dịch muối thành kim loại B tự do. Ta có:  Khối lượng A tăng = Bm bám vào – Am tan ra  Khối lượng A giảm = Am tan ra – Bm bám vào. Một số dạng thường gặp : + 1 mol kim loại HCl muối Cl - thì khối lượng tăng 35,5n gam (n là số oxi hóa của kl) + 1 mol muối CO3 2-  2 mol Cl - khối lượng tăng 35,5.2 - 60 = 11 gam + 1 mol O (trong oxit)  1 mol SO4 2- (trong muối) thì khối lượng tăng 96 - 16 = 80 gam. + 1 mol O (trong oxit)  2 mol Cl - (trong muối) thì khối lượng tăng 35,5.2 - 16 = 55 gam. 2. Các ví dụ minh hoạ Ví dụ 1: Tìm công thức muối amoni photphat. Biết rằng muốn điều chế 100 gam muối trên phải cần 200 gam dung dịch axit photphoric 37,11%. Hướng dẫn Khối lượng axit H3PO4 = 37,11 200 100  = 74,22 (g) H3PO4 + nNH3  (NH4)nH3 - nPO4 (n = 1, 2, 3) 98 g (17n + 98) g 74,22 g 100 g Theo pt hoá học, cứ 1 mol H3PO4 biến thành muối amoni photphat thì khối lượng tăng: (17n + 98) – 98 = 17n (g) Theo đề bài, khối lượng muối tăng: 100 – 74 ,22 = 25,78 (g) Do đó 98 74,22 = 17n 25,78  n = 98 25,78 17 74,22   = 2 Vậy muối cần tìm có công thức là: (NH4)2HPO4. Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp 2 kim loại bằng dung dịch HCl ta thu được dung dịch A và khí B. Cô cạn dung dịch A thì được 5,71 gam muối khan. Tính thể tích khí B (đo ở đktc). Hướng dẫn Gọi công thức chung của 2 kim loại là M và có hoá trị là n M + n HCl  nMCl + n 2 H2 - 2 - M g (M + 35,5n) g Theo pt hoá học, cứ 1 mol kim loại tạo thành 1 mol muối thì khối lượng tăng 35,5n gam và có n 2 mol H2 bay ra. Theo đề bài, khối lượng tăng 5,71 – 5 = 0,71 gam thì số mol H2 bay ra là: n 0,71 2 35,5n  = 0,01 (mol); Vậy 2H V = 22,4 0,01 = 0,224 (l). Ví dụ 3: Ngâm một lá kẽm trong dung dịch có hoà tan 8,32 gam CdSO4. Phản ứng xong, lấy lá kẽm ra khỏi dung dịch rửa nhẹ, làm khô, nhận thấy khối lượng lá kẽm tăng lên 2,35% so với lá kẽm trước phản ứng. Khối lượng lá kẽm trước khi tham gia phản ứng là A. 1,88 gam. B. 18,8 gam. C. 0,8 gam. D. 80 gam. Hướng dẫn Zn + CdSO4  ZnSO4 + Cd 0,04  0,04  0,04 Ta có 4CdSO n = 8,32 208 = 0,04 (mol) Khối lượng lá kẽm tăng = 112 0,04 – 65 0,04 = 1,88 (g) . Vậy khối lượng lá kẽm trước phản ứng là: 1,88 100 2,35  = 80 (g). Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp Z gồm NaCl và NaI vào nước được dung dịch E. Sục khí Cl2 dư vào dung dịch E. Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dung dịch thu được 58,5 gam muối khan. Khối lượng NaCl có trong hỗn hợp Z là A. 32,175 gam. B. 29,25 gam. C. 26,325 gam. D. 23,40 gam. Hướng dẫn Khí Cl2 dư chỉ oxi hoá được muối NaI: 2NaI + Cl2  2NaCl + I2 150 g  58,5 g Cứ 1 mol NaI tạo thành 1 mol NaCl khối lượng giảm: 91,5 (g) Vậy x mol NaI thì khối lượng giảm: 104,25 – 58,5 = 45,75 (g)  x = 1 45,75 91,5  = 0,5 (mol) Vậy NaClm trong Z = 104,25 – 150 0,5= 29,25 (g). Ví dụ 5: Có 500 ml dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,2M và (NH4)2CO3 0,5M. Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch đó. Sau các phản ứng kết thúc ta thu được 39,7 gam kết tủa A và dung dịch B. Tính thành phần % khối lượng các chất trong A. - 3 - Hướng dẫn Trong dung dịch: Na2CO3  2 Na  + 23CO  BaCl2  2Ba  + 2Cl 0,1  0,1 (NH4)2CO3  2 4NH  + 23CO  CaCl2  2Ca  + 2Cl 0,25  0,25 Các phương trình hoá học của các phản ứng dạng ion: 2Ba  + 23CO   BaCO3 (1) x  x 2Ca  + 23CO   CaCO3 (2) y  y Ta có 2 3Na CO n = 0,50,2 = 0,1 (mol) ; 4 2 3(NH ) CO n = 0,5 0,5 = 0,25 (mol) Theo (1, 2), cứ 1 mol BaCl2 hoặc 1 mol CaCl2 biến thành BaCO3 hoặc CaCO3 thì khối lượng muối giảm: 71 – 60 = 11 (g) Như vậy, theo đề bài khối lượng hai muối giảm: 43 – 39,7 = 3,3 (g) Do đó tổng số mol hai muối BaCO3 và CaCO3 là: 3,3 1 11  = 0,3 (mol) Tổng số mol 23CO = 0,1 + 0,25 = 0,35 mol Điều đó chứng tỏ phản ứng còn dư 23CO = 0,35 – 0,3 = 0,05 (mol) Gọi x, y là số mol BaCO3 và CaCO3 có trong A Ta có x y 0,3 197x 100y 39,7       x 0,1 y 0,2    Vậy 3BaCO % m = 197.0,1 100% 39,7  49,62 % 3CaCO % m = 100.0,2 100% 39,7  50,38 %. Ví dụ 6 : Cho 84,6 gam hỗn hợp A gồm BaCl2 và CaCl2 vào 1 lít hỗn hợp Na2CO3 0,3M và (NH4)2CO3 0,8 M. Sau khi các phản ứng kết thúc ta thu được 79,1 gam kết tủa A và dung dịch B. Phần trăm khối lượng BaCl2 và CaCl2 trong A lần lượt là A. 70,15 ; 29,25 B. 60,25 ; 39,75 C. 73,75 ; 26,25 D. 75,50 ; 24,50 Lời giải : Đặt 2 2BaCl CaCl n x(mol); n y(mol)     2 2 BaCl CaCl +    2 3 4 2 3 Na CO (NH ) CO     3 3 BaCO CaCO +    4 NaCl NH Cl - 4 - Cứ 2 mol Cl– mất đi (71 gam) có 1 mol muối 23CO  thêm vào (60 gam)  Độ chênh lệch (giảm) khối lượng của 1 mol muối là : M = 71 – 60 =11 (g)  Độ giảm khối lượng muối : m = 84,6 – 79,1 = 5,5 (g) Vậy số mol muối phản ứng :  5,5 0,5(mol) 11 Số mol CO3 2– = 0,3 + 0,8 = 1,1 (mol) > 0,5 mol. Vậy muối cacbonat dư. x + y = 0,5 (1) 208x + 111y = 84,6 (2)     x 0,3 y 0,2    2 2 BaCl CaCl 0,3.208 %m .100% 73,75% 84.6 %m 100 73,75 26,25(%)          Ví dụ 7: Hỗn hợp A gồm 10 gam MgCO3,CaCO3 và BaCO3 được hoà tan bằng HCl dư thu được dung dịch B và khí C. Cô cạn dung dịch B được 14,4 gam muối khan. Sục khí C vào dung dịch có chứa 0,3 mol Ca(OH)2 thu được số gam kết tủa là A. 10g B. 20g C. 30g D. 40g Lời giải CO3 2– + 2H +  CO2 + H2O Số mol A =     2 23 COCO 14,4 10 n n 0,4 (mol) 11 CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O 0,4 0,3 0,3 (mol) CO2 + H2O + CaCO3  Ca(HCO3)2 0,1 0,1 (mol)   3CaCO m 0,2.100 20(g) Ví dụ 8: Cho 68g hỗn hợp 2 muối CuSO4 và MgSO4 tác dụng với 500 ml dung dịch chứa NaOH 2M và KOH 0,8M. Sau phản ứng thu được 37g kết tủa và dung dịch B. Vậy % khối lượng CuSO4 và MgSO4 trong hỗn hợp ban đầu là A. 47,05% ; 52,95%. B. 47,05 % ; 52,95%. C. 46,41% ; 53,59%. D. 46,50% ; 53,50%. Lời giải : Đặt   4 4CuSO MgSO n x mol ; n ymol - 5 -    4 4 CuSO MgSO +    NaOH KOH     2 2 Cu(OH) Mg(OH) +    2 4 2 4 Na SO K SO Từ độ chênh lệch khối lượng ta tính được tổng số mol hai muối sunfat: 68-37 x + y = = 0,5 (1) 96-34 160x + 120y = 68(2)      x 0,2 y 0,3              4 4 CuSO MgSO 0,2.160 %m .100% 47,05% 68 %m 100 47,05 52,95% Ví dụ 9: Nhúng một thanh kim loại X (hoá trị II) vào dung dịch CuSO4 dư. Sau phản ứng khối lượng thanh kim loại giảm 0,12g. Mặt khác cũng thanh kim loại X đó được nhúng vào dung dịch AgNO3 dư thì kết thúc phản ứng khối lượng thanh tăng 0,26g. Nguyên tố X là A. Zn B. Mg C. Cd D. Fe Lời giải : Phương trình phản ứng : X + CuSO4 dư  XSO4 + Cu↓ a a X + 2AgNO3 dư  X(NO3)2 + 2Ag↓ a 2a Khối lượng thanh kim loại tăng = mA – mCu = 0,12g a.MX – 64a = 0,12  MX.a = 64a + 0,12 (1) Mặt khác khối lượng thanh kim loại giảm = mAg + mX = 0,26 g 2a.108 – MX.a = 0,26 MX.a = 2a.108 – 0,26 (2)  x = 2,5.10–3 mol  MX = 3 3 64.2,5.10 0,12 112 2,5.10     (g/mol)  Chất X là Cd. Ví dụ 10. Cho 2 dung dịch FeCl2 và CuSO4 có cùng nồng độ mol. – Nhúng thanh kim loại vào M hoá trị II vào 1 lít dd FeCl2 sau phản ứng khối lượng thanh kim loại tăng 16g. – Nhúng cùng thanh kim loại ấy vào 1 lít dung dịch CuSO4 sau phản ứng khối lượng thanh kim tăng 20g. Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và thanh kim loại M chưa bị tan hết. Kim loại M là A. Zn B. Mg C. Cd D. Fe Lời giải : Các phương trình phản ứng xảy ra : - 6 - M + FeCl2  MCl2 + Fe x x x M + CuSO4  MSO4 + Cu↓ Theo giả thiết thì : nCu = nFe = x mol Khối lượng thanh kim loại tăng ở (1) là : m  = mFe – mM = 16g 56x – MM.x = 16  M.x = 56x – 16 Khối lượng thanh kim loại tăng ở (2) là : m  = mCu – mM = 20 g 64x – M.x = 20  M.x = 64x – 20 M = 24. Vậy kim loại M là Mg.