1. Nội dung phương pháp
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng (BTKL): “ Tổng khối lượng các chất tham gia phản
ứng bằng tổng khối lượng các chất sản phẩm”
Điều này giúp ta giải bài toán hóa học một cách đơn giản, nhanh chóng
Xét phản ứng: $A$ + $B$ $→$ $C$ + $D$
Ta luôn có: $m_A+ m_B = m_C+ m_D$ ($1$)
* Lưu ý: Điều quan trọng nhất khi áp dụng phương pháp này đó là việc phải xác định đúng
lượng chất (khối lượng) tham gia phản ứng và tạo thành (có chú ý đến các chất kết tủa, bay hơi,
đặc biệt là khối lượng dung dịch).
$2$. Các dạng bài toán thường gặp
Dạng $1$: Biết tổng khối lượng chất ban đầu ↔khối lượng chất sản phẩm
Phương pháp giải: $m_{đầu}$ = $m_{sau}$ (không phụ thuộc hiệu suất phản ứng)
Dạng $2$:Trong phản ứng có $n$ chất tham gia, nếu biết khối lượng của ($n – 1$) chất thì ta dễ
dàng tính khối lượng của chất còn lại.
Dạng $3$ : Bài toán: Kim loại + axit →muối + khí
Dạng $4$ :Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại bởi các chất khí ($H_2,CO$)
Sơ đồ: Oxit kim loại + ($CO, H_2$) →rắn + hỗn hợp khí ($CO_2, H_2O, H_2, CO$)
Bản chất là các phản ứng: $CO + [O] → CO_2$
$H_2+ [O] → H_2O$
⇒$n_{O}$ = $n_{CO_2}$ = $n_{H_2O}$ → $m_{rắn}$ = $m_{oxit}$ - $m_{O}$
$3.$ Các bước giải.
- lập sơ đồ biến đổi các chất trước và sau phản ứng.
- Từ giả thiết của bài toán tìm
∑m(trước) = ∑m (sau
- Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng để lập phương trình toán học, kết hợp dữ kiện khác
để lập hệ phương trình toán.
- Giải hệ phương trình.
VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ $1$: Hoà tan hoàn toàn $3,9$ gam kali vào $36,2$ gam nước thu được dung dịch có nồng độ
A. $15,47$% B. $13,97$% C. $14,0$% D. $4,04$%
Giải:
$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2$
$0,1 0,10 0,05(mol)$
$m_{dung dịch} = m_K+ m_{H_2O} - m_{H_2}$
$m = 3,9 + 36,2 - 0,05 × 2 = 40 gam $
%$C_{KOH}$ = $40\times 56 \times 0,1×100$% = $14$% $⇒$ Đáp án $C$
Ví dụ $2$ : Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp $CuSO_4$ và $KCl$ với điện cực trơ đến khi thấy khí bắt đầu thoát ra ở cả hai điện cực thì dừng lại thấy có $448 ml$ khí (đktc) thoát ra ở anot. Dung dịch sau điện phân có thể hoà tan tối đa $0,8$ gam $MgO$. Khối lượng dung dịch sau điện phân đã giảm bao nhiêu $gam$ (coi lượng $H_2O$ bay hơi là không đáng kể) ?
A. $2,7$ B. $1,03$ C. $2,95.$ D. $2,89.$
Giải:
$CuSO_4+ 2KCl → Cu + Cl_2 + K_2SO_4$ (1)
$0,01 ← 0,01$
Dung dịch sau điện phân hoà tan được $MgO$ ⇒ Là dung dịch axit, chứng tỏ sau phản
ứng ($1$) $CuSO_4$ dư
$2CuSO_4+ 2H_2O → 2Cu + O_2 ↑ + H_2SO_4$ ($2$)
$0,02 ← 0,01 ← 0,02$ ($mol$)
$n_{Cl_2} + n_{O_2} = 480/22,4*1000= 0,02$ ($mol$)
$H_2SO_4+ MgO → MgSO_4+ H_2O$ ($3$)
$0,02 ← 0,02$ ($mol$)
$m_{dung dịch giảm} = m_{Cu} + m_{Cl_2} + m_{O_2}$
$m= 0,03*64 × + 0,01x71 + 0,01x32 = 2,95 gam$
⇒ Đáp án $C$
Ví dụ $3$: Cho $50$ gam dung dịch $BaCl_2$ $20,8$% vào $100$ gam dung dịch $Na_2CO_3$, lọc bỏ kết tủa được dung dịch $X$. Tiếp tục cho $50$ gam dung dịch $H_2SO_4$ $9,8$% vào dung dịch $X$ thấy ra $0,448$ lít khí (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ % của dung dịch $Na_2CO_3$ và khối lượng dung dịch thu được sau cùng là:
A. $8,15$% và $198,27$am. B. $7,42$% và $189,27$ gam.
C. $6,65$% và $212,5$ gam. D. $7,42$% và $286,72$ gam.
Giải:
$n_{BaCl_2} = 0,05 mol$; $n_{H_2SO_4} = 0,05 mol$
$BaCl_2+ Na_2CO_3 → BaCO_3 + 2NaCl$
$0,05 0,05 0,05 0,1$
Dung dịch $B$ + $H_2SO_4$ $→$ khí $⇒$ dung dịch $B$ có $Na_2CO_3$ dư
$Na_2CO_3 + H_2SO_4 → Na_2SO_4+ CO_2 + H_2O$
$0,02 0,02$
⇒ $n_{Na_2CO_3}$ ban đầu = $0,05 + 0,02 = 0,07 mol$
⇒ %$C_{Na_2CO_3}$ = $0,07\times 106/100 × 100$% = $7,42$%
ĐLBTKL: $m_{dd sau cùng}$= $50 + 100 + 50 – m_{BaCO_3} - m_{CO_2}$ = $50 + 100 + 50 - 0,05.197 - 0,02.44 = 189,27 gam$
⇒ Đáp án $B$
Ví dụ $4$ : $X$ là một $α - aminoaxit$, phân tử chứa một nhóm $-NH_2$ và một nhóm $-COOH$. Cho $0,89$ gam $X$ phản ứng vừa đủ với $HCl$ thu được $1,255$ gam muối. Công thức tạo ra của $X$ là:
A. $CH_2 =C(NH_2)-COOH.$ B. $H_2N-CH=CH-COOH.$
C. $CH_3-CH(NH_2)-COOH.$ D. $H_2N-CH_2-CH_2-COOH.$
Giải:
$HOOC - R - NH_2 + HCl → HOOC -R-NH_3Cl$
$⇒$ $m_{HCl}= m_{muối} – m_{aminoaxit} = 0,365 gam$
$⇒ n_{HCl}= 0,01 (mol)$
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu $1$: Trộn $5,4$ gam $Al$ với $6,0$ gam $Fe_2O_3$ rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được hỗn hợp rắn có khối lượng là
A.$411,40$ gam. B. $9,40$ gam. C. $22,40$ gam. D. $9,45$ gam.
Câu $2$:Trong bình kín chứa $0,5 mol$ $CO$ và $m$ gam $Fe_3O_4.$ Đun nóng bình cho tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thì khí trong bình có tỉ khối so với khí $CO$ ban đầu là $1,457.$ Giá trịcủa $m$ là.
A. $16,8$ B. $21,5$ C. $22,8$ D. $23,2$
Câu $3$: Điện phân $100 ml$ dung dịch $CuSO_4$ với đến cực, sau một thời gian máy khối lượng dung dịch giảm $12 gam.$ Dung dịch sau điện phân tác dụng vừa đủ với $100ml$ dung dịch $H_2S$ $1M$. Nồng độ mới của dung dịch $CuSO_4$ trước khi điện phân là
A. $1M$. B. $1,5 M$. C. $2M$. D. $2,5M$.
Câu $4$ :Cho một luồng $CO$ đi qua ống sứ đựng $0,04 mol$ hỗn hợp $A$ gồm $FeO$ và $Fe_2O_3$ đốt nóng sau khi kết thúc thí nghiệm thu được chất rắn $B$ gồm $4$ chất nặng $4,784$ gam. Khí đi ra khỏi ống sứ hấp thụ vào dung dịch $Ca(OH)_2$ dư, thì thu được $4,6$ gam kết tủa. Phần trăm khối lượng $FeO$ trong hỗn hợp $A$ là
A. $13,03$%. B. $31,03$%. C. $68,03$%. D. $68,97$%.
Câu $5$ :Dẫn khí $CO$ từ từ qua ống sứ đựng $14$ gam $CuO, Fe_2O_3, FeO$ nung nóng một thời gian thu được $m$ gam chất rắn $X$. Toàn bộ khí thu được sau phản ứng được dẫn chậm qua dung dịch
$Ca(OH)_2$ dư, kết tủa thu được cho tác dụng với dung dịch $HCl$ dư được $2,8$ lít khí (đktc). Giá trị của $m$ là
A. $6$ gam. B. $12$ gam. C. $8$ gam. D. $10$ gam
Câu $6$ :Nung hoàn toàn $10,0$ gam hỗn hợp $X$ gồm $CaCO_3$ và $NaCl$. Kết thúc thí nghiệm thu được $7,8$ gam chất rắn khan. Khối lượng $CaCO_3$ có trong $X$ là
A. $5,0$ gam. B. $6,0$ gam. C. $7,0$ gam. D. $8,0$ gam.
Câu $7$ :Nung nóng $34,8$ gam hỗn hợp $X$ gồm $MCO_3$ và $NCO_3$ được $m$ gam chất rắn $Y$ và $4,48$ lít $CO_2$(đktc). Nung $Y$ cho đến khối lượng không đổi được hỗn hợp rắn $Z$ và khí $CO_2$ dẫn toàn bộ $CO_2$ thu được qua dung dịch $KOH$ dư, tiếp tục cho thêm $CaCl_2$ dư thì được $10$ gam kết tủa. Hoà tan hoàn toàn $Z$ trong $V$ lít dung dịch $HCl 0,4M$ vừa đủ được dung dịch $T$. Giá trị $m$ gam và $V$ lít lần lượt là :
A. $26$ và $1,5.$ B. $21,6$ và $1,5.$ C. $26$ và $0,6$ D. $21,6$ và $0,6$
Câu $8$ :Hoà tan $9,14$ gam hợp kim $Cu, Mg, Al$ bằng một lượng vừa đủ dung dịch $HCl$ thu được $7,84$ lít khí $X$ (đktc), $2,54$ gam chất rắn $Y$ và dung dịch $Z$. Lọc bỏ chất rắn $Y$, cô cạn cẩn thận dung dịch $Z$ thu được lượng muối khan là
A. $31,45$ gam. B. $33,99$ gam. C. $19,025$ gam. D. $56,3$ gam.
Câu $9$ :Cho $11,0$ gam hỗn hợp $X$ gồm $Al$ và $Fe$ vào dung dịch $HNO_3$ loãng dư. thu được dung dịch $Y$ (không chứa muối amoni), hỗn hợp khí $Y$ gồm $0,2$ mol $NO$ và $0,3$ mol $NO_2$. Cô cạn dung
dịch $Y$ thì lượng muối khan thu được là:
A. $33,4$ gam. B. $66,8$ gam. C. $29,6$ gam. D. $60,6$ gam.
Câu $10$ :Hoà tan hết $7,8$ gam hỗn hợp $Mg, Al$ trong dung dịch $HCl$ dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng $7,0$ gam so với ban đầu. Số mol axit đã phản ứng là
A. $0,08$ mol B. $0,04$ mol C. $0,4$ mol D. $0,8$ mol
đáp án : $1A 2D 3D 4A 5B 6A 7A 8A 9B 10D$