CHUYÊN ĐỀ: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ
PHẦN A: LÍ THUYẾT
I. Nội dung định luật:
“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. Phạm vi sử dụng
1. Bảo toàn nguyên tố trong 1 chất
Ta có:
Ví dụ:
2. Bảo toàn nguyên tố cho 1 phản ứng
Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố trước và sau phản ứng luôn bằng nhau
Ví dụ:
3. Bảo toàn nguyên tố cho hỗn hợp nhiều chất phản ứng
Ví dụ 1:

Ví dụ 2:
4. Bảo toàn nguyên tố cho toàn bộ quá trình phản ứng (BTNT đầu→cuối)
Ví dụ 1:

Ví dụ 2:
Chú ý:
+ Hạn chế viết phương trình phản ứng mà viết sơ đồ phản ứng biểu diễn sự biến đổi của nguyên tố đang cần quan tâm
+ Từ số mol của nguyên tố chúng ta quan tâm sẽ tính ra được số mol của các chất
+ Số mol nguyên tố trong hợp chất bằng số nguyên tử của nguyên tố đó trong hợp chất nhân với số mol hợp chất chứa nguyên tố đó
Giả sử ta có hợp chất AxBy có số mol là a (mol).
Khi đó số mol nguyên tố A và B trong hợp chất là: 
PHẦN B: BÀI TẬP ĐƯỢC PHÂN DẠNG
Dạng 1. Từ nhiều chất ban đầu tạo thành một sản phẩm.
A. Phương pháp:
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.
Thường áp dụng với một số bài toán sau
- Hỗn hợp kim loại và oxide kim loại → Hydroxide kim loại → oxide
- Al và Al2O3 + các oxide sắt hỗn hợp rắn → hydroxide → Al2O3 + Fe2O3
B. Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Hoà tan hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe2O3 vào dung dịch HCl dư được dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa. Lọc kết tủa, rửa sạch đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Y. Tính giá tri của m
Hướng dẫn giải
Sơ đồ: X D Y
Theo BTNT với Fe: = +
mY = 0,2.160 = 32 (g)
Ví dụ 2: Hoà tan 10 gam hỗn hợp bột Fe và FeO bằng một lượng dung dịch HCl vừa đủ thấy thoát ra 1,2395 lít khí (đkc). Dung dịch thu được cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa tách ra đem nung trong không khí đến lượng không đổi thu được chất rắn nặng m gam. Tìm giá trị của m
Hướng dẫn giải
Ta có:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
0,05 ← 0,05
mFe = 0,05.56 = 2,8g → mFeO = 10 – 2,8 = 7,2g
nFeO = 7,2 : 72 = 0,1 mol
Theo BTNT với Fe: = + = = 0,075 mol
→ m = 0,075 x 160 = 12g
Bài tập giải chi tiết
Câu 1: Đun nóng hỗn hợp bột X gồm 0,06 mol Al, 0,01 mol Fe3O4, 0,015 mol Fe2O3 và 0,02 mol FeO một thời gian. Hỗn hợp Y thu được sau phản ứng được hoà tan hoàn toàn vào dung dịch HCl dư, thu được dung dịch Z. Thêm NH3 vào Z cho đến dư, lọc kết tủa T, đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là?
Hướng dẫn giải
Sơ đồ: X Z Y
Theo BTNT với Al: = = 0,03 mol
Theo BTNT với Fe: = + +
→ m = 0,06.102 + 0,04.160 = 9,46 (g)
Câu 2: Hỗn hợp chất rắn X gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4. Hoà tan hoàn toàn X bằng dung dịch HCl dư, thu được dung dịch Y. Cho NaOH dư vào Y, thu được kết tủa Z. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì thu được chất rắn có khối lượng là
Hướng dẫn giải
Sơ đồ: X Y
Theo BTNT với Fe: = +
m = 0,25.160 = 40 (g)
Câu 3: Cho hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe, 0,15 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4 tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn C. Giá trị của m là:
A. 70. B. 72. C. 65. D. 75.
Hướng dẫn giải:

Câu 4: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,27 gam bột nhôm và 2,04 gam bột Al2O3 trong dung dịch NaOH dư thu được dung dịch X. Cho CO2 dư tác dụng với dung dịch X thu được kết tủa Y, nung Y ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Z. Biết hiệu suất các phản ứng đều đạt 100%. Khối lượng của Z là
Hướng dẫn giải
Sơ đồ: X X Z
nAl = = 0,01 mol, = = 0,02 mol,
Theo BTNT với Al: = +
→ mZ = 0,025.102 = 2,55 (g)
Câu 5: Cho 1,56 gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 phản ứng hết với dung dịch HCl (dư), thu được V lít khí H2 (đkc) và dung dịch X. Nhỏ từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch X thu được kết tủa, lọc hết lượng kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu được 2,04 gam chất rắn. Giá trị của V là
Hướng dẫn giải
Câu 6: Dung dịch X gồm Na2CO3, K2CO3, NaHCO3. Chia X thành hai phần bằng nhau :
- Phần 1: tác dụng với nước vôi trong dư được 20 gam kết tủa.
- Phần 2: tác dụng với dung dịch HCl dư được V lít khí CO2 (đktc). Giá trị của V là:
Hướng dẫn giải
Câu 7: Cho 7,68 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3 tác dụng vừa đủ với 260 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. m có giá trị là:
Hướng dẫn giải
Dạng 2. Từ một hoặc nhiều chất ban đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm
A. Phương pháp:
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
Thường áp dụng cho một số bài toán như:
- Acid có tính oxi hoá ( HNO3, H2SO4 đặc) Muối + Khí
→ (X : N hoặc S)
- Khí CO2 (hoặc SO2) hấp thụ vào dung dịch kiềm
- Tính lưỡng tính của Al(OH)3
- Hỗn hợp các oxide kim loại + CO (H2) hỗn hợp rắn + CO2 (H2O)
- Bài toán crackinh alkane
Alkane X Hỗn hợp Y
Thông thường đề bài cho số mol alkane X →
B. Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Đốt cháy 9,8 gam bột Fe trong không khí thu được hỗn hợp rắn X gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3. Để hoà tan X cần dùng vừa hết 500ml dung dịch HNO3 1,6M, thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đkc). Tính giá trị của V
Hướng dẫn giải
nFe = 9,8 : 56 = 0,175 mol, 0,5.1,6 = 0,8 mol
Sơ đồ phản ứng: Fe X + NO↑
Theo BNTN với Fe: = 0,175 mol
Theo BNTN với N: → nNO = 0,8 – 3. 0,175 = 0,275 mol
→ V = 0,275. 24,79 = 6,81725 lít
Ví dụ 2: Cho 4,958 lít khí CO (đkc) phản ứng với 8 gam một oxide kim loại, sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam kim loại và hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 là 20. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
- Sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp khí và kim loại nên oxide kim loại phản ứng hết, khí CO còn dư.
- Gọi công thức hóa học của oxide kim loại là MxOy.
→ Hỗn hợp khí sau phản ứng gồm CO và CO2. Có →
→ Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có
→Gọi x là mol của CO thì 3x là mol của CO2.
- Bảo toàn nguyên tố C ta có:
- Bảo toàn khối lượng
Bài tập giải chi tiết
Câu 1: Đốt cháy a gam bột Fe trong không khí thu được 13,36 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3. Hoà tan X trong dung dịch HNO3 dư, thu được 1,4874 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đkc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Tìm giá trị của a và m?
Hướng dẫn giải
Sơ đồ phản ứng: Fe Fe, FeO, Fe3O4 , Fe2O3 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O
Gọi x là số mol của Fe(NO3)3
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố N, ta có:
= (0,06 + 3x) mol
Dựa vào sơ đồ ta thấy: mol
Mặt khác ADĐLBTKL:
→11,36 + ( 0,06 + 3x).63 = 242x + 0,06.30 + (1,5x + 0,03).18
→ x = 0,16 mol → m = 242.0,16 = 38,72 g
Theo BNTN với Fe: = 0,16 mol
a = mFe = nFe. 56 = 0,16.56 = 8,96 g
Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm C3H8, C4H6, C5H10 và C6H6 thu được 7,92 gam CO2 và 2,7 gam H2O, m có giá trị là
Hướng dẫn giải
;
Sơ đồ phản ứng: X
Theo BNTN với C và H: m = mC + mH = 0,18.12 + 0,15.2.1 = 2,46 gam
Câu 3: Tiến hành cracking ở nhiệt độ cao 5,8 gam butan (C4H10). Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí X gồm CH4 , C2H6, C2H4, C3H6 và C4H10. Đốt cháy hoàn toàn X trong khí oxygen dư, rồi dẫn toàn bộ sản phẩm sinh ra qua bình đựng H2SO4 đặc. Độ tăng khối lượng của bình H2SO4 đặc là
Hướng dẫn giải
Sơ đồ phản ứng: C4H10 X
Khối lượng của bình H2SO4 đặc tăng lên là khối lượng của H2O bị hấp thụ
→
Theo BNTN với H: = 0,5 mol
→
Câu 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,479 lít (đkc) CO2 vào 100ml dung dịch gồm K2CO3 0,2 M và KOH x mol/lít. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được 11,82 gam kết tủa. Giá trị X là:
Hướng dẫn giải

Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được 11,82 gam kết tủa
→
Ta đặt
Theo ĐLBT nguyên tố C ta có:
Hay 0,1 + 0,02 = 0,06 + y → y = 0,06 mol
Theo ĐLBT nguyên tố C ta có:
Hay 2.0,02 + 0,1.x = 2.0,06 + y → x = 1,4
Câu 5: Cho hỗn hợp 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, nếu thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí tới khối lượng không đổi được x gam chất rắn. Giá trị của m và x là :
A.111,84 và 157,44 B.112,84 và 157,44
C.111,84 và 167,44 D.112,84 và 167,44
Hướng dẫn giải:
→ Đáp án D
Câu 6: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm y mol FeS2 và 4 gam Cu2S vào HNO3 vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ chứa hai muối sulfate và hỗn hợp khí Z gồm NO2 và NO có tỉ lệ mol là 1 : 3. Giá trị của x là:
A. 0,4 gam B. 6 gam C. 8 gam D. 2 gam
Hướng dẫn giải
Câu 7: Cho hỗn hợp X gồm x mol FeS2 và 0,045 mol Cu2S tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng, thu được dung dịch chỉ chứa muối sulfate của các kim loại và giải phóng khí NO duy nhất. Giá trị của x là:
A. 0,060 B. 0,045 C. 0,090 D. 0,180
Hướng dẫn giải
Câu 8: Hoà tan hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm Al và Al4C3 vào dung dịch KOH (dư), thu được x mol hỗn hợp khí và dung dịch X. Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch X, lượng kết tủa thu được là 46,8 gam. Giá trị của x là
A. 0,55. B. 0,60. C. 0,40. D. 0,45.
Hướng dẫn giải
Dạng 3: Bài toán đốt cháy trong hoá hữu cơ
A. Phương pháp:
Xét bài toán đốt cháy tổng quát: CxHyOzNt + O2 CO2 + H2O + N2
Theo định luật bảo toàn nguyên tố: →
+ Phương pháp bảo toàn nguyên tố với O được sử dụng rất phổ biến trong các bài toán hoá hữu cơ
+ Khối lượng chất hữu cơ bằng tổng khối lượng của các nguyên tố tạo nên chất hữu cơ đó.
Chú ý: Đối với trường hợp đốt cháy hợp chất chứa Nitrogen bằng không khí, lượng N2 thu được sau phản ứng là:
B. Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: X là một alcohol no, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol X cần 5,6 gam oxygen, thu được hơi nước và 6,6 gam CO2. Tìm công thức của X
Hướng dẫn giải
,
Sơ đồ cháy: X + O2 CO2 + H2O
Vì X là ancol no, mạnh hở →
Theo ĐLBT nguyên tố với O: = 2.0,15 + 0,2 – 2.0,175 = 0,15 mol
Nhận thấy: →X là C3H5(OH)3
Ví dụ 2: Theo cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế IARC của WHO, chất vàng ô (auramine O) chất X là chất đứng hàng thứ 5 trong 116 chất có khả năng gây ung thư. Trong thời gian vừa qua, cơ quan chức năng phát hiện hàng loạt các vụ sử dụng chất vàng ô để nhuộm măng tươi, dưa muối, cho vào thức ăn chăn nuôi để tạo màu da vàng hấp dẫn cho gia cầm...Khi phân tích 1,602 gam X người ta thu được 2,52858 lít CO2 (đkc), 1,134 gam H2O và 0,22311 lít N2 (đkc). Xác định công thức phân tử của X, biết tỉ khối hơi của X so với H2 bằng 133,5.
Hướng dẫn giải
= 0,102 mol = 0,102 mol
= 0,063 mol = 0,126 mol
= 0,009 mol = 0,018 mol
BTKL:
= 4,272 gam = 0,1335 mol
BTNT O: = 0 X không có oxi
Ta có: = 0,102 : 0,126 : 0,018 = 17 : 21 : 3
CT ĐGN: (C17H21N3)n
Vì MX = 133,5 . 2 = 267 n = 1 X: C17H21N3
Bài tập giải chi tiết
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol carboxylic acid đơn chức, cần vừa đủ V lít O2 (đkc) thu được 7,437 lít khí CO2 (đkc) và 5,4 g nước. Tìm giá trị của V
Hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng: RCOOH + O2 CO2 + H2O
Theo ĐLBT nguyên tố với O: nO (RCOOH) + nO(O2 pư) = nO (CO2) + nO(H2O)
→ nO(O2 pư) = 2. 0,3 + 0,2 – 0,1.2 = 0,6 mol. → nO2 = 0,3 mol → V = 0,3.24,79 = 7,437 lít
Câu 2: Chất hữu cơ A chứa các nguyên tố C, H, O có khối lượng mol là 46 g/mol. Đốt cháy hoàn toàn 2,3 gam A rồi cho toàn bộ sản phẩm thu được qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, sau đó qua bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau phản ứng thấy khối lượng bình 1 tăng 0,9 gam, ở bình 2 có 5 gam kết tủa.
a) Hãy xác định công thức phân tử của A.
b) Viết công thức cấu tạo của A Biết A làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
Hướng dẫn giải
Chất A chứa C, H, O khi đốt cháy sẽ sinh ra CO2 và H2O. Khi qua bình 1 đựng H2S04 đặc thì H20 bị hấp thụ. Vậy khối lượng H2O là 0,9 gam. Qua bình 2 có phản ứng :
Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 ↓ + H2O
Theo PTHH:
= 0,05 mol = 0,05 .12 = 0,6 gam
= 2. 0,05 = 0,1 mol = 0,1 mol
= 2,3 – 0,6 – 0,1 = 1,6 gam 0,1 mol
Gọi công thức của A là CxHyOz (x, y, z nguyên dương)
Ta có: x : y : z = 0,05 : 0,1 : 0,1 = 1 : 2 : 2 A có dạng (CH2O2)n (n nguyên dương)
= 46 46n = 46 n = 1. Vậy A là CH2O2
b. Do A làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ A là HCOOH
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm 3 hydrocarbon là C3H6, C4H8, C6H12 cần cần V lít không khí và thu được 7,437 lít khí CO2. Tìm V và m. Biết thể tích các khí đo ở đkc.
Hướng dẫn giải
2C3H6 + 9O2 6CO2 + 6H2O
C4H8 + 6O2 4CO2 + 4H2O
C6H12 + 9O2 6CO2 + 6H2O
Theo PTHH: = 0,3 mol và mol
= = 0,3. 12 + 0,6.1 = 4,2 gam
Theo BTKL: = 0,3 .44 + 0,3. 18 – 4,2 = 14,4 gam
= 0,45 .24,79 = 11,1555 lít
= 5. 11,1555 = 55,7775 lít
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 15,9 gam hỗn hợp X gồm C3H4, C3H8, C3H6, sau đó hấp thụ toàn bộ sản phẩm vào bình đựng 1 lít dung dịch Ba(OH)2 0,8M thấy khối lượng bình tăng m gam, có a gam kết tủa. Tính m và a. Biết hỗn hợp X có tỉ khối so với khí O2 là 1,325.
Hướng dẫn giải
Theo đề: MX = 42,4 gam ⇒ = 0,375 mol
Do X chỉ gồm các chất có số cacbon là 3
⇒ = 1,125 mol =
⇒ = 15,9 – 1,125. 12 = 2,4 gam ⇒ = 2,4 gam = 1,2 mol
⇒ mbình tăng = = 44 × 1,125 + 18×1,2 = 71,1 gam
= 0,8 mol ⇒ Tạo hỗn hợp 2 muối
Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O
x x x mol
Ba(OH)2 + 2CO2 Ba(HCO3)2
y 2y y mol
Ta có:
mkết tủa = a = 0,475 . 197 = 93 , 575 gam
Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X cần dùng 7,437 lít không khí (đkc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình dung dịch Ca(OH)2 dư thì thu được 6 gam kết tủa và khối lượng dung dịch Ca(OH)2 sau phản ứng giảm 2,28 gam (biết trong không khí oxygen chiếm 20% thể tích). Tìm công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X, biết rằng 13,2 gam hơi chất X đo ở đkc chiếm 5,4538 lít hơi.
Hướng dẫn giải
Ta có: 13,2 gam X có thể tích là 5,4538 lít (đkc)
→nX = 5,4538 : 24,79 = 0,22 mol →MX = 13,3 : 0,22 = 60(g/mol)
nKK = 7,437 : 24,79 = 0,3 mol→= 0,3.20% = 0,06(mol)
PTHH: CO2 + Ca(OH)2→CaCO3↓ + H2O
0,06 0,06mol
Ta có: → =
= 6 – 0,06.44 – 2,28 = 1,08 gam→
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O, ta có: +
→ = 2.0.06 + 0,06 – 2.0,06 = 0,06 (mol)
Tỉ lệ nC: nH : = 1 : 2 :1
→CTPT của X dạng (CH2O)n (n nguyên dương), mà MX = 60(g/mol)→n =2
→CTPT của X: C2H4O2
Câu 6: Từ một loại tinh dầu người ta tách được hợp chất hữu cơ A. Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam A cần vừa đủ 5,2059 lit oxygen (đkc) chỉ thu được CO2 và H2O với tỉ lệ khối lượng . Xác định công thức phân tử của A. Biết MA < 150.
Hướng dẫn giải
gọi a, b lần lượt là số mol CO2, H2O
Theo bài ra ta có : = => = => a = 2,25b
nO2 = = 0,21 mol
Phản ứng cháy : A + O2 CO2 + H2O
Áp dụng định luật BTKL ta có: 44a + 18b = 2,64 + 0,21. 32
* 44. 2,25b + 18b = 9,36 => b = 0,08 ; a = 0,18
* Bảo toàn mol C: nC(A) = nC(CO2) = 0,18 mol
* Bảo toàn mol H: nH(A) = nH(H2O) = 2 . 0,08 = 0,16 mol
* mC + mH = 12 . 0,18 + 0,16 . 1 = 2,32 < 2,64 => A gồm có 3 nguyên tố C, H và O.
* mO = 2,64 – 2,32 = 0,32 gam => nO(A) = = 0,02 mol
* Gọi CTPT của A là CxHyOz ( x,y,z N*)
x : y : z = 0,18 : 0,16 : 0,02 = 9 : 8 : 1 => CTĐG của A là C9H8O => CTPT là (C9HO)n
Vì MA < 150 nên ta có M( C9H8O)n < 150 => 132n < 150 => n < 1,136 , chọn n = 1
Vậy CTPT của A cần tìm là C9H8O
Câu 7: Cho hỗn hợp X gồm các chất: CH3OH, C2H5OH, C3H7OH, H2O. Cho a gam X tác dụng với Na dư, thu được 0,35 mol H2. Khi đốt cháy a gam X thì thu được b gam CO2 và 1,3 mol H2O. Xác định a và b.
Hướng dẫn giải
Gọi số mol CH3OH, C2H5OH, C3H7OH, H2O lần lượt là x, y, z, t.
= 1/2 (x + y + z + t) = 0,35 Þ x + y + z + t = 0,7
BTNT C: = x + 2y + 3z
BTNT H: = 2x + 3y + 4z + t = 1,3
(x + 2y + 3z) + (x + y + z + t) = 1,3
x + 2y + 3z = 0,6
Þ = 0,6 (mol) Þ b = = 0,6 . 44 = 26,4 (g)
BTNT O: 0,7 + 2= 2. 0,6 + 1,3 Þ = 0,9 (mol) Þ = 0,9 . 32 = 28,8 (g)
BTKL: a = mhh =+ - = 26,4 + 1,3. 18 – 28,8 = 21 (g)
Câu 8: Hỗn hợp A gồm C3H8O3, C2H4O2, C3H6O3 và glucose. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A cần vừa đủ V lít O2 (đkc), thu được 44 gam CO2 và 19,8 gam H2O. Viết các phản ứng xảy ra, tính giá trị của m và V?
Hướng dẫn giải
Đốt hỗn hợp A gồm C3H8O3, C2H4O2, C3H6O3 và glucose.
2C3H8O3 + 7O2 6CO2 + 8H2O (1)
C2H4O2 + 2O2 2CO2 + 2H2O (2)
C3H6O3 + 3O2 3CO2 + 3H2O (3)
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O (4)
- Số mol : ;
+ Từ công thức hóa học của các chất:
+ Theo BTNT với O:
→
.
Áp dụng ĐLBT khối lượng ta có:
→ m = 44 + 19,8 – 1,05.32 = 30,2 gam
PHẦN C: BÀI TẬP TỪ CÁC ĐỀ THI CHỌN LỌC
Câu 1: (trích từ đề thi HSG 8 huyện Thái Thuỵ năm 2016- 2017)
2) Nhiệt phân 8,8 gam C3H8 thu được hỗn hợp khí X gồm CH4, C2H4, C3H6, H2 C3H8 dư. Các phản ứng xảy ra như sau:
C3H8 -> CH4 + C2H4 ; C3H8 -> C3H6 + H2
Tính khối lượng CO2, khối lượng H2O thu được khi đốt cháy hoàn toàn X.
Hướng dẫn giải
Sơ đồ phản ứng: C3H8 X
→
Theo BNTN với H: = 0,8 mol
→
Theo BNTN với C: = 0,6 mol
→
Câu 2: (trích từ đề thi HSG 8 huyện Thái Thuỵ năm 2017- 2018)
Nicotin là một chất gây nghiện có trong thuốc lá, có hại cho sức khoẻ. Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam nicotin cần dùng 13,3866 lít khí oxygen (ĐKC) thu được 1,12 gam khí nitrogen, CO2, H2O. Trong đó số mol khí CO2 bằng 10/7 số mol nước.
a. Tính khối lượng nước thu được và thể tích khí CO2 thoát ra ở đkc
b. Tìm CTPT của nicotin biết 122< Mnicotin <203
Hướng dẫn giải

gọi a, b lần lượt là số mol CO2, H2O
Theo bài ra ta có : = => = => b = 0,7.a
Phản ứng cháy : A + O2 CO2 + H2O
Áp dụng định luật BTKL ta có:
44a + 18b = 6,48 + 0,54. 32- 1,12
* 44.a + 18.0,7a = 22,64 => a = 0,4 ; b = 0,28
a. = 5,04 gam; =
b. : nC(A) = nC(CO2) = 0,4 mol→mC = 0,4.12= 4,8 g
nH(A) = nH(H2O) = 2 . 0,28 = 0,56 mol → mH = 1.0,56 = 0,56 g
nN = 2 = 2.0,04 = 0,08 mol → mN = 0,08.14= 1,12 g
mC + mH + mN = 4,8 + 0,56 + 1,12 = 6,48 = => Nicotin gồm có 3 nguyên tố C, H và N.
Gọi CTPT của Nicotin là CxHyNz ( x,y,z N*)
x : y : z = 0,4 : 0,56 : 0,08 = 5 : 7 : 1 => CTĐG của A là C5H7N => CTPT là (C5H7N)n
Ta có 122< Mnicotin <203 nên ta có 122 122<81n < 203 => 1,5< n < 2,5.
chọn n = 2. Vậy công thức phân tử của nicotin là C10H14N2
Câu 3: (trích từ đề thi HSG 8 huyện Thái Thuỵ năm 2020- 2021)
Đốt cháy hoàn toàn 6,1975 lít (đkc) hỗn hợp khí Y gồm hydrocarbon CxHy và CO thì cần vừa đủ 80,5675 lít (đkc) không khí (chứa 20% oxygen và 80% nitrogen về thể tích), thu được 24,2 gam CO2 và 5,4 gam nước. Hãy tính % theo thể tích mỗi khí trong Y và Tìm CTHH của hydrocarbon CxHy.
Hướng dẫn giải
Bài ra ta có: nY = 0,25 mol, = 0,65 mol , ,
Theo BNTN với O: → = 0,1 mol
→
Vậy: % → % = 60%
Gọi số mol của Cx
Theo BNTN với C và H: → →
Vậy CTHH của hydrocarbon là C3H4
Câu 4: (trích từ đề thi HSG 9 tỉnh Hà Tĩnh năm 2021- 2022)
Thực hiện các thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Cho 0,15 mol axit H3PO2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết thúc phản ứng thu được dung dịch có chứa 13,2 gam muối.
- Thí nghiệm 2: Cho 0,2 mol axit H3PO3 tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết thúc phản ứng thu được dung dịch có chứa 25,2 gam muối.
- Thí nghiệm 3: Cho 0,1 mol axit H3PO4 tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết thúc phản ứng thu được dung dịch có chứa 16,4 gam muối. Xác định công thức phân tử của muối trong các thí nghiệm trên.
Hướng dẫn giải
-Thí nghiệm 1:
BTNT P : nP ( trong muối) = ( mol)
Mmuối = muối có công thức NaH2PO2.
-Thí nghiệm 2:
BTNT P : nP ( trong muối) = ( mol)
Mmuối = muối có công thức Na2HPO3.
-Thí nghiệm 3:
BTNT P : nP ( trong muối) = ( mol)
Mmuối = muối có công thức Na3PO4.
Câu 5: (trích từ đề thi HSG 9 tỉnh An Giang năm 2021- 2022)
Hỗn hợp (X) gồm CuO và Fe2O3. Hoà tan hoàn toàn 44 gam (X) bằng dung dịch HCl (dư), sau phản ứng thu được dung dịch chứa 85,75 gam muối. Mặt khác, nếu khử hoàn toàn 22 gam (X) bằng CO (dư), sục hỗn hợp khí thu được sau phản ứng từ từ qua 500 ml dung dịch Ba(OH)2 x mol/l, thì thu được 49,25 gam kết tủa. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và tính giá trị của x?
Hướng dẫn giải
Các phương trình hoá học xảy ra:
CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (1)
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2)
CuO + CO Cu + CO2 (3)
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 (4)
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (5)
BaCO3 + CO2 + H2O Ba(HCO3)2 (6)
Gọi x và y lần lượt là số mol của CuO và Fe2O3 có trong 44 gam (X) (x, y > 0)
Theo đề bài ta có: 80x + 160y = 44 (I)
Theo (1): = = x mol
Theo (2): = 2= 2y mol
Theo đề bài ta có: 135x + 325y = 85,25 (II)
Từ (I) và (II) ta được: x = 0,15; y = 0,2.
Vậy trong 22 gam hỗn hợp X có: 0,075 mol CuO và 0,1 mol Fe2O3.
Theo (3) và (4): = + 3= 0,375 mol.
Theo đề bài: = 0,25 mol.
Bảo toàn mol nguyên tố C ta có: = (0,375 – 0,25) = 0,0625 mol
Bảo toàn mol nguyên tố Ba ta có: = + = 0,3125 mol
Vậy giá trị của x là: x = = 0,625M
Câu 6: (trích từ đề thi HSG 9 tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu năm 2021- 2022)
Đốt cháy hoàn toàn một lượng hợp chất hữu cơ X cần 7,437 lít oxygen ( đkc ). Hấp thụ hết toàn bộ sản phẩm tạo thành vào 200 gam dung dịch nước vôi trong. Sau khi kết thúc phản ứng thu được 10 gam kết tủa và 208,6 gam dung dịch muối có nồng độ 7,76606%.
a) Tính nồng độ phần trăm dung dịch nước vôi trong.
b) Tìm công thức phân tử hợp chất hữu cơ X. Biết MCO2 < MX < MCl2
Hướng dẫn giải
nO2 = 0,3 (mol), n CaCO3 = 0,1 (mol)
m Ca(HCO3)2 = = 16,2 (g) → n Ca(HCO3)2 = 0,1 (mol)
Hỗn hợp hấp thụ hết vào dd nước vôi trong => sản phẩm CO2, H2O
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)
0,1 0,1 0,1 (mol)
2CO3 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2)
0,2 0,1 0,1 (mol)
Theo PT (1), (2) nCa(OH)2 = 0,2 mol => mCa(OH)2 =14,8 gam
C%dd Ca(OH)2=
=>nC =nCO2=0,3mol=>mCO2 =13,2 gam, mC=0,3x12=3,6 gam
mCO2 + mH2O + mdd vôi trong = mCaCO3 + 208,6
mCO2 + mH2O + 200 = 10+208,6
mH2O = 5,4 gam => nH = 2 nH2O =0,6 mol
X + O2 CO2 + H2O
mX + mO2 = mCO2 + mH2O => mX = 13,2 +5,4 – 0,3x32 = 9 gam
mO = mX – ( mC + mH ) = 9-(3,6+0,6)=4,8 gam => nO = 0,3 mol
CTĐGN CxHyOz Ta có x:y:z = nC:nH:nO = 0,3:0,6:0.3 = 1:2:1
CTĐGN là CH2O
MCO2 1,47=>n=2, CTPT của X là C2H4O2
Câu 7: (trích từ đề thi HSG 9 tỉnh Bạc Liêu năm 2021- 2022)
Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí, hiệu suất 100%) với 19,32 gam hỗn hợp X gồm Al và a gam một Iron oxide , thu được hỗn hợp rắn Y. Hòa tan Y bằng dung dịch NaOH dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Z, chất không tan T và 1,4874 lít khí (đkc). Sục CO2 đến dư vào dung dịch Z, lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi được 10,2 gam một chất rắn.
a. Xác định công thức của iron oxide.
b. Tính giá trị của a.
Hướng dẫn giải
Đặt CTPT của iron oxide: FexOy ( x, y nguyên dương)
2yAl + 3FexOy yAl2O3 + 3xFe (1)
Chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm, khi tác dụng với NaOH, cho H2
Vậy sau phản ứng nhiệt nhôm, chất rắn gồm: Al2O3, Fe, Al dư
Al2O3 + 2NaOH ® 2NaAlO2 + H2O (2)
2Al + 2NaOH + 2H2O ® 2NaAlO2 + 3H2 (3)
NaAlO2 + CO2 + 2H2O ® NaHCO3 + Al(OH)3 (4)
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O (5)
Theo (3): nAl dư sau pư (1) = = 0,04 mol
Vì số mol nguyên tử của nguyên tố là không đổi Þ nAl ban đầu = 2 = 0,2 mol
Þ moxit sắt = a = 19,32 – 0,2*27 = 13,92 g; nAl pư (1) = 0,2 – 0,04 = 0,16 mol
Theo (1): noxit sắt = Þ
Þ Þ CTPT của iron oxide: Fe3O4
Câu 8: HSG 9 - Bắc Ninh năm 2021- 2022
Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X cần dùng 7,437 lít không khí (đkc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình dung dịch Ca(OH)2 dư thì thu được 6 gam kết tủa và khối lượng dung dịch Ca(OH)2 sau phản ứng giảm 2,28 gam (biết trong không khí oxygen chiếm 20% thể tích). Tìm công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X, biết rằng 13,2 gam hơi chất X đo ở đkc chiếm 5,4538 lít hơi.
Hướng dẫn giải
Ta có: 13,2 gam X có thể tích là 5,4538 lít (đkc)
→nX = 5,4538 : 24,79 = 0,22 mol →MX = 13,3 : 0,22 = 60(g/mol)
nKK = 6,72 : 22,4 = 0,3 mol→= 0,06(mol)
PTHH: CO2 + Ca(OH)2→CaCO3↓ + H2O
0,06 0,06/mol
Ta có: → =
= 6 – 0,06.44 – 2,28 = 1,08 gam→
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O, ta có: +
→ = 2.0.06 + 0,06 – 2.0,06 = 0,06 (mol)
Tỉ lệ nC: nH : = 1 : 2 :1
→CTPT của X dạng (CH2O)n (n nguyên dương), mà MX = 60(g/mol)→n =2
→CTPT của X: C2H4O2
Câu 9: HSG 9 - Bình Dương năm 2020- 2021
Dung dịch X gồm KOH xM và Ba(OH)2 yM; dung dịch Y gồm KOH yM và Ba(OH)2 xM. Tiến hành 2 thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Hấp thụ hết 2,4790 lít khí SO2 (đkc) vào 300 mL dung dịch X, thu được dung dịch M và 4,34 gam kết tủa.
- Thí nghiệm 2: Hấp thụ hết 2,9748 lít khí SO2 (đkc) vào 300 mL dung dịch Y, thu được dung dịch N và 6,51 gam kết tủa.
Biết hai dung dịch M và N khi tác dụng với dung dịch K2SO4 đều tạo thành kết tủa trắng. Các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Tính giá trị của x và y?
Hướng dẫn giải
Theo đề bài, cả dung dịch M (sản phẩm của thí nghiệm 1) và dung dịch N (sản phẩm của thí nghiệm 2) đều tạo kết tủa trắng với dung dịch K2SO4 trong cả dung dịch M và dung dịch N đều có chứa muối Ba(HSO3)2.
Vậy ở cả hai thí nghiệm, phản ứng xảy ra như sau:
Ba(OH)2 + SO2 BaSO3 + H2O (1)
KOH + SO2 KHSO3 (2)
BaSO3 + SO2 + H2O Ba(HSO3)2 (3)
Vì cả 2 thí nghiệm đều thu được kết tủa phản ứng (3) xảy ra chưa hoàn toàn.
Theo đề bài ta có:
= 0,1 mol; = 0,12 mol; = 0,02 mol; = 0,03 mol
* Xét thí nghiệm 1:
Theo (1): = = 0,3y mol == (0,3y – 0,02) mol
Theo (2): = = 0,3x mol
Bảo toàn mol nguyên tố S ta có:
= + + 2
0,3x + 2(0,3y – 0,02) + 0,02 = 0,1 (I)
* Xét thí nghiệm 2:
Theo (1): = = 0,3x mol == (0,3x – 0,03) mol
Theo (2): = = 0,3y mol
Bảo toàn mol nguyên tố S ta có:
= + + 2
0,3y + 2(0,3x – 0,03) + 0,03 = 0,12 (II)
Từ (I) và (II) ta được: x = 0,2; y = 0,1.
Câu 10: (trích từ đề thi HSG 9 tỉnh An Giang năm 2021- 2022)
Nung nóng 50,56 g hỗn hợp chất rắn gồm FeCO3 và FexOy trong không khí tới khối lượng không đổi thu được khí A và 44,8 g một iron oxide duy nhất. Cho khí A hấp thụ hoàn toàn vào 800 ml dung dịch Ca(OH)2 0,15M thu được 8,0 g kết tủa. Tìm công thức phân tử của FexOy?
Hướng dẫn giải

onthicaptoc.com Chuyen De 11 Dinh luat bao toan nguyen to