Phương pháp tăng giảm khối lượng trong hóa học vô cơ hay, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12

Phương pháp giải

Các dạng bài thường gặp:

+ Bài toán kim loại + axit → muối + H₂

2M + 2nHX → 2MX_n + nH₂

2M + n H₂SO₄ → M2 (SO₄)_n + nH₂

Nhận xét: Ta thấy khối lượng kim loại đã giảm vì tan vào trong dung dịch dưới dạng ion, nhưng khi cô cạn dung dịch sau phản ứng thì khối lượng chất rắn thu được sẽ tăng lên so với kim loại ban đầu do có anion gốc axit thêm vào

+ Bài toán nhiệt luyện

Oxit (X) + CO (hoặc H₂) → Chất rắn (Y) + CO₂ (hoặc H₂O)

Nhận xét: Không cần xác định Y gồm những chất nào nhưng ta luôn có:

m c/r giảm = m_X – m_Y = m_O và n CO₂ (H₂O) = n CO (hoặc H₂) = n O = m/16

+ Bài toán kim loại + dung dịch muối

Nhận xét: Độ tăng (giảm) khối lượng của kim loại chính là độ tăng giảm khối lượng của muối (vì lượng anion = const)

+ Bài toán chuyển muối này thành muối khác

Nhận xét: Khối lượng muối thu được có thể tăng hoặc giảm do sự thay thế anion gốc axit này bằng anion gốc axit khác, sự thay đổi tuân theo quy tắc hóa trị.

+ Bài toán chuyển oxit thành muối

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Lấy 3,44g hỗn hợp 2 muối cacbonat của kim loại kiềm đem hoà tan trong dung dịch HCl dư thì nhận được 448 ml CO₂ (đktc). Vậy khối lượng muối clorua tạo thành là?

A. 4,26 g.

B. 3,66 g.

C. 5,12 g.

D. 6,72g.

Bài giải:

Phản ứng xảy ra:

Nhận thấy cứ 1 mol CO₃^2- bị thay thế bởi 2 mol Cl^-

=> khối lượng muối tăng (2.35,5-60) = 11 (gam)

=> khối lượng muối clorua tạo thành là:

m_{muối clorua} = m _{muối cacbonat} + 11.0,02 = 3,66 (gam)

⇒ Đáp án đúng là B

Ví dụ 2: Lấy 4 g kim loại R hoá trị II đem hoà tan trong dung dịch HCl vừa đủ thì nhận được 2,24 lít H₂ (đktc) và dung dịch X. Cho dung dịch Na₂CO₃ dư vào dung dịch X thì nhận được m (g) kết tủa. Vậy m có giá trị là

A. 8,12.

B. 10,0.

C. 11,12.

D. 12,0.

Bài giải:

Các phản ứng xảy ra như sau:

Như vậy, từ kim loại ban đầu là R ta có sản phẩm muối cuối cùng là kết tủa RCO₃.

Cứ 1 mol R sau các phản ứng tạo 1 mol RCO₃ thì khối lượng tăng lên 60 gam.

Có n_R = n_H2 = 0,1

Vậy khối lượng kết tủa thu được là:

⇒ Đáp án đúng là B

Ví dụ 3: Lấy 2 thanh kim loại M hoá trị II. Thanh 1 nhúng vào 250 ml dung dịch FeSO₄; thanh 2 nhúng vào 250 ml dung dịch CuSO₄. Sau khi phản ứng kết thúc, thanh 1 tăng 16g, thanh 2 tăng 20g. Biết nồng độ mol/l của 2 dung dịch ban đầu bằng nhau. Vậy M là?

A. Mg.

B. N.

C. Zn.

D. Be.

Bài giải:

Ta có phương trình phản ứng như sau:

Vì hai thanh kim loại M như nhau, nồng độ của hai dung dịch ban đầu bằng nhau và hóa trị của sắt và đồng trong dung dịch muối là II nên lượng kim loại M phản ứng ở hai dung dịch là bằng nhau.

Khối lượng các thanh kim loại tăng sau phản ứng là do M có khối lượng mol nhỏ hơn Fe và Cu.

Cứ 1 mol M phản ứng tạo 1 mol Fe thì khối lượng kim loại tăng (56-M) gam.

Cứ 1 mol M phản ứng tạo 1 mol Cu thì khối lượng kim loại tăng (64-M) gam.

Gọi a là số mol M phản ứng.

⇒ Đáp án đúng là A

Ví dụ 4: Hòa tan 5,94 gam hỗn hợp 2 muối clorua của 2 kim loại A, B (đều có hoá trị II) vào nước được dung dịch X. Để làm kết tủa hết ion Cl- có trong dung dịch X người ta cho dung dịch X tác dụng với dung dịch AgNO₃ thu được 17,22 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, thu được dung dịch Y. Cô cạn Y được m gam hỗn hợp muối khan. Giá trị m là?

A. 6,36 g.

B. 63,6 g.

C. 9,12g.

D. 91,2g.

Bài giải:

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ta có:

Cứ 1 mol MCl₂ → 1 mol M (NO₃)₂ và 2 mol AgCl thì m tăng 2.62 - 2.35,5 = 53 gam

Phản ứng tạo 0,12 mol AgCl có khối lượng muối tăng = 0,12.53/2 = 3,18 gam

m_{muối nitrat} = m _{muối clorua} + m_tăng = 5,94 + 3,18 = 9,12 (gam)

⇒ Đáp án đúng là C

Ví dụ 5: Hoà tan hoàn toàn a gam Fe₃O₄ trong dung dịch HCl, thu được dung dịch D, cho D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa để ngoài không khí đến khối lượng không đổi nữa, thấy khối lượng kết tủa tăng lên 3,4 gam. Đem nung kết tủa đến khối lượng không đổi được b gam chất rắn. Giá trị của a, b lần lượt là?

A. 46,4 g và 48 g.

B. 48,4 g và 46 g.

C. 64,4 g và 76,2 g.

D. 76,2 g và 64,4 g.

Bài giải:

Ta thấy Fe₃O₄ có thể viết dạng Fe₂O₃.FeO. Khi cho D tác dụng với NaOH kết tủa thu được gồm Fe (OH)₂ và Fe (OH)₃.

Để ngoài không khí cứ 1 mol Fe (OH)₂ tạo thành 0,2 mol Fe (OH)₃ thêm 1 mol OH- khối lượng tăng lên 17 g.

0,2 mol Fe (OH)₂ tạo thành 0,2 mol Fe (OH)₃ thì khối lượng tăng 3,4 gam.

⇒ Đáp án đúng là A

Bài tập tự luyện

Bài 1: Lấy l, 84g hỗn hợp 2 muối cacbonat của kim loại kiềm thổ đem hoà tan trong dung dịch HCl dư thì nhận được 448 ml CO₂ (đktc) và m (g) hỗn hợp muối clorua. Vậy m có giá trị là?

A. 192 g

B. 2,06 g.

C. 2,12 g.

D. l, 24g

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Phản ứng xảy ra:

Nhận thấy cứ 1 mol CO₃^2- bị thay thế bởi 2 mol Cl^- thì khối lượng muối tăng (2.35,5 -60) = 11 (gam).

Do đó khối lượng muối clorua tạo thành là:

m = m_{muối clorua} = m_{muối cacbonat} + 11.0,02 = 2,06 (gam)

⇒ Đáp án đúng là B

Bài 2: Lấy 2 thanh kim loại R hoá trị II có khối lượng p (g). Thanh 1 nhúng vào dung dịch Cu (NO₃)₂; thanh 2 nhúng vào dung dịch Pb (NO₃)₂. Sau thí nghiệm thanh 1 giảm 0,2%, thanh 2 tăng 28,4%. Biết số mol muối nitrat của R tạo ra trong 2 dung dịch bằng nhau. R là?

A. Fe.

B. Ni.

C. Zn.

D. Mg.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Các phản ứng xảy ra:

Khối lượng thanh 1 giảm do khối lượng mol của R lớn hơn Cu và khối lượng thanh 2 tăng do khối lượng mol của M nhỏ hơn Pb.

Gọi số mol R đã phản ứng ở 2 trường hợp là a.

⇒ R = 65 là Zn

⇒ Đáp án đúng là C

Bài 3: Lấy l, 36g hỗn hợp gồm Mg và Fe cho vào 400 ml dung dịch CuSO₄ C_M, sau khi phản ứng xong thì nhận được l, 84g chất rắn Y và dung dịch Z. Cho NaOH dư vào dung dịch Z, lọc kết tủa nung ngoài không khí được l, 2g chất rắn (gồm 2 oxit kim loại). Vậy C_M của dung dịch CuSO₄ là?

A. 0,02 M.

B. 0,05 M.

C. 0,08M.

D. 0,12M.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Các phản ứng xảy ra:

Vì chất rắn thu được cuối cùng gồm 2 oxit kim loại nên 2 oxit này gồm MgO và Fe₂O₃.

Khi đó Mg và CuSO₄ phản ứng hết, Fe có thể phản ứng hết hoặc dư.

Chất rắn Y gồm Cu và Fe dư

Ta có khi 1 mol Mg phản ứng tạo 1 mol Cu thì khối lượng kim loại tăng (64-24) = 40 gam.

Khi 1 mol Fe phản ứng tạo 1 mol Cu thi khối lượng kim loại tăng (64 - 56) = 8 gam.

Mà a mol Mg và b mol Fe phản ứng với CuSO₄.

Nên mtăng = 40a +8b =1,84-1,36 (1)

⇒ Đáp án đúng là B

Bài 4: Lấy 2,144g hỗn hợp A gồm Fe, Cu cho vào 0,2 lít dung dịch AgNO₃ C_M, sau khi phản ứng xong nhận được 7,168g chất rắn B và dung dịch C. Cho NaOH vào dung dịch C, lọc kết tủa nung ngoài không khí thì được 2,56g chất rắn (gồm 2 oxit). Vậy C_M là?

A. 0,16 M.

B. 0,18 M.

C. 0,32M.

D. 0,36M.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

⇒ Đáp án đúng là C

Bài 5: Một bình cầu dung tích 448 ml được nạp đầy oxi rồi cân. Phóng điện để ozon hoá, sau đó nạp thêm cho đầy oxi rồi cân. Khối lượng trong hai trường hợp chênh lệch nhau 0,03 gam. Biết các thể tích nạp đều ở đktc. Thành phần % về thể tích của ozon trong hỗn hợp sau phản ứng là?

A. 9,375%.

B. 10,375%.

C. 8,375%.

D. 11,375 %

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Thể tích bình không đổi, do đó khối lượng chênh là do sự ozon hóa. Cứ 1 mol oxi được thay bằng 1 mol ozon khối lượng tăng 16g

Vậy khối lượng tăng 0,03 gam thì số ml ozon (đktc) là

⇒ Đáp án đúng là A

Bài 6: Hoà tan hoàn toàn 4 gam hỗn hợp MCO₃ và M'CO₃ vào dung dịch HCl thấy thoát ra V lít khí (đktc). Dung dịch thu được đem cô cạn thu được 5,1 gam muối khan. Giá trị của V là

A. 1,12 lít.

B. 1,68 lít.

C. 2,24 lít.

D. 3,36 lít.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

⇒ Đáp án đúng là C

Bài 7: Cho 1,26 gam một kim loại tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng tạo ra 3,42 gam muối sunfat. Kim loại đó là

A. Mg.

B. Fe.

C. Ca.

D. Al.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng.

Cứ 1 mol kim loại tác dụng tạo thành muối SO₄^2- khối lượng muối tăng lên so với khối lượng kim loại ban đầu là 96 gam.

Theo đề khối lượng tăng 3,42 -1,26 = 2,16 g.

Vậy số mol kim loại M là 0,0225 mol.

⇒ Đáp án đúng là B

Bài 8: Cho 8 gam hỗn hợp A gồm Mg và Fe tác dụng hết với 200 mL dung dịch CuSO₄ đến khi phản ứng kết thúc, thu được 12,4 gam chất rắn B và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc và nung kết tủa ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 8 gam hỗn hợp gồm 2 oxit.

a. Khối lượng Mg và Fe trong A lần lượt là?

A. 4,8 g và 3,2 g.

B. 3,6 g và 4,4 g.

C. 2,4 g và 5,6 g.

D. 1,2 g và 6,8 g.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Các phản ứng:

Dung dịch D gồm MgSO₄ và FeSO₄. Chất rắn B bao gồm Cu và Fe có thể dư

Gọi x, y là số mol Mg và Fe phản ứng. Sự tăng khối lượng từ hỗn hợp A (gồm Mg và Fe) so với hỗn hợp B (gồm Cu và Fe có thể dư) là

(64x + 64y) - (24x + 56y) = 12,4 - 8 = 4,4

Hay: 5x + y = 0,55 (I)

Khối lượng các oxit MgO và Fe₂O₃ m = 40x + 80y = 8

Hay: x + 2y = 0,2 (II)

Từ (I) và (II) tính được x = 0,1; y = 0,05

mMg = 24.0,1 = 2,4 g và mFe = 8 - 2,4 = 5,6 g

⇒ Đáp án đúng là C

b. Nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ là?

A. 0,25 M.

B. 0,75 M.

C. 0,5 M.

D. 0,125 M.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

⇒ Đáp án đúng là B

c. Thể tích NO thoát ra khi hoà tan B trong dung dịch HNO₃ dư là?

A. 1,12 lít.

B. 3,36 lít.

C. 4,48 lít.

D. 6,72 lít.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Hỗn hợp B gồm Cu và Fe dư. n Cu = 0,15 mol; n Fe = 0,1 - 0,05 = 0,05 mol.

Khi tác dụng với dung dịch HNO₃: Theo phương pháp bảo toàn eletron

Ta có 3a = 0,15 + 0,3; a = 0,15 (mol),

VNO = 0,15.22,4 = 3,36 (lít)

⇒ Đáp án đúng là B

d. Cho 2,81 gam hỗn hợp gồm 3 oxit Fe₂O₃, MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300 mL dung dịch H₂SO₄ 0,1M thì khối lượng hỗn hợp các muối sunfat khan tạo ra là?

A. 3,81 g.

B. 4,81 g.

C. 5,21 g.

D. 4,86 g.

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng.

Cứ 1 mol H₂SO₄ phản ứng, để thay thế O (trong oxit) bằng SO₄^2- trong các kim loại, khối lượng tăng 96 - 16 = 80 g. Theo đề số mol H₂SO₄ phản ứng là 0,03 thì khối lượng tăng 0,24 g.

Vậy khối lượng muối khan thu được là: 2,81 + 2,4 = 5,21

⇒ Đáp án đúng là C

Bài trước: Phương pháp tăng giảm khối lượng trong hóa học hữu cơ hay, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12 Bài tiếp: Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn trong hóa học cực hay, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12