Phương pháp bảo toàn e trong hóa hữu cơ

Câu hỏi: Làm thế nào để bảo toàn electron trong hóa học hữu cơ?

Trả lời:

Trong phản ứng oxi hóa khử, số mol electron mà chất khử nhường bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận. không cho = không nhận

Sử dụng tính chất này để lập các phương trình liên quan, giải bài toán bằng phương pháp bảo toàn electron.

Hãy cùng Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội tìm hiểu thêm về phương pháp bảo toàn e trong hóa học hữu cơ nhé!

1. Lý thuyết

Định nghĩa định luật bảo toàn e

• Trong phản ứng oxi hóa khử, số mol electron mà chất khử nhường bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận.

ne cho = ne nn

• Ta vận dụng tính chất này để lập các phương trình liên quan cũng như giải các bài toán bằng phương pháp bảo toàn e. Các dạng toán thường gặp là kim loại phản ứng với HNO3 đặc, H2SO4 đặc, nhiệt phân, nhiệt luyện nhôm, đốt cháy.

Nguyên tắc trong định luật bảo toàn e

• Tổng số mol electron cho = tổng số mol electron nhận.
• Định luật bảo toàn e có thể áp dụng cho từng phản ứng riêng lẻ hoặc cho tổng hợp nhiều phản ứng.

Các lưu ý khi áp dụng định luật bảo toàn e

• Định luật bảo toàn e áp dụng chủ yếu cho bài toán oxi hóa khử của các chất vô cơ.
• Bảo toàn electron có thể được áp dụng cho một phương trình, nhiều phương trình hoặc toàn bộ quá trình.
• Xác định chính xác người cho và người nhận điện tử. Nếu xét một quá trình thì chỉ cần xác định trạng thái số oxi hóa đầu và cuối của nguyên tố, thường không tính đến số oxi hóa trung gian của nguyên tố.
• Khi áp dụng phương pháp bảo toàn e thường được sử dụng cùng với các phương pháp bảo toàn khác (bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố).
• Khi kim loại phản ứng với HNO dung dịch 3 và dung dịch sau phản ứng không chứa muối amoni.
• Một số công thức cần lưu ý khi phản ứng với chất khử HNO. dung dịch3 hay họ2 SO4 đặc, nóng như sau:

2. Các dạng bài tập thường gặp

một. Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp axit) không có tính oxi hóa (HCl, H2SO4 đặc…)

b. Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp axit) có tính oxi hóa (HNO.)3H2SO4 đặc, nóng…) tạo thành khí hoặc hỗn hợp khí

c. Oxit kim loại (hoặc hỗn hợp oxit kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp axit) có tính oxi hóa (HNO3H2SO4 đặc, nóng…)

d. Các vấn đề liên quan đến sắt (thường là vấn đề để sắt trong không khí)

đ. Bài toán nhúng kim loại vào dung dịch muối ăn.

Nói chung mọi bài toán liên quan đến sự thay đổi số oxi hóa đều có thể giải bằng phương pháp này.

3. Bài tập thực hành

Dạng 1: Kim loại + Axit thường (HCl, H2HSO4 bẩn)

Phương pháp

Chỉ các kim loại đứng trước H trong dãy mới phản ứng với H. ion+ giải phóng THEM2.

M + nH+ → Mn+ + n / 2 H2

– Số mol HCl = 2 mol H2

– số mol H2 SO 4 = số mol H2

Câu 1: Tính khối lượng muối clorua thu được khi hòa tan hỗn hợp kim loại trên bằng dd HCl giải phóng H2:

m clorua = mH2 + 71nH2

Ví dụ 1. Hoà tan hoàn toàn 8g hỗn hợp gồm Mg và Fe trong dung dịch axit HCl dư, làm bay hơi dung dịch X thấy có 4,48 lít khí thoát ra ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan?

A. 22,2 gam.

B. 11,1 gam.

C. 22,0 gam.

D. 16,0 gam.

Phần thưởng

Áp dụng công thức 2 ta có:

mSalt = m kim loại + mm muối tạo ion

= 8 + 71.0,2 = 22,2 gam

Chọn đáp án A.

Câu 2: Tính khối lượng muối sunfat thu được khi hoà tan hoàn toàn hỗn hợp kim loại gồm H2SO4 loãng thì HO2 thoát ra là:

msunfat = mH2 + 96nH2

Ví dụ 2. Hòa tan 9,14g hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2HSO4 thu được 7,84 lít khí X (dktc) và 2,54g chất rắn Y và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được m (g) muối , m có giá trị là

A. 31,45 gam.

B. 33,25 gam.

C. 40,2 gam.

D. 35,58 gam.

Phần thưởng

Áp dụng công thức 2 ta có:

mSalt = mmetal phản ứng + mmsalt tạo thành ion

= (9,14 – 2,54) + 96,7,84 / 22,4 = 40,2 g

Chọn câu trả lời

Ví dụ 3: Hòa tan 5,1g hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,5M và H2SO4 0,25M thu được dung dịch X và 5,6 lít khí H2 (đktc). Làm bay hơi dung dịch X thu được muối khan là:

A. 25,975 gam

B. 25,950 gam

C. 103,850 gam

D.77,865 g

Phần thưởng:

Tổng số mol H+ là: 0,5. (0,5 + 2.0,25) = 0,5 mol

Số mol H2 là: 5,6 : 22,4 = 0,25 họ mol2+ + 2e → ĐỀ.20,5 0,25

Áp dụng công thức 2 để tính khối lượng muối:

mMuối = m2 kim loại + mCl– + mSO42-

= 5,1 + 0,5.0,5,35,5 + 0,25.0,5,96 = 25,975 gam

Chọn đáp án A.

Dạng 2: Kim loại + Axit có tính oxi hóa (HNO3H2SO4 đặc)

Phương pháp

Bài toán: Cho một kim loại (hoặc hỗn hợp nhiều kim loại) phản ứng với dung dịch axit HNO3 Dung dịch axit HNO3 loãng, loãng Đun nóng ngưng tụ tạo ra hỗn hợp khí gồm các hợp chất nitơ như NO2NO, NỮ2O, NỮ2 hoặc nhỏ3 (tồn tại dưới dạng muối NHỎ) 4NO3 trong dung dịch).

* Ghi chú:

Kim loại có nhiều số oxi hóa khác nhau khi phản ứng với HNO. dung dịch axit3 loãng, dung dịch axit HNO3 đặc nóng sẽ có số oxi hóa cao nhất.

Hầu hết các kim loại đều phản ứng với HNO3 đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO3 đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…) thì N+5 trong HNO3 bị khử về trạng thái có số oxi hóa thấp hơn trong các khí tương ứng.

– Kim loại phản ứng với ion NO3– trong môi trường axit H+ coi như tác dụng được với HNO3. Các kim loại Zn, Al phản ứng với ion NO3– trong môi trường kiềm OH– giải phóng NHỎ3.

Công thức:

mSalt = kim loại phản ứng + mg gốc axit

* Ghi chú:

Tổng số mol HNO3 = 12.nN2 + 10.nN2O + 4.nNO + 2.nNO2

Ví dụ 1: Cho 1,35g X gồm Cu, Mg, Al phản ứng hết với dd HNO3 thu được 0,01 mol NO và 0,04 mol NO2. Tính khối lượng muối.

A. 5,69 gam

B.4.45 gam

C. 5,5 gam

D. 6,0 gam

Phần thưởng: mMuối = mKim loại phản ứng + mg axitốc

mSuối = mkl + 62(3nNO + nNO2)

mMuối = 1,35 + 62.0,07 = 5,69 gam.

CÂU TRẢ LỜI CŨ

* Ghi chú:

Tính khối lượng muối sunfat thu được khi hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các kim loại bằng H2SO4 đặc, nóng giải phóng SO. gas2s, gia đình2S:

mMuối= mkl + 96 (nSO2 + 3nS + 4nH2S)

Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 11,9 g hỗn hợp gồm Al và Zn bằng H2SO4 đặc nóng thu được 7,616 lít SO2 (dktc), 0,64 gam S và dung dịch X. Khối lượng muối trong dung dịch X là:

A. 50,3 gam

B. 30,5 gam

C. 35,0 gam

D. 30,05 g-

Phần thưởng:

mSalt = kim loại phản ứng + mg gốc axit

mg gốc axit đó = USaxit gốc .Ne (nhận)/ (số điện tích axit)

mSuối = mkl + 96 (nSO2 + 3nS)

mMuối = 11,9 + 96.0,8/2 = 50,3 gam.

Đáp án A

Đăng bởi: Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 10 , Hóa học 10

Nhớ để nguồn bài viết này: Phương pháp bảo toàn e trong hóa hữu cơ của website vietabinhdinh.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục