Hóa học - Phương pháp bảo toàn khối lượng

1

PHƢƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƢỢNG

PHƢƠNG PHÁP GIẢI

1. Nội dung phƣơng pháp

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lƣợng (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: mA + mB = mC + mD (1)

* Lưu ý: Điều quan trọng nhất khi áp dụng phƣơng pháp này đó là việc phải xác định đúng lƣợng chất

(khối lƣợng) tham gia phản ứng và tạo thành (có chú ý đến các chất kết tủa, bay hơi, đặc biệt là khối

lƣợng dung dịch).

2. Các dạng bài toán thƣờng gặp

Hệ quả 1: Biết tổng khối lƣợng chất ban đầu  khối lƣợng chất sản phẩm

Phƣơng pháp giải: m(đầu) = m(sau) (không phụ thuộc hiệu suất phản ứng)

Hệ quả 2: Trong phản ứng có n chất tham gia, nếu biết khối lƣợng của (n – 1) chất thì ta dễ dàng tính

khối lƣợng của chất còn lại.

Hệ quả 3: Bài toán: Kim loại + axit  muối + khí

m = m + m

- Biết khối lƣợng kim loại, khối lƣợng anion tạo muối (tính qua sản phẩm khí)  khối lƣợng

muối

- Biết khối lƣợng muối và khối lƣợng anion tạo muối  khối lƣợng kim loại

- Khối lƣợng anion tạo muối thƣờng đƣợc tính theo số mol khí thoát ra:

 Với axit HCl và H2SO4 loãng

+ 2HCl  H2 nên 2Cl  H2

+ H2SO4  H2 nên SO4

2  H2

 Với axit H2SO4 đặc, nóng và HNO3: Sử dụng phƣơng pháp ion – electron (xem thêm phƣơng

pháp bảo toàn electron hoặc phƣơng pháp bảo toàn nguyên tố)

Hệ quả 3: Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại bởi các chất khí (H2, CO)

Sơ đồ: Oxit kim loại + (CO, H2)  rắn + hỗn hợp khí (CO2, H2O, H2, CO)

Bản chất là các phản ứng: CO + [O]  CO2

H2 + [O]  H2O

 n[O] = n(CO2) = n(H2O)  m = m - m[O]

3. Đánh giá phƣơng pháp bảo toàn khối lƣợng.

muối kim loại anion tạo muối

rắn oxit

ThuVienDeThi.com

2

Phƣơng pháp bảo toàn khối lƣợng cho phép giải nhanh đƣợc nhiều bài toán khi biết quan hệ về

khối lƣợng của các chất trƣớc và sau phản ứng.

Đặc biệt, khi chƣa biết rõ phản ứng xảy ra hoàn toàn hay không hoàn toàn thì việc sử dụng

phƣơng pháp này càng giúp đơn giản hóa bài toán hơn.

Phƣơng pháp bảo toàn khối lƣợng thƣờng đƣợc sủ dụng trong các bài toán nhiều chất.

4. Các bƣớc giải.

- lập sơ đồ biến đổi các chất trƣớc và sau phản ứng.

- Từ giả thiết của bài toán tìm

m  =

m  (không cần biết phản ứng là hoàn toàn hay không

hoàn toàn)

- Vận dụng định luật bảo toàn khối lƣợng để lập phƣơng trình toán học, kết hợp dữ kiện khác để lập hệ

phƣơng trình toán.

- Giải hệ phƣơng trình.

trƣớc sau

ThuVienDeThi.com

3

THÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 3,9 gam kali vào 36,2 gam nƣớc thu đƣợc dung dịch có nồng độ

A. 15,47%. B. 13,97%. C. 14,0% D. 4,04%.

Giải:

2K + 2H2O 2KOH + H2 

0,1 0,10 0,05(mol)

mdung dịch = mK + O H2 m -

2 H m = 3,9 + 36,2 - 0,05 2 = 40 gam

C%KOH = 40

56 0,1 100  % = 14%  Đáp án C

Ví dụ 2: Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp CuSO4 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 lƣợng dung dịch sau điện phân đã giảm bao nhiêu gam (coi

lƣợng H2O bay hơi là không đáng kể) ?

A. 2,7 B. 1,03 C. 2,95. D. 2,89.

Giải:

CuSO4 + 2KCl  Cu + Cl2  + K2SO4 (1)

0,010,01

Dung dịch sau điện phân hoà tan đƣợc MgO  Là dung dịch axit, chứng tỏ sau phản ứng (1)

CuSO4 dƣ

2CuSO4 + 2H2O  2Cu + O2  + H2SO4 (2)

n +

2 O n = 22400

480 = 0,02 (mol)

H2SO4 + MgO  MgSO4 + H2O (3)

0,02 0,02 (mol)

mdung dịch giảm = mCu +

2 Cl m +

2 O m = 0,03 64  + 0,01x71 + 0,01x32 = 2,95 gam

 Đáp án C

Ví dụ 3: Cho 50 gam dung dịch BaCl2 20,8 % vào 100 gam dung dịch Na2CO3, lọc bỏ kết tủa đƣợc dung

dịch X. Tiếp tục cho 50 gam dung dịch H2SO4 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 Na2CO3 và khối lƣợng dung dịch thu đƣợc sau

cùng là:

A. 8,15% và 198,27 gam. B. 7,42% và 189,27 gam.

C. 6,65% và 212,5 gam. D. 7,42% và 286,72 gam.

Giải:

Cl2

0,02  …