Phương pháp 6
TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG
Nguyên tắc của phương pháp là xem khi chuyển từ chất A thành chất B (không nhất thiết trực tiếp, có thể bỏ qua nhiều giai đoạn trung gian) khối lượng tăng hay giảm bao nhiêu gam thường tính theo 1 mol) và dựa vào khối lượng thay đổi ta dễ dàng tính được số mol chất đã tham gia phản ứng hoặc ngược lại. Ví dụ trong phản ứng:
MCO3 + 2HCl MCl2 + H2O + CO2
Ta thấy rằng khi chuyển 1 mol MCO3 thành MCl2 thì khối lượng tăng
(M + 235,5) (M + 60) = 11 gam
và có 1 mol CO2 bay ra. Như vậy khi biết lượng muối tăng, ta có thể tính lượng CO2 bay ra.
Trong phản ứng este hóa:
CH3COOH + ROH CH3COOR + H2O
thì từ 1 mol ROH chuyển thành 1 mol este khối lượng tăng
(R + 59) (R + 17) = 42 gam.
Như vậy nếu biết khối lượng của rượu và khối lượng của este ta dễ dàng tính được số mol rượu hoặc ngược lại.
Với bài tập cho kim loại A đẩy kim loại B ra khỏi dung dịch muối dưới dạng tự do:
- Khối lượng kim loại tăng bằng
mB (bám) mA (tan).
- Khối lượng kim loại giảm bằng
mA (tan) mB (bám).
Sau đây là các ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Có 1 lít dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1 mol/l và (NH4)2CO3 0,25 mol/l. Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch đó. Sau khi các phản ứng kết thúc ta thu được 39,7 gam kết tủa A và dung dịch B.
Tính % khối lượng các chất trong A.
A. = 50%, = 50%.
B. = 50,38%, = 49,62%.
C. = 49,62%, = 50,38%.
D. Không xác định được.
Hướng dẫn giải
Trong dung dịch:
Na2CO3 2Na+ + CO32
(NH4)2CO3 2NH4+ + CO32
BaCl2 Ba2+ + 2Cl
CaCl2 Ca2+ + 2Cl
Các phản ứng:
Ba2+ + CO32 BaCO3 (1)
Ca2+ + CO32 CaCO3 (2)
Theo (1) và (2) cứ 1 mol BaCl2, hoặc CaCl2 biến thành BaCO3 hoặc CaCO3 thì khối lượng muối giảm (71 60) = 11 gam. Do đó tổng số mol hai muối BaCO3 và CaCO3 bằng:
= 0,3 mol
mà tổng số mol CO32 = 0,1 + 0,25 = 0,35, điều đó chứng tỏ dư CO32.
Gọi x, y là số mol BaCO3 và CaCO3 trong A ta có:
x = 0,1 mol ; y = 0,2 mol.
Thành phần của A:
= 49,62%;
= 100 49,6 = 50,38%. (Đáp án C)
Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của kim loại hoá trị (I) và một muối cacbonat của kim loại hoá trị (II) bằng dung dịch HCl thấy thoát ra 4,48 lít khí CO2 (đktc). Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là bao nhiêu?
A. 26,0 gam. B. 28,0 gam. C. 26,8 gam. D. 28,6 gam.
Hướng dẫn giải
Cứ 1 mol muối cacbonat tạo thành 1 mol muối clorua cho nên khối lượng muối khan tăng (71 60) = 11 gam, mà
= nmuối cacbonat = 0,2 mol.
Suy ra khối lượng muối khan tăng sau phản ứng là 0,211 = 2,2 gam.
Vậy tổng khối lượng muối khan thu được là 23,8 + 2,2 = 26 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 3: Cho 3,0 gam một axit no, đơn chức A tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 4,1 gam muối khan. CTPT của A là
A. HCOOH B. C3H7COOH
C. CH3COOH D. C2H5COOH.
Hướng dẫn giải
Cứ 1 mol axit đơn chức tạo thành 1 mol muối thì khối lượng tăng (23 1) = 22 gam, mà theo đầu bài khối lượng muối tăng (4,1 3) = 1,1 gam nên số mol axit là
naxit = = 0,05 mol. Maxit = = 60 gam.
Đặt CTTQ của axit no, đơn chức A là CnH2n+1COOH nên ta có:
14n + 46 = 60 n = 1.
Vậy CTPT của A là CH3COOH. (Đáp án C)
Ví dụ 4: Cho dung dịch AgNO3 dư tác dụng với dung dịch hỗn hợp có hòa tan 6,25 gam hai muối KCl và KBr thu được 10,39 gam hỗn hợp AgCl và AgBr. Hãy xác định số mol hỗn hợp đầu.
A. 0,08 mol. B. 0,06 mol. C. 0,03 mol. D. 0,055 mol.
Hướng dẫn giải
Cứ 1 mol muối halogen tạo thành 1 mol kết tủa
khối lượng tăng: 108 39 = 69 gam;
0,06 mol khối lượng tăng: 10,39 6,25 = 4,14 gam.
Vậy tổng số mol hỗn hợp đầu là 0,06 mol. (Đáp án B)
Ví dụ 5: Nhúng một thanh graphit được phủ một lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch CuSO4 dư. Sau phản ứng khối lượng của thanh graphit giảm đi 0,24 gam. Cũng thanh graphit này nếu được nhúng vào dung dịch AgNO3 thì khi phản ứng xong thấy khối lượng thanh graphit tăng lên 0,52 gam. Kim loại hóa trị (II) là kim loại nào sau đây?
A. Pb. B. Cd. C. Al. D. Sn.
Hướng dẫn giải
Đặt kim loại hóa trị (II) là M với số gam là x (gam).
M + CuSO4 dư MSO4 + Cu
Cứ M gam kim loại tan ra thì sẽ có 64 gam Cu bám vào. Vậy khối lượng kim loại giảm (M 64) gam;
Vậy: x (gam) = khối lượng kim loại giảm 0,24 gam.
Mặt khác: M + 2AgNO3 M(NO3)2 + 2Ag
Cứ M gam kim loại tan ra thì sẽ có 216 gam Ag bám vào. Vậy khối lượng kim loại tăng (216 M) gam;
Vây: x (gam) = khối lượng kim loại tăng 0,52 gam.
Ta có: = M = 112 (kim loại Cd). (Đáp án B)
Ví dụ 6: Hoà tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp X gồm NaCl và NaI vào nước được dung dịch A. Sục khí Cl2 dư vào dung dịch A. Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dung dịch thu được 58,5 gam muối khan. Khối lượng NaCl có trong hỗn hợp X là
A. 29,25 gam. B. 58,5 gam.
C. 17,55 gam. D. 23,4 gam.
Hướng dẫn giải
Khí Cl2 dư chỉ khử được muối NaI theo phương trình
2NaI + Cl2 2NaCl + I2
Cứ 1 mol NaI tạo thành 1 mol NaCl
Khối lượng muối giảm 127 35,5 = 91,5 gam.
Vậy: 0,5 mol Khối lượng muối giảm 104,25 58,5 = 45,75 gam.
mNaI = 1500,5 = 75 gam
mNaCl = 104,25 75 = 29,25 gam. (Đáp án A)
Ví dụ 7: Ngâm một vật bằng đồng có khối lượng 15 gam trong 340 gam dung dịch AgNO3 6%. Sau một thời gian lấy vật ra thấy khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 25%. Khối lượng của vật sau phản ứng là
A. 3,24 gam. B. 2,28 gam. C. 17,28 gam. D. 24,12 gam.
Hướng dẫn giải
= 0,12 mol;
= 0,03 mol.
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
0,015 0,03 0,03 mol
mvật sau phản ứng = mvật ban đầu + mAg (bám) mCu (tan)
= 15 + (1080,03) (640,015) = 17,28 gam.
(Đáp án C)
Ví dụ 8: Nhúng một thanh kẽm và một thanh sắt vào cùng một dung dịch CuSO4. Sau một thời gian lấy hai thanh kim loại ra thấy trong dung dịch còn lại có nồng độ mol ZnSO4 bằng 2,5 lần nồng độ mol FeSO4. Mặt khác, khối lượng dung dịch giảm 2,2 gam.
Khối lượng đồng bám lên thanh kẽm và bám lên thanh sắt lần lượt là
A. 12,8 gam; 32 gam. B. 64 gam; 25,6 gam.
C. 32 gam; 12,8 gam. D. 25,6 gam; 64 gam.
Hướng dẫn giải
Vì trong cùng dung dịch còn lại (cùng thể tích) nên:
[ZnSO4] = 2,5 [FeSO4]
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
2,5x 2,5x 2,5x mol
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
x x x x mol
Từ (1), (2) nhận được độ giảm khối lượng của dung dịch là
mCu (bám) mZn (tan) mFe (tan)
2,2 = 64(2,5x + x) 652,5x 56x
x = 0,4 mol.
Vậy: mCu (bám lên thanh kẽm) = 642,50,4 = 64 gam;
mCu (bám lên thanh sắt) = 640,4 = 25,6 gam. (Đáp án B)
Ví dụ 9: (Câu 15 - Mã đề 231 - TSCĐ - Khối A 2007)
Cho 5,76 gam axit hữu cơ X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO3 thu được 7,28 gam muối của axit hữu cơ. Công thức cấu tạo thu gọn của X là
A. CH2=CHCOOH. B. CH3COOH.
C. HCCCOOH. D. CH3CH2COOH.
Hướng dẫn giải
Đặt CTTQ của axit hữu cơ X đơn chức là RCOOH.
2RCOOH + CaCO3 (RCOO)2Ca + CO2 + H2O
Cứ 2 mol axit phản ứng tạo muối thì khối lượng tăng (40 2) = 38 gam.
x mol axit (7,28 5,76) = 1,52 gam.
x = 0,08 mol R = 27
Axit X: CH2=CHCOOH. (Đáp án A)
Ví dụ 10: Nhúng thanh kẽm vào dung dịch chứa 8,32 gam CdSO4. Sau khi khử hoàn toàn ion Cd2+ khối lượng thanh kẽm tăng 2,35% so với ban đầu. Hỏi khối lượng thanh kẽm ban đầu.
A. 60 gam. B. 70 gam. C. 80 gam. D. 90 gam.
Hướng dẫn giải
Gọi khối lượng thanh kẽm ban đầu là a gam thì khối lượng tăng thêm là gam.
Zn + CdSO4 ZnSO4 + Cd
65 1 mol 112, tăng (112 – 65) = 47 gam
(=0,04 mol) gam
Ta có tỉ lệ: a = 80 gam. (Đáp án C)
Ví dụ 11: Nhúng thanh kim loại M hoá trị 2 vào dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra thấy khối lượng giảm 0,05%. Mặt khác nhúng thanh kim loại trên vào dung dịch Pb(NO3)2, sau một thời gian thấy khối lượng tăng 7,1%. Xác định M, biết rằng số mol CuSO4 và Pb(NO3)2 tham gia ở 2 trường hợp như nhau.
A. Al. B. Zn. C. Mg. D. Fe.
Hướng dẫn giải
Gọi m là khối lượng thanh kim loại, M là nguyên tử khối của kim loại, x là số mol muối phản ứng.
M + CuSO4 MSO4 + Cu
M (gam) 1 mol 64 gam, giảm (M – 64)gam.
x mol giảm gam.
x = (1)
M + Pb(NO3)2 M(NO3)2 + Pb
M (gam) 1 mol 207, tăng (207 – M) gam
x mol tăng gam
x = (2)
Từ (1) và (2) ta có: = (3)
Từ (3) giải ra M = 65. Vậy kim loại M là kẽm. (Đáp án B)
Ví dụ 12: Cho 3,78 gam bột Al phản ứng vừa đủ với dung dịch muối XCl3 tạo thành dung dịch Y. Khối lượng chất tan trong dung dịch Y giảm 4,06 gam so với dung dịch XCl3. xác định công thức của muối XCl3.
A. FeCl3. B. AlCl3. C. CrCl3. D. Không xác định.
Hướng dẫn giải
Gọi A là nguyên tử khối của kim loại X.
Al + XCl3 AlCl3 + X
= (0,14 mol) 0,14 0,14 mol.
Ta có : (A + 35,53)0,14 – (133,50,14) = 4,06
Giải ra được: A = 56. Vậy kim loại X là Fe và muối FeCl3. (Đáp án A)
Ví dụ 13: Nung 100 gam hỗn hợp gồm Na2CO3 và NaHCO3 cho đến khi khối lượng hỗn hợp không đổi được 69 gam chất rắn. Xác định phần trăm khối lượng của mỗi chất tương ứng trong hỗn hợp ban đầu.
A. 15,4% và 84,6%. B. 22,4% và 77,6%.
C. 16% và 84%. D. 24% và 76%.
Hướng dẫn giải
Chỉ có NaHCO3 bị phân hủy. Đặt x là số gam NaHCO3.
2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
Cứ nung 168 gam khối lượng giảm: 44 + 18 = 62 gam
x khối lượng giảm: 100 – 69 = 31 gam
Ta có: x = 84 gam.
Vậy NaHCO3 chiếm 84% và Na2CO3 chiếm 16%. (Đáp án C)
Ví dụ 14: Hòa tan 3,28 gam hỗn hợp muối CuCl2 và Cu(NO3)2 vào nước được dung dịch A. Nhúng Mg vào dung dịch A cho đến khi mất màu xanh của dung dịch. Lấy thanh Mg ra cân lại thấy tăng thêm 0,8 gam. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Tính m?
A. 1.28 gam. B. 2,48 gam. C. 3,1 gam. D. 0,48 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có:
mtăng = mCu mMg phản ứng =
m = 3,28 0,8 = 2,48 gam. (Đáp án B)
Ví dụ 15: Hòa tan 3,28 gam hỗn hợp muối MgCl2 và Cu(NO3)2 vào nước được dung dịch A. Nhúng vào dung dịch A một thanh sắt. Sau một khoảng thời gian lấy thanh sắt ra cân lại thấy tăng thêm 0,8 gam. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Giá trị m là
A. 4,24 gam. B. 2,48 gam. C. 4,13 gam. D. 1,49 gam.
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: Sau một khoảng thời gian độ tăng khối lượng của thanh Fe bằng độ giảm khối lượng của dung dịch muối. Do đó:
m = 3,28 0,8 = 2,48 gam. (Đáp án B)
MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG GIẢI THEO PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG
01. Cho 115 gam hỗn hợp gồm ACO3, B2CO3, R2CO3 tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 22,4 lít CO2 (đktc). Khối lượng muối clorua tạo ra trong dung dịch là
A. 142 gam. B. 126 gam. C. 141 gam. D. 132 gam.
02. Ngâm một lá sắt trong dung dịch CuSO4. Nếu biết khối lượng đồng bám trên lá sắt là 9,6 gam thì khối lượng lá sắt sau ngâm tăng thêm bao nhiêu gam so với ban đầu?
A. 5,6 gam. B. 2,8 gam. C. 2,4 gam. D. 1,2 gam.
03. Cho hai thanh sắt có khối lượng bằng nhau.
- Thanh 1 nhúng vào dung dịch có chứa a mol AgNO3.
- Thanh 2 nhúng vào dung dịch có chứa a mol Cu(NO3)2.
Sau phản ứng, lấy thanh sắt ra, sấy khô và cân lại thấy sẽ cho kết quả nào sau đây?
A. Khối lượng hai thanh sau nhúng vẫn bằng nhau nhưng khác ban đầu.
B. Khối lượng thanh 2 sau nhúng nhỏ hơn khối lượng thanh 1 sau nhúng.
C. Khối lượng thanh 1 sau nhúng nhỏ hơn khối lượng thanh 2 sau nhúng.
D. Khối lượng hai thanh không đổi vẫn như trước khi nhúng.
04. Cho V lít dung dịch A chứa đồng thời FeCl3 1M và Fe2(SO4)3 0,5M tác dụng với dung dịch Na2CO3 có dư, phản ứng kết thúc thấy khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 69,2 gam so với tổng khối lượng của các dung dịch ban đầu. Giá trị của V là:
A. 0,2 lít. B. 0,24 lít. C. 0,237 lít. D.0,336 lít.
05. Cho luồng khí CO đi qua 16 gam oxit sắt nguyên chất được nung nóng trong một cái ống. Khi phản ứng thực hiện hoàn toàn và kết thúc, thấy khối lượng ống giảm 4,8 gam.
Xác định công thức và tên oxit sắt đem dùng.
06. Dùng CO để khử 40 gam oxit Fe2O3 thu được 33,92 gam chất rắn B gồm Fe2O3, FeO và Fe. Cho tác dụng với H2SO4 loãng dư, thu được 2,24 lít khí H2 (đktc).
Xác định thành phần theo số mol chất rắn B, thể tích khí CO (đktc) tối thiểu để có được kết quả này.
07. Nhúng một thanh sắt nặng 12,2 gam vào 200 ml dung dịch CuSO4 0,5M. Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, cô cạn dung dịch được 15,52 gam chất rắn khan.
a) Viết phương trình phản ứng xảy ra, tìm khối lượng từng chất có trong 15,52 gam chất rắn khan.
b) Tính khối lượng thanh kim loại sau phản ứng. Hòa tan hoàn toàn thanh kim loại này trong dung dịch HNO3 đặc nóng, dư thu được khí NO2 duy nhất, thể tích V lít (đo ở 27,3 oC, 0,55 atm). Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Tính V.
08. Ngâm một thanh đồng có khối lượng 140,8 gam vào dung dịch AgNO3 sau một thời gian lấy thanh đồng đem cân lại thấy nặng 171,2 gam. Tính thành phần khối lượng của thanh đồng sau phản ứng.
09. Ngâm một lá kẽm nhỏ trong một dung dịch có chứa 2,24 gam ion kim loại có điện tích 2+. Phản ứng xong, khối lượng lá kẽm tăng thêm 0,94 gam.
Hãy xác định tên của ion kim loại trong dung dịch.
10. Có hai lá kim loại cùng chất, cùng khối lượng, có khả năng tạo ra hợp chất có số oxi hóa +2. Một lá được ngâm trong dung dịch Pb(NO3)2 còn lá kia được ngâm trong dung dịch Cu(NO3)2.
Sau một thời gian người ta lấy lá kim loại ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ. Nhận thấy khối lượng lá kim loại được ngâm trong muối chì tăng thêm 19%, khối lượng lá kim loại kia giảm 9,6%. Biết rằng, trong hai phản ứng trên, khối lượng các kim loại bị hòa tan như nhau.
Hãy xác định tên của hai lá kim loại đang dùng.
Đáp án các bài tập vận dụng:
01. B 02. D. 03. B. 04. A.
05. Fe2O3. 06. VCO = 8,512 lít ; %nFe = 46,51% ; %nFeO = 37,21% ;
07. a) 6,4 gam CuSO4 và 9,12 gam FeSO4.
b) mKL = 12,68 gam ; lít.
08. Thanh Cu sau phản ứng có mAg (bám) = 43,2 gam và mCu (còn lại) = 128 gam.
09. Cd2+
10. Cd
