Cách nhận biết dạng bài tập: Là bài toán về phương trình hóa học mà đề bài cho cả 2 số liệu [số mol, khối lượng, thể tích] của 2 chất tham gia phản ứng
Giả sử có phản ứng hóa học: aA + bB → cC + dD. Cho số mol A và B là nA và nB
$\dfrac{{{n}_{A}}}{a}$ = $\dfrac{{{n}_{B}}}{b}$ => A và B là 2 chất phản ứng hết [vừa đủ]
$\dfrac{{{n}_{A}}}{a}$ > $\dfrac{{{n}_{B}}}{b}$ => Sau phản ứng thì A còn dư và B đã phản ứng hết
$\dfrac{{{n}_{A}}}{a}$ < $\dfrac{{{n}_{B}}}{b}$ => Sau phản ứng thì A phản ứng hết và B còn dư
Lưu ý:
+ Tính theo phương trình hóa học thì phải tính theo chất hết
+ Nếu đầu bài cho 1 chất tham gia và 1 sản phẩm thì tính toán theo chất sản phẩm
* Các bước giải:
Bước 1: Đổi dữ kiện đầu bài ra số mol
Bước 2: Viết phương trình phản ứng
Bước 3: Dựa vào phương trình phản ứng và tỉ lệ, tìm tỉ lệ số mol và hệ số phản ứng của 2 chất tham gia theo PTHH
Bước 4: Vậy tính toán dựa vào số mol chất phản ứng hết, điền số mol chất hết lên PTHH.
Từ các dữ kiện có liên quan tìm được số mol của các chất theo yêu cầu đề bài.
*Cách khác: Giả sử tính theo chất A. Từ nA tính ra nB.
+] Nếu nB tính toán = nB thực tế => Cả 2 chất đều hết
+] Nếu nB tính toán > nB thực tế => vô lí bài toán tính theo B
+] Ngược lại nếu số mol nB tính toán B dư giả sửa đúng.
Ví dụ : Cho 13 gam Zn tác dụng với 0,3 mol HCl sau khi kết thúc phản ứng thu được muối kẽm clorua và khí H2.
a] Viết và cân bằng PTHH và cho biết sau khi kết thúc phản ứng thì chất nào còn dư?
b] Tính thể tích của H2 thu được.
Hướng dẫn giải:
a]
Bước 1: Số mol Zn là: ${{n}_{Zn}}=\dfrac{13}{65}=0,2\,mol$
Bước 2: Viết PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Bước 3: Xét 2 tỉ lệ số mol và hệ số phản ứng của Zn và HCl, ta có:
$\dfrac{{{n}_{Zn}}}{1}=\dfrac{0,2}{1}=0,2$ và $\dfrac{{{n}_{HCl}}}{2}=\dfrac{0,3}{2}=0,15$
Vì 0,2 > 0,15 => Zn dư và HCl phản ứng hết
=> tính sản phẩm theo HCl
b]
PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
2mol 1mol
0,3mol → 0,15mol
=> Thể tích khí H2 thu được là: V = 22,4.n = 22,4.0,15 = 3,36 lít
*Cách khác:
Số mol Zn là: ${{n}_{Zn}}=\dfrac{13}{65}=0,2\,mol$
PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Giả sử tính theo chất Zn
Ta có nHCl tính toán = 2 nZn =0,2.2= 0.4 mol mà thực tế chỉ có 0,3 mol HCl => Vô lí.
Vậy phản ứng tính theo HCl
PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
2 1
0,3 \[ \to \] 0,15
1. Dạng bài có lượng chất dư
Bài toán cho biết lượng của hai chất tham gia và yêu cầu tính lượng chất tạo thành. Trong số hai chất tham gia phản ứng sẽ có một chất phản ứng hết, chất kia có thể phản ứng hết hoặc dư.
Lượng chất tạo thành tính theo lượng chất nào phản ứng hết, do vậy trước khi làm bài cần phải tìm xem trong hai chất đã cho, chất nào phản ứng hết.
2. Phương pháp giải bài toán có lượng chất dư
Giả sử có phản ứng hóa học: aA + bB→cC + dD.
Cho nAlà số mol chất A, và nBlà số mol chất B
Tính lượng các chất theo chất phản ứng hết.
* Các bước giải:
- B1:Đổi dữ kiện đầu bài ra số mol
-B2:Viết phương trình phản ứng
-B3:Dựa vào phương trình phản ứng và tỉ lệ, tìm tỉ lệ số mol và hệ số phản ứng của 2 chất tham gia theo PTHH
-B4:Vậy tính toán dựa vào số mol chất phản ứng hết, điền số mol chất hết lên PTHH.
Từ các dữ kiện có liên quan tìm được số mol của các chất theo yêu cầu đề bài.
* Cách khác:Giả sử tính theo chất A. Từ nAtính ra nB.
+] Nếu nB tính toán=nB thực tế=> Cả 2 chất đều hết
+] Nếu nB tính toán> nB thực tế=> vô lí bài toán tính theo B
+] Ngược lại nếu số mol nB tính toán B dư giả sửa đúng.
3. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1. Khi cho miếng nhôm tan hết vào dung dịch HCl có chứa 0,2 mol thì sinh ra 1,12 lít khí hidro [đktc].
a. Tính khối lượng miếng nhôm đã phản ứng
b. Axit clohidric còn dư hay không? Nếu còn dư thì khối lượng dư là bao nhiêu?
Lưu ý: Các lượng chất được tính theo lượng của sản phẩm
Phương trình phản ứng hóa học: 2Al + 6HCl→ 2AlCl3 + 3H2
Theo phương trình: 2 mol 6 mol 3 mol
Theo đầu bài: 0,2 mol 0,05 mol
x mol y mol 0,05 mol
Số mol HCl dư = Số mol HCl ban đầu - Số mol HCl phản ứng = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol
=> Khối lượng HCl dư là: 0,1 x 36,5 = 3,65g
Ví dụ 2. Sắt tác dụng với dung dịch CuSO4 theo phương trình:
Fe + CuSO4→ FeSO4 + Cu
Nếu cho 11,2 g sắt vào 40 g CuSO4. Tính khối lượng Cu thu được sau phản ứng.
Hướng dẫn giải
nFe = mFe/MFe = 11,2/56 = 0,2 [mol]
nCuSO4 = mCuSO4/MCuSO4 = 40/160 = 0,25 [mol]
Phương trình hóa học: Fe + CuSO4→ FeSO4 + Cu
Theo phương trình: 1 1 1 1
Theo đầu bài: 0,2 0,25
Phản ứng: 0,2 0,2 0,2 0,2
Sau phản ứng CuSO4 dư, Fe phản ứng hết.
mCu = nCu.MCu = 0,2.64 = 12,8 [gam]
Ví dụ 3. Cho sắt tác dụng với dd axit H2SO4 theo sơ đồ sau:
Fe + H2SO4→ FeSO4 + H2
Có 22,4 g sắt tác dụng với 24,5 g H2SO4. Tính:
a] Thể tích khí H2 thu được ở đktc.
b] Khối lượng các chất còn lại sau phản ứng.
Hướng dẫn giải bài tập
nFe = 22,4/56 = 0,4 [mol]
nH2SO4 = mH2SO4/MH2SO4 = 24,5/9 = 0,25 [mol]
Phương trình phản ứng: Fe + H2SO4→ FeSO4 + H2
Theo phương trình: 1 1 1 1
Theo phản ứng: 0,4 0,25
Theo đầu bài: 0,25 0,25 0,25 0,25
Sau phản ứng: 0,15 0
a] VH2 = nH2.22,4 = 0,25.22,4 = 5,6 lít
b] Các chất còn lại sau phản ứng là
mCuSO4 = nCuSO4.MCuSO4 = 0,25.152 = 38 [gam]
mFe dư = nFe. MFe = 0,15.56 = 8,4 [gam]
4. Bài tập vận dụng
Câu 1. Cho 8,1g nhôm vào cốc đựng dung dịch loãng chứa 29,4g H2SO4.
a] Sau phản ứng nhôm hay axit còn dư?
b] Tính thể tích H2 thu được ở đktc?
c] Tính khối lượng các chất còn lại trong cốc?
Hướng dẫn giải bài tập
Phương trình phản ứng:
2Al + 3H2SO4→ Al2[SO4]3 + 3H2↑
nAl = 8,1/27 = 0,3mol
nH2SO4 = 29,4/98 = 0,3mol
Lập tỉ lệ 0,3/2 > 0,3/3
⇒ Al dư.
b,Theo pt: nH2 = nH2SO4 = 0,3mol
⇒ VH2 = 0,3.22,4 = 6,72l
c, nAl[dư] = 0,3−0,3.23 = 0,1mol.
⇒ mAl[dư] = 0,1.27 = 2,7g
Theo pt: nAl2[SO4]3= 13nH2SO4 = 0,1mol
⇒mAl2[SO4]3= 0,1.342 = 34,2g.
[Đáp án: a] Al dư, b] 6,72 lít, c] m H2SO4 =34,2g, m Al dư = 2,7g]
Câu 2. Đốt chát 6,2 g photpho trong bình chưa 6,72 lít khí O2 [đktc]
a] Chất nào còn dư, và dư bao nhiêu?
b] Tính khối lượng sản phẩm thu được?
Đáp án hướng dẫn giải
Số mol theo đề bài
nP = 6,2/31 = 0,2 [mol]
nO2 = 6,72/22,4 =0,3 [mol]
Phương trình phản ứng
4P + 5O2→ 2P2O5
Theo đề bài: 0,2 0,3
Phản ứng : 0,2 0,25 0,1
Sau phản ứng: 0 0,05 0,1
=> Sau phản ứng oxi dư, các chất tính theo chất hết
mO2 dư = 0,05 x 32 =1,6 [g]
b] P2O5 là chất tạo thành
mP2O5 = 0,1 x 142 = 14,2 [g]
[Đáp án: a] O dư, 1,6g, b] m P2O5 = 14,2g]
Câu 3. Đốt 4,6 g Na trong bình chứa 4,48 lít O2 [đktc]
a] Sau phản ứng chất nào dư, dư bao nhiêu gam?
b] Tính khối lượng chất tạo thành?
Đáp án hướng dẫn giải
a, Phương trình hóa học
4Na + O2 →to 2Na2O
Số mol theo đề bài
nNa = 4,6/23 = 0,2 mol.
nO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol.
Lập tỉ lệ: 0,2/4 < 0,2/1⇒ O2 dư.
nO2[dư] = 0,2 − 0,2.1/4 = 0,15 mol.
⇒ mO2[dư]= 0,15.32 = 4,8 g.
b, Theo phương trình ta có: nNa2O = 1/2nNa= 0,1 mol.
⇒ mNa2O = 0,2.62 = 6,2 g.
[Đáp án: a] Oxi dư, 4,8g, b] m Na2O =6,2g]
Câu 4. Cho một lá nhôm nặng 0,81g dung dịch chứa 2,19g HCl
a] Chất nào còn dư, và dư bao nhiêu gam
b] Tính khối lượng các chất thu được sau phản ứng là?
Đáp án hướng dẫn giải
nAl = 0.81/27 = 0.03 [mol]
nHCl = 2.19/36.5 = 0.06 [mol]
2Al + 6HCl→2AlCl3 + 3H2
Ban đầu: 0.03 : 0.06
P/ứ : 0.02 ← 0.06→ 0.02→ 0.03
Sau p/ứ: 0.01 0 0.02 0.03
mAl dư = 0.01×27 = 0.27 [g]
mAlCl3= 0.02×133.5 =2.67 [g]
[Đáp án: a] Al dư, b] m AlCl3 =2,67g,Al dư = 0,27g]
Câu 5. Trộn 2,24 lít H2 và 4,48 lít khí O2 [đktc] rồi đốt cháy. Hỏi sau phản ứng khí nào dư, dư bao nhiêu lít? Tính khối lượng nước tạo thành?
Đáp án hướng dẫn giải
2H2 + O2→ 2H2O
nH2= V/22,4 = 2,24/22,4 =0,1mol
nO2 = V/22,4 = 4,48/ 22,4 = 0,2mol
Lập tỉ lệ ta có :nH2/2 < nO2/1 [0,12