Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
A - đặt vấn đề
I- Lý luận chung
Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh đợc tiếp cận muộn
nhất, nhng nó lại có vai trò quan trọng trong nhà trờng phổ thông. Môn hoá
học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và
thiết thực đầu tiên về hoá học, rèn cho học sinh óc t duy sáng tạo và khả
năng trực quan nhanh nhạy. Vì vậy giáo viên bộ môn hoá học cần hình
thành ở các em một kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa
học làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực
hành động. Hình thành cho các em những phẩm chất cần thiết nh cẩn thận,
kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu thích khoa học.
II- lý do chọn đề tài
Trong quá trình giảng dạy và bồi dỡng học sinh giỏi hóa học lớp 9, tôi
thấy có rất nhiều dạng bài tập khó. Bản thân tôi đã tìm tòi, tham khảo thêm
sách vở và đồng nghiệp của mình để có hớng giải thích hợp cho từng dạng
bài. Trong số đó, tôi thấy rằng khi gặp những bài toán rắc rối, có liên quan
đến nhiều chất khác nhau hoặc hỗn hợp các chất, học sinh thờng lúng túng,
không tìm ra hớng giải. Lúc đó, nếu hớng cho các em tìm ra mối liên quan
giữa các chất thì bài toán đơn giản hơn nhiều.
Những năm gần đây, cùng với chủ trơng cải cách giáo dục, thay sách
giáo khoa mới thì những dạng bài tập khó, đòi hỏi tính sáng tạo của học sinh
xuất hiện càng nhiều trong các đề thi học sinh giỏi. Đặc biệt là toán hỗn hợp
cần vận dụng đến tỷ lệ giữa các chất. Vì vậy học sinh phải đợc cung cấp kiến
thức về dạng toán này. Qua đó, các em có thể dùng vốn hiểu biết của mình để
làm những bài tập khó hơn và giúp các em có thêm hứng thú cũng nh niềm
say mê trong học tập bộ môn Hóa học.
Trong bài viết này, tôi chỉ đề cập đến một vấn đề nhỏ. Đó là Vận
dụng phơng pháp tỷ lệ vào giải toán hỗn hợp trong bồi dỡng học sinh giỏi hóa
học 9. Tôi rất mong góp phần nhỏ của mình để học sinh học tập tốt hơn, bồi
dỡng học sinh giỏi đạt kết quả cao hơn.

3
+ NaCl (1)
Sau đó : NaHCO
3
+ HCl NaCl + H
2
O + CO
2
(2)
Theo phản ứng (1): n
3
NaHCO
= n
HCl
= n
32
CONa
= 0,2 mol
Số mol HCl tham gia phản ứng (2) là: 0,5 - 0,2 = 0,3( mol)
n
3
NaHCO
= 0,2 + 0,3 = 0,5 (mol)
Theo phản ứng (2) thì NaHCO
3
d, HCl hết: n
2
CO
= n
HCl

HCl
= 2n
32
CONa
+ n
3
NaHCO
= 2 . 0,2 + 0,3 = 0,7 (mol)
Theo bài ra, số mol HCl = 0,5 mol. Vậy axít phản ứng hết, muối còn d.
Hai muối phản ứng đồng thời với HCl, làm thế nào để biết lợng mỗi muối
phản ứng là bao nhiêu ?
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An2
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
Đến đây ta có thể sử dụng các cách sau để giải:
Cách 1: Gọi x, y lần lợt là số mol của Na
2
CO
3
và NaHCO
3
tham gia
phản ứng (Điều kiện : x, y, > 0)
Từ (3) và (4) => n
HCl
= 2x + y = 0,5 (mol); n
2
CO
= x + y (mol)
Mặt khác ta có tỷ lệ:
y

V
2
CO
=
7
5,2
x 22,4 = 8 (lít)
Tuy nhiên cách này hơi dài, ta có thể đặt một ẩn nh sau:
Cách 2: Theo bài ra ta có tỉ lệ:
n
32
CONa
: n
3
NaHCO
= 0,2 : 0,3 = 2 : 3
Gọi số mol Na
2
CO
3
tham gia phản ứng là 2a => n
3
NaHCO
= 3a
(Điều kiện: a > 0)
Từ phản ứng (3)

và (4) ta có:
n
HCl

Nh vậy, ở bài toán trên muốn giải đợc ý (b) cần phải chú ý đến tỷ lệ số mol
giữa 2 muối đã cho.
Bài 2: Hỗn hợp X gồm Al và Cu. Cho hỗn hợp X vào cốc đựng dung
dịch HCl. Khuấy đều dung dịch tới khi khí ngừng thoát ra thu đợc chất rắn Y
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An3
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
nặng a gam. Nung Y trong không khí tới phản ứng hoàn toàn thu đợc 1,35a
gam oxit.
a- Nhôm bị hòa tan hoàn toàn hay không?
b- Tính thành phần % khối lợng các chất trong Y.
H ớng giải:
a- Khi cho hỗn hợp X vào cốc đựng dung dịch HCl thì xảy ra
phản ứng sau:
2Al + 6HCl 2AlCl
3
+ 3H
2
(1)
Khi khí ngừng thoát ra có thể là Al hết hoặc HCl hết hoặc cả Al và HCl đều
phản ứng hết. Chất rắn Y gồm Cu và có thể có Al còn d sau phản ứng (1)
Phản ứng nung Y trong không khí :
2Cu + O
2


0
t
2CuO (2)
Có thể có phản ứng: 4Al + 3O
2

Điều đó phù hợp với điều kiện bài toán.
b- Để tính đợc % các chất trong Y ta có thể gọi x, y lần lợt là số mol của
Cu và Al trong a gam Y .
(Điều kiện: x, y > 0)
Theo phản ứng (2) và (3) ta có thể thiết lập tỷ lệ :
yx
yx
2764
5180
+
+
= 1,35
=> x= 2,27y
Thành phần % khối lợng các chất trong Ylà:
%Cu =
yx
x
2764
64
+
. 100% =
yy
y
2727,2.64
27,2.64
+
. 100% = 84,3%
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An4
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
% Al = 100% - 84,3% = 15,7%

Gọi x, y lần lợt là số mol của N
2
và H
2
có trong bình lúc đầu.
(Điều kiện: x, y > 0)
Số mol N
2
phản ứng là 10% tức là 0,1x
Phơng trình hóa học: N
2
+ 3H
2
2NH
3
(1)
Theo phản ứng (1) n
2
H
= 3n
2
N
= 0,3x (mol)
n
3
NH
= 2n
2
N
= 0,2x (mol)

x
+
. 100% =
xx
x
3+
. 100% = 25%
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An5
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
% H
2
= 100% - 25% = 75%
Bài 4: Một hỗn hợp khí gồm N
2
và H
2
có tỉ khối đối với H
2
là 4,9. Cho
hỗn hợp đi qua chất xúc tác nung nóng, ngời ta thu đợc hỗn hợp mới có tỉ
khối đối với H
2
là 6,125. Tính hiệu suất của phản ứng N
2
NH
3
.
H ớng giải:
Muốn tính đợc hiệu suất của phản ứng N
2

NH
= 2n
2
N
= 2x (mol)
Sau phản ứng số mol của hỗn hợp gồm:
n
2
N
= a- x ( mol) ; n
2
H
= b - 3x (mol) ; n
3
NH
= 2x (mol)
Từ tỷ khối của hỗn hợp khí đối với H
2
ta tính đợc khối lợng mol trung bình
của hỗn hợp
M hỗn hợp đầu =
ba
ba
+
+ 228
= 4,9 . 2 = 9,8 (g) => b =
3
7
a
M hỗn hợp mới =

Bài 5: Nung hỗn hợp X gồm FeS
2
và FeCO
3
trong không khí tới phản
ứng hoàn toàn thu đợc sản phẩm gồm một oxit sắt duy nhất và hỗn hợp hai
khí A,B. Cho biết 1 lít hỗn hợp khí A,B ở đktc nặng 2,1875 gam.Tính% khối
lợng mỗi chất trong hỗn hợp X.
H ớng giải:
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An6
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
Từ dữ kiện của bài ra, ta có thể xác định đợc khối lợng mol trung bình của hỗn hợp
khí, từ đó tìm đợc tỷ lệ mol giữa các khí trong hỗn hợp. Sau đó dựa vào phơng trình phản
ứng để tìm tỷ lệ số mol giữa các chất trong hỗn hợp X. Cuối cùng tính % khối lợng mỗi
chất trong hỗn hợp X.
Phơng trình phản ứng:
4FeS
2
+ 11O
2


0
t
2Fe
2
O
3
+ 8SO
2

+
+ 4464
= 2,1875 . 22,4 = 49 (g) => b = 3a
Từ phản ứng (1) => n
2
FeS
=
2
1
n
2
SO
=
2
1
a (mol)
Từ phản ứng (2) => n
3
FeCO
= n
2
CO
= b = 3a (mol)
Từ đó ta có tỷ lệ : n
2
FeS
: n
3
FeCO
= 1 : 6

, MgCO
3
đã dùng; x là số mol HCl
có trong dung dịch ban đầu. (Điều kiện: a, b, x > 0)
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An7
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
Ta có : m
HCl
= 36,5 x => m
ddHCl

32,85%
=
85,32
100.5,36 x
= 111,11x (g)
Các phơng trình phản ứng xảy ra:
CaCO
3
+ 2HCl CaCl
2
+ H
2
O + CO
2
(1)
Mol: a > 2a > a > a
MgCO
3
+ 2HCl MgCl

+

= 0,242 (I) => x

9a
Mặt khác, theo phản ứng (2) ta lại có:
m
ddB
= m
3
MgCO
+ m
ddA
m
2
CO
(2) = 84b + (111,11x + 56a) 44b
=> m
ddB
= 111,11x + 56a + 40b
m
HCl d
= 36,5 (x 2a 2b) (g)
Sau phản ứng (2) nồng độ dung dịch HCl còn lại là 21,1%
Vì vậy, ta có phơng trình:
bax
bax
405611,111
)22(5,36
++

và MgCl
2
trong dung dịch B là:
C%CaCl
2
=
b
b
2680
5,277
. 100% = 10,35%
C%MgCl
2
=
b
b
2680
95
. 100% = 3,55%
Bài 7: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm một hỗn hợp gồm bột Al và bột Fe
2
O
3
trong môi trờng không có không khí. Để nguội, nghiền nhỏ, trộn đều hỗn hợp thu
đợc sau phản ứng rồi chia thành 2 phần có khối lợng không bằng nhau. Cho phần 1
vào dung dịch NaOH d, thu đợc 8,96 lít khí và chất rắn không tan có khối lợng
bằng 44,8% khối lợng của phần 1. Hòa tan hết phần 2 trong dung dịch HCl, thu đ-
ợc 26,88 lít khí H
2
(các thể tích khí đo ở đktc).

O 2NaAlO
2
+ 3H
2
(2)
Al
2
O
3
+ 2NaOH 2NaAlO
2
+ H2O (3)
Khí thoát ra là H
2
. n
2
H
=
4,22
96,8
= 0,4 (mol)
Theo phản ứng (2) thì n
Al
=
3
2
n
2
H
=

32
OAl

+ m
Fe
= 7,2 + 102 x + 112x =7,2 + 214x (g)
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An9
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
Theo bài ra, ta có :
m
Fe
: m phần 1 = 112x : (7,2 + 214x) = 0,448 => x = 0,2
Khối lợng phần 1 = 7,2 + 214 . 0,2 = 50 (g)
Phần 2:
Hòa tan hết phần 2 trong d ung dịch HCl thu đợc : n
2
H
=
4,22
88,26
= 1,2 ( mol)
PTHH : 2Al + 6HCl 2AlCl
3
+ 3H
2
(4)
Fe + 2HCl FeCl
2
+ H
2

8,0
+ 0,4 ) n = 0,8n = 1,2 => n = 1,5
Vậy khối lợng phần 2 = 1,5 . 50 = 75 (g)
b Khối lợng từng chất trong hỗn hợp ban đầu:
Theo phản ứng (1) n
32
OFe
= n
32
OAl
= 0,2 + 0,2 . 1,5 = 0,5 (mol)
m
32
OFe
= 0,5 . 160 = 80 (g)
Cũng từ phản ứng (1) => n
Al
= 2n
32
OFe
= 2 . 0,5 = 1(mol)
m
Al
(ban đầu) = m
Al
(1) + m
Al
(d) = (1 . 27) + 7,2 + (7,2 .1,5) = 45 (g)
Bài 8: Hòa tan hoàn toàn 1,97 gam hỗn hợp Zn, Mg và Fe trong một lợng vừa
đủ dung dịch HCl thu đợc 1,008 lít khí (ở đktc) và dung dịch A. Chia dung dịch A

2
+ H
2
(3)
Từ phản ứng (1), (2), (3) => n
2
H
= a + b + c = 1,008 : 22,4 = 0,045 (II)
Dung dịch A gồm: a mol ZnCl
2
; b mol MgCl
2
và c mol FeCl
2
.
- Phần 1: Đổi 300ml = 0,3lít
n
NaO H
= 0,06 . 0,3 = 0,018 (mol)
Gọi a1 , b1, c1 lần lợt là số mol ZnCl
2
, MgCl
2
, FeCl
2
trong phần 1 (a1, b1, c1 > 0)
Các phản ứng xảy ra:
ZnCl
2
+ 2NaOH Zn(OH)

t
ZnO + H
2
O (8)
Mg (OH)
2


0
t
MgO + H
2
O (9)
2Fe (OH)
3


0
t
Fe
2
O
3
+ 3H
2
O (10)
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An11
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
Từ phản ứng (4), (5), (6) => n
NaOH

=++
=++
)(81,2804081
)(045,0
)(97,1562465
Vcba
IIcba
Icba

=> a = 0,01mol; b = 0,02mol ; c = 0,015 mol
Khối lợng từng kim loại trong hỗn hợp là:
m
Zn
= 65a = 65 . 0,01 = 0,65 (g)
m
Mg
= 24b = 24. 0,02 = 0,48 (g)
m
Fe
= 56c = 56 . 0,015 = 0,84 (g)
-Phần 2 : Có thêm phản ứng (11) mà không có phản ứng (8). NaOH d
do đó Zn(OH)
2
bị hòa tan theo phản ứng sau:
Zn(OH)
2
+ 2NaOH Na
2
ZnO
2

FeCl
=
5
4
c =
5
4
. 0,015 = 0,012(mol) => n
32
OFe
= 0,006 mol
Giá trị của x là: x = m
MgO
+ m
32
OFe
= 40. 0,016 + 160 . 0,006 =1,6 (g)
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An12
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
B i 9 : Cho 23,8 gam hn hp X gm Cu, Fe, Al phn ng va ht vi
14,56 lít Cl
2
(ktc) thu c mui Y. Mt khác c 0,25 mol hn hp X tác
dng vi dung dch HCl d thu c 4,48 lít H
2
(ktc).
a-Tính % khi lng mi kim loi trong X.
b-Hòa tan ht Y v o n c c dung dch Z. m gam bt st tác dng
va vi dung dch Z to ra dung dch cha hai mui.Tính m.
H ng gi i:

3
(2)
2Al + 3Cl
2


0
t
2 AlCl
3
(3)
Fe + 2HCl FeCl
2
+ H
2
(4)
2Al + 6 HCl 2AlCl
3
+ 3H
2
(5)
Theo b i ra v PTHH ta có h phng trình:









. Vì Fe tác
dụng vừa đủ với dung dịch Z tạo dung dịch chứa 2 muối nên CuCl
2
và FeCl
3
hết.
PTHH: Fe + CuCl
2
FeCl
2
+ Cu (6)
Fe + 2FeCl
3
3FeCl
2
(7)
Từ PTHH(6) và (7) => n
Fe
= 0,2 + 0,05 = 0,25 ( mol)
m
Fe
= 0,25. 56 = 14 (g)
B i 10 : Chia 156,8 gam hn hp A gm FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4

2
O (2)
Fe
3
O
4
+ 8HCl 2FeCl
3
+ FeCl
2
+ 4H
2
O (3)
-Phn 2:
FeO + 2HCl FeCl
2
+ H
2
O (4)
Fe
2
O
3
+ 6HCl 2FeCl
3
+ 3H
2
O (5)
Fe
3

)
3
+ 3H
2
O (8)
Fe
3
O
4
+ 4H
2
SO
4
FeSO
4
+ Fe
2
(SO
4
)
3
+ 4H
2
O (9)
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An14
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
Gi a,b,c ln lt l s mol ca FeO, Fe
2
O
3

2
SO
4.
(iu kin: a,b,c,k > 0)
Theo b i

ra v các PTHH t (1) (9) ta có h các phng trình:





=+++++
=++
==++
)(9,167)(552)(400)(152425325127
)(4,155425325127
)(4,782:8,15623216072
IIIkcckbbkaakckbka
IIcba
Icba
Từ (III) => - k ( 25a + 75b + 100c) + ( 152a + 400b + 552c) = 167,9
Lấy ( II) (I) ta đợc 55 ( a + 3b + 4c ) = 77 => a + 3b + 4c = 1,4
Lấy(III) ( II) ta đợc:- k( 25a +75b + 100c) + ( 25a + 75b + 100c) =12,5
=> ( 25a + 75b + 100c) . ( 1- k) = 12,5 => 25 ( a + 3b + 4c ) . ( 1- k) = 12,5
=> ( a + 3b + 4c ).( 1- k) =12,5 : 25 = 0,5 => k(a + 3b + 4c) = 1,4- 0,5 = 0,9
Từ PTHH(1), (2), (3) => m
O
= 16 (a + 3b + 4c ) = 16 .1,4 = 22,4(g)
m

O
y
và Fe
a
O
b

(Điều kiện: 1

x, a

3; 1

y, b

4; x, y, a, b nguyên)
Các phơng trình phản ứng xảy ra:
Fe
x
O
y
+ yCO

0
t
xFe + yCO
2

(1)
Fe

=>
ax
by
+
+
=
56:6,5
16:24,2
=
1,0
14,0
=
5
7
Theo điều kiện ở đầu bài thì ta có :



=+
=+
5
7
ax
by

Oxit sắt có 3 loại: FeO, Fe
2
O
3
, Fe

O.Tìm công thức phân tử
của các Hiđrocacbon trên.
H ớng giải:
Trớc hết ta tính đợc số mol CO
2
và H
2
O :
n
2
CO
= 3,52 : 44 = 0,08 (mol); n
OH
2
= 1,62 : 18= 0,09 (mol)
Vì số mol H
2
O nhiều hơn số mol CO
2
nên hỗn hợp phải có 1 ankan (nếu cả
hai Hiđro cacbon đều là ankan thì lúc đó y = 2x + 2 = z, nghĩa là C
x
H
y
và
C
x
H
z
là một chất chứ không phải hỗn hợp )

H
2x+2-2a

+
2
13 ax +
O
2


0
t
xCO
2
+ (x + 1 - a) H
2
O (2)
Đến đây, làm thế nào để tìm ra công thức phân tử của hai Hiđrocacbon ?
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An16
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
Theo bài ra, số mol của hai Hiđro cacbon bằng nhau nên ta thiết lập đợc tỉ lệ:
n
2
CO
: n
OH
2
= 2x : (2x + 2 - a) = 0,08 : 0,09 = 8 : 9
<=> 18x = 16x + 16 8a <=> x = 8 4a hay a =
4

2 - 350 bài tập hóa học chọn lọc -Tác giả: Đào Hữu Vinh NXBHà nội
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An17
Vận dụng phơng pháp tỉ lệ vào giải toán hỗn hợp hóa học 9
3 - Phơng pháp giải bài tập hóa Phi Kim - Tác giả: Phạm Đức Bình NXBGD
4 - Phơng pháp giải bài tập hóa
Kim Loi
- Tác giả: Phạm Đức Bình NXBGD
5 - Bài tập nâng cao hóa học lớp 12 - Tác giả: Lê Xuân Trọng NXBGD
Nghĩa Thuận, ngày 25 tháng 4 năm 2009
Ngời viết

Bùi Thị Hồng Nga
Bùi Thị Hồng Nga-Trờng THCS Nghĩa Thuận- TX Thái Hòa-Nghệ An18