Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

Phát hành tại nhà sách Khang Việt –
www.nhasachkhangviet.vn
–
tháng 12/2013

1

PHƯƠNG PHÁP 11: SỬ DỤNG HỢP CHẤT ẢO, SỐ OXI HÓA ẢO

I. Phương pháp sử dụng hợp chất ảo, số oxi hóa ảo
Phương pháp sử dụng hợp chất ảo, số oxi hóa ảo là một phương pháp mới, lạ để giải nhanh một
số dạng bài tập trắc nghiệm hóa học.
Cơ sở của phương pháp : Chuyển hỗn hợp ban đầu thành hỗn hợp mới hoặc hợp chất mới.
Chuyển dung dịch ban đầu thành một dung dịch mới. Gán cho nguyên tố số oxi hóa mới khác với số
oxi hóa thực của nó. Từ đó giúp cho việc tính toán trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn.
Hỗn hợp, hợp chất, dung dịch, số oxi hóa mới được tạo thành gọi là ảo vì nó không có trong giả
thiết của bài toán.
II. Phân dạng bài tập và ví dụ minh họa
1. Sử dụng hỗn hợp ảo
Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na
2
O và BaO. Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu được
1,12 lít khí H
2
(đktc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam Ba(OH)
2
. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít
khí CO
2

2
phản ứng với X để chuyển thành X’.
Trong phản ứng của X với nước, chỉ có Na và Ba phản ứng giải phóng H
2
. Nên thông qua số
mol H
2
giải phóng ta có thể tính được số mol electron mà Na và Ba nhường.
Giờ thì việc tính số mol của NaOH đã trở nên dễ dàng :
Theo giả thiết, ta có :

2 2 2
H Ba(OH) CO
1,12 20,52 6,72
n 0,05 mol; n 0,12 mol; n 0,3 mol.
22,4 171 22,4
= = = = = ={
2 2 2
electron Na, Ba nhöôøng O H O
electron trao ñoåi
0,05
n n 4n 2n n 0,025 mol
= = = ⇒ =2 2 2
(Na O, BaO) (Na, Na O, Ba, BaO) O
{
2
2
OH
NaOH Ba(OH)
OH
CO
0,14
0,12
n
n n 2n 0,38 mol 1 2
n


= + = < <
14243
to ra c
2
3 3
CO vaứ HCO . Vỡ phn ng to ra c hai mui, nờn s dng kt qu ó chng minh chuyờn bo ton in
tớch, ta cú:
{
{
{
2 2 2

, NO, NO
2
,
Vớ d 2: Cho 30,7 gam hn hp X gm Na, K, Na
2
O, K
2
O tỏc dng vi dung dch HCl va thu
c 2,464 lớt H
2
(ktc), dung dch cha 22,23 gam NaCl v x gam KCl. Giỏ tr ca x l:
A. 32,78. B. 31,29. C. 35,76. D. 34,27.
Hng dn gii
Chuyn hn hp X thnh hn hp o X gm Na
2
O v K
2
O bng cỏch cho X phn ng vi mt
lng O
2
l :
{
{
2
2 2
H
electron trao ủoồi
O X' X O
30,7
0,055.32

.
Giỏ tr ca m l
A. 7,4925 gam. B. 7,770 gam. C. 8,0475 gam. D. 8,6025 gam.
( thi th i hc ln 4 THPT Chuyờn Vnh Phỳc, nm hc 2011 2012)
Hng dn gii
Chuyn X thnh hn hp o X gm CaO v MgO bng cỏch cho X phn ng vi mt lng oxi
l :

{
{
2
2 2
H
electron trao ủoồi
O X' X O
5,36
0,03625.32
2n
n
2 1,624
n . 0,03625 mol m m m 6,52 gam.
4 4 4 22,4
= = = = = + =

Theo bo ton nguyờn t Mg v Ca, ta cú :

2 2
MgO MgCl CaCl CaO
6,52 0,065.40
n n 0,065 mol n n 0,07 mol

Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm CaO và Na
2
O bằng cách cho X phản ứng với một
lượng O
2
là :

{
{
2
2 2
H
electron trao ñoåi
O X' X O
51,3
0,125.32
2n
n
2 5,6
n . 0,125 mol m m m 55,3 gam.
4 4 4 22,4
= = = = ⇒ = + =

Theo bảo toàn nguyên tố Na và Ca, ta có :

2 2
NaOH
Na O Ca(OH) CaO
n
1 28 55,3 0,35.62

2 2
3 3
3
CaSO CaSO
Ca SO
0,6
0,8
n n n 0,6 mol m 0,6.120 72 gam
+ −
< ⇒ = ⇒ = =

Ví dụ 5*: Hòa tan hoàn toàn 23 gam hỗn hợp X gồm Ca, CaO, K, K
2
O vào nước thu được dung
dịch trong suốt Y và thoát ra 4,48 lít khí (đktc). Nếu sục 4,48 lít hoặc 13,44 lít (đktc) CO
2
vào dung
dịch Y thu được m gam kết tủa. Sục V lít khí CO
2
vào dung dịch Y thì thấy lượng kết tủa đạt cực
đại. Giá trị của V là :
A.
6,72 V 11,2
≤ ≤
. B. V = 5,6. C. V = 6,72. D.
5,6 V 8,96
≤ ≤
.
Hướng dẫn giải
Dung dịch Y gồm Ca(OH)

Theo giả thiết : Khi sục 4,48 lít CO
2
(TN1) hoặc 13,44 lít CO
2
vào Y (TN2) đều thu được lượng
kết tủa như nhau, chứng tỏ TN1 chưa có hiện tượng hòa tan kết tủa, còn ở TN2 đã có hiện tượng
hòa tan kết tủa. Sử dụng công thức
2
2
3
CO
OH CO
n n n
− −
= +
, ta có :

{
{
2
2
3
2
2
2
3
CO
CO
KOH Ca(OH)
OH trong Y

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

Phát hành tại nhà sách Khang Việt –
www.nhasachkhangviet.vn
–
tháng 12/2013

4

Khi sục CO
2
vào X, để kết tủa đạt cực đại thì
2 2
2
3
Ca(OH)
CO Ca
n n n 0,3 mol.
− +
≥ = =

Ta có :

{
{
2
2
3
2
2

 
= +
=




14243 123
14243

Ví dụ 6: Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe
x
O
y
và Cu bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc
nóng (dư). Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO
2
(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch
chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Phần trăm khối lượng của Cu trong X là
A. 39,34%. B. 65,57%. C. 26,23%. D. 13,11%.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010)
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Fe
2
O
3

CuO
Fe O Fe (SO ) CuO CuSO
160n 80n 2,8
n 0,0125
400n 160n 6,6 n 0,01 mol
n 0,01
n n ;n n

+ =


=
 
+ = ⇒ ⇒ =
 
=



= =



Vậy
Cu trong X
0,01.64
%m .100% 26,23%
2,44
= =


lượng O
2
là :

{
{
2 2
electron trao ñoåi
NO
O X' X O
13,92
0,09.32
n
3n
3 2,688
n . 0,09 mol m m m 16,8 gam.
4 4 4 22,4
= = = = ⇒ = + =

Vậy ta có :

2 3
2 3
3 3 3 2
3 3 2 3 3 2
Fe O CuO
Fe O
Fe(NO ) Cu(NO )
CuO
Fe(NO ) Fe O Cu(NO ) CuO

n
13,92 0,06.56 0,15.64 1
n 0,06 FeO
16 n 1
n n 0,15

= =
− −

⇒ = = ⇒ = ⇒

= =



Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chun Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

Phát hành tại nhà sách Khang Việt –
www.nhasachkhangviet.vn
–
tháng 12/2013

5

2. Sử dụng hợp chất ảo
Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe
2
O
3
và Fe

400
= = = ⇒ = =

Để chuyển hỗn hợp Y thành hợp chất ảo Fe
2
O
3
thì cần cho Y phản ứng với một lượng oxi là :
2
2
SO
electron trao đổi
O
2n
n
2 1,008
n . 0,0225mol.
4 4 4 22,4
= = = =

Theo bảo tồn khối lương, ta có :

{
{
2 3 2
Fe O Y O Y
?
0,0225.32
7,2
m m m m 6,48 gam.

3
, Fe
3
O
4
bằng H
2
SO
4
đặc, nóng
thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO
2
(đktc). Thành phần trăm khối lượng oxi trong hỗn hợp X
và khối lượng muối trong dung dịch Y là :
A. 20,97% và 160 gam. B. 30,7% và 140 gam.
C. 20,97% và 140 gam. D. 37,5% và 160 gam.
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp X thành hợp chất ảo Fe
2
O
3
bằng cách cho X phản ứng với một lượng O
2
là :

{
{
2
2 2 3 2
SO

www.nhasachkhangviet.vn
–
tháng 12/2013

6

Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCl
2
, FeCl
3
trong H
2
SO
4
đặc nóng, thoát ra
4,48 lít khí SO
2
duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm NH
3
dư vào Y thu được 32,1 gam kết tủa.
Giá trị của m là :
A. 16,8. B. 17,75. C. 25,675. D. 34,55.
Hướng dẫn giải
Để cho việc tính toán đơn giản, ta chuyển hỗn hợp X thành hợp chất ảo FeCl
3
.
Theo bảo toàn nguyên tố Fe, ta có :
3 3 3
FeCl Fe(OH) FeCl
32,1

2
O
3
và Fe
3
O
4
phản ứng hết với dung dịch HNO
3

loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn
dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là :
A. 49,09. B. 34,36. C. 35,50. D. 38,72.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008)
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp Fe, FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
(hỗn hợp X) thành hợp chất ảo Fe
2
O
3
bằng cách cho X
phản ứng với một lượng O
2

3
, Fe
3
O
4
và Fe dư. Hoà tan A vừa đủ bởi 200 ml dung dịch HNO
3
, thu được 2,24 lít NO duy
nhất (đktc). Giá trị m và C
M
của dung dịch HNO
3
là :
A. 10,08 gam và 1,6M. B. 10,08 gam và 2M.
C. 10,08 gam và 3,2M. D. 5,04 gam và 2M.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2008 – 2009)
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp Fe, FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
(hỗn hợp X) thành hợp chất ảo Fe
2
O
3
bằng cách cho X

3 3 2 3
Fe Fe(NO ) Fe O Fe
14,4
n n 2n 2. 0,18 mol m 0,18.56 10,08 gam ;
160
= = = = = =

{
3 3 3
HNO Fe(NO ) NO 3
0,1
0,18
0,64
n 3n n 0,64 mol [HNO ] 3,2M
0,2
= + = = =
14243

Vớ d 6: Cho 22,72 gam hn hp gm Fe, FeO, Fe
2
O
3
v Fe
3
O
4
phn ng ht vi dung dch HNO
3

loóng d thu c V lớt khớ NO (duy nht ktc) v dung dch X. Cụ cn dung dch X thu c

n 0,09 mol n 0,12 mol
32 3

= = = =

NO (ủktc)
V 0,12.22,4 2,688 lớt
= =

Vớ d 7: Cho 18,5 gam hn hp Z gm Fe, Fe
3
O
4
tỏc dng vi 200 ml dung dch HNO
3
loóng un
núng v khuy u. Sau khi phn ng xy ra hon ton thu c 2,24 lớt khớ NO duy nht (ktc),
dung dch Z v cũn li 1,46 gam kim loi. Tớnh nng mol/lớt ca dung dch HNO
3
v khi lng
mui trong dung dch Z.
A. 3,2M v 54 gam. B. 1,8M v 36,45 gam.
C. 1,6M v 24,3 gam. D. 3,2M v 48,6 gam.
( thi th i hc ln 4 THPT Qunh Lu 1 Ngh An, nm hc 2010 2011)
Hng dn gii
Vỡ sau phn ng cũn d 1,46 gam Fe nờn phn ng ch to ra Fe(NO
3
)
2
.

3
HNO Fe(NO ) NO
0,1
0,27
19,44
n n 0,27
0,64
72
[HNO ] 3,2M
n 2n n 0,64
0,2

= = =


= =

= + =



14243

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

Phát hành tại nhà sách Khang Việt –
www.nhasachkhangviet.vn

+
=
. B.
a b
x
0,2
+
=
. C.
a b
x
0,3
+
=
. D.
a b
x
2
+
=
.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ, năm học 2012 – 2013)
Hướng dẫn giải
Chuyển ion
3
HCO
−
thành 2 ion ảo là
2
3

H
+
đã được thay thế bằng ion Ba
2+
.
Áp dụng bảo toàn điện tích, ta có :

2 2
2
Ba(OH)
Ba Na H Ba
a b a b a b
2n n n n n x
2 2 0,2
+ + + +
+ + +
= + ⇒ = ⇒ = ⇒ =

Ví dụ 2: Dung dịch X chứa các ion:
2
3
CO
−
,
2
3
SO
−
,
2

2
4
SO
−
.
Sau phản ứng của X’ với Ba(OH)
2
, các ion
2
3
CO
−
,
2
3
SO
−
,
2
4
SO
−
được thay bằng ion
OH
−
.
Theo bảo toàn điện tích, ta có :

2
Ba(OH) 2

thu được 2,28 lít dung dịch Y. Nồng độ mol của axit trong dung dịch Y là:
A. 0,01M. B. 0,02M. C. 0,05M. D. 0,12 M.
(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Chuyên Vĩnh Phúc, năm học 2012 – 2013)
Hướng dẫn giải
Coi số oxi hóa của S trong FeS
2
và FeS đều là +6 (số oxi hóa ảo) thì số oxi hóa của Fe trong
FeS
2
và FeS lần lượt là -12 và -6. Với cách quy đổi như vậy, S trong FeS
2
và FeS sẽ không thay đổi
số oxi hóa, chỉ có Fe thay đổi số oxi hóa. Sau phản ứng số oxi hóa của Fe là +3.
Áp dụng bảo toàn electron, ta có :

{
{
{
2 2 2
FeS FeS SO SO
0,03
0,02 ?
15n 9n 2n n 0,285 mol.
+ = ⇒ =

Hấp thụ 0,285 mol SO
2
vào dung dịch KMnO
4
vừa đủ, xảy ra phản ứng :

→
0,114
Nồng độ mol của axit trong dung dịch Y là :

2 4
H SO
2 4
dd Y
n
0,114
[H SO ] 0,05M
V 2,28
= = =

Ví dụ 2: Nung nóng m gam bột Fe với S trong bình kín không có không khí, sau một thời gian thu
được 12,8 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeS, FeS
2
, S. Hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch H
2
SO
4

đặc nóng, dư, thu được 10,08 lít khí SO
2
(sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là :
A. 5,6. B. 8,4. C. 11,2. D. 2,8.
Hướng dẫn giải
Bản chất của toàn bộ quá trình phản ứng là Fe và S tác dụng với H
2
SO

Tuy nhiên, để thuận tiện cho việc tính toán, ta coi số oxi hóa của S trong quá trình oxi hóa thay
đổi từ
0
S
lên mức
6
S
+
(số oxi hóa ảo).
Áp dụng bảo toàn khối lượng và bảo toàn electron, ta có :

2
Fe S
Fe
Fe
S
Fe S SO
56n 32n 12,8
n 0,2
m 0,2.56 11,2 gam
10,08
n 0,053n 6n 2n 2. 0,9
22,4

+ =
 =
 
⇒ ⇒ = =
 
=+ = = =

10

III. Bài tập áp dụng
Câu 1: Hỗn hợp X gồm Mg, MgO, Ca và CaO. Hòa tan 10,72 gam X vào dung dịch HCl vừa đủ thu
được 3,248 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Trong Y có 12,35 gam MgCl
2
và x gam CaCl
2
. Giá trị x là
A. 33,05. B. 15,54. C. 31,08. D. 21,78.
(Đề thi thử đại học lần 1 – THPT Quỳnh Lưu 1 – Nghệ An, năm học 2012 – 2013)
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe
x
O
y
và Cu bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc
nóng (dư). Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO
2
(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch
chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Công thức của oxit sắt là :
A. Fe
2
O
3
. B. FeO. C. Fe
3

Hãy tìm giá trị của m.
A. 22,4 gam. B. 2,24 gam. C. 6,4 gam. D. 32 gam.
(Đề thi thử đại học lần 3 – THPT Chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2011 – 2012)
Câu 5: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X
trong dung dịch HNO
3
(dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m
là :
A. 2,52. B. 2,22. C. 2,62. D. 2,32.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007)
Câu 6: Cho 17,04 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
phản ứng hết với dung dịch HNO
3

loãng dư thu được 2,016 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung
dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 53,250. B. 58,080. C. 73,635. D. 51,900.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Chuyên Bắc Ninh, năm học 2011 – 2012)
Câu 7: Hoà tan hoàn toàn 2,9 gam hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó vào nước, thu được 500
ml dung dịch chứa một chất tan có nồng độ 0,04M và 0,224 lít khí H
2
(ở đktc). Kim loại M là
A. Ca. B. Ba. C. K. D. Na.

−
,
2
4
SO
−
, 0,1 mol
3
HCO
−
, 0,3 mol
3
HSO
−
và 0,1
mol K
+
. Thêm V lít dung dịch Ba(OH)
2
1M vào X thì thu được lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị nhỏ
nhất của V là :
A. 0,15. B. 0,25. C. 0,20. D. 0,30.

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

Phát hành tại nhà sách Khang Việt –
www.nhasachkhangviet.vn
–
tháng 12/2013


0,2
+ +
=
. C.
a b
x
0,3
+
=
. D.
a b d
x
0,2
+ +
=
.
Câu 11: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,02 mol FeS
2
và 0,03 mol FeS vào lượng dư H
2
SO
4

đặc nóng thu được Fe
2
(SO
4
)
3
, SO

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

Phát hành tại nhà sách Khang Việt –
www.nhasachkhangviet.vn
–
tháng 12/2013

12

Giới thiệu tới bạn đọc cuốn sách
Phương pháp 18 : Khai thác độ bất bão hòa trong phản ứng cộng
Phương pháp 19 : Khai thác độ bất bão hòa trong phản ứng đốt cháy
Phương pháp 20 : Tìm đặc điểm chung của các chất trong hỗn hợp
Phương pháp 21 : Vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn
Phương pháp 22 : Phân tích, đánh giá lựa chọn hướng giải tối ưu