ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON
I – PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Nguyen tac
Tổng số electron cho bằng tổng số electron nhận. Từ đó suy ra tổng số mol electron cho bằng tổng số mol
electron nhận
Phương pháp này áp dụng cho các bài toán mà các chất tham gia phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá (các
phản ứng oxi hoá khử), các bài toán phức tạp xảy ra qua nhiều quá trình, thậm trí nhiều bài không xác định
dược chất dư chất hết. Điều đặc biệt lý thú của phương pháp này là không cần viết bất cứ một phương trình
phản ứng nào, không cần quan tâm tới các giai đoạn trung gian…..
Các dạng bài tập thường gặp:
1. Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit ( hoặc hỗn hợp axit) không có tính oxi hoá (HCl,
H
2
SO
4
loãng …)
2. Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit ( hoặc hỗn hợp axit) có tính oxi hoá (HNO
3
, H
2
SO
4
đặc, nóng …) tạo 1 khí hoặc hỗn hợp khí
3. Oxit kim loại (hoặc hỗn hợp ox it kim loại) tác dụng với axit ( hoặc hỗn hợp axit) có tính oxi hoá (HNO
3
,
H
2
SO
4
đặc, nóng …)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3 x + 2 y = 0,15 (1)
27 x + 24y = 1,5 (2)
Mặt khác, theo bài ra ta có PT:
Từ (1) và (2) có: x = 1/30, y = 0,025
Do vậy có: % Al = 60%; %Mg = 40%
Bài 2: Cho 3,2 g Cu tác dụng với dung dịch HNO
3
đặc, dư thu được NO
2
có thê tích là bao nhiêu?
Giải: n
Cu
= 3,2/64 = 0,05 mol
+ Quá trình cho e: Cu - 2 e
→
Cu
2+
0, 05 0,1
+Quá trình nhận e: N
+5
+ 1e
→
N
+4
(NO
2
)
x x
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: x = 0,1
→

M
= 1
→
M = 12n
Biện luận:
n 1 2 3
M 12 24 36
Kết luận Loại Mg Loại
Bài 4:Hoà tan hết a gam Cu trong dung dịch HNO
3
loãng thì thu được 1,12 lts hỗn hợp khí NO và NO
2
ở
đktc, có tỉ khối so với H
2
là 16,6. Tìm a?
Giải:
Gọi x, y lần lượt là số mol của NO và NO
2
Theo bài ra ta có:
( )
1,12
x+y = 0,05
22,4
30x+ 46y
16,6
x+y 2
=
=
Suy ra: x = 0,04, y = 0,01

0,01 0,01
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 2x = 0,12 + 0,01
→
x = 0,65
→
a = 4,16 gam
Bài 5: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu có số mol bằng nhau bằng axit HNO
3
thu được V lít hỗn
hợp khí gồm NO và NO
2
đo ở đktc, có tỉ khối so với H
2
bằng 19. Tìm V?
Giải:
Gọi a là số mol của Fe và Cu. Theo bài ra ta có: 56x +64x = 12
→
x = 0,1 mol
+ Quá trình cho e:
Fe - 3 e
→
Fe
3+

0,1 0,3

Cu - 2 e
→
Cu
2+

V = (0,125+0,125). 22,4 = 5,6 lít.
Bài 6: Hoà tan hết 7,44 gam hỗn hợp Al và Mg trong thể tích vừa đủ 500 ml dung dịch HNO
3
loãng thu được
dung dịch A và 3,136 lít hỗn hợp 2 khí đẳng mol có khối lượng 5,18g, trong đó có 1 khí không màu hoá nâu
trong không khí. Tình thành phần trăm khối lượng kim loại trong hỗn hợp ban đầu?
Giải:
hh hh
3,136 5,18
n 0,14 mol; M 37
22,4 0,14
= = = =
Khí không màu hoá nâu trong không khí là NO, gọi khí còn lại có khối lượng là M.
Gọi x là số mol của mỗi khí trong hỗn hợp (vì 2 khí đẳng mol)
Từ công thức tính khối lượng trung bình ta có:
hh 2
30x+Mx 30+M 0,14
M 37 M=44 N O x = 0,07 mol
x+x 2 2
= = = → → → =

+ Quá trình cho e:
Al - 3 e
→
Al
3+
a 3a
Mg - 2 e
→
Mg

3
và H
2
SO
4
đặc, nóng
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta luôn có:
3
3
HNO
NO
n n
−
=
∑
tạo muối với kim loại +
3
NO
n
−
tạo sản phẩm khử
2
2 4
4
H SO
SO
n = n
−
∑
tạo muối với kim loại +


x nx (5-m)y y
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: nx = (5-m)y
→

nx
y =
5-m
3
3
HNO
NO
n n
−
=
∑
tạo muối với kim loại +
3
NO
n
−
tạo sản phẩm khử

= nx + y = nx +
nx
5-m
= nx.
6- m
5-m
=

M
2
(SO
4
)
n
S
+6
+ (6-m)e
→
N
+m

x nx (6-m)y y
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: nx = (6-m)y
→

nx
y =
6-m
Sản phẩm muối kim loại tồn tại dưới dạng: M
2
(SO
4
)
n

→
2
4


6-m
= nx.
( )
8- m
2 6-m
=
2
4
SO
n
−
.
( )
8- m
2 6-m
Vậy:
H SO
2 4
n =
∑
2
4
SO
n
−
.
( )
8- m
2 6-m

0,1 0,3
+Quá trình nhận e:
2N
+5
+ 8e
→
2N
+1
(N
2
O)
8x 2x
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 8x = 0,3
→
x = 0,0375 mol
3
3
HNO
NO
n n
−
=
∑
tạo muối với kim loại +
3
NO
n
−
tạo sản phẩm khử = 0,3 + 2.0,0375 = 0,375 mol
→

+4
- 2e
→
S
+6
;
x 2x
Nhận: Br
2
+ 2e
→
2
-
Br
0,6 01,2
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 2x = 0,12
→
x = 0,06 mol
Áp dụng công thức xây dựng được ở trên có:
H SO
2 4
n =
∑
2
4
SO
n
−
.
( )

o
2 3 3 4 3 2
3
Fe Fe,FeO,Fe O ,Fe O Fe NO +NO+H O
→ →
Ta có các quá trình cho và nhận electron như sau:
+ Quá trình cho e:
Fe - 3 e
→
Fe
3+

m
56

3m
56
+ Quá trình nhận e: N
+5
+ 3e
→
N
+2
(NO)
0,3 0,1
O
2
- 4e
→
2O

12 - m
8
+ 0,3 =
3m
56
→
m= 10,08 gam

B – BÀI TẬP TỰ GIẢI
B1 - Tự luận:
Bài 1: Hỗn hợp A gồm 0,06 mol Mg, 0,02 mol Al và 0,04 mol Fe tác dụng hết với dd HNO
3
thu được V lit
hỗn hợp khí gồm N
2
và N
2
O có tỉ khối so với Hidro bằng 20.
1. Hãy biểu diễn các ptpư ở dạng ion thu gọn.
2. V=? ( đo ở đktc ).
3. Tính số mol HNO
3
đã phản ứng.
Bài 2: Cho hỗn hợp bột kim loại A gồm 0,02 mol Fe, 0,04 mol Al, 0,03 mol Cu và 0,01 mol Zn hòa tan hết
vào dung dịch HNO
3
thu được V lit hỗn hợp khí gồm NO và N
2
O có tỉ khối so với Hidro là 16,75.Tính V (ở
đktc).

2M thấy giải phóng
0,4704 lit (đkc) hỗn hợp khí gồm N
2
và N
2
O. Cũng V lit dd HNO
3
đó hòa tan vừa hết 3,3335(g) kim loại M
giải phóng khí N
2
O duy nhất. Xác định kim loại M và tính V.
Bài 8: Hòa tan hết kim loại Mg vào dd chứa 1,5 mol HNO
3
thu được dd A và 0,2 mol hh khí gồm NO và
N
2
O. Hỏi để kết tủa hết lượng Mg
2+
có trong dd A cần tối thiểu bao nhiêu mol NaOH?
Bài 9: Hòa tan 12,9(g) hh A gồm Zn và 1 kim loại M hóa trị II vào dd H
2
SO
4
loãng dư thu được 2,24 lit H
2
.
Còn khi hòa tan hết 12,9(g) hh A vào dd H
2
SO
4

2
có
M 42=
. Hãy xác định thành phần % hỗn hợp kim loại ban đầu
Bài 31: Khuấy kỹ 100 ml dung dịch A chứa AgNO
3
và Cu(NO
3
)
2
với hỗn hợp kim loại có 0,03 mol Al và
0,05 mol Fe. Sau phản ứng được dung dịch C và 8,12 gam chất rắn B gồm 3 kim loại. Cho B tác dụng với
dung dịch HCl dư thì thu được 0,672 lit H
2
( đktc). Tính nồng độ mol/l của AgNO
3
và Cu(NO
3
)
2
trong A
Bài 32: Đề p gam bột sắt ngoài không khí sau một thời gian thu được chất rắn R nặng 7,52 gam gồm Fe,
FeO, Fe
3
O
4
. Hòa tan R bằng dung dịch HNO
3
đặc, nóng thu được 0,672 lit
( đktc) hỗn hợp NO và NO2 có tỷ lệ số mol 1:1. Tính p