1. Trong các đề thi thường gặp một số bài toán hóa vô cơ phức tạp về hỗn hợp
nhiều chất (như sắt và các oxit sắt hay muối sắt hoặc đồng với lưu huỳnh…) hoặc
các hợp chất khó xác định số oxi hóa (như Cu2FeS2, Cu2FeS4…) tác dụng với
dung dịch HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng. Để giải các bài toán dạng này có nhiều
phương pháp, nhưng phương pháp tối ưu nhất và tiết kiệm thời gian nhất có thể
nói đến là” phương pháp quy đổi”, nó giúp giảm bớt lượng thời gian đẻ làm bài, từ
đó đem kết quả cao hơn trong mỗi kỳ thi. Sau đây là các bước giải và một số dạng
thường gặp.
I. CÁC BƯỚC GIẢI
Bước 1:
Quy đổi hợp chất về các nguyên tố tạo thành hỗn hợp, Đặt ẩn số thích hợp cho
số mol nguyên tử các nguyên tố.
Bước 2:
Lập các phương trình dựa vào các Định luật bảo toàn như bảo toàn khối lượng,
bảo toàn electron. Lập phương trình dựa vào các dữ kiện khác của bài toán.
II. CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP
1. Dạng bài tập về sắt và các oxit sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa
mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng
Ví dụ 1: Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí, sau một thời gian thu được
m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp này
trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được 4,2 lít khí SO2 duy nhất (đktc). Giá
trị m là:
A. 15 g B. 15,6 g C. 18,2 g D. 20 g
Bài giải:
Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng:
Fe + O2 → X (Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4)
X + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
- Cả quá trình phản ứng:
Chất nhường e là Fe và chất nhận e là O và S+6
.
Ta có: 2SOn = 0,1875mol; nFe = 0,225mol
Gọi số mol oxi trong oxit là x(mol), ta có:
- Chất khử: Fe0
→ Fe3+
+3e
0,225mol 3 x 0,225mol
- Chất oxi hóa:
O0
+ 2e → O2-
S+6
+2e → S+4
x(mol) 2x(mol) 2 x 0,1875 0,1875mol
- Tổng số mol e nhường: 0,675mol
- Tổng số mol e nhận: (2x + 0,375)mol
ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI NGUYÊN TỬ TRONG
GIẢI TOÁN HÓA HỌC
Tạp chí hóa học và ứng dụng số 18(198) / 2013
NGUYỄN VŨ LÂN
Trường THPT Nguyễn Công Phương, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Nam
www.Giasunhatrang.edu.vn
GIASUNHATRANG.EDU.VN

2. Áp dụng định luật bảo toàn e, ta có:
0,675 = 2x + 0,375 → x = 0,15mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
m = mFe + m0 = 12,6 + 0,15 x 16 = 15gam
→ Chọn đáp án A
Ví dụ 2: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm: Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 phản ứng hết với
dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 1,344 lít NO là sản phẩm khử duy nhất (đktc)
và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:
A. 38,72 g B. 35,5 g C. 49,09 g D. 34,36 g
Bài giải:
Xem 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe; FeO; Fe2O3; Fe3O4 là hỗn hợp của x(mol) Fe0
và
y(mol) O0
.
mhỗn hợp = 56x +16y = 11,36 (1)
- Các quá trình oxi hóa – khử:
Fe0
→ Fe3+
+3e O0
+ 2e → O2-
x 3x y 2y
N+5
+ 3e → N+2
0,18 0,06
Áp dụng định luật bảo toàn electron:
ne = 2y + 0,18 = 3x → 3x – 2y = 0,18 (2)
Giải hệ (1) và (2): x = 0,16 ; y = 0,15
Ta có: 3 3Fe(NO )n = nFe = x = 0,16mol
3 3Fe(NO )m = 0,16 x 242 = 38,72 gam
→ Chọn đáp án A.
Ví dụ 3: Nung hỗn hợp A gồm 2 kim loại Fe x(mol) và Cu 0,15mol trong không
khí một thời gian, thu được 63,2 gam hỗn hợp B gồm 2 kim loại trên và các oxit
của chúng. Hòa tan hết hỗn hợp B bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được
6,72 lít khí SO2 (đktc). Giá trị của x là:
A. 0,6mol B. 0,4mol C. 0,5mol D. 0,7mol
Bài giải: Hỗn hợp B có thể gồm Cu dư, Fe dư và CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4.
Xem B là hỗn hợp của x(mol) Fe0-
; 0,15mol Cu0
và y(mol) O0-
.
mB = 56x + 0,15 x 64 + 16y = 63,2
→ 56x + 16y = 53,6 (1)
Fe0
→ Fe+3
+ 3e Cu0
→ Cu+2
+ 2e
x 3x 0,15 0,3
O0
+ 2e → O2-
S+6
+2e → S+4
y 2y 0,6 0,3
Áp dụng định luật bảo toàn electron:
ne = 3x + 0,3 = 0,6 + 2y
→ 3x – 2y = 0,3 (2)
Giải hệ (1) và (2): y = 0,9; x = 0,7
→ Chọn đáp án D.
Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm (Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4) với số mol mỗi chất là
0,1mol, hòa tan hết X vào dung dịch Y gồm HCl và H2SO4 loãng dư, thu dung
GIASUNHATRANG.EDU.VN

3. dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch NaNO3 2M vào dung dịch Z cho tới khi ngừng thoát
khí NO. Thể tích dung dịch NaNO3 2M cần dùng và thể tích khí thoát ra (đktc) là:
A. 25ml; 1,12 lít B. 0,5 lít; 22,4 lít
C. 50ml; 2,24 lít D. 50ml; 1,12 lít
Bài giải:
Quy hỗn hợp 0,1mol Fe2O3 và 0,1mol FeO thành 0,1mol Fe3O4.
Hỗn hợp X gồm: (Fe3O4 0,2mol; Fe 0,1mol) tác dụng với dung dịch Y.
Fe3O4 + 8H+
→ Fe2+
+ 2Fe3+
+ 4H2O
0,2 → 0,2 0,4mol
Fe + 2H+
→ Fe2+
+ H2↑
0,1 → 0,1mol
Dung dịch Z : (Fe2+
: 0,3mol; Fe3+
: 0,4mol) + NaNO3
3Fe2+
+NO3 + 4H+
= 3Fe3+
+ NO↑ + 2H2O
0,3 0,1 0,1mol
VNO = 0,1 x 22,4 = 2,24 lít
3NaNOn = 3NaNOn = 0,1mol
→ Vdung dịch NO3 = 0,1 : 2 = 0,05 lít (hay 50ml)
→ Chọn đáp án C.
2. Dạng bài tập về hỗn hợp muối sắt hoặc đồng với lưu huỳnh
Ví dụ 1: Cho 18,4 gam hỗn hợp X gồm Cu2S, CuS, FeS2 và FeS tác dụng hết
với HNO3 đặc nóng dư, thu được V lít khí chỉ có NO2 là sản phẩm khử duy nhất
(đktc) và dung dịch Y. Cho toàn bộ Y vào một lượng dư dung dịch BaCl2, thu
được 46,6 gam kết tủa, còn khi cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch NH3 dư, thu
được 10,7 gam kết tủa. Giá trị của V là:
A. 38,08 lít B. 11,2 lít C. 24,64 lít D. 16,8 lít
Bài giải:
Quy đổi hỗn hợp X thành x(mol) Fe; y(mol) Cu và z(mol) S.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
mx = mCu + mS = 56x +64y + 32z = 18,4 (1)
Ta có sơ đồ bài toán:
X{Fe0
, Cu0
, S0
} + HNO3 → dung dịch Y {Fe3+
, Cu2+
, 2-
4SO } + khí NO2
Y + BaCl2 → 46,6 gam ↓BaSO4
Y + dung dịch NH3 dư → 10,7 gam ↓Fe(OH)3
Số mol S = số mol BaSO4 = 0,2
Số mol Fe = Fe(OH)3 = 0,1 thế vào (1)
→ Số mol Cu trong hỗn hợp X: y = 0,1
Ta có các quá trình cho nhận e như sau :
Fe0
→ Fe+3
+ 3e Cu0
→ Cu+2
+ 2e
0,1 0,3 0,1 0,2
S0
→ S+6
+6e
0,2 1,2
Áp dụng định luật bảo toàn electron:
2NOn = a = 0,2 + 0,3 + 1,2 = 1,7mol
GIASUNHATRANG.EDU.VN

4. N+5
+ 1e → N+4
a a
→ 2NOV là 38,08 lít → Chọn đáp án A.
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp A: S, FeS, FeS2 trong HNO3 dư,
được 0,48mol NO2 và dung dịch B. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào B, lọc kết tủa
nung đến khối lượng không đổi thì khối lượng chất rắn thu được là:
A. 17,545 gam B. 18,355 gam C. 15,145 gam D. 2,4 gam
Bài giải:
Quy đổi hỗn hợp thành x(mol) Fe và y(mol) S.
Ta có sơ đồ bài toán:
A {Fe0
, S0
} + HNO3 → dung dịch B {Fe3+
, 2-
4SO } + khí NO2
B + Ba(OH)2 → m gam ↓{BaSO4, Fe(OH)3}
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
56x + 32y = 3,76 (I)
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:
3x + 6y = 0,48 x 1 (II)
Giải (I) và (II) → x = 0,03; y = 0,065
→ m↓ = 0,065 x 233 + 0,015 x 160 = 17,545 gam
→ Chọn đáp án A.
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam hỗn hợp chất rắn X gồm: Cu, CuS, FeS;
FeS2; FeCu2S2; S thì cần 2,52 lít O2 và thấy thoát ra1,568 lít SO2. Mặt khác cho
6,48 gam X tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng dư, thu được V lít NO2 là sản
phẩm khử duy nhất và dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch
Ba(OH)2 dư, thu được m gam kết tủa. Biết thể tích các khí đo ở đktc. Giá trị của V
và m là:
A. 12,316 lít và 24,34 gam
B. 13,216 lít và 23,44 gam
C. 16,312 lít và 23,34 gam
D. 11,216 lít và 24,44 gam
Bài giải:
Quy đổi hỗn hợp X thành x(mol) Cu; y(mol) Fe và z(mol) S.
Áp dụng Định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
64x + 56y +32z = 6,48 (1)
Khi đốt cháy:
X + O2 → x(mol) CuO; y/2(mol) Fe2O3; z(mol) SO2
Áp dụng Định luật bảo toàn nguyên tố oxi và lưu huỳnh, ta có:
2On = 1/2 x (x + 3 x y/2 +2z) = 2,52 : 22,4 = 0,1125
→ 2x + 3y +4z = 0,45 (2)
nS = 2SOn = z = 1,568 : 22,4 = 0,07 (3)
Giải hệ (1), (2), (3):
x = 0,04; y = 0,03, z = 0,07
- Khi cho X tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng:
Cu, Fe, S (+HNO3) → dung dịch A [Cu2+
+ Fe3+
+ S+6
( 2-
4SO )] + NO2↑
GIASUNHATRANG.EDU.VN

5. 2NOn = ne = 2x + 3y + 6z
= 2 x 0,04 + 3 x 6 x 0,07 = 0,59mol
→ 2NOV = 0,59 x 22,4 = 13,216 lít
Dung dịch A (Cu2+
; Fe3+
; 2-
4SO ) [+Ba(OH)2]
→ Kết tủa gồm [Cu(OH)2; Fe(OH)3; BaSO4]
→ m = mkết tủa = 2Cu(OH)m + 3Fe(OH)m + 4BaSOm
= 0,04 x 98 + 0,03 x 107 + 0,07 x 233 = 23,44 gam
→ Chọn đáp án B
3. Dạng bài tập về xác định công thức của oxit sắt
Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc
nóng, thu được dung dịch X và 3,248 lít SO2 là sản phẩm khử duy nhất (đktc). Cô
cạn dung dịch X, thu được m gam muối sunfat khan. Giá trị m là:
A. 52,2 gam B. 48,4 gam C. 54,0 gam D. 58,0 gam
Bài giải:
Công thức oxit sắt: FexOy
Ta quy đổi như sau:
20,88 gam FexOy ↔ [Fe: a(mol), O: b(mol)]
→ 56a + 16b = 20,88 (I)
Ta xét các quá trình oxi hóa - khử
Fe0
→ Fe3+
+3e O0
+ 2e → O2-
a 3a b 2b
S+6
+2e → S+4
(SO2)
2 x 0,145 0,145
Áp dụng Đinh luật bảo toàn electron, ta có:
3a = 2b + 0,29 (II)
Từ (I) và (II), ta có:
a = b = 0,29mol → oxit sắt là FeO.
Ta có: 2FeO ↔ Fe2(SO4)3
0,29mol 0,29/2mol
→ 2 4 3Fe (SO )m = 0,145 x 400 = 58 gam
→ Chọn đáp án D.
4. Dạng bài tập về phản ứng nhiệt nhôm
Cho hỗn hợp A có khối lượng m gam gồm bột Al và oxit FexOy, tiến hành phản
ứng nhiệt nhôm hỗn hợp A trong điều kiện không có không khí được hỗn hợp B.
Nghiền nhỏ và trộn đều hỗn hợp B rồi chia làm hai phần không bằng nhau.
- Phần 1 có khối lượng 14,49 gam được hòa tan hết trong dung dịch HNO3 đun
nóng, được dung dịch C và 3,696 lít khí NO là sản phẩm khử duy nhất (đktc).
- Phần 2 tác dụng với lượng dư NaOH, đun nóng thấy giải phóng 0,336 lít khí H2
(đktc) và còn lại 2,52 gam chất rắn.
Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m và công thức oxit sắt:
A. 12,32 gam và FeO B. 13,92 gam và Fe2O3
C. 19,32 gam và Fe3O4 D. 11,32 gam và Fe2O3
Bài giải:
GIASUNHATRANG.EDU.VN

6. Xem phần 1 của hỗn hợp B gồm a(mol) Al0
; bx(mol) Fe0
và by(mol) O0
.
- Phần 1: Áp dụng Định luật bảo toàn khối lượng:
mphần 1 = 27a + 56bx + 16by = 14,49 (I)
Áp dụng Định luật bảo toàn electron:
3a + 3bx – 2by = 3 x 0,165 (II)
- Giả sử phần 2 gấp n lần phần 1:
→ Phần 2 gồm: an(mol) Al0
; bxn(mol) Fe0
và byn(mol) O0
.
- Phần 2 của hỗn hợp B tác dụng với dung dịch NaOH có khí H2 bay ra, vậy còn
Al dư và phần chất rắn không tan là Fe.
ne = (3a – 2by) x n = 2 2Hn = 0,015 x 2 (III)
→ mFe = 56bx x n = 2,52 (IV)
Lấy (II) chia cho [(III) + 3/56(IV)] → n = 1/3
Thay n = 1/3 vào (III):
3a – 2by = 0,09 (V)
Giải hệ phương trình (I); (II); (V):
bx = 0,135; by = 0,18; a = 0,15
→ x/y = bx/by = 0,135 : 0,18 = 3/4 → Fe3O4
mhỗn hợp = mphần 1 + mphần 2 = mphần 1 + 1/3 x mphần 1
= 4/3 x mphần 1 = 4/3 x 14,49 = 19,32 gam.
→ Chọn đáp án C.
GIASUNHATRANG.EDU.VN