TRộn N2O3 với NO3 rồi phân tích có 7g N và 12,8g O. Tính tỉ lệ nN2O3…

Chào các em học sinh lớp 8 yêu quý! Hôm nay thầy/cô sẽ hướng dẫn các em giải một bài tập hóa học rất thú vị liên quan đến định luật bảo toàn nguyên tố và lập hệ phương trình. Chúng ta cùng bắt đầu nhé!

Bước 1: Đặt ẩn cho số mol của các chất

Gọi số mol của N2O3 là x (mol) và số mol của NO3 là y (mol), với điều kiện x và y lớn hơn 0.

Bước 2: Biểu diễn số mol của từng nguyên tố theo ẩn

Dựa vào công thức hóa học của từng chất, ta xác định được số mol của nguyên tố Nitơ (N) và Oxi (O) như sau:

• Trong 1 mol chất N2O3 có chứa 2 mol nguyên tố N và 3 mol nguyên tố O. Vậy x mol N2O3 chứa 2x mol N và 3x mol O.
• Trong 1 mol chất NO3 có chứa 1 mol nguyên tố N và 3 mol nguyên tố O. Vậy y mol NO3 chứa y mol N và 3y mol O.

Tổng số mol nguyên tố N trong hỗn hợp là: 2x + y (mol)

Tổng số mol nguyên tố O trong hỗn hợp là: 3x + 3y (mol)

Bước 3: Chuyển đổi khối lượng thành số mol nguyên tố

Theo đề bài, ta có khối lượng của từng nguyên tố trong hỗn hợp:

• Khối lượng của Nitơ là 7 gam. Vì nguyên tử khối của N bằng 14, ta tính được số mol của N là: 7 chia cho 14 bằng 0,5 mol.
• Khối lượng của Oxi là 12,8 gam. Vì nguyên tử khối của O bằng 16, ta tính được số mol của O là: 12,8 chia cho 16 bằng 0,8 mol.

Bước 4: Lập hệ phương trình và giải tìm x, y

Từ tổng số mol nguyên tố đã tính ở Bước 2 và Bước 3, ta lập được hệ phương trình bậc nhất hai ẩn:

• Phương trình tổng số mol N: 2x + y = 0,5
• Phương trình tổng số mol O: 3x + 3y = 0,8

Để giải hệ này, ta có thể rút gọn phương trình thứ hai bằng cách chia cả hai vế cho 3:

x + y = 0,8 chia cho 3 (tương đương khoảng 0,2667), cách này có vẻ ra số lẻ. Ta hãy thử nhân phương trình đầu với 3 để trừ cho dễ:

Nhân phương trình 2x + y = 0,5 với 3, ta được: 6x + 3y = 1,5

Lấy phương trình mới trừ đi phương trình 3x + 3y = 0,8, ta có:

(6x + 3y) trừ đi (3x + 3y) bằng 1,5 trừ đi 0,8

3x = 0,7

Suy ra x = 0,7 chia cho 3 bằng 7 phần 30 (mol)

Thay x vào phương trình x + y = 0,8 chia 3 (tức là 0,8 chia 3 bằng 8 phần 30):

7 phần 30 cộng y bằng 8 phần 30

Suy ra y = (8 phần 30) trừ đi (7 phần 30) bằng 1 phần 30 (mol)

Bước 5: Tính tỉ lệ số mol cần tìm

Đề bài yêu cầu tính tỉ lệ số mol của N2O3 so với số mol của NO3, tức là tính tỉ số x chia cho y:

Tỉ lệ nN2O3 chia cho nNO3 bằng x chia cho y

Thay số vào ta có: (7 phần 30) chia cho (1 phần 30) bằng 7 phần 1, hay bằng 7.

Kết luận: Tỉ lệ số mol cần tìm là 7 chia 1 (hoặc bằng 7).

Hy vọng qua bài giải chi tiết này, các em đã hiểu rõ cách vận dụng bảo toàn nguyên tố để giải các bài toán hỗn hợp hóa học lớp 8. Chúc các em học tốt!