CHUYÊN ĐỀ HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC LỚP 8,9 BÀI TOÁN VỀ OXI & KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

N

Së gi¸o dôc vµ ®µo t¹o vÜnh phóc Phßng gi¸o dôc vµ ®µo t¹o lËp th¹ch

Tác giả chuyên đề : Chức vụ:

Trần Thị Hồng Anh

Giáo viên

Đơn vị công tác : TRƯỜNG THCS LẬP THẠCH HUYỆN LẬP THẠCH – TỈNH VĨNH PHÚC

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

TÊN Chuyªn ®Ò: BÀI TOÁN VỀ OXI

N¨m häc 2015 – 2016

1 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

THÔNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ

H Ơ

Tên chuyên đề: “BÀI TOÁN VỀ OXI ”

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

1. Tác giả: - Họ và tên : Trần Thị Hồng Anh - Chức vụ: Giáo viên - Đơn vị công tác: Trường THCS Lập Thạch- huyện Lập Thạch – tỉnh Vĩnh Phúc.

2.Đối tượng học sinh bồi dưỡng: Đội tuyển HSG lớp 8,9 3.Thời gian bồi dưỡng: 6 tiết ________________________________________________________

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

I. Lí do chọn đề tài: Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi tính hệ thống và tính logic cao.

Một trong những biện pháp quan trọng trong dạy học hóa học là người thầy giáo coi trọng hơn việc chỉ dẫn cho học sinh con đường tìm ra kiến thức mà không chỉ dừng lại ở việc cung cấp những kiến thức có sẵn, chú ý rèn luyện kĩ năng , khả năng vận dụng kiến thức, dạy cách học và tự học. Tạo điều kiện cho học sinh được rèn luyện năng lực độc lập tư duy sáng tạo thông qua bài tập hóa học là cơ sở để hình thành và phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh.

Vì vậy, việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ quan trọng và thường xuyên của mỗi nhà trường và mỗi giáo viên. Số lượng và chất lượng HSG là một trong những thước đo để đánh giá chất lượng dạy học của mối giáo viên và mỗi nhà trường.

Qua thực tiễn giảng dạy với học sinh lớp 8, các em mới có ý niệm ban đầu về bộ môn nên còn gặp nhiều trở ngại vướng mắc khi giải quyết những bài toán hóa học.

Vì vậy, tôi đã lựa chọn chuyên đề : “BÀI TOÁN VỀ OXI ” là đơn chất phi kim đầu tiên các em được làm quen và quan trọng nhất trong đời sống nhằm giúp cho học sinh nắm vững kiến thức cũng như phương pháp giải nhanh gọn, dễ hiểu . Từ đó, các em có thể đề xuất được những bài tập mới phát huy tiềm năng sáng tạo , tự tin chiếm lĩnh kiến thức và đạt kết quả cao trong kì thi HSG các cấp .

II. Mục đích và phạm vi của đề tài: 1.Mục đích - Giúp học sinh củng cố, mở rộng các tính chất hóa học của oxi, vận dụng tốt vào cuộc sống.

2

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

PHẦN HAI: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

- Xây dựng hệ thống các bài tập định lượng về oxi - Học sinh có thể vận dụng giải nhanh, chính xác bài toán liên quan, tiết kiệm thời gian làm bài, đảm bảo bài làm đạt hiệu quả cao.

2. Phạm vi của chuyên đề - Áp dụng đối với HSG lớp 8,9 - Thời gian dự kiến bồi dưỡng : 6 tiết

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

I. Hệ thống kiến thức sử dụng trong chuyên đề: 1. Kiến thức cơ bản: - Tính chất hóa học của oxi ( SGK HH 8- T 81,82,83) + Oxi t¸c dông víi phi kim, kim loại, hợp chất tạo thành các oxit + Oxi là phi kim hoạt động, có tính oxi mạnh - Sự oxi hóa ( SGK HH 8- T 85) : Sự tác dụng của một chất với oxi.

- Điều chế oxi ( SGK HH 8- T 92,93) +Trong PTN: Nhiệt phân các chất KClO3 , KMnO4 , KNO3 , HgO +Trong CN: Hãa láng kh«ng khÝ rồi chưng cất phân đoạn hoặc điÖn ph©n n−íc.

1 5 m - Các công thức tính số mol: n = (mol), khối lượng: m = n.M (g), M

3

- Thành phần của không khí: VO = V Khôngkhí

ẤP

2+

2

A

C

Thể tích của chất khí: V = n.22,4 (l).

H

Ó

Công thức tính tỉ khối của chất khí: d A / B =

MA MB

-L

Í-

Công thức liên hệ giữa số mol và thể tích : n =

V (mol) 22,4

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

- Định luật bảo toàn khối lượng: Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất thu được bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng.

A+B → B+C => mA + mB = mC + mD 2. Kiến thức nâng cao: - Oxi tác dụng với hợp chất : NH3, SO2, C2H6O… - Định luật Avogađro a. Nội dung: Ở cùng một điều kiện( nhiệt độ và áp suất) những thể tích bằng nhau của mọi chất khí đều chứa số phân tử khí bằng nhau. b. Hệ quả:

3 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

H Ơ

+ Ở cùng điều kiện (t,p), 1 mol của mọi chất khí đều chiếm thể tích bằng nhau. Đặc biệt ở đktc ( t= 00C, P = 1at = 760 mmHg) 1 mol khí bất kì chiếm thể tích 22,4 lít. + Tỷ lệ thể tích các chất khí trong phản ứng hóa học đúng bằng tỷ lệ mol của chúng . t N2 + 3H2 → 2NH3 Tỉ lệ mol: 1 3 2 Tỉ lệ thể tích: 1V 3V 2V + Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí M là khối lượng của 22,4 lít

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n1 M 1 + n 2 M 2 + n3 M 3 n1 + n 2 + n3

ẠO

M =

Đ

hỗn hợp khí đó ở đktc:

TP .Q

U

Y

0

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

- Mở rộng định luật bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng của các chất ban đầu bằng tổng khối lượng của các chất thu được.

- Định luật bảo toàn nguyên tố: Trong các phản ứng hóa học, các nguyên tố được bảo toàn => Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố bất kì trước và sau phản ứng luôn bằng nhau.

II.Phân loại các dạng bài tập: 1. Cơ sở phân loại: Bám sát hệ thống kiến thức SGK và khả năng nhận thức của học sinh .

2. Các dạng bài tập: - Dạng 1: Oxi tác dụng với kim loại - Dạng 2: Oxi tác dụng với phi kim - Dạng 3: Oxi tác dụng với hợp chất - Dạng 4: Bài tâp bồi dưỡng HSG III. Hệ thống các phương pháp sử dụng trong chuyên đề: - Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố.

- Tính theo phương trình hóa học.

IV. Một số bài tập minh họa: 1. Dạng 1- Oxi tác dụng với kim loại a. Tính theo các chất phản ứng và sản phẩm: Bài 1: Nung 22,4 gam sắt trong khí oxi thu được 35,2 gam hỗn hợp rắn. Tính thể tích khí oxi (ở đktc) tham gia phản ứng.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Phân tích - Hỗn hợp rắn thu được có thể gồm 2,3 hoặc 4 chất sau : FeO , Fe2O3, Fe3O4, Fe dư - Ta lập được 2 phương trình toán học không thể tính được do số ẩn nhiều hơn số phương trình.

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính toán.

4

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

Hướng dẫn giải

H Ơ

Sơ đồ phản ứng: Fe + O2 → Chất rắn Theo định luật bảo toàn khối lượng : mFe + mO = mchất rắn

N

2

U

Y

35,2 − 22,4 = 0,4 (mol) 32

→ n O2 =

TP .Q

Thể tích khí oxi tham gia phản ứng (đktc) là: VO = 0,4 . 22,4 = 8,96 lít

ẠO

2

Ư N

G

Đ

Bài 2: Cho 1 gam bột Fe tiếp xúc với oxi một thời gian thu được 1,24 gam hỗn hợp Fe2O3 và Fe dư. Tính lượng Fe dư.

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Phân tích - Khối lượng chất rắn tăng chính là lượng oxi phản ứng.

Hướng dẫn giải

00

B

PTPƯ: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 - Theo định luật bảo toàn khối lượng: mFe + mO = mchất rắn 2

2+

3

10

1,24 − 1 → n O2 = = 0,0075 (mol) 32 4 4 → nFe phản ứng = nO2 = 0,0075 = 0,01mol 3 3

C

ẤP

- Khối lượng Fe còn dư là: 1- 0,01.56 = 0,44 (g).

-L

Í-

H

Ó

A

Bài 3: Cho 2,7 gam một miếng nhôm để ngoài không khí một thời gian, thấy khối lượng tăng thêm 1,44 gam. Tính phần trăm khối lượng miếng nhôm đã bị oxi hóa bởi oxi của không khí.

TO

ÁN

Phân tích - Khối lượng miếng nhôm tăng thêm chính là lượng oxi phản ứng.

- Khối lượng nhôm bị oxi hóa chính là khối lượng nhôm tham gia phản ứng.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng: 4Al + 3O2 → 2Al2O3 Theo định luật bảo toàn khối lượng thì 1,44 gam là khối lượng oxi phản ứng n O2 =

1,44 4 4 = 0,045mol → nAl phản ứng = nO2 = × 0,045 = 0,06mol 32 3 3

Khối lượng nhôm bị oxi hóa : mAl = 0,06 . 27 = 1,62 gam

5

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1,62 × 100% = 60% 2,7

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

Bài 4: Cho x gam hỗn hợp 3 kim loại Fe, Cu và Al vào một bình kín có chứa 1 mol O2 . Nung nóng bình một thời gian cho đến khi thể tích oxi giảm còn 96,5% thì thu được 2,12 gam chất rắn. Tính x.

N

→ %Al bị oxi hóa =

Đ

ẠO

Phân tích - Do ta không xác định được có bao nhiêu % mỗi kim loại phản ứng với O2 nên đặt ẩn để lập hệ phương trình và giải hệ là không thực hiện được.

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính toán.

Ư N

G

Hướng dẫn giải

H TR ẦN

3,5 = 0,035mol 100

00

Theo giả thiết, noxi phản ứng =

B

www.daykemquynhon.ucoz.com

Theo bài ra ta có PTHH: 4Al + 3O2 → 2Al2O3 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 2Cu + O2 → 2CuO

2+

3

10

Khối lượng oxi đã phản ứng: moxi phản ứng = 0,035 . 32 = 1,12 (g) Khối lượng hỗn hợp kim loại là: x = 2,12 – 1,12 = 1 (g)

ẤP

b.Xác định công thức hóa học của sản phẩm

H

Ó

A

C

Bài 1: Nung 2,1 gam bột sắt trong bình chứa oxi, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,9 gam một oxit. Xác định công thức phân tử của oxit sắt.

ÁN

-L

Í-

Phân tích - Khối lượng oxit tăng chính là khối lượng oxi phản ứng.

- Cần tính được khối lượng của oxi trong oxit.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Hướng dẫn giải n Fe =

2,1 = 0,0375mol 56

Theo định luật bảo toàn khối lượng: no =

2,9 − 2,1 = 0,05 mol 16

Gọi công thức tổng quát của oxit sắt là FexOy Ta có tỉ lệ: x : y = 0,0375 : 0,05 = 3 : 4 Vậy oxit cần tìm là Fe3O4

6

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 16,8 gam Fe cần vừa đủ 4,48 lit oxi (đktc) tạo thành một oxit sắt. Xác định công thức phân tử của oxit sắt.

H Ơ

N

Hướng dẫn giải 16,8 = 0,3mol 56 4,48 = = 0,2mol → nO = 0,2 . 2 = 0,4 mol 22,4

Y U TP .Q

n O2

N

n Fe =

Đ

ẠO

Gọi công thức tổng quát của oxit sắt là FexOy Ta có tỉ lệ: x : y = 0,3 : 0,4 = 3 : 4 Vậy oxit cần tìm là Fe3O4

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Bài 3: Cho 1,0 gam bột Fe tiếp xúc với oxi sau một thời gian, thấy khối lượng bột vượt quá 1,41 gam. Nếu chỉ tạo thành một oxit duy nhất thì đó là: A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. FeO và Fe dư

1 mol 56

10

n Fe =

00

B

Hướng dẫn giải

2+

3

Theo định luật bảo toàn khối lượng: no >

1,41 − 1 0,41 = mol 16 16

ẤP

Gọi công thức tổng quát của oxit sắt là FexOy 1 0,41 : = 0,7 → x : y = 2 : 3 56 16 Vậy oxit cần tìm là Fe2O3 → Đáp án: B

H

Ó

A

C

Ta có tỉ lệ: x : y <

-L

Í-

2. Dạng 2- Oxi tác dụng với phi kim

TO

ÁN

Bài 1: Tính khối lượng cacbon đioxit CO2 khi đốt cháy 3 gam cacbon.

Ỡ N

G

Phân tích Dạng bài toán tính theo PTHH

BỒ

ID Ư

Hướng dẫn giải Phản ứng cháy:

0

t C + O2 → CO2 nC = 3: 12 = 0,25 mol Theo phương trình phản ứng: nCO = nC = 0,25mol → Khối lượng cacbon đioxit tạo thành: 2

7

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Y

N

H Ơ

Bài 2: Một viên than tổ ong có khối lượng 350 gam chứa 60% cacbon theo khối lượng. Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn viên than này. Biết khi đốt cháy 1 mol C sinh ra nhiệt lượng là 394 kJ.

N

mCO2 = 0,25 × 44 = 11gam

TP .Q

U

Phân tích Bài toán tính theo phương trình hóa học có lượng tạp chất

ẠO

Hướng dẫn giải

G

350 × 60 = 17,5mol 12 × 100

Ư N

nC =

Đ

0

t Phản ứng cháy: C + O2 → CO2 - Số mol cacbon có trong một viên than tổ ong là:

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

- Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn một viên than tổ ong là: Q = 17,5 × 394 = 6,895 kJ

ẤP

2+

3

10

00

B

Bài 3: Cho 100 lít hỗn hợp A gồm H2, O2, N2. Đem đốt hỗn hợp rồi đưa về nhiệt độ và áp suất ban đầu, sau khi cho hơi nước ngưng tụ thu được hỗn hợp B có thể tích 64 lít . Trộn vào B 100 lít không khí( 20% thể tích O2) rồi đốt và tiến hành tương tự như trên thì thu được hỗn hợp C có thể tích 128 lít. Xác định thể tích các chất trong hỗn hợp A, B, C. Biết các thể tích đo cùng điều kiện.

H

Ó

A

C

Phân tích - Thể tích hỗn hợp B giảm so với hỗn hợp A là thể tích H2 và O2 tham gia phản ứng.

- Thể tích hỗn hợp C giảm chứng tỏ trong B còn H2 dư.

-L

Í-

Hướng dẫn giải

0

TO

ÁN

t Phương trình phản ứng: 2H2 + O2 → 2H2O Sau lần (I) , hỗn hợp có thể tích giảm: 100 – 64 = 36 lít → V H phanung + VO phanung = 36 lít Theo phương trình: VH p / u = 2VO = 24 lít Sau lần phản ứng (II) , hỗn hợp có thể tích tiếp tục giảm: 100 + 64 - 128 = 36 lít Chứng tỏ trong B còn H2 dư => O2 trong hỗn hợp A phản ứng hết.

VO phản ứng = 12 lít => V H phản ứng = 24 lít Thể tích khí O2 trong 100 lít không khí là: 2

G

2

2

BỒ

ID Ư

Ỡ N

2

2

2

8

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

100 = 20 lít > 12 lít => V H 2 dư = 20 - 12 = 8 lít.

5 Sau 2 lần phản ứng: VH 2 = 24 + 24 = 48 lít

H Ơ

N

VO2 =

TP .Q

U

Y

N

Vậy hỗn hợp A có: 48 lít H2; 12 lít O2 ; 40 lít N2 Hỗn hợp B có : 24lít H2; 40 lít N2 Hỗn hợp C có: 8 lít O2 ; 120 lít N2 3. Dạng 3- Oxi tác dụng với hợp chất

H

8,96 = 0,4mol 22,4

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

Hướng dẫn giải nCH 4 =

G

Ư N

Phân tích Đây là dạng bài toán tính theo phương trình hóa học.

Đ

ẠO

Bài 1: Cần bao nhiêu gam O2 để đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí CH4 (ở đktc).

0

4

2+

3

2

10

2

00

B

t CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O Theo phương trình: nO = 2nCH = 0,4.2 = 0,8mol Khối lượng oxi cần dùng là: mO = 0,8.32 = 25,6 g

C

ẤP

Bài 2: Đốt hỗn hợp khí gồm 7 lít khí O2 và 7 lít khí NH3 ( các thể tích đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Sau phản ứng thu được những chất gì và bao nhiêu lít.

H

Ó

A

Phân tích Dạng bài toán tính theo phương trình hóa học có lượng chất dư.

-L

Í-

Hướng dẫn giải

Do đốt cháy NH3 không có xúc tác nên tạo ra N2 và H2O t 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O Theo phương trình, 7 lít O2 tác dụng với hơn 7 lít NH3 nên O2 dư.

TO

ÁN

0

1 2

7 = 3,5lit 2 3 3 .7 VH 2 O (hơi) = × V NH 3 = = 10,5lít 2 2 3 7 VO2 (dư) = 7 − × 7 = = 1,75lít 4 4

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Sau phản ứng có : VN = × V NH = 2

3

9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

H Ơ

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 20 lít hỗn hợp khí gồm CO và CO2, cần 8 lít khí O2 ( các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Xác định thành phần phần trăm theo thể tích các khí trong hỗn hợp.

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

TP .Q

Phản ứng xảy ra khi đốt hỗn hợp t 2CO + O2 → 2CO2 Theo phương trình , ta có: VCO = 2 VO = 2.8 = 16 lít → VCO (trong hỗn hợp) = 20 -16 = 4 lít Thành phần % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp là: %VCO = (16:20) 100% = 80% → VCO = 20%

U

Y

Hướng dẫn giải

2

Ư N

G

Đ

2

ẠO

0

H

2

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam rượu etylic ( C2H6O). Tính thể tích CO2 và không khí (đktc) cần dùng cho phản ứng, biết oxi chiếm 20% thể tích không khí.

B

Hướng dẫn giải

2+

3

10

0

00

Số mol rượu etylic = 9,2 : 46 = 0,2 mol t Phản ứng cháy: C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O 0,2 0,6 0,4 mol a. Thể tích khí CO2 (đktc): VCO = 0,4 × 22,4 = 8,96lít b. Thể tích không khí cần: VKhông khí = ( 0,6 . 22,4)5 = 67,2 lít

C

ẤP

2

-L

Í-

H

Ó

A

Bài 5: Hỗn hợp khí SO2 và O2 có tỉ khối so với CH4 bằng 3. Cần thêm bao nhiêu lít O2 vào 20 lít hỗn hợp khí đó để cho tỉ khối so với CH4 giảm đi 1/6 tức bằng 2,5. Các hỗn hợp khí ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

ÁN

Hướng dẫn giải

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Cách 1: Gọi x là % thể tích của SO2 trong hỗn hợp ban đầu, ta có: M = 16 × 3 = 48 = 64x +32 (1-x) → x = 0,5

Vậy mỗi khí chiếm 50%. Như vậy trong 20 lít mỗi khí chiếm 10 lít.

Gọi V là số lít O2 cần thêm vào, ta có: M , = 2,5 × 16 = 40 =

64 × 10 + 32(10 + V ) → V = 20 lít.

20 + V 10

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

H Ơ

- Hỗn hợp khí ban đầu coi như khí thứ nhất có M = 48, còn O2 thêm vào là khí thứ hai, ta có phương trình:

N

Cách 2: Có thể coi hỗn hợp khí như một khí có khối lượng phân tử chính bằng khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp.

Y

48 × 20 + 32V → V = 20 lít.

20 + V

U

M = 2,5 × 16 = 40 =

TP .Q

-

ẠO

4. Dạng bài tập phát triển nâng cao:

Đ

Bài 1: (Trích đề thi HSG hóa 8 huyện Lập Thạch năm 2009 -2010)

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đốt một lượng Al trong 6,72 lít O2. Chất rắn thu được sau phản ứng cho hòa tan hoàn toàn vào dung dịch HCl thấy thoát ra 13,44 lít H2. Xác định khối lượng Al đã dùng. Biết thể tích các khí đo ở đktc.

Phân tích:

B

Cho chất rắn thu được vào dung dịch HCl thấy có khí thoát ra, chứng tỏ Al dư.

10 0

t →

C

4Al + 3O2

nH2 =

3

2+

6,72 = 0,3mol , 22,4

ẤP

n O2 =

00

Hướng dẫn giải

2Al2O3

→ 2AlCl3 + 3H2

(1) (2)

H

Ó

A

2Al + 6HCl

13,44 = 0,6mol 22,4

-L

Í-

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

ÁN

- Theo (1), (2) Số mol Al phản ứng =

(3)

4 2 4 × 0,3 2 × n O2 + × n H 2 = + × 0,6 = 0,8mol 3 3 3 3

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

- Khối lượng Al đã dùng: mAl = 0,8 . 27 = 21,6 (g)

Bài 2: Đun nóng hỗn hợp A dạng bột có khối lượng 39,3 gam gồm các kim loại Mg, Al, Fe và Cu trong khí oxi dư đến khi thu được hỗn hợp rắn có khối lượng không đổi là 58,5 gam. Tính thể tích khí O2 (ở đktc) đã tác dụng với hỗn hợp kim loại.

Phân tích:

11

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Nếu lập hệ phương trình với 4 ẩn ta thấy giải hệ tìm nghiệm rất khó khăn ,áp dụng định luật bảo toàn sẽ đơn giản hơn.

H Ơ

N

Hướng dẫn giải

19,2 = 0,6mol 32

Thế tích O2 phản ứng (đktc) là: VO = 0,6 . 22,4 =13,44 lít

G

2

ẠO

2

Đ

→ nO =

TP .Q

U

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: moxi phản ứng = 58,5 – 39,3 = 19,2 (g)

Y

N

Ta có sơ đồ: 39,3 g hỗn hợp (Mg, Al, Fe,Cu) + O2 dư → 58,5 (g) chất rắn.

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

Bài 3: Cho hỗn hợp A gồm Al, Zn, Mg. Đem oxi hoá hoàn toàn 28,6 gam A bằng oxi dư thu được 44,6 gam hỗn hợp oxit B. Hoà tan hết B trong dung dịch HCl thu được dung dịch D. Cô cạn dung dịch D được hỗn hợp muối khan là bao nhiêu?

00

B

Hướng dẫn giải n O2 → M2On 2

3

(1)

2+

2M +

10

Gọi M là kim loại đại diện cho ba kim loại trên với hoá trị là n.

ẤP

M2On + 2nHCl → 2MCln + nH2O (2)

C

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng → mO( trong oxit) = 44,6 – 28,6 = 16 gam

Ó

A

→nO (trong oxit) = 1 mol

-L

Í-

H

- Bảo toàn nguyên tố O cho (1) (2) → n O ( trong nước)= nO ( trong oxit) = 1 mol Từ (2) → nH O = nO = 1mol

ÁN

2

→ nHCl = 2 nH O = 2 mol

TO

2

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

- Bảo toàn nguyên tố Cl: nCl = nHCl = 2mol ⇒

−

mmuối = mhh kim loại + m Cl = 28,6 + 2×35,5 = 99,6 gam. −

Bài 4: Đốt cháy bột kim loại M trong không khí, thu được oxit của nó, trong đó oxi chiếm 20% khối lượng. Hãy xác định kim loại đó.

Phân tích

12

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

- Lập phương trình hóa học, lập biểu thức liên hệ khối lượng giữa oxi và oxit để tìm mối liên hệ giữa khối lượng mol M của kim loại với hóa trị n của nó.

Y

N

- Lập bảng giá trị.

TP .Q

U

Hướng dẫn giải

2MxOy

16 y 2y 100% = 20% → M = 32 × x xM + 16 y

TR ẦN

Đặt n = 2y/x. Vì M là kim loại nên n = 1; 2 hoặc 3

32

00

M

2

3

64

96

2+

Loại

Đồng

Loại

ẤP

Kết quả

3

10

1

B

Lập bảng: n

H

Ư N

Theo đề bài , ta có:

Đ

t →

G

0

2xM + yO2

ẠO

Gọi oxit của kim loại là MxOy. Ta có phương trình hóa học:

www.daykemquynhon.ucoz.com

N

- Tóm tắt đề bài

C

Vậy kim loại M cần tìm là đồng (Cu)

-L

Í-

H

Ó

A

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 4,04 gam một hỗn hợp bột kim loại gồm Al, Fe, Cu trong không khí thu được 5,96 gam hỗn hợp 3 oxit. Hòa tan hết hỗn hợp 3 oxit bằng dung dịch HCl 2M. Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng.

mO = moxit − mkl = 5,96 − 4,04 = 1,92 gam. nO =

1,92 = 0,12 mol .

16

Hòa tan hết hỗn hợp ba oxit bằng dung dịch HCl tạo thành H2O , thực chất của phản ứng là:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

Hướng dẫn giải

2H+ + O2− → H2O 0,24 ← 0,12 mol

13

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Vậy thể tích dung dịch HCl cần dùng là: 0,24 = 0,12 lít.

2

N

VHCl =

H Ơ

⇒

TP .Q

U

Y

N

Bài 6: Một bình kín thể tích không đổi chứa bột S và C( thể tích không đáng kể).

Bơm không khí vào bình đến áp suất p = 2atm ở 250C. Bật tia lửa điện để S và C cháy hết, sau đó đưa bình về 250C. Tính áp suất trong bình lúc đó.

Hướng dẫn giải 0

SO2

ẠO

t Phản ứng xảy ra trong bình: S + O2 → 0

G

Đ

t C + O2 → CO2

H

Ư N

Theo các phản ứng trên, số mol khí trước( n1) và sau phản ứng không đổi (n2)

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

Theo đề bài thì thể tích bình và nhiệt độ không đổi. Do đó, từ PV = nRT P1/ P2 = n1/n2 = 1 ( vì n1 = n2)

10

00

B

(P1 và P2 là áp suất trước và sau phản ứng) → P1 = P2 = 2atm

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

Bài 7: Hỗn hợp A gồm KClO3, Ca(ClO2)2, Ca(ClO3)2, CaCl2 và KCl nặng 83,68 gam. Nhiệt phân hoàn toàn A ta thu được chất rắn B gồm CaCl2, KCl và 17,472 lít khí (ở đktc). Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu được kết tủa C và dung dịch D. Lượng KCl trong dung dịch D nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có trong A. % khối lượng KClO3 có trong A là

Í-

A. 47,83%. B. 56,72%. C. 54,67%.

D. 58,55%.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Hướng dẫn giải

 to KClO  → 3   to → Ca(ClO3 )2   o t 83,68 gam A Ca(ClO 2 )2  →  CaCl 2   KCl ( A )  

KCl +

3 O2 2

(1)

CaCl2 + 3O2

(2)

CaCl2 + 2O2

(3)

CaCl 2 KCl ( A )

h2 B

n O2 = 0,78 mol.

14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mA = mB + m O

2

N

→ mB = 83,68 − 32×0,78 = 58,72 gam.

⇒

m KCl ( B) = m B − m CaCl2 ( B)

⇒

m KCl ( D ) = m KCl (B) + m KCl (pt 4)

m KCl ( A ) =

⇒

m KCl pt (1) = m KCl (B) − m KCl (A) = 38,74 − 8,94 = 29,8 gam.

N Y

TR ẦN

⇒

00

B

Theo phản ứng (1):

10

29,8 × 122,5 = 49 gam.

74,5

2+

3

m KClO3 =

U

H

3 3 m KCl ( D ) = × 65,56 = 8,94 gam 22 22

Ư N

G

Đ

= 58,72 − 0,18 ×111 = 38,74 gam

= 38,74 + 0,36 × 74,5 = 65,56 gam

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

TP .Q

CaCl2 + K 2CO3  → CaCO3↓ + 2KCl (4)    0,36 mol  hỗn hợp D Hỗn hợp B  0,18 ← 0,18 →  KCl  KCl ( B) ( B)  

H Ơ

Cho chất rắn B tác dụng với 0,18 mol K2CO3

49 × 100% = 58,55% => 83,68

Đáp án D

A

3

C

% mKClO =

ẤP

Thành phần % khối lượng KClO3 trong A là:

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

Bài 8: 11,2 lÝt hçn hîp X gåm hi®ro vµ metan CH4 (®ktc) cã tØ khèi so víi oxi lµ 0,325. §èt hçn hîp víi 28,8 gam khÝ oxi. Ph¶n øng xong, lµm l¹nh ®Ó h¬i n−íc ng−ng tô hÕt ®−îc hçn hîp khÝ Y. 1/ ViÕt ph−¬ng tr×nh ho¸ häc x¶y ra. X¸c ®Þnh % thÓ tÝch c¸c khÝ trong X? 2/ X¸c ®Þnh % thÓ tÝch vµ % khèi l−îng cña c¸c khÝ trong Y.

G

Hướng dẫn giải

1.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

= 0,325 x 32 =10,4 gam nhhkhi = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol ¸p dông ph−¬ng ph¸p ®−êng chÐo ta cã CH4 16 8,4 10,4 M

H2

2

5,6

3 phÇn 2 phÇn

15

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

=> nCH = 0,3mol n H = 0,2mol % VCH = 0,3/0,5 x 100% = 60% % VH = 100% - 60% = 40% Sè mol khÝ oxi nO = 28,8 : 32 = 0,9 mol 4

H Ơ

N

2

4

Y

N

2

2

0

U

t O2 → 2H2O 0,1mol t 2O2 → CO2 + 2H2O 0,6mol 0,3mol

TP .Q

2H2 + 0,2mol CH4 + 0,3mol

Đ

ẠO

0

Ư N

G

2. Hçn hîp khÝ cßn trong Y gåm CO2 vµ khÝ O2(d−) - Thành phần phần trăm về thể tích các khí trong hỗn hợp B + nO d− = 0,9 - (0,6 + 0,1) = 0,2 mol → % VO = 0,2/ 0,5 x 100% = 40% + nCO = 0,3 mol → % VCO = 0,3/ 0,5 x 100% = 60% - Thành phần phần trăm về khối lượng các khí trong hỗn hợp B + mCO = 0,3 x44 =13,2 gam → % mCO = 13,2/19,6 x 100% = 67,34% + mO = 0,2 x 32 = 6,4gam → % mO = 6,4/19,6 x 100% = 32,66%

H

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

2

2

2

00

B

2

10

2

3

2

2+

2

ẤP

2

H

Ó

A

C

Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí CH4(đktc) rồi cho toàn bộ sản phẩm vào dung dịch chứa 22,2 gam Ca(OH)2 thì khối lượng của dung dịch tăng hay giảm bao nhiêu gam?

-L

Í-

Hướng dẫn giải

8,96 = 0,4mol ; 22,4

ÁN

TO

nCH 4 =

nCa ( OH ) 2 =

22,2 = 0,3mol 74 0

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

t CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (1) 0,4 0,4 0,8 (mol) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2) 0,3 0,3 0,3 → CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (3) 0,1 0,1 0,1 Theo (1), nCO = nCH = 0,4 mol Xết tỉ lệ: nCa ( OH ) = 0,3 < nCO = 0,4 < 2 nCa ( OH ) = 0,6 .

2

4

2

2

2

16

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Vậy xảy ra cả phản ứng (2) và (3) Theo (3) nCaCO = nCa ( OH ) = 0,3mol ; theo (4) : nCO phản ứng= 0,4 – 0,3 = 0,1 mol → nCaCO = nCO = 0,1mol Số mol CaCO3 còn lại sau phản ứng (4) là: 0,3 – 0,1 = 0,2 (mol) Ta có: (mCO + m H O ) − mCaCO = 0,4.44 + 0,8.18 − 0,2.100 = 12 gam Vậy khối lượng dung dịch tăng lên 12 gam 2

N

2

3

TP .Q

U

2

H Ơ

2

Y

3

2

N

3

Đ

ẠO

Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 1,88 gam chất hữu cơ A (chứa C, H, O) cần 1,904 lít O2 (đktc) thu được CO2 và hơi nước theo tỉ lệ thể tích 4:3. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết tỉ khối của A so với không khí nhỏ hơn 7.

G

Hướng dẫn giải

H

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

Ư N

1,88 gam A + 0,085 mol O2 → 4a mol CO2 + 3a mol H2O. m CO2 + m H 2O = 1,88 + 0,085 × 32 = 46 gam

B

Ta có: 44×4a + 18×3a = 46 → a = 0,02 mol.

00

Trong chất A có:

10

nC = 4a = 0,08 mol

2+

3

nH = 3a×2 = 0,12 mol

ẤP

nO = 4a×2 + 3a − 0,085×2 = 0,05 mol ⇒

C

nC : nH : no = 0,08 : 0,12 : 0,05 = 8 : 12 : 5

Ó

A

Công thức đơn giản của A là (C8H12O5)n

Í-

H

Tacó MA < 7 . 29 = 203 ↔ 188n < 203 => n < 1,08

ÁN

-L

Vậy n = 1 . Công thức phân tử của A là: C8H12O5

TO

Bài 11: (Trích đề thi HSG lớp 9 Thành phố Hồ Chí Minh, 2002-2003)

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

Đun nóng 22,12 gam KMnO4 thu được 21,216 gam hỗn hợp rắn. a) Tính thể tích khí oxi thu được ở đktc? b) Tính phần trăm khối lượng KMnO4 đã bị nhiệt phân?

c) Để thu được lượng oxi như trên thì phải nhiệt phân bao nhiêu gam HgO? Biết hiệu suất phản ứng là 80%.

Hướng dẫn giải

17

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

0

a) Phương trình phản ứng: 2KMnO4

t →

K2MnO4 + MnO2 + O2 (1)

0,06

N

← 0,03 mol

H Ơ

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

Y

N

m KMnO4 = mchất rắn + mO2 4

2

0,96 × 22,4 = 0,672lít 32

ẠO

=> VO =

TP .Q

2

U

=> mO = mKMnO - mchất rắn = 22,12 – 21,16 = 0,96 gam

2 nO = 0,03 .2= 0,06 mol 2

9,48 × 100% ≈ 22,12

2HgO 0,06

0

42,86%

TR ẦN

c) Phương trình phản ứng:

=

t →

B

phản ứng

4

00

Vậy % mKMnO

H

mKMnO4 phản ứng = 0,06 . 158 = 9,48 gam

=>

www.daykemquynhon.ucoz.com

phản ứng =

G

4

Ư N

Từ (1) => nKMnO

Đ

b) Tính % KMnO4 bị nhiệt phân.

2Hg + O2

(2)

← 0,03 mol

10

=> nHgO = 2 nO = 2. 0,03 = 0,06 mol

3

2

100 = 16,275 (gam).

80

ẤP

2+

=>Vì hiệu suất đạt 80% nên mHgO cần dùng = 0,06 . 217 .

Ó

A

C

V. Bài tập tự giải

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Bài 1: Cho 2,106 gam kim loại M tác dụng hết với oxi thu được 2,784 g chất rắn.

Xác định kim loại M. Đáp số: M là Fe Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 1,25 gam một hợp chất hữu cơ thu được 2,24 lít CO2 (đktc) và m gam H2O. 1. Tính thành phần % về khối lượng các nguyên tố trong A. 2. Xác định công thức phân tử của A, biết d A / O 2 = 1,8125 .

3. Tính m. Đáp số: 1. %mC = 82,76% ; %mH = 17,24% 2. A là C4H10 3. m = 2,25 (g) Bài 3: Lấy 6 mol SO2 trộn với 8 mol O2 trong điều kiện thích hợp , thu được 3 mol SO3. Tính hiệu suất phản ứng của SO2.

18

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

Bài 4: Trích đề thi HSG lớp 8 huyện Yên Lạc năm 2012- 2013 Hỗn hợp A gồm cacbon oxit và không khí. Trong đó tỉ lệ thể tích của khí cacbon oxit và không khí lần lượt là 3:5( trong không khí , khí oxi chiếm 20% thể tích còn lại là khí nitơ). Đốt cháy hỗn hợp khí A một thời gian được hỗn hợp khí B. Trong B thì % thể tích của khí nitơ tăng 3,33% so với thể tích của nitơ trong A. Tính thể tích của mỗi khí trong B. Biết các khí đo ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất. Đáp số:VCO dư = 2 lít; VO dư = 0,5 lít V N = 4 lít; VCO = 1 lít Bài 5 : Trích đề thi HSG lớp 8 huyện Thanh Chương năm 2010- 2011 Nung m gam hỗn hợp A gồm KMnO4 và KClO3 thu được chất rắn B và khí oxi, lúc đó KClO3 bị phân hủy hoàn toàn còn KMnO4 bị phân hủy không hoàn toàn.

Trong B có 0,894 gam KCl chiếm 8,132% khối lượng. Trộn lượng oxi ở trên với không khí theo tỉ lệ tích 1:3 trong một bình kín thu được hỗn hợp khí X. Cho vào bình 0,528 gam cacbon rồi đốt cháy hết cacbon thu được hỗn hợp khí Y gồm 3 khí trong đó CO2 chiếm 22,92% thể tích. Tính m. ( Coi không khí gồm 20% thể tích là oxi còn lại là nitơ). Đáp số: TH1: m=12,53 gam.

TH2: m=11,6468gam.

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 4,741 gam đơn chất X trong oxi rồi cho toàn bộ sản phẩm thu được hấp thụ hết vào 100ml dung dịch NaOH 25% (d = 1,28g/ml) được dung dịch A. Nồng độ của NaOH trong A giảm đi 1/4 so với nồng độ của nó trong dung dịch ban đầu. A có khả năng hấp thụ tối đa 17,92 lít khí CO2 (đktc). Xác định X và sản phẩm đốt cháy X. Đáp số: X là H2 Oxit là H2O Bài 7: Trích đề thi HSG lớp 8 huyện Thiệu Hóa năm 2012- 2013 Một hỗn hợp X có thể tích 17,92 lit gồm hidro và axetilen C2H2, có tỉ khối so với nitơ là 0,5. Đốt hỗn hợp X với 35,84 lít khí oxi. Phản ứng xong, làm lạnh để hơi nước ngưng tụ hết được hỗn hợp khí Y. Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.

1. Viết phương trình hóa học xảy ra.

2. Xác định % thể tích và % khối lượng của Y. Đáp số: % VO = 33,33%; % VC O =66,67%

N

Đáp số: H = 50%

2

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

2

ẠO

2

2

2

% mO =26,67%; % mC O = 73,33% 2

2

Bài 8: Trích đề thi HSG lớp 8 huyện Vĩnh Tường năm 2013- 2014

19

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

H Ơ

Hỗn hợp khí O2 và SO2 có tỉ khối so với H2 bằng 24. Sau khi đun nóng hỗn hợp đó với chất xúc tác thu được hỗn hợp khí mới có tỉ khối hơi so với hidro bằng 30. ( Các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Tính thành phần % thể tích mỗi khí sau phản ứng. Đáp số: % VSO = 50% % VO dư = 37,5% % VSO = 12,5% Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn 28 lít khí metan (đktc), hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH)2 thì thấy khối lượng bình tăng m1 gam và tách ra m2 gam kết tủa trắng.

1. Viết phương trình hóa học xảy ra.

2. Tính m1, m2. Đáp số: m1 = 100 gam m2 = 246,25 gam Bài 10: Trích đề thi HSG lớp 8 huyện Lập Thạch năm 2011- 2012 Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít khí H2 trong 3,36 lít O2. Ngưng tụ sản phẩm, thu được chất lỏng A và khí B. Cho toàn bộ khí B phản ứng hết với 5,6 gam sắt thu được hỗn hợp chất rắn C. Hòa tan toàn bộ chất rắn C vào dung dịch chứa 14,6 gam HCl thu được dung dịch D và khí E. Xác định các chất có trong A,B, C, D, E. Tính khối lượng mỗi chất có trong A, C và số mol các chất có trong dung dịch D. Các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn Đáp số: A: H2O = 3,6 gam ; B: O2; C: Fe = 1,4 gam và Fe3O4 = 5,8 gam D: FeCl2 0,05 mol ; FeCl3 0,05 mol; HCl 0,15 mol E : H2 Bài 11: Trong công nghiệp sử dụng cacbon để làm nhiên liệu. Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 5 kg than chứa 90% C, biết 1 mol cacbon tỏa ra 394KJ. Đáp số: 147750 KJ Bài 12: Dùng một lượng O2 vừa đủ để đốt cháy hết một hidrocacbon thấy thể tích sau phản ứng bằng thể tích các khí trước phản ứng. Dẫn khí sau khi cháy qua H2SO4 đặc thấy thể tích khí giảm đi một nửa. Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Xác định công thức phân tử của hidrocacbon. Đáp số: C2H4 Bài 13: Có một hỗn hợp khí X gồm hidrocacbon A và O2. Trong đó thể tích O2 gấp 2 lần thể tích O2 cần để đốt cháy hết A. Đốt cháy hoàn toàn X thu được hỗn hợp khí Y có thể tích đúng bằng thể tích của X. Khi làm ngưng tụ hết hơi nước thì thể tích của Y giảm 40%. Biết các thể tích đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Xác định CTPT của A. Đáp số: CH4

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Y

3

TP .Q

U

2

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

2

20

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

Bài 14: Đốt cháy a gam một hợp chất hữu cơ (X) cần dùng 16 gam oxi. Sau phản ứng thu được 17,6 g CO2 và 7,2 g H2O. a) Chứng tỏ X có chứa oxi. b) Tìm a. Đáp số: b) a = 8,8 g Bài 15: Trích đề thi violympic hóa 8 huyện Nghĩa Đàn năm 2012- 2013 Đốt cháy hoàn toàn 23,80 gam hỗn hợp 2 kim loại A, B (A hóa trị II, B hóa trị III) cần dùng vừa đủ 8,96 lít O2 (đktc), thu được hỗn hợp Y gồm 2 oxit của 2 kim loại A và B. Dẫn luồng khí H2 dư đi qua hỗn hợp Y nung nóng đến khi phản ứng xẩy ra hoàn toàn thì thu được 33,40 gam chất rắn. Cho biết H2 chỉ khử được một trong hai oxit của hỗn hợp Y. Xác định tên 2 kim loại A, B ? Đáp số: A là kẽm (Zn); B là nhôm (Al) Bài 16: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất X, cần dùng hết 10,08 lít O2 (ĐKTC). Sau khi kết thúc phản phản ứng, chỉ thu được 13,2 gam khí CO2 và 7,2 gam nước. a- Tìm công thức hoá học của X (Biết công thức dạng đơn giản chính là công thức hoá học của X) b- Viết phương trình hoá học đốt cháy X ở trên ? Đáp số: X là C3H8O Bài 17: Đốt cháy 1 tạ than chứa 96%C, còn lại là tạp chất không cháy. Hỏi cần bao nhiêu m3 không khí (ở đktc) để đốt cháy hết lượng than trên? ( Biết rằng

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

2+

3

1 VO2 = Vkhôngkhí ).

5

A

C

ẤP

Đáp số: Vkhông khí = 896m3 Bài 18: Tính thể tích khí oxi (đktc) cần thiết để đốt cháy 1kg than biết than chứa 96%C và 4%S. Tính khối lượng khí CO2 sinh ra, nếu cách nhận biết khí CO2. Đáp số: mCO = 3,52 g Bài 19: Một bình kín có dung tích 1,4 lít chứa đầy không khí(ở đktc). Nếu đốt cháy 2,5 gam phốt pho trong bình thì phốt pho có cháy hết không?

-L

Í-

H

Ó

2

1 5

( Biết rằng VO = Vkhôngkhí ).

ÁN

2

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Đáp số: P không cháy hết Bài 20: Trích đề thi HSG lớp 9 tỉnh Vĩnh Phúc năm 2010- 2011 Hỗn hợp X gồm axetilen, etilen và metan. Biết rằng đốt cháy 9,6 gam X thì thu được 10,8 gam nước, còn 11,2 lít X ở đktc thì phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 100 gam brom. Tính % V các chất trong X. Đáp số: %VC H = 50% ; C2H4 = CH4 = 25% Bài 21:Trích đề thi HSG lớp 9 tỉnh Vĩnh Phúc năm 2011- 2012 Đốt cháy hoàn toàn a gam S rồi cho sản phẩm sục qua 200 ml dung dịch NaOH bM thu được dung dịch X. Chia X làm hai phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng với 2

2

21

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

a a <b< 6, 4 3, 2

3,2b < a < 6,4b

N

Đáp số:

H Ơ

dung dịch CaCl2 dư thấy xuất hiện c gam kết tủa. Phần 2 tác dụng với dung dịch nước vôi trong dư thấy xuất hiện d gam kết tủa. Biết d > c. Tìm biểu thức quan hệ giữa a và b.

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

Bài 22: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi trong không khí( trong không khí oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2(đktc) và 9,9 gam H2O. Tính thể tích không khí (ở đktc) tối thiểu cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên. Đáp số: Vkhông khí = 70 lít

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

PHẦN BA: KẾT LUẬN Đề tài” bài toán về oxi” là cơ sở , là tiền đề để học sinh có thể vận dụng để giải quyết những bài toán nâng cao hơn , phức tạp hơn ở những lớp học , bậc học tiếp theo. Qua việc áp dụng đề tài đã giúp học sinh củng cố và mở rộng các kiến thức về oxi từ đó hình thành kĩ năng và phương pháp tư duy sáng tạo , học sinh hứng thú say mê học tập , nâng cao chất lượng giảng dạy, làm cho việc dạy học Hóa học gắn với thực tiễn cuộc sống và có ý nghĩa.

Qua nhiều năm giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học, từ những trải nghiệm thực tế của bản thân được đúc rút tổng kết trong chuyên đề. Chắc chắn, những ý tưởng của cá nhân không tránh khỏi thiếu sót, rất mong các bạn đồng nghiệp góp ý chân thành, vì học là không ngừng học.

22

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

N

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.

2.

3.

4.

5.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

Sách giáo khoa lớp 8,9 – NXB Giáo dục 250 bài toán hóa học chọn lọc – NXB Giáo dục- Đào Hữu Vinh Hóa học 8 cơ bản và nâng cao – NXB Giáo dục – Ngô Ngọc An 400 bài tập hóa học 8– NXB Giáo dục – Ngô Ngọc An 250 bài tập hóa học THCS – NXB Đại học sư phạm – Nguyễn Thị Nguyệt Minh 6. Hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học THCS – NXB Giáo dục - Cao Thị Thặng 7. Báo Hóa học và ứng dụng 8. Đề thi HSG các cấp.

23

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

N

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TAM ĐẢO TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TAM ĐẢO ----- -----

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

CHUYÊN ĐỀ HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC LỚP 9 Tên chuyên đề:

C

ẤP

2+

3

10

00

B

“BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC”

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Giáo viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Anh Tổ chuyên môn: Khoa học tự nhiên Trường THCS Tam Đảo – Tam Đảo – Vĩnh Phúc

Năm học 2015-2016 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CHUYÊN ĐỀ “BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC”

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

1. Lý do chọn chuyên đề 1.1. Lý do về mặt lí luận Trước xu thế đổi mới nước ta hiện nay, đã và đang tiến hành công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển nền kinh tế - xã hội của đất nước. Vấn đề “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” luôn được chú trọng hàng đầu, nghị quyết của BCH TƯ khẳng định: "Giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu", "đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho sự phát triển, được ưu tiên đi trước trong các chương trình, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội". Một trong những trọng tâm là "đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng nhu cầu CNH-HĐH trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế". Phương hướng giáo dục của Đảng, Nhà nước và của ngành giáo dục & đào tạo trong thời gian trước mắt cũng như lâu dài, làm sao đào tạo ra những con người “Lao động, tự chủ, sáng tạo” có năng lực thích ứng với nền kinh tế thị trường, có năng lực giải quyết vấn đề, năng động, linh hoạt và có sức sáng tạo. Để bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, lý luận dạy học hiện đại khẳng định: Cần phải đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức, hoạt động dạy học. Học sinh bằng hoạt động tự lực, tích cực của mình mà chiếm lĩnh kiến thức . Quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần sẽ góp phần hình thành và phát triển cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo.

Tăng cường tính tích cực phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh trong quá trình học tập là một yêu cầu rất cần thiết, đòi hỏi người học tích cực, tự lực, tự giác tham gia sáng tạo trong quá trình nhận thức. Bộ môn Hoá học ở phổ thông có mục đích trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, bao gồm các kiến thức về cấu tạo, phân loại, tính chất, ứng dụng và phương pháp điều chế chất. Bên cạnh đó, còn rèn cho học sinh các kỹ năng thực hành, kỹ năng tìm tòi, khám phá, vận dụng giải các bài tập khắc sâu kiến thức, vận dụng giải thích các hiện tượng thực tiễn.

Chính vì vậy, ngoài hệ thống kiến thức về lý thuyết thì hệ thống bài tập hóa học giữ một vị trí và vai trò rất quan trọng trong việc dạy và học Hóa học ở trường phổ thông nói chung, đặc biệt là ở lớp 9 trường THCS nói riêng. Bài tập hoá học là công cụ rất đắc lực giúp người giáo viên kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh. Từ đó, phân loại học sinh để có kế hoạch dạy học, bồi dưỡng sát với đối tượng. Ngay cả bản thân học sinh cũng tự nhận thấy mức độ nhận thức qua kĩ năng giải bài tập của mình, qua tư duy logic dần thấy rõ bản chất của các sự vật hiện tượng.

N

A. ĐẶT VẤN ĐỀ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

1.2. Lí do về mặt thực tiễn Trong quá trình dạy học Hóa học, để học sinh nắm vững nội dung, chương trình Hoá học phổ thông nói chung, nội dung, chương trình Hóa học lớp 9 - THCS nói riêng, thì ngoài việc giúp cho học sinh có nhãn quan khoa học thông qua quan sát, nhận biết, làm thí nghiệm; khả năng liên hệ vận dụng thực tiễn, thì cần giúp các em nắm vững các bài tập hoá học của từng chương, từng mảng kiến thức, biết cách khai thác và có phương pháp thích hợp để vận dụng cho hiệu quả.

Tuy nhiên, trong chương trình SGK Hóa học lớp 9 chủ yếu là giới thiệu cho học sinh khái niệm, phân loại, tính chất chung của các dạng chất (các loại hợp chất vô cơ, hữu cơ, đơn chất kim loại và phi kim); giới thiệu một số đại diện cơ bản.. Đây mới chỉ là những kiến thức mang tính chung chung, mang đậm tính hình thức mà chưa đầy đủ về bản chất, chưa đi sâu vào những chi tiết, cụ thể. Chính vì điều đó khi học sinh vận dụng kiến thức lí thuyết vào giải bài tập còn gặp nhiều lúng túng, chưa thành thạo trong việc tìm ra phương pháp giải quyết, thường hay mắc phải những sai lầm, nhất là những bài tập khó, những đề thi HSG. Để thực hiện nhiệm vụ nâng cao chất lượng đại trà, cũng như chất lượng đội tuyển học sinh giỏi, ngoài việc trang bị cho các em kiến thức, vận dụng những dạng toán cơ bản, bên cạnh đó cần hướng dẫn các em tiếp xúc với các kiến thức và bài tập nâng cao, vận dụng linh hoạt trong giải các bài toán, nhất là những tính chất hóa học đặc biệt của các chất, những bẫy thường mắc phải trong giải toán…Giúp các em hiểu sâu sắc bản chất, đặc thù của bộ môn.

Trong các bài toán khó, học sinh thường dễ mắc những sai lầm có những bài toán liên quan đến kiến thức về kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, bởi nó diễn ra theo nhiều chiều hướng khác nhau tùy thuộc vào các chất tham gia phản ứng…Những bài toán này không chỉ dành cho HSG môn Hóa học 9 mà rất phổ biến trong chương trình Hóa học cấp III, thi ĐH - CĐ.

Qua thực tế giảng dạy nhiều năm môn Hóa học cũng như công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, đã từ lâu tôi luôn trăn trở về việc xây dựng cho học sinh các dạng toán và phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, để cho học sinh vận dụng thành thạo và khắc sâu được kiến thức cơ bản, đồng thời phát huy tính tư duy sáng tạo, linh hoạt, có cái nhìn tổng quan trong việc giải quyết những bài toán về kiến thức này, đồng thời mở rộng ra những mảng kiến thức khác.

Từ những vấn đề trên, bằng sự tích lũy cá nhân, với mong muốn góp phần vào việc tìm tòi phương pháp dạy học thích hợp, tôi mạnh dạn chọn đề tài "Bài toán kim loại với dung dịch axit nitric" nhằm củng cố vững chắc hơn kiến thức, kỹ năng cho học sinh đội tuyển học sinh tham gia các kỳ thi HSG cấp huyện, cấp tỉnh, tạo tiền đề cho học sinh học tốt hóa học bậc THPT, ôn thi vào CĐ – ĐH trong những giai đoạn học tập tiếp theo.

2. Mục đích của chuyên đề

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

Nghiên cứu nhằm mục đích nâng cao chất lượng bồi dưỡng kỹ năng giải toán hóa học cho học sinh giỏi lớp 9 dự thi cấp huyện và cấp tỉnh.

Khi nghiên cứu về các phương pháp giải bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric nhằm giúp cho giáo viên, cũng như học sinh nắm vững, sử dụng thành thạo, linh hoạt, xử lý nhanh các bài toán định lượng liên quan đến phản ứng kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric nói riêng và các bài toán hóa học nói chung. Có cái nhìn tổng quan, toàn diện khi giải toán, vận dụng và nâng cao tính toán, biện luận hóa học.

3. Nhiệm vụ của chuyên đề Trên thực tế cho thấy, Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm nghiên cứu về các chất và các quá trình biến đổi chất. Mà mỗi chất đều có tính chất khác nhau, quá trình biến đổi cũng rất đa dạng và phong phú, do vậy trong quá trình giải quyết các bài tập vận dụng cũng phải rất linh hoạt, áp dụng các phương pháp phù hợp cho từng trường hợp. Cụ thể, nhiệm vụ ở đây cần đặt ra là tìm ra những phương pháp thích hợp khi giải bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric. Để làm được điều đó, đầu tiên cần tìm hiểu rõ tính chất của kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, những sản phẩm nào có thể sinh ra, thấy được sự khác biệt khi kim loại tác dụng với các dung dịch axit khác. Sau đó tìm hiểu các phương pháp giải quyết cho những bài toán này, rồi lựa chọn các phương pháp phù hợp nhất, nhanh nhất, ngắn gọn nhất và phải phù hợp với đối tượng và mức độ nhận thức của học sinh. Từ đó mà có biện pháp bồi dưỡng tốt nhất.

4. Đối tượng và khách thể của chuyên đề 4.1. Đối tượng của chuyên đề Nghiên cứu các phương pháp giải phù hợp khi gặp các bài toán định lượng kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (giới hạn trong phạm vi kiến thức tính chất hóa học của axit nitric tác dụng với kim loại thông thường).

4.2. Khách thể của chuyên đề Là học sinh đội tuyển hóa học lớp 9 tham gia dự thi học sinh giỏi cấp huyện và cấp tỉnh.

5. Phạm vi chuyên đề Do hạn chế về thời gian nên đề tài này chỉ giới hạn trong phạm vi trường THCS Tam Đảo - huyện Tam Đảo - tỉnh Vĩnh phúc, cụ thể là áp dụng đối với học sinh trong đội tuyển HSG môn Hóa học 9 dự thi học sinh giỏi cấp huyện và cấp tỉnh. Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài chỉ nghiên cứu một số phương pháp để giải các bài toán định lượng kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (đối với những kim loại thông thường). Đề tài được thực hiện từ năm 2013 đến nay: - Năm học 2013- 2014 trực tiếp giảng dạy và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi tại trường, trong quá trình nghiên cứu giảng dạy nảy sinh vấn đề nghiên cứu

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

B. NỘI DUNG

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

rồi từ đó thu thập thông tin, tài liệu, bước đầu xây dựng ở mức độ thử nghiệm đối với đối tượng học sinh mình giảng dạy.

- Năm học 2014- 2015 hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi.

6. Phương pháp nghiên cứu của chuyên đề Trong đề tài này tôi đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như: Phân tích lý thuyết, điều tra cơ bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm và sử dụng một số phương pháp thống kê toán học trong việc phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm v.v...

Tham khảo các tài liệu đã được biên soạn, phân tích hệ thống các dạng bài toán hoá học thường gặp khi kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (chủ yếu là các bài toán định lượng).

Thu thập các phương pháp thường hay sử dụng khi giải các bài toán hóa học.

Bước đầu bản thân tự vận dụng để giải quyết trong phạm vi các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, bước đầu đánh giá những mặt ưu điểm và hạn chế bằng kinh nghiệm giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi có được. Xác định thời lượng cho mỗi mảng kiến thức.

Trao đổi chuyên môn trong tổ, nhất là những giáo viên cùng phân môn.

Tham khảo những ý kiến của giáo viên trong và ngoài huyện để định hình, thiết kế và thực hiện ý tưởng.

Trên cơ sở đó tôi đã vận dụng vào thực tiễn giảng dạy theo từng bài toán nhỏ lẻ, rồi theo từng dạng, từng phân mảng kiến thức với mức độ tăng dần cho học sinh.

Triển khai kiểm tra đánh giá kết quả, điều chỉnh, xác định phương hướng ở các bước tiếp theo.

7. Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 05 tiết

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

1. Thực trạng của vấn đề Trong thực tế giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm tôi thấy rằng, khi học sinh gặp những bài toán về kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric thường rất lúng túng, hoặc hay mắc phải sai lầm, không tìm ra phương pháp giải quyết. Điều đó thể hiện ở những vấn đề sau: - Những kiến thức về tính chất kim loại khi tác dụng với dung dịch axit nitric rất phức tạp, không chỉ thuần túy như khi kim loại tác dụng với các dung dịch axit khác là sản phẩm tạo muối và giải phóng ra khí hiđro, mà xảy ra theo nhiều chiều hướng khác nhau, thể hiện các mức oxi hóa khác nhau tùy theo điều kiện phản ứng và tương quan tính oxi hóa – khử của các chất tham gia phản ứng, đôi khi có các phản ứng liên tiếp xảy ra, có nhiều phản ứng xảy ra đồng thời,… Khi học sinh chỉ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

biết những kiến thức chung chung, không thấy rõ được những trường hợp đặc biệt của nó (ví dụ: phản ứng của kim loại với dung dịch axit nitric thường không giải phóng ra khí hiđro mà là các sản phẩm khử của N+5; một số kim loại bị thụ động trong axit nitric đăc nguội; phản ứng của Fe với axit nitric có thể cho cả hai muối Fe2+ và Fe3+...), thì khi vận dụng giải bài tập thường không xác định được chiều hướng phản ứng, các giai đoạn phản ứng, các quá trình hóa học diễn ra, từ đó không khai thác được hết dữ kiện của đề bài. Khi viết các phương trình hóa học diễn ra thường sai, không đúng bản chất hoặc trình tự phản ứng, dó đó đưa ra kết quả thường không chính xác.

- Học sinh thường chỉ nắm được một số dạng bài tập hóa học và phương pháp giả thuần túy là viết các phương trình hóa học rồi dựa vào dữ kiện chất đã biết để suy luận ra số mol chất cần tìm. Khi kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric đều là những phản ứng oxi hóa – khử, việc cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp đại số đã là rất khó khăn, lẽ tất nhiên là rất khó hoặc không tìm ra lời giải đúng đắn, thường cân bằng những phản ứng này là dùng phương pháp cân bằng electron hoặc ion – electron…, đây là những phương pháp cân bằng khó đối với học sinh lớp 9 – THCS, rất dễ nhầm lẫn. Hoặc khi tính toán theo phương trình thường bị thiếu sót sản phẩm oxi hóa khử (ví dụ như có tạo ra sản phẩm NH4NO3).

- Phương pháp giải bài tập của học sinh lớp 9 còn đơn điệu, mang hình thức giới thiệu, chưa đa dạng, chưa có cách nhìn khái quát, tổng thể. Nên khi đưa ra những phương án giải còn hạn chế, mất nhiều thời gian, chưa linh hoạt, sáng tạo trong những hướng giải quyết mới.

2. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề Để bồi dưỡng cho học sinh phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric được thành thục, linh hoạt và bền vững, tôi đã tiến hành các biện pháp của mình như sau: - Đầu tiên là giới thiệu cho học sinh những kiến thức cơ bản về tính chất của kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, giới thiệu dãy điện hóa và quy tắc anpha... Đây là khâu hết sức quan trọng, vì nó là tiền đề, cơ sở để tư duy các bài toán, thấy được các quá trình có thể xảy ra để vận dụng các dữ kiện của đề đúng đắn. Bên cạnh đó, cần giới thiệu cho học sinh cách phát hiện các dữ kiện mấu chốt của bài, rèn cho các em phương pháp khai thác, biện luận theo những dữ kiện đó, sau cùng là logic lại các hệ quả để tìm ra lời giải của bài toán. Không thể bỏ qua việc rèn cho học sinh cách trình bày lời giải sao cho ngắn gọn, chặt chẽ, khoa học và chính xác.

- Những kiến thức cần chú ý đó là: + Cách xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng. + Phương pháp cân bằng electron, cân bằng ion – electron. + Một số kim loại thụ động trong HNO3 đặc, nguội.

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

+ Thông thường các kim loại phản ứng với axit HNO3 không tạo ra khí hiđro, mà tạo ra các sản phẩm khử khác như là: NO, NO2, N2O, N2, NH4NO3… + Với kim loại thể hiện nhiều mức hóa trị (như Fe…), cần xét dư axit hay dư kim loại để xác định muối sau phản ứng… + Nếu kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HNO3 với các axit khác thì có thể sử dụng phương trình ion thu gọn.

- Tiếp theo là giới thiệu và hướng dẫn cho học sinh hệ thống hóa được một số dạng toán cơ bản và nâng cao thường gặp về kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, từ đó giúp học sinh thấy rõ được các phương hướng vận dụng bài tập vào việc củng cố, khái quát kiến thức như thế nào và ở mức độ nào.

- Cuối cùng là xác định phương pháp giải quyết, đầu tiên là để cho học sinh vận dụng những phương pháp thuần túy đã được tích lũy để giải quyết, sau đó giáo viên giới thiệu, phân tích tác dụng hiệu quả phương pháp mới. Giúp học sinh hiểu sâu sắc tính đúng đắn của vấn đề. Từ đó xác định phương hướng học tập hiệu quả.

Cụ thể, tôi dùng ba phương pháp chính đó là: phương pháp bảo toàn electron, phương pháp bảo toàn nguyên tố và sử dụng phương trình ion thu gọn.

2.1. Phương pháp bảo toàn electron Các bước tiến hành giải bài toán theo phương pháp bảo toàn electron gồm 4 bước cơ bản: - Bước 1: Tính toán số mol các chất tham gia và tạo thành theo dữ kiện đề bài.

- Bước 2: Xác định chiều hướng phản ứng và viết các bán phản ứng cho – nhận electron.

M0 → Mn+ + ne N+5 + (5-x)e → N+x - Bước 3: Theo định luật bảo toàn electron => ne nhường = ne nhận - Bước 4: Xây dựng các phương trình ẩn và giải để tìm các ẩn => kết quả. * Chú ý: - Trường hợp tạo ra nhiều sản phẩm khử của N+5 thì ne nhường = ∑ne nhận.

- Trường hợp có nhiều kim loại tham gia thì ∑ne nhường = ne nhận.

- Nếu thấy ne nhường > ne nhận của các khí thì sản phẩm có muối NH4NO3 sinh ra.

- Khi kim loại phản ứng:

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n HNO3 pu = 2.n NO2 + 4n NO + 10n N 2O + 12n N 2 + 10n NH 4 NO3

Số mol NO3- trong muối = .n NO + n NO + 8n N O + 10n N + 8n NH NO 2

2

2

4

3

Đối với việc giải bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric mà sử dụng phương pháp giải thông thường là theo phương trình hóa học, thì ngay vấn đề cân bằng phương trình phản ứng đã là rất khó khăn, phải viết nhiều phản ứng hóa học, thậm chí không biết phản ứng xảy ra như thế nào, tạo ra những sản phẩm nào (nhất là khó nhận ra có trường hợp tạo muối NH4NO3) để viết phương trình phản ứng. Còn khi sử dụng phương pháp bảo toàn electron thì chỉ cần ngắn gọn là xét

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

m Al = 27.0,2 = 5,4 g m Fe = 56.0,1 = 5,6 g

⇒

B

x = 0,2 mol  y = 0,1 mol

Từ (1) và (2) ta có 

00

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

đến các bán phản ứng cho – nhận electron, học sinh sẽ hiểu được rõ hơn bản chất của phản ứng, định hướng và nâng cao được khả năng biện luận, tìm ra cách giải nhanh, ít tốn thời gian hơn.

Ví dụ 1. Cho 11 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Al và Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 6,72 lit khí NO (đktc) duy nhất. Tính khối lượng của Al và Fe trong hỗn hợp đầu.

Giải - Theo đề bài, ta có: nNO = 6,72/22,4 = 0,3 (mol).

- Gọi x, y lần lượt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp ban đầu (1) => 27x + 56y = 11 - Các bán phản ứng cho - nhận electron: +5 +2 Al → Al+3 + 3e N + 3e → N x mol 3x mol 0,9 mol 0,3 mol +3 Fe → Fe + 3e y mol 3y mol - Theo định luật bảo toàn electron: ne (KL nhường) = ne (N nhận) = 0,9 mol hay: 3x + 3y = 0,9 (2)

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ó

0,896 2,16 = 0,04(mol ) . = 0,09(mol ) ; n NO = 24 22,4

H

n Mg =

A

C

ẤP

2+

3

10

Ví dụ 2. Cho 2,16g Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lit khí NO (ở đktc) và dung dịch X. Tính khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X. Giải - Theo đề bài, ta có:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

- Các bán phản ứng cho – nhận electron: +5 +2 → Mg+2 + 2e Mg N + 3e → N 0,09 mol 0,09 mol 0,18 mol 0,12 mol 0,04 mol Ta thấy ne Mg cho > ne N nhận tạo NO => sản phẩm khử có sinh ra muối NH4NO3.

- Theo định luật bảo toàn electron => số mol electron do N+5 nhận để tạo ra NH4NO3 là: 0,18 – 0,12 = 0,06 mol.

- Bán phản ứng tạo ra NH4NO3: +5

2 N + 8e → NH4NO3 0,06 mol 0,0075 mol - Vậy khối lượng muối tạo thành = mMg(NO3)2 + mNH4NO3 = 0,09.148 + 0,0075.80 = 13,92 (gam).

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2

2

N Y

TP .Q

- Vận dụng quy tắc đường chéo đối với hỗn hợp Y: N2O (44) 8 36 => n N O = n N = 0,03(mol )

U

12,42 1,344 = 0,46(mol ) ; n hhY = = 0,06(mol ) ; MY = 18.2 = 36 (gam).

27 22,4

ẠO

n Al =

H Ơ

Ví dụ 3. Hòa tan hoàn toàn 12,42g Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lit (đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của Y so với H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được x gam chất rắn khan.

Tìm giá trị của x ?

Giải - Theo đề bài, ta có:

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

N2 (28) 8 - Các bán phản ứng cho – nhận electron: +5 +2 → Al+3 + 3e Al 2 N + 8e → 2 N (N2O) 0,46 mol 0,46 mol 1,38 mol 0,24 mol 0,03 mol +5

+2

2 N + 10e → 2 N (N2) 0,3 mol 0,03 mol N 2 O + N 2 => sản phẩm khử có sinh ra muối

ẤP

2+

3

10

00

B

Ta thấy ne Al cho > ne N nhận tạo NH4NO3.

- Theo định luật bảo toàn electron => số mol electron do N+5 nhận để tạo ra NH4NO3 là: 1,38 – (0,24+03) = 0,84 mol.

- Bán phản ứng tạo ra NH4NO3: +5

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

2 N + 8e → NH4NO3 0,84 mol 0,105 mol - Vậy khối lượng muối tạo thành = mAl(NO3)3 + mNH4NO3 = 0,46.213 + 0,105.80 = 106,38 (gam).

Ví dụ 4. Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lit khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Tính giá trị của m.

Giải - Do dư kim loại (dư Cu)=> chỉ tạo ra muối Fe2+, Cu2+ và khối lượng X tham gia phản ứng = 61,2 – 2,4 = 58,8g - Gọi số mol Cu phản ứng = a (mol), số mol Fe3O4 phản ứng = b (mol). Ta có: 64a + 232b = 58,8 (1) - Các bán phản ứng cho nhận electron: Cu → Cu2+ + 2e N5+ + 3e → N2+

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

a mol

→ 2a mol

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2a mol

0,45 mol 0,15 mol 3Fe + 2e → 3Fe2+ 3b mol 2b mol - Theo định luật bảo toàn electron: => 2a = 0,45+2b (2) - Từ (1), (2) => a = 0,375 (mol) = nCu = nCu(NO3)2; b = 0,15 (mol) => nFe(NO3)2 = 0,45 (mol).

Vậy khối lượng muối thu được = 0,375.188+ 0,45.180 = 151,5 gam.

2.2. Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn Các bước tiến hành giải bài toán sử dụng phương trình ion thu gọn vẫn giống như phương pháp tính theo phương trình thông thường, nhưng khi viết phương trình không cần đầy đủ mà chỉ sử dụng phương trình ion thu gọn để biểu diễn bản chất của phản ứng.

Phương pháp này thường áp dụng cho những bài toàn kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit nitric với muối khác. Do nếu viết phương trình phản ứng đầy đủ, thì học sinh khó xác định được các chất sản phẩm cụ thể hoặc học sinh phải viết nhiều giai đoạn và quá trình phản ứng phức tạp. Điều này gặp nhiều bất lợi cho học sinh khi tính toán.

Ví dụ. Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO4 0,2M và HNO3 0,5M. Sau phản ứng hoàn toàn, thu được 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lit khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tìm giá trị của m và V. Giải - Theo đề bài, ta có: nNO3 = 0,4 (mol); nH+ = 0,4 (mol); nCu2+ = 0,16 (mol).

- Do sau phản ứng có hỗn hợp bột kim loại => sản phẩm muối chỉ tạo muối 2+ Fe và muối Cu2+ ban đầu được giải phóng hết.

- Ta có các phương trình ion thu gọn: 3Fe + 8H+ + 2NO32- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O 0,15mol← 0,4mol → 0,1mol → 0,1mol 2+ 2+ Fe + Cu → Fe + Cu 0,16 mol ← 0,16 mol → 0,16 mol - Vậy: => V = 0,1.22,4 = 2,24 (lít).

- Mặt khác: mkl hao hụt = mkl pư – mkl tt => 0,4m = 56(0,15+0,16) - 64.0,16 => m = 17,8 (gam).

2.3. Phương pháp bảo toàn nguyên tố Các bước tiến hành giải bài toán theo phương pháp bảo toàn nguyên tố rất đơn giản là chỉ cần xét điểm đầu và điểm cuối của quá trình, không phải viết những phản ứng phức tạp. Khi tính toán sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố (trong một phản ứng hóa học nguyên tố được bảo toàn hay tổng số mol nguyên tử và ion của mỗi nguyên tố được bảo toàn sau phản ứng). Điều này làm cho học sinh giải rất nhanh và chính xác.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

N

8/3+

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

Có thể kết hợp với phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, bảo toàn điện tích khi áp dụng.

Ví dụ 1. Hòa tan hoàn toàn 9,18 gam Al nguyên chất cần V lít dung dịch axit HNO3, nồng độ 0,25M, thu được một khí X và một dung dịch muối Y. Biết trong X số nguyên tử của nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa là 0,3612.1023 (số Avogađro là 6,02.1023). Để phản ứng hoàn toàn với dung dịch Y tạo ra một dung dịch trong suốt cần 290 gam dung dịch NaOH 20%. a) Xác định khí X? b) Tính V? Giải a) Theo định luật bảo toàn nguyên tố nhôm: Số mol Al = số mol Al3+ trong dung dịch muối tạo thành = 0,34 (mol).

- Phương trình ion thu gọn khi Y tác dụng với dung dịch NaOH : Al3+ + 4OH- → AlO2- + 2H2O Ta thấy, số mol NaOH phản ứng với muối Al3+ = 0,34.4 = 1,36 (mol) < 1,45 (mol), nên trong dung dịch muối Y phải còn một muối nữa tác dụng với dung dịch NaOH, đó là muối NH4NO3.

NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3 + H2O.

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

00

n NaOH = n NH 4 NO3 =1,45-1,36=0,09mol

10

0,3612.1023 =0,06mol .

6,02.1023

2+

3

- Trong khí X n N =

Áp dụng định luật bảo toàn electron để tìm được khí X là N2 với n N =0,03mol

ẤP

2

A

C

b) Tính V. Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với nitơ :

H

Ó

n HNO3 =3x0,34+0,06+2x0,09=1,26mol

Í-

1,26 =5,04 lit 0,25

-L

V=

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

Ví dụ 2. Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 7 : 3 với một lượng dung dịch HNO3. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch Y và 5,6 lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm NO và NO2 (không có sản phẩm khử khác của N +5 ). Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 44,1 gam. Hỏi cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam muối khan?

Giải - Trong m gam hỗn hợp kim loại ban đầu có: 0,7m gam Cu và 0,3m gam Fe. - Khối lượng kim loại phản ứng: m - 0,75m = 0,25m < 0,3m (gam). ⇒ Fe phản ứng một phần và dư, coi như Cu chưa tham gia phản ứng.

- Do đó dung dịch Y chỉ chứa muối Fe2+ Sơ đồ phản ứng: Fe + HNO3 → Fe(NO3)2 + NO + NO2 + H2O

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố nitơ:

44,1 0, 25m 5, 6 = 2+ ⇒ 63 56 22, 4

m = 50,4

gam 0, 25.50, 4 180 = 40, 5gam 56

H Ơ

Ví dụ 3. Hỗn hợp M gồm Mg và MgO, chia hỗn hợp thành hai phần bằng

N

Vậy khối lượng muối trong dung dịch Y là:

N

nhau.

- Ta có n H =

14,25 3,136 = 0,15 (mol) = 0,14 (mol); muối A là MgCl2, n MgCl = 2 95 22,4

B

2

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

Phần 1 cho vào dung dịch HCl dư thu được 3,136 lit H2 (đktc) và 14,25 gam muối A. Phần 2 cho phản ứng với dung dịch HNO3 thu được 0,448 lit khí X nguyên chất (đktc) và 23 gam muối khan. a) Tính % khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp M. b) Xác định X. Giải a) Phản ứng ở phần 1: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (1) MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O (2)

3

0,14.24 .100% = 89,36% 0,14.24 + 0,01.40

=> % MgO = 10,64%.

2+

% Mg =

10

00

- Từ (1) và (2) => trong 1 phần có 0,14 mol Mg và 0,01 mol MgO.

Ó

A

C

ẤP

b) Theo định luật bảo toàn nguyên tố Mg, khi phản ứng phần 2 với HNO3 sẽ thu được 0,15 mol Mg(NO3)2 => khối lượng Mg(NO3)2 = 0,15.148 = 22,2g < 23g. => trong muối có NH4NO3 = 23-22,2 = 0,8g

H

0,8 = 0,01 mol.

80 0,448 = 0,02 (mol).

- Số mol khí X là 22,4 3

ÁN

-L

4

Í-

=> n NH NO =

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

- Các bán phản ứng cho – nhận electron: Mg → Mg2+ + 2e N+5 + 8e → N-3 0,14 mol 0,28 mol 0,08mol 0,01 mol +5 N + ae → X 0,02a mol 0,02 mol Theo định luật bảo toàn electron, ta có: 2.0,14 = 0,01.8 + 0,02.a => a = 10 Chỉ có X là N2 là thỏa mãn vì: 2N+5 + 10e → N2 Vậy X là N2.

Ví dụ 4. Cho 29,2 gam hỗn hợp gồm Al, Cu và Ag tác dụng vừa đủ với 950 ml dung dịch HNO3 1,5M, thu được dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lit hỗn hợp

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Theo đề bài, ta có: n HNO = 0,95 x1,5 = 1,425(mol ) ; nX = 3

5,6 = 0,25(mol ) , MX = 22,4

H Ơ

32,8.

2

TP .Q

1 4

=> n N O = n NO = 0,05(mol )

U

Y

N

- Sử dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X: N2O (44) 2,8 32,8

N

khí X gồm NO và N2O (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Tỉ khối của X so với H2 là 16,4. Tìm giá trị của m.

Giải

G

Đ

ẠO

NO (30) 11,2 - Theo bảo toàn nguyên tố nitơ, số mol NO3- trong muối = 1,425(0,2+0,05.2) = 1,125 (mol). × M NO = 29,2 + - Vậy khối lượng muối thu được = m = 29,2+ nNO

Ư N

− 3 trongmuoi

−

3

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

1,125.62 = 98,95 (gam).

3. Bài tập vận dụng 1. Hòa tan hoàn toàn 8,9 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn bằng lượng vừa đủ 500 ml dung dịch HNO3 1M. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được 1,008 lit khí N2O (đktc) duy nhất và dung dịch X chứa m gam muối. Tìm m.

2. Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 loãng, thu được 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối đối với H2 bằng 22. Tìm kim loại M. 3. Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) cần thiết để hòa tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là bao nhiêu.

4. Cho hỗn hợp gồm 6,72 gam Mg và 0,8 gam MgO tác dụng hết với lượng dư dung dịch HNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,896 lit một khí X (đktc) và dung dịch Y. Làm bay hơi dung dịch Y thu được 46 gam muối khan. Tìm CTHH của khí X. 5. Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R có hóa trị không đổi. Hòa tan hết 3,3 gam X trong dung dịch HCl dư được 2,9568 lit khí ở 27,30C và 1 atm. Mặt khác cũng hòa tan hết 3,3 gam trên trong dung dịch HNO3 1M lấy dư 10% thì thu được 896 ml hỗn hợp khí Y gồm N2O và NO ở đktc có tỉ khối so với hỗn hợp (NO + C2H6) là 1,35 và dung dịch Z chứa hai muối. a) Tìm R và % khối lượng các chất trong X. b) Cho Z phản ứng với 400 ml dung dịch NaOH thấy xuất hiện 4,77 gam kết tủa. Tính CM của dung dịch NaOH biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn.

6. Hỗn hợp A gồm Cu và Fe trong đó Cu chiếm 70% về khối lượng. Cho m gam A phản ứng với 0,44 mol HNO3 trong dung dịch, thu được dung dịch B, phần

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

rắn C có khối lượng 0,75m (gam) và 2,87 lít hỗn hợp khí NO2 và NO đo ở (1,2 atm, 270C).

Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, trong B không có muối amoni.

Tính khối lượng muối trong dung dịch B và tính khối lượng m.

7. Hòa tan 2,88 gam hỗn hợp Fe, Mg bằng dung dịch HNO3 loãng dư thu được 0,9856 lit hỗn hợp khí NO, N2 (ở 27,30C, 1atm) có tỷ khối so với H2 bằng 14,75. a) Viết phương trình phản ứng có thể xảy ra. b) Tính phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp.

8. Hòa tan hết 4,431 gam hỗn hợp Al và Mg trong dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch A và 1,568 lit (đktc) hỗn hợp hai khí (đều không màu) có khối lượng 2,59 gam, trong đó có một khí bị oxi hóa thành màu nâu trong không khí. a) Tính phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp. b) Tính số mol HNO3 đã phản ứng. c) Khi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan.

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

C. KẾT LUẬN

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

1. Kết luận chung Dạy học nhằm góp phần quan trọng để hình thành nhân cách con người lao động mới toàn diện, sáng tạo, có năng lực hành động, thích nghi với xã hội ngày càng phát triển. Do vậy phương pháp dạy học bộ môn phải thực hiện các chức năng nhận thức, phát triển và giáo dục, tức là phải lựa chọn phương pháp dạy học bộ môn sao cho học sinh tích cực, chủ động chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng, kỹ xảo và vận dụng thành thạo vào thực tiễn. Đặc biệt Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm, lấy thực hành thí nghiệm, vận dụng làm kim chỉ nam của hoạt động nhận thức, đòi hỏi phải phát huy cao độ tính tích cực, độc lập, sáng tạo của học sinh. Chính vì vậy khi lựa chọn phương pháp dạy học bộ môn Hóa học, người giáo viên cần căn cứ tính đặc thù của khoa học, lấy hoạt động nhận thức của học sinh làm cơ sở xuất phát để dịnh hướng cho các bước tiếp theo.

Sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu, được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu nhà trường cũng như tổ chuyên môn, tôi đã thực hiện thành công đề tài Bài toán kim loại với dung dịch axit nitric. Nó có tác dụng to lớn trong giảng dạy và học tập bộ môn, nó giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, có cái nhìn tổng quan hơn trong mỗi vấn đề khi gặp phải, đồng thời nó góp phần quan trọng trong việc ôn luyện kiến thức cũ, bổ sung thêm những phần thiếu sót về lý thuyết và thực hành trong hóa học nói chung và trong phạm vi kiến thức về kim loại và axit nitric nói riêng. Học sinh không những có kĩ năng, phương pháp thành thạo khi vận dụng

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

H Ơ

giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, mà còn biết sáng tạo, chọn lọc, hiểu sâu sắc hơn về phương pháp giải các bài toán khác.

Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học tại trường THCS cũng gặp không ít những khó khăn trong việc giúp các em hiểu được các phương pháp giải toán Hóa học, nhất là phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric. Song với lòng yêu nghề, sự tận tâm với công việc, cùng với kinh nghiệm của bản thân, sự giúp đỡ của đồng nghiệp. Tôi đã luôn biết kết hợp giữa hai mặt lý luận dạy học Hóa học và thực tiễn đứng lớp của giáo viên. Chính vì vậy không những từng bước làm cho đề tài hoàn thiện hơn về mặt lý thuyết, về mặt lý luận dạy học mà còn làm cho nó có tác dụng trong thực tiễn dạy và học Hóa học ở trường THCS, tiếp cận, tạo tiền đề vững chắc cho học sinh học tập bộ môn ở bậc THPT và các bậc học cao hơn.

2. Bài học kinh nghiệm sau khi thực hiện chuyên đề Trong quá trình áp dụng sáng kiến kinh nghiệm của bản thân để bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hóa học, tôi rút ra được một số kinh nghiệm như sau: - Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho mỗi dạng bài tập cần bồi dưỡng cho học sinh. Xây dựng được nguyên tắc và phương pháp giải các dạng bài toán đó. Hoặc xây dựng hệ thống bài tập theo mảng kiến thức và những phương pháp thường hay sử dụng.

- Tiến trình bồi dưỡng kỹ năng được thực hiện theo hướng đảm bảo tính kế thừa và phát triển vững chắc. Thường bắt đầu từ một bài tập mẫu, hướng dẫn phân tích đầu bài cặn kẽ để học sinh xác định hướng giải và tự giải, từ đó các em có thể rút ra phương pháp chung để giải các bài toán cùng loại. Tuy nhiên, việc xác định phương pháp giải cũng cần có sự trao đổi với học sinh, đồng nghiệp để vận dụng sát với thực tiễn nhận thức của các em. Sau đó tổ chức cho học sinh giải bài tập tương tự mẫu; phát triển các dạng biến của mẫu và cuối cùng nêu ra các bài tập tổng hợp.

- Mỗi dạng bài toán cần đưa ra nguyên tắc nhằm giúp các em dễ nhận dạng loại bài tập và dễ vận dụng các kiến thức, kỹ năng một cách chính xác; hạn chế được những nhầm lẫn có thể xảy ra trong cách nghĩ và cách làm của HS, tránh những bẫy của bài toán.

- Sau mỗi dạng cần chú trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm và nhấn mạnh những sai sót mà học sinh thường mắc.

- Đối với HS THCS khả năng khái quát vần đề còn hạn chế, tư duy còn rời rạc, khả năng ghi nhớ chưa cao, đòi hỏi người giáo viên cần rèn luyện thường xuyên tránh trường hợp "học trước quên sau", hoặc nội dung kiến thức ôm đồm, dàn trải, thiếu trọng tâm...

Về phía cá nhân, bản thân tôi rất mong muốn là góp một phần công sức vào quá trình bồi dưỡng nâng cao chất lượng bộ môn và đổi mới môn học, tuy nhiên

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

không khỏi tránh được những thiếu sót vốn có. Vì vậy, rất mong được sự tham gia đóng góp ý kiến của các quý thầy, cô có nhiều kinh nghiệm giảng dạy, để tôi tiếp tục hoàn thiện, điều chỉnh và bổ sung vào thực tiễn giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi của mình ngày càng đạt kết quả tốt hơn.

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Tam Đảo, ngày 05 tháng 11 năm 2015 GIÁO VIÊN THỰC HIỆN (Ký, ghi rõ họ và tên)

Lê Hữu Phước

Nguyễn Tuấn Anh

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

U

Y

N

TỔ CHUYÊN MÔN DUYỆT (Ký, ghi rõ họ và tên)

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

XÁC NHẬN CỦA BAN GIÁM HIỆU (Ký tên, đóng dấu)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

1. 500 bài tập hóa học - Đào Hữu Vinh - NXB GD 1995 2. Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Phước Hòa Tân - NXB Trẻ 2000 3. Phương pháp giải toán hóa vô cơ - Quan Hán Thành - NXB Trẻ 2000 4. Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Thanh Khuyến - NXB ĐHQG

N

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Y U

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

5. Tuyển tập 351 bài toán hóa học - Võ Tường Huy - NXB Trẻ 2000 6. Bồi dưỡng hóa học THCS - Vũ Anh Tuấn - NXB GD 2004.

7. Các đề thi HSG cấp huyện và cấp tỉnh.

N

2007

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial