Một số dạng bài tập vận dụng tính chất hóa học của oxi

PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO SÔNG LÔ TRƯỜNG THCS SÔNG LÔ

TÊN CHUYÊN ĐỀ:

MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VẬN DỤNG TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA OXI

Tác giả chuyên đề : Chức vụ:

Lăng Đức Học

Giáo viên

Đơn vị công tác : Trường THCS Sông Lô

N¨m häc 2015 - 2016

1

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

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

H Ơ N Y U

2+

3

10

00

B

TR ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

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 và bồi dưỡng học sinh lớp 8, các em gặp rất nhiều khó khăn khi giải quyết những bài toán định lượng hóa học. Vì vậy, tôi đã lựa chọn chuyên đề: “Một số dạng bài tập vận dụng tính chất hóa học của 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 .

N

PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

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

- 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.

- Là tài liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh học đội tuyển HSG môn Hóa 8 và đội tuyển KHTN. 2. Phạm vi áp dụng chuyên đề: - Áp dụng trong chương trình bồi dưỡng HSG môn hóa lớp 8.

2

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 Y U

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

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 giàu oxi và dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao như: KClO3 , KMnO4 , KNO3 ,... +Trong CN: Hãa láng kh«ng khÝ rồi chưng cất phân đoạn hoặc điÖn ph©n n−íc.

N

PHẦN HAI: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

TR ẦN

2

H

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

- Thành phần của không khí: VO = VKhôngkhí

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

10

00

B

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

MA MB

3

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

V (mol) 22,4

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

- Định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố.

2. Kiến thức nâng cao: - Oxi tác dụng với hợp chất : NH3, SO2, H2S… - 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: + 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 hay 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 0

của 22,4 lít hỗn hợp khí đó ở đktc:

M =

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

3

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

H

H Ơ N Y

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

- 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 (đktc) tham gia phản ứng.

Phân tích - Hỗn hợp rắn thu được có thể gồm 2,3 hoặc 4 chất sau : FeO , Fe2O3, Fe3O4, Fe dư - Nếu viết PTHH không thể tính được do thiếu dữ kiện - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính toán.

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

N

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

U

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

2

-L

Í-

35,2 − 22,4 → nO2 = = 0,4 (mol) 32

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

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

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

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

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

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

H Ơ

N

→ nO2 =

nO2 =

Y U

TR ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

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.

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

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

Hướng dẫn 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

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

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

00

1,62 × 100% = 60% 2,7

3

10

→ %Al bị oxi hóa =

B

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

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

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 giancho đến khi thể tích oxi giảm còn 96,5%thì thu được 2,12 gam chất rắn. Tính x.

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.

Hướng dẫn Theo bài ra ta có PTHH: 4Al + 3O2 → 2Al2O3 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 2Cu + O2 → 2CuO Theo giả thiết, noxi phản ứng =

3,5 = 0,035mol 100

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) b.Xác định công thức hóa học của sản phẩm

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

H Ơ N U

Y

2,1 = 0,0375mol 56

Theo định luật bảo toàn khối lượng: no =

TP .Q

n Fe =

N

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

Phân tích Cần tính được khối lượng của oxi trong oxit.

Hướng dẫn 2,9 − 2,1 = 0,05 mol 16

Ư N

G

Đ

ẠO

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

TR ẦN

H

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.

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

00

nO2

B

n Fe =

ẤP

2+

3

10

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

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

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 Hướng dẫn n Fe =

1 mol 56

Theo định luật bảo toàn khối lượng: no >

1,41 − 1 0,41 = mol 16 16

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

Ta có tỉ lệ: x : y <

2. Dạng 2- Oxi tác dụng với phi kim Bài 1: Tính khối lượng cacbon đioxit CO2 khi đốt cháy 3 gam cacbon.

Phân tích 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

Dạng bài toán tính theo PTHH Hướng dẫn t Phản ứng cháy: C + O2 → CO2 nC = 3: 12 = 0,25 mol Theo phương trình phản ứng: nCO = nC = 0,25mol → Khối lượng cacbon đioxit tạo thành:

H Ơ

N

0

Y

N

2

TP .Q

U

mCO2 = 0,25 × 44 = 11gam

Ư N

G

Đ

ẠO

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. Phân tích Bài toán tính theo phương trình hóa học có lượng tạp chất Hướng dẫn t Phản ứng cháy: C + O2 → CO2 - Số mol cacbon có trong một viên than tổ ong là: nC =

TR ẦN

H

0

350 × 60 = 17,5mol 12 × 100

10

00

B

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

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

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.

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.

Hướng dẫn 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: V H 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:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

0

2

2

2

2

2

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

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

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

N

VO2 =

8,96 = 0,4mol 22,4

Ư N

nCH 4 =

G

Đ

ẠO

TP .Q

3. Dạng 3- Oxi tác dụng với hợp chất Bài 1: Cần bao nhiêu gam O2 để đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí CH4 (ở đktc) Phân tích Đây là dạng bài toán tính theo phương trình hóa học.

Hướng dẫn

U

Y

N

H Ơ

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

0

2

TR ẦN

H

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 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.

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

Hướng dẫn 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.

4

ẤP

2+

3

10

00

B

2

Ó

A

C

0

1 2

7 = 3,5lit 2 3 3. 7 H2O (hơi) = × V NH 3 = = 10,5lít 2 2 3 7 O2(dư) = 7 − × 7 = = 1,75lít 4 4

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Sau phản ứng có : N2 = × V NH = 3

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.

Hướng dẫn Phản ứng xảy ra khi đốt hỗn hợp t 2CO + O2 → 2CO2 VCO = 2 VO = 2.8 = 16 lít → VCO (trong hỗn hợp) = 20 -16 = 4 lít 0

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

%VCO = (16:20) 100% = 80% → VCO = 20%

H Ơ N Y

TP .Q

0

U

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.

Hướng dẫn 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

N

2

Đ

ẠO

2

H

Ư N

G

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.

TR ẦN

Hướng dẫn

B

Cách 1: Gọi x là % thể tích của SO2 trong hỗn hợp ban đầu, ta có:

10

00

M = 16 × 3 = 48 = 64x +32 (1-x) → x = 0,5

3

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

C

64 × 10 + 32(10 + V ) → V = 20 lít.

20 + V

A

M , = 2,5 × 16 = 40 =

ẤP

2+

Gọi V là số lít O2 cần thêm vào, ta có:

Í-

H

Ó

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.

ÁN

-L

- 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:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

-

M = 2,5 × 16 = 40 =

48 × 20 + 32V → V = 20 lít.

20 + V

4. Dạng bài tập phát triển nâng cao: Bài 1: ( Trích đề thi HSG hóa 8 huyện Lập Thạch năm 2009 -2010) 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.

9

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

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

→ 2AlCl3 + 3H2

Theo

(1),

(2)

H Ơ N Y U

(1)

Al2O3 + HCl → AlCl3 + H2 -

TP .Q

2Al2O3

t →

2Al + 6HCl

13,44 = 0,6mol 22,4

(2)

ẠO

0

4Al + 3O2

nH 2 =

(3)

Số

Đ

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

mol

phản

ứng

=

H

Ư N

4 2 4 × 0,3 2 × nO2 + × n H 2 = + × 0,6 = 0,8mol 3 3 3 3

Al

G

nO2 =

N

Hướng dẫn

TR ẦN

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

3

10

00

B

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 (đktc) đã tác dụng với hỗn hợp kim loại.

2+

Phân tích:

A

C

ẤP

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

Ó

Hướng dẫn

-L

Í-

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

TO

ÁN

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

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

→ nO = 2

19,2 = 0,6mol 32

Thế tích O2 phản ứng (đktc) là: VO = 0,6 . 22,4 =13,44 lít 2

Bài 3: 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

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

- Tóm tắt đề bài

N

H Ơ

N

- 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.

U

Y

- Lập bảng giá trị.

TP .Q

Hướng dẫn

16n 100% = 20% → M = 32n 2 M + 16n

TR ẦN

H

Vì M là kim loại nên n = 2; 2 hoặc 3 Lập bảng: 2

3

B

1

00

n

Đ

2M2On

Ư N

Theo đề bài , ta có:

t →

G

0

4M + nO2

ẠO

Gọi kim loại là M với hóa trị n. Ta có phương trình hóa học:

32

64

Kết quả

Loại

Đồng

10

M

96

2+

3

Loại

ẤP

Vậy kim loại M cần tìm là đồng (Cu)

-L

Í-

H

Ó

A

C

Bài 4: 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.

ÁN

Hướng dẫn

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

Phản ứng xảy ra trong bình:

0

t S + O2 →

SO2

0

t C + O2 → CO2

Theo các phản ứng trên, số mol khí trước( n1) và sau phản ứng không đổi (n2) 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) (P1 và P2 là áp suất trước và sau phản ứng) → P1 = P2 = 2atm 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

2 phÇn

H Ơ N Y

TP .Q ẠO

5,6

Đ

3 phÇn

H

2

Ư N

G

10,4

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

B

2

TR ẦN

H2

8,4

U

Hướng dẫn: 1.

M = 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

N

Bài 5:11,2 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.

00

4

10

2

2

3

0

ẤP

2+

t 2H2 + O2 → 2H2O 0,2mol 0,1mol t CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O → 0,3mol 0,6mol 0,3mol 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% Bài 6: 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?

H

Ó

A

C

0

-L

Í-

2

2

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

2

2

2

2

2

2

Hướng dẫn 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

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

nCH 4 =

nCa (OH ) 2 =

22,2 = 0,3mol 74

2

2

2

2

2

H Ơ N Y

TR ẦN

H

3

Ư N

G

2

ẠO

2

2

3

U

TP .Q

4

Đ

2

N

0

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 (3) CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 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 .

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 3

10

00

B

V. Bài tập tự giải

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

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. Đáp số: H = 50% Bài 4: 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.

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

Đáp số:VCO dư = 2 lít; VO dư = 0,5 lít V N = 4; VCO = 1 lít Bài 5 : 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: 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% 2

U

Y

N

H Ơ

N

2

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

2

Ó

2

2

% mO =26,67%; % mC O = 73,33% Bài 8: 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 2

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

2

3

2

2

14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

H Ơ N Y

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

m2 = 246,25 gam Bài 10: 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 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: 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)

N

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

U

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

15

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

1 5

H Ơ N

ẠO

trên? ( Biết rằng VO = Vkhôngkhí ).

2

Y

TP .Q

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

N

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

U

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

H

Ư N

G

Đ

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?

TR ẦN

2

B

1 5

2

00

( Biết rằng VO = Vkhôngkhí ).

2

2

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

Đáp số: P không cháy hết Bài 20: 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: 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 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. Đáp số:

a a <b< 6, 4 3, 2

3,2b < a < 6,4b

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

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

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

H Ơ N Y U

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

Đề tài “Một số dạng bài tập vận dụng tính chất hóa học của 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 thực tế giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học 8, 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 để đề tài của tôi đạt hiệu quả cao hơn khi áp dụng vào giảng dạy.

N

PHẦN BA: KẾT LUẬN

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

H

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

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

N Y U

Sách giáo khoa lớp 8,9 – NXB Giáo dục Sách bài tập 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 Bồi dưỡng hóa học THCS – NXB Giáo dục – Vũ Anh Tuấn 250 bài tập hóa học THCS – NXB Đại học sư phạm – Nguyễn Thị Nguyệt Minh 8. Hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học THCS – NXB Giáo dục Cao Thị Thặng 9. Báo Hóa học và ứng dụng 10. Đề thi HSG các cấp.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

G

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

C

ẤP

2+

3

10

00

B

TR ẦN

H

Ư N

G

Đ

ẠO

TP .Q

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

H Ơ

N

TÀI LIỆU THAM KHẢO

18

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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