Một số dạng bài tập hỗn hợp dành cho học sinh giỏi Hóa học trường THCS
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Một số dạng bài tập hỗn hợp dành cho học sinh giỏi Hóa học trường THCS, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn hãy click vào nút TẢi VỀ
PHẦN A. ĐẶT VẤN ĐỀ Trở thành nước công nghiệp hiện đại là mục tiêu phát triển kinh tế của đất nước trong giai đoạn 2020-2030. Mục tiêu này tạo ra nhiều cơ hội, đồng thời cũng đặt ra những thách thức không nhỏ đối với sự nghiệp phát triển giáo dục, đào tạo của nước ta. Để làm được điều đó thì giáo dục, đào tạo nước ta phải tiếp cận với các xu thế mới, tri thức mới, những mô hình giáo dục hiện đại; tranh thủ các nguồn lực bên ngoài, tạo thời cơ, tạo điều kiện để đổi mới căn bản, toàn diện nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức giáo dục, đổi mới quản lý giáo dục, đào tạo, tiến tới một nền giáo dục, đào tạo hiện đại đáp ứng nhu cầu của xã hội và từng cá nhân người học. Với quyết tâm của Đảng và Nhà nước như vậy, mỗi nhà trường ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức và vận dụng kỹ năng, còn phải chú trọng đến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp, coi trọng việc hình thành và phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh. Đây là một nhiệm vụ không phải trường nào cũng có thể làm tốt vì nhiều lý do. Có thể nêu ra một số lý do như: Do môn học mới đối với bậc trung học cơ sở nên kiến thức kỹ năng của học sinh còn nhiều chỗ khuyết; một bộ phận giáo viên chưa có đủ các tư liệu cũng như kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi. Trong những năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh được các phòng giáo dục đặc biệt quan tâm, được các nhà trường và các bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ. Giáo viên được phân công dạy bồi dưỡng đã có nhiều cố gắng trong việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ được giao. Hoá học là một môn học quan trọng trong hệ thống các môn học ở trường THCS. Nó cung cấp những kiến thức cơ bản về các hiện tượng hoá học, các khái niệm,các định luật, các thuyết và góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho học sinh. Bài tập hoá học ở THCS có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc cũng cố, mở rộng, đào sâu, hoàn thiện kiến thức lý thuyết và rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp. a.1. Lí do chọn đề tài Là một giáo viên được thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi của trường, tôi đã có dịp tiếp xúc với một số đồng nghiệp trong tổ, khảo sát từ thực tế và đã thấy được nhiều vấn đề mà trong đội tuyển nhiều học sinh còn lúng túng, trong đó có dạng bài tập hỗn hợp. Trong khi loại bài tập này hầu như năm nào cũng có trong 2 các đề thicấphuyện, cấp tỉnh. Từ những khó khăn vướng mắc tôi đã tìm tòi nghiên cứu tìm ra nguyên nhân (nắm kỹ năng chưa chắc; thiếu khả năng tư duy hóa học, ) và tìm ra được biện pháp để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán hỗn hợp. Với những lý do trên tôi đã tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tư liệu và áp dụng đề tài kinh nghiệm: “Một số dạng bài tập hỗn hợp dành cho học sinh giỏi Hóa học trường THCS”,nhằm giúp cho các em học sinh của trường có kinh nghiệm trong việc giải toán hỗn hợp . Qua nhiều năm vận dụng đề tài các thế hệ học sinh giỏi đã tự tin hơn và giải quyết có hiệu quả khi gặp những bài tập loại này. “Một số dạng bài tập hỗn hợp dành cho học sinh giỏi Hóa học trường THCS”là một đề tàimà tôi cảm thấy rất tâm đắc, nó đã giúp cho học sinh nhận dạng được bài toán này và đưa ra cách giải, trình tự giải, không gặp phải sai lầm khi gặp phải dạng bài tập này. Tôi hy vọng rằng với khoa học đã được ấp ủ từ lâu, bây giờ tôi mạnh dạn đề xuất đề tài khoa học này này rất mong sự đóng góp của hội đồng khoa học của Phòng Giáo dục và đào tạo huyện Yên Thế để đề tài khoa học của tôi được hoàn thiện và được áp dụng rộng dãi. a.2. Điểm mới trong đề tài Qua quá trình giảng dạy bộ môn hoá học ở trường THCS tôi nhận thấy để giải bài tập hỗn hợp thì học sinh gặp rất nhiều khó khăn trong việc nhận dạng bài tập để áp dụng phương pháp giải hợp lí, từ đó dẫn đến học sinh mất tự tin và thiếu tích cực trong học tập. Trong khi giảng dạy bản thân đã đưa ra nhiều phương pháp nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh trong qúa trình giải, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm nhất định. Nhìn chung đối với học sinh khối 8,9 trường THCS thì vấn đề giải và chữa các bài tập thường gặp khó khăn vì học sinh chưa có kỹ năng nhận dạng bài tập; đa phần học sinh đều biết cách làm đối với bài toán hỗn hợp đơn giản, còn khi gặp phải những bài toán phức tạp, các em không biết cách giải và có phần nản trí. Qua thăm dò giáo viên và điều tra học sinh tôi nhận thấy việc đưa ra phương pháp giải đối với bài toán hỗn hợp đối với học sinh giỏi là vô cùng cần thiết. Bản thân tôi là một giáo viên trực tiếp dạy bộ môn hoá học, tôi nhận thấy để giải quyết vấn đề này thì sau khi cung cấp lí thuyết cho học sinh xong ta nên phân loại bài tập theo dạng cho học sinh, với mỗi dạng thì áp dụng những kiến thức và phương pháp giải cụ thể. Đề tài này còn là nền tảng cho học sinh biết cách giải bài tập liên quan khi học 3 lên lớp cao hơn. Từ đó học sinh yêu thích môn hóa học, tin tưởng vào môn học, áp dụng được các kiến thức đã học vào phục vụ thực tế đời sống qua các sản phẩm STEM, qua nghề mà các em làm sau này. PHẦN B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ b.1. Thực trạng của nội dung cần nghiên cứu Năm học 2019- 2020 do tình hình dịch bệch covid 19 nên thời gian học của học sinh được rút ngắn, nămhọc 2020- 2021các em cũng phải kết thúc năm học sớm hơn so với dự kiến, suốt thời gian hè là khoảng giãn cách xã hội theo chỉ thị 15,16... của chính phủ, do đó thời gian cho các em luyện bài tập còn quá ít. Do đó nhiều em lúng túng không đưa ra được hướng giải khi đọc đề bài một bài tập trong sách giáo khoa. * Với giáo viên: Đa phần giáo viên dạy bồi dưỡng học sinh giỏi bậc THCS đều nghĩ rằng bài toán hỗn hợp đều đơn giản, chỉ có thể là hai chất đều tác dụng với một chất và ba chất tác dụng với một chất hoặc ngược lại nên chỉ cần hướng dẫn học sinh đặt ẩn theo số mol 2 hoặc 3 ẩn là có thể giải ra. Tuy nhiên nhiều bài toán hỗn hợp 2, 3 chất tác dụng với nhiều chất, hoặc bài toán hỗn hợp chia phần không bằng nhau, khi đó bài toán hóa học trở nên rất khó, đòi hỏi giáo viên phải phân tích được cho học sinh bản chất của vấn đề, để học sinh đưa ra được cách giải. * Với học sinh: Đa phần học sinh đều biết cách làm đối với bài toán hỗn hợp đơn giản, còn khi gặp phải những bài toán phức tạp, các em không biết cách giải và có phần nản trí. Như vậy, tôi nghĩ bản thân cần có trách nhiệm cao trong suy nghĩ và hành động để giải quyết được nó, giúp học sinh chủ động trong việc xây dựng và lĩnh hội kiến thức. Qua đó kiến thức thực sự là của các em, giúp các em nhớ lâu và có khả năng vận dụng sáng tạo nó. b.2. Kết quả, giải pháp b.2.1. Kết quả thực hiện Các dạng bài tập hỗn hợp dành cho học sinh giỏi theo các mức độ tư duy từ thấp đến cao để các em hình thành được phương pháp chung, từ đó nắm vững được phương pháp giải của dạng toán hóa học này để giải được các bài tập ở dạng vận dụng cao. Đây là một tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên và học sinh trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi bậc THCS để dự thi học sinh giỏi cấp huyện, thành phố, cấp 4 tỉnh... Sau khi nghiên cứu, tôi đã hệ thống, phân loại được các dạng bài tập hỗnhợptrong môn Hóa học THCS, đưa ra phương pháp giải cho từng dạng bài ấy. Hướng dẫn học sinh giải từng dạng bài sau mỗi giờ học, cho các em bài tập minh họa và giao các bài tập vận dụng trong sách giáo khoa về nhà các em luyện tập khắc sâu phương pháp. Mỗi giờ luyện tập lại đưa ra các bài tập củng cố cho từng dạng bài để các em nhuần nhuyễn phương pháp cho từng dạng. Sau một thời gian áp dụng phương pháp trên, khả năng làm bài của học sinh các lớp tốt lên rất nhiều, các em làm bài nhanh hơn, chính xác hơn. Do đó, chất lượng bồidưỡng HSG được nâng cao, chất lượng bộ môn được cải thiện rõ rệt Bảng 1: Kết quả kiểm tra trước khi giáo viên áp dụng đề tài các dạng bài tập hỗn hợp dành cho học sinh giỏi. Kết quả Lớp/ sĩ Giỏi Khá TB Yếu số SL % SL % SL % SL % 20 1 5 5 25 6 30 8 40 Bảng 2: Kết quả kiểm tra sau khi giáo viên áp dụng đề tài các dạng bài tập hỗn hợp dành cho học sinh giỏi. Kết quả Lớp/ sĩ Giỏi Khá TB Yếu số SL % SL % SL % SL % 20 10 50 6 30 4 20 0 0 Năm học 2022 – 2023 tôi lại tiếp tục áp dụng linh hoạt kinh nghiệm này vào giảng dạy môn hóa 8, 9 ở trường THCS Đồng lạc b.2.2. Giải pháp thực hiện Từ thực trạng trên, tôi đã nghiên cứu toàn bộ nội dung hóa học cấp THCS và tìm đọc các dạng bài hỗn hợpcủa sách giáo khoa THPT,từ đó sắp xếp tổng hợp các dạng bài tập hỗnhợp cho học sinh giỏi, sau đó phân dạng bài tập, đưa ra phương pháp giải bài tập của từng dạng, với mỗi dạng thì áp dụng những kiến thức và phương pháp giải cụ thể. Mỗi tiết học, khi đã xác định được nội dung kiến thức để rèn luyện kỹ năng cho 5 học sinh tôi căn cứ vào thời gian, dựa vào bài tập SGK để đưa ra dạng bài phù hợp, hướng dẫn học sinh cách giải và cho bài tập vận dụng để học sinh thành thạo dạng bài đó; tìm trong tài liệu tham khảo các bài tập tương tự ứng với từng dạng bài để cho học sinh vận dụng. Thông thường nên vận dụng phương pháp tích cực hóa học sinh trong việc rút ra kiến thức mới bằng cách hướng dẫn học sinh giải bài tập và rút ra kiến thức tổng quát, sau đó kiểm tra kiến thức, từ tổng quát giải các bài tập cụ thể. Đặc biệt đối với đối tượng học sinh khá có thể cho các em tự đặt ra các dữ kiện của bài toán theo từng dạng tương tự (tập ra đề bài). Theo kinh nghiệm bản thân học sinh chỉ thực sự nắm vững kiến thức khi có thể tự ra được các bài tập tương tự. Tuy nhiên vì thời gian trong tiết học là hạn chế nên giáo viên chỉ chọn những nội dung phù hợp, chủ yếu hướng dẫn học sinh cách làm các bước cơ bản. Trong các giờ luyện tập tôi cho các em làm lại các dạng bài trọng tâm trong sách giáo khoa, bài tập vận dụng khác để các em khắc sâu phương pháp giải cho từng dạng bài cụ thể theo từng đối tượng học sinh, từ đó tổng kết rút ra các bước giải và kỹ năng giải.Lồng các nội dung kiến thức đã lựa chọn trong các bước củng cố hoặc rèn luyện học sinh làm bài . Cuối mỗi giờ học kiến thức mới, tôi chú ý dành thời gian hướng dẫn học sinh phương pháp giải dạng bài tập cơbảncủa bài học ấy, yêu cầu các em giải bài tập vận dụng hoặc bài tham khảo khác. Mỗi nội dung chuyên đề tôi đều kiểm chứng hiệu quả áp dụng bằng cách cho học sinh làm bài kiểm tra dạng bài tập tự luận trên giấy kiểm tra viết của học sinh rồi chấm chữa, trả lại học sinh để các em rút kinh nghiệm. Cuối cùng tôi kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh trước và sau thử nghiệm trong năm học 2021- 2022. Cụthể“Một số dạng bài tập hỗn hợp dành cho học sinh giỏi Hóa học trường THCS Đồng lạc ” đó là; C. PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI CÁC BÀI TOÁN HỖN HỢP DÀNHCHO HỌC SINH GIỎI. Các bài toán hỗn hợp có thể giải dựa vào mối quan hệ giữa số mol các chất phản ứng, dựa vào các công thức chuyển đổi giữa n, m,V để tìm mối liên hệ giữa các chất. Đặt ẩn số (ẩn thường đặt là số mol của từng chất trong hỗn hợp) viết phương trình hóa học, thông qua các dữ liệu của bài toán lập các phương trình toán học có liên quan, rồi đưa ra hệ phương trình, rồi giải hệ phương trình. 6 Đối với dạng bài tập nhiều axit có thể qui đổi về 1 axit chung để giải. Đối với dạng bài tập có nhiều bazơ có thể qui đổi về 1 bazơ để giải. Đối với bài toán chia phần không bằng nhau, đa phần bài tập này là chia phần theo một tỷ lệ nhất định và nên đặt số mol liên hệ giữa các phần là 1 ẩn nữa, rồi qua dữ kiện đề bài có thể triệt tiêu ẩn này hoặc giải phương trình, hoặc hệ phương trình toán học để tìm ra ẩn này. Nếu bài toán hỗn hợp mà thiều dữ kiện để giải có thể áp dụng định luật bào toàn khối lượng. Đối với dạng bài tập chất khí có thể sử dụng khối lượng mol trung bình. *Một số công thức chuyển đổi m n .M (1) Trong đó: m: làkhốilượngchất (g) n: làsốmolchất (mol) M: làkhốilượngmolchất ( g/mol) V n.22 ,4(2) Trong đó: V: thểtíchchấtkhí ở đktc (l) n: làsốmolchất (mol) n C ( 3 ) M V Trong đó: n: làsốmolchất (mol) V: thểtích dung dịch (l) CM: nồngđộmol ( M) m C% ct 100%(4) mdd Trong đó: C%: nốngđộphần trăm (%) m ct: khốilượngchất tan (g) m dd: khốilượng dung dịch (g) m D dd ( 5 ) V Trong đó: V: thểtích dung dịch (l) m dd: khốilượng dung dịch (g) 7 D: khốilượng riêng củachất (g/ml) Từ các công thức trên suy ra các công thức còn lại có liên quan.Ngoài ra còn có thể sử dụng + Công thức tính khối lượng mol trung bình A.x B.y M Với A, B là khối lượng mol, còn x, y là số mol. x y + Sơ đồ đường chéo. D. CÁC DẠNG BÀI TẬP HỖN HỢP DÀNH CHO HSG BẬC THCS. Dạng 1: Dạng bài tập kim loại tác dụng với dung dịch axit * Nhiều kim loại tác dụng với dung dịch axit. Phương pháp: Đặt ẩn số cho các kim loại bằng cách gọi số mol, đặc biệt cần chú ý tới một số kim loại đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học không tác dụng với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng, tính chất lưỡng tính của hiđroxit, oxit của nhôm và kẽm Ví dụ minh họa 1:Hòa tan 5,2 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe bằng dung dịch axitHCl 1M thì thu được 3,36 lít H2 (đktc). a. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. b. Tính thể tích dung dịch HCl 1M cần dùng. Giải Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg, Fe (x, y > 0) Ta có 24x + 56y = 5,2 (*) PTHH: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 x 2x x Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 y 2y y Theo PTHH ta có: x + y = 3,36 : 22,4 = 0,15 (**) Giải hệ PT (*), (**) ta được x = 0,1và y = 0,05 Vậy khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp Khốilượng Fe: m Fe= 0,05.56 = 2,8 g Khối lượng Mg: mMg = 0,1.24 = 2,4 g b. Theo PTHH ta có: nHCl = 2. 0,1 + 2. 0,05 = 0,3 mol 0,3 Vậy thể tích dung dịch HCl cần dùng: V 0,3lit HCl 1 8 Ví dụ minh họa 2: Hòa tan hoàn toàn 17,5 gam hỗn hợp các kim loại Fe, Al, Zn bằng dung dịch HCl vừa đủ. Sau khi phản ứng kết thúc thu được 11,2 lít khí hiđro ở đktc. Tính khối lượng muối thu được. Giải Phương trình hóa học Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (2) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 (3) 11,2 Ta có: n 0,5(mol) H 2 22,4 Theo phương trình hóa học ta có: n 2n 2.0,5 1(mol) HCl H 2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1), (2), (3) ta có: m m m m hh HCl Muôi H 2 17,5 36,5.1 mMuôi 0,5.2 mmôi 53g Vậy khối lượng muối thu được là 53 gam Ví dụ minh họa 3: Cho 23,4 gam hỗn hợp gồm Zn, Fe, Mg tác dụng với dung dịch HCl dư sau khi phản ứng kết thúc thu được 11,2 lít khí ở đktc và dung dịch A. Thêm NaOH dư vào dung dịch A lọc kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16 gam chất rắn. Tính khối lượng mỗi kim loại có trong hỗn hợp. Giải Gọi số mol của Zn, Fe, Mg có trong hỗn hợp lần lượt là x, y, z (x, y, z > 0) Vì khối lượng của hỗn hợp là 23,4 gam nên ta có: 65x 56y 24z 23,4(*) PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 (1) x x Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) y y y Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (3) z z z 11,2 Theo(1), (2), (3) ta có: n x y z 0,5mol(**) H 2 22,4 9 ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl (4) Zn(OH)2 + 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O (5) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl (6) y y MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl (7) z z t 0 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (8) y 0,5y t 0 Mg(OH)2 MgO + H2O (9) z z Theo (6), (7), (8), (9) ta có: 80y 40z 16(***) Giải hệ phương trình (*), (**), (***) ta được x 0,2; y 0,1; z 0,2 Vậy khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp. mZn 0,2.65 13g mFe 0,1.56 5,6g mmg 0,2.24 4,8g * Một kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp nhiều axit: Phương pháp: Đối với dạng bài tập này cần đặt thể tích chung cho hỗn hợp nhiều axit. Ví dụ minh họa 1: Cho 2,4 gam Mg tác dụng vừa đủ dung dịch chứa HCl 0,5M và H2SO4 0,25M. Tính thể tích dung dịch axit cần dùng. Giải Gọi V là thể tích dung dịch hỗn hợp Ta có: n 0,25V (mol);n 0,5V (mol) HCl H 2SO4 PTHH: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 0,25V 0,5V Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 0,25V 0,25V Theo PTHH ta có: 0,25V + 0,25V = 2,4 : 24 V = 0,2 lit Vậy thể tích dung dịch axit cần dùng là: 0,2 lít 10 * Nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp nhiều axit. Phương pháp: Đối với dạng bài tập này cần đặt số mol của mỗi kim loại và thông qua số mol của khí thoát ra để sử dụng gộp ẩn để giải, hoặc có thể sử dụng phương pháp quy đổi để giải dạng bài tập này. Ví dụ minh họa: Hòa tan hoàn toàn10,4gam hỗn hợp gồm Mg và Fe bằng dung dịch axitHCl 1M, H2SO4 0,5M thì thu được 6,72 lít H2 (đktc). a) Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. b) Tính thể tích dung dịch của hỗn hợp trên để hòa tan hết lượng kim loại trên. Giải Cách 1: Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg, Fe (x, y > 0) Vì khối lượng của hỗn hợp là 10,4 gam nên ta có: 24x + 56y = 10,4 (*) PTHH: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (1) a 2a a mol Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) b 2b b mol Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 (3) c c c mol Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (4) d d d mol Với a + c = x; b + d = y (a, b, c, d > 0) Theo PTHH ta có: a + b + c + d = x + y = 6,72 : 22,4 = 0,3 (**) Giải hệ PT (*), (**) ta được x = 0,2, y = 0,1 Vậy khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp mMg 0,2.24 4,8g mFe 0,1.56 5,6g b. Gọi thể tích của hỗn hợp là V lit (V > 0) Số mol của mỗi axit trong hỗn hợp. n V (mol);n 0,5V (mol) HCl H 2SO4 n n n V 2.0,5V 2V (mol) H H (HCl) H (H 2SO4 ) Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: 11 n n 2.0,3 0,6(mol) H (axit) H (H 2 ) 2V 0,6 V 0,3 Vậy thể tích dung dịch axit cần dùng là 0,3 lit. Cách 2: Sử dụng phương pháp quy đổi đưa về 1 axit. a. Gọi V là thể tích của dung dịch chứa hai axit. Đặt công thức chung của 2 axit có dạng: HX (V > 0) Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg, Fe (x, y > 0) Vì khối lượng của hỗn hợp là 10,4 gam nên ta có: 24x + 56y = 10,4 (*) PTHH: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (1) x 2x x mol Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) y 2y y mol 6,72 Theo (1) và (2) ta có: n x y 0,3(mol)(**) H 2 22,4 Giải hệ PT (*) và (**) ta được: x = 0,2; y = 0,1 Vậy khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp mMg 0,2.24 4,8g mFe 0,1.56 5,6g b. Theo (*), (**) ta có: nHX 2x 2y 2.0,2 2.0,1 0,6 V 2.0,5V 0,6 V 0,3 Vậy thể tích dung dịch axit cần dùng là 0,3 lit. Dạng 2: Dạng bài tập nhiều oxit kim loại tác dụng với dung dịch axit * Nhiều oxit kim loại tác dụng với dung dịch axit. Phương pháp: Đặt ẩn số cho các oxit kim loại bằng cách gọi số mol, rồi thông qua số mol của axit để giải hoặc thông qua khối lượng của muối để giải. Ví dụ minh họa: Hòa tan hoàn toàn 16 gam hỗn hợp gồm CuO, MgO cần dùng vừa đủ 300 ml dung dịch HCl 2M. Tính khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp. Giải Gọi x, y lần lượt là số mol của CuO, MgO (x, y > 0) Ta có: 80x + 40y = 16 (*) 12 PTHH: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O x 2x MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O y 2y Theo PTHH ta có: 2x + 2y = 0,2.2 = 0,6 (**) Giải hệ PT (*) và (**) ta được: x = 0,1; y = 0,2 Vậy khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp là: mMgO 0,2.40 8g;mCuO 0,1.80 8g * Một oxit kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp nhiều axit: Phương pháp: Đối với dạng bài tập này cần tính số mol mỗi axit theo thể tích hỗn hợp chung, hoặc sử dụng phương pháp quy đổi. Ví dụ minh họa: Cho m gam CuO tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl 2M và H2SO4 0,5M. Tính M? Giải Ta có: n 0,2.2 0,4mol;n 0,2.0,5 0,1mol HCl H 2SO4 PTHH: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O 0,2 0,4 mol CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O 0,1 0,1 mol Vậy m (0,2 0,1).80 24g * Nhiều oxit kim loại tác dụng với hỗn hợp nhiều axit. - Phương pháp: Đối với dạng bài tập này cần đặt số mol của mỗi oxit kim loại và thông qua số mol của mỗi axit rồi nhóm ẩn để giải, đặc biệt quan tâm tới số mol của nguyên tử oxi trong nước thông qua số mol của axit. - Ví dụ minh họa 1: Cho 40 gam hỗn hợp gồm MgO, CuO tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl 4M và H2SO4 1,5M. Tính khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp. Giải Cách 1: Sử dụng mối liên hệ giữa số mol nguyên tử oxi trong oxit với gốc axit: -Cl, = SO4 Gọi x, y lần lượt là số mol của CuO, MgO (x, y > 0) Ta có: 80x + 40y = 40 (*) PTHH: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O 13 MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Theo PTHH nhận thấy: 1 n n O(oxit) 2 Cl(HCl) n n O(oxit) SO4 Nên ta có: x + y = (0,2.4) : 2 + 0,2.1,5 = 0,7 (**) Giải hệ phương trình (*), (**) ta được x = 0,3; y = 0,4 Vậy khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp mCuO 0,3.80 24g;mMgO 0,4.40 16g Cách 2: Sử dụng phương pháp quy đổi 2 axit thành 1 axit. Đặt công thức chung của 2 axit có dạng HX. Gọi x, y lần lượt là số mol của CuO, MgO (x, y > 0) Vì khối lượng của hỗn hợp là 40 gam nên ta có: 80x + 40y = 40 (*) PTHH: CuO + 2HX → CuX2 + H2O (1) x 2x MgO + 2HX → MgX2 + H2O (2) y 2y Theo (1), (2) ta có: nHX 2x 2y 0,2.4 2.0,2.1,5 1,4 (**) Giải hệ phương trình (*), (**) ta được x = 0,3; y = 0,4 Vậy khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp mCuO 0,3.80 24g;mMgO 0,4.40 16g Ví dụ minh họa 2: ( Trích đề thi tuyển sinh đại học khối A- 2010). Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X sau phản ứng được m gam muối khan. Tính m? Giải Quy đổi hỗn hợp chỉ có Fe, Fe2O3 1,344 Ta có: n 0,06(mol) NO 22,4 PTHH: 14 Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 0,06 0,06 ← 0,06 mol Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (2) x 2x mol (Với x là số mol của Fe2O3 có trong hỗn hợp, x > 0) Vì khối lượng hỗn hợp là 11,36 gam nên ta có 56.0,06 160x 11,36 x 0,05 n 2x 0,06 2.0,05 0,06 0,16(mol) Fe(NO3 )3 m 0,16.242 38,72g Fe(NO3 )3 Vậy khối lượng muối khan là: 38,72 gam Ví dụ minh họa 3: Nung 8,4 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Hòa tan m gam chất rắn bằng dung dịch HNO3 dư, thu được 2,24 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Tính m? Giải Quy đổi hỗn hợp chỉ có Fe, Fe2O3 Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe, Fe2O3 (x, y > 0) Vì số mol của Fe ban đầu bằng số mol của Fe trong hỗn hợp nên ta có: 8,4 2,24 x 2y 0,15(*)Ta có: n 0,1(mol) 56 NO2 22,4 PTHH: Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (1) x 3x mol Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (2) Theo (1) ta có: n 3x 0,1 NO2 0,1 x 3 0,1 0,35 Thay x vào (*) ta được: y 3 6 0,1 0,35 Vậy khối lượng của X là: m 56 160 11,2g 3 6 Ví dụ minh họa 4: Cho hỗn hợp A gồm 16g Fe 2O3 và 6,4g CuO vào 160ml dung dịch 15 H2SO4 2M. Sau phản ứng thấy còn m gam rắn không tan. a/ Tính m. b/ Tính thể tích dung dịch hỗn hợp gồm axit HCl 1M và axit H 2SO4 0,5M cần dùng để phản ứng hết hỗn hợp A. Giải a. Ta có: 16 6,4 n 0,1(mol);n 0,08(mol) Fe2O3 160 CuO 80 n 0,16.2 0,32(mol) H 2SO4 * Giả sử Fe2O3 phản ứng trước. Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O T.pư: 0,1 0,32 mol Pư: 0,1 0,3 mol Sau pư: 0 0,02 mol CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O T.pư 0,08 0,02 mol Pư: 0,02 0,02 mol Sau pư: 0,06 0 mol mCuO dư = 0,06 . 80 = 4,8 gam * Giả sử CuO phản ứng trước. CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O T.pư 0,08 0,32 mol Pư: 0,08 0,08 mol Sau pư: 0,0 0,24 mol Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O T.pư: 0,1 0,24 mol Pư: 0,08 0,24 mol Sau pư: 0,02 0 mol Khối lượng F2O3 dư là: m 0,02.160 3,2g Fe2O3 Vì CuO và Fe2O3 xảy ra đồng thời, nên khối lượng chất rắn sau phản ứng là: 3,2 < m < 4,8 16 Dạng 3: Muối tác dụng với dung dịch axit Phương pháp: Đặt ẩn số cho các muối bằng cách gọi số mol, rồi thông qua số mol của axit để giải hoặc thông qua khối lượng của muối thu được để giải, hoặc phải xét thứ tự phản ứng. Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hòa hoàn toàn 39,7 gam hỗn hợp gồm CaCO 3, BaCO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 20% sau phản ứng thu được 6,72 lít khí CO2 ở đktc. a. Tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp. b. Tính thể tích dung dịch HCl 20% cần dùng. Giải a. Gọi x, y lần lượt là số mol của CaCO3, BaCO3 (x, y > 0) Ta có: 100x + 197y = 39,7 (*) PTHH: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O x 2x x BaCO3 + 2HCl BaCl2 + CO2 + H2O y 2y y Theo PTHH ta có: x + y = 6,72:22,4 = 0,3 (**) Giải hệ PTHH (*) và (**) ta được x = 0,2; y = 0,1 Vậy khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp: m 0,2 100 20g;m 0,1 197 19,7g CaCO3 BaCO3 n 2n 2 0,3 0,6mol b. Ta có: HCL CO2 Vậy khối lượng dung dịch HCl 20% là: 36,5 0,6 100 m 109,5g ddHCl 20% 20 Ví dụ minh họa 2: Cho 26,8 gam hỗn hợp haimuối cacbonat của 2 kim loại ở nhóm IIA ở hai chu kì liên tiếp tác dụng với dung dịch HCl dư, sau pahnrứng thu được 6,72 lít CO2 ở đktc. a. Xác định công thức hóa học của hai muối. b. Tính thành phần % khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp. Giải a. Đặt công thức chung của hai muối có dạng: MCO3 17 6,72 n 0,3()mol CO2 22,4 PTHH: MCO3 2HCl MCl2 CO2 H 2O 0,3 0,3 mol Vì khối lượng của hai muối là: 26,8 gam nên ta có: 26,8 M 60 89,33 0,3 24 M 29,33 40 suy ra hai kim loại là Mg, Ca Vậy công thức hóa học của hai muối là: MgCO3, CaCO3 b. Gọi x, y lần lượt là số mol MgCO3, CaCO3 (x, y > 0) 88 Vì M 29,33 3 Nên ta có: 24x 40y 88 0,3 3 24y 40y 8,8(1) n x y 0,3(mol)(2) Theo PTHH ta có: CO2 Giải hệ phương trình (1), (2) ta được x =0,2, y = 0,1 Vậy thành phần % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp là: 84.0,2 %m 62,69% MgCO3 26,8 %m 100% 62,69% 37,31% CaCO3 Dạng 4: Dạng bài tập liên quan đến tính chất hóa học của muối Phương pháp chung: Đối với nhiều chất xảy ra phản ứng hóa học thì có thể sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng, hoặc sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố. Ví dụ minh họa: Hỗn hợp A gồm KClO 3, Ca(ClO3)2, Ca(ClO)2, CaCl2 và KCl nặng 83,68 gam. Nhiệt phân hoàn toàn A ta thu được chất rắn B gồm CaCl2, KCl và 17,472lit O2 . Cho chất rắn B tác dụng với 360ml dung dịch K 2CO3 0,5M (vừa đủ) thu 22 được kết tủa C và dung dịch D. Lượng KCl trong dung dịch D nhiều gấp lần lượng 3 KCl có trong A. a) Tính khối lượng kết tủa A. 18 b) Tính % khối lượng của KClO3 trong A. Các phản ứng khi nhiệt phân: 2KClO3 2KCl 3O 2 (1) Ca(ClO3 ) 2 CaCl 2 3O 2 (2) Ca(ClO) 2 CaCl 2 O 2 (3) t 0 (CaCl 2 CaCl 2 ) 0 (KCl t KCl) CaCl 2 K 2 CO 3 CaCO 3 2KCl (4) Tính: 17,472 n 0,78 (mol) O2 22,4 n n n 0,36 . 0,5 0,18 (mol) CaCl2 K2CO3 CaCO3 a) Khối lượng kết tủa C = 0,18 . 100 = 18 (g) b) Gọi x và y là số mol KClO3 và KCl trong A. Theo định luật bảo toàn khối lượng 83,68 0,78 . 32 0,18 . 111 tổng số mol KCl trong B = x + y 0,52 (1) 74,5 (trong đó 32 và 111 là KLPT của O2 và của CaCl2). 22 Mặt khác : x y 0,18 . 2 y (2) 3 Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: x = 0,4; y = 0,12 Vậy: % KClO3=( 0,4. 122,5. 100): 83,68= 58,55% 6 4 Ví dụ minh họa 2: Hỗn hợp X gồm CuSO 4, FeSO4, Fe2(SO4)3 có chứa % theo 3 khối lượng nguyên tố lưu huỳnh. Lấy 60 gam hỗn hợp X hòa tan hoàn toàn vào nước, sau đó thêm dung dịch NaOH đến dư. Phản ứng xong, lọc kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi, được hỗn hợp Y. Dẫn 1 luồng khí CO dư đi chậm qua Y nung nóng cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, được m gam chất rắn Z. a) Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra. b) Tính m? Giải a. PTHH: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 19 FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 t0 ’ Cu(OH)2 CuO + H2O (5 ) t0 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O t0 2Fe(OH)3 2Fe2O3 + 3H2O t0 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 t0 CuO + CO Cu + CO2 64 60 12,8 Ta có: m 12,8g n 0,4mol S 100 3 S 32 Nhận thấy: nS n 2 0,4mol SO4 Vậy khối lượng chất rắn thu được: m = 60 – 0,4.96 = 21,6 gam Dạng 5: Dung dịch bazơ tác dụng với dung dịch axit Phương pháp: Đặt ẩn số cho các bazơ bằng cách gọi số mol, rồi thông qua số mol của axit để giải hoặc thông qua khối lượng của muối thu được để giải. Đặc biệt cần quan tâm tới phương trình ion rút gọn. Hoặc có thể dùng phương pháp quy đổi. Ví dụ minh họa 1: Dung dịch A chứa hỗn hợp HCl 1,4M và H 2SO4 0,5M. Cho V lít dung dịch hỗn hợp NaOH 2M và Ba(OH)2 4M vào 500ml dung dịch A thu được kết B và dung dịch C. Cho thanh nhôm vào dung dịch C sau khi phản ứng kết thúc thu được 3,36 lít H2 ở đktc. Tính giá trị của V. Giải Các PTHH: HCl + NaOH→NaCl + H2O (1) 2HCl + Ba(OH)2 →BaCl2 + 2H2O (2) H2SO4 + 2NaOH→Na2SO4 + 2H2O (3) H2SO4 + Ba(OH)2 →BaSO4 + 2H2O (4) nHCl = 1,4 . 0,5= 0,7 (mol) nH trong HCl = 0,7 . 1 = 0,7 (mol) Số mol H2SO4 = 0,5 . 0,5 = 0,25 (mol) nH trong H2SO4 = 0,25 . 2 = 0,5 mol số mol H+ trong dung dịch A: 0,7 +0,5 = 1,2 mol Vì Al vừa tác dụng với dung dịch axit, vừa tác dụng với dung dịch kiềm nên ta xét hai trường hợp. 20 TH1: Trong dd C chứa axit Các PTHH khi cho thanh Al vào dung dịch C 2Al(r) + 6HCl→ 2AlCl3 + 3H2 (5) 2Al+ 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 (6) + Số mol H2 = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol→ số mol H dư trong dd C là 0,3 mol số mol H+đã phản ứng (1), (2), (3), (4) = 1,2 – 0,3 = 0,9 (mol) n n 0,9mol Từ (1), (2), (3), (4) ta thấy OH H Gọi thể tích trong dung dịch B là V lít thì nNaOH = 2V nOH trong NaOH = 2V n 4V n trong Ba(OH) = 8V Ba(OH )2 OH 2 ta có PT: 2V + 8V = 0,9 V = 0,9/10 = 0,09 (lit) TH2: Trong dd C còn kiềm dư PTHH: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (7) 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2 (8) 2 2 Từ (7) và (8) ta thấy: n n 0,15 0,1mol NaOH 3 H 2 3 n n 1,2mol Từ (1), (2), (3), (4) ta thấy OH H tổng số mol OH- trong dung dịch B = 1,2 + 0,1 = 1,3 (mol) Lập PT tương tự như trường hợp 1 ta có: 2V + 8V = 1,3 V = 1,3/10 =0,13 (lit) Ví dụ minh họa 2: Trung hòa 200ml dung dịch chứa NaOH 1,5M và Ba(OH)2 1M cần dùng 400ml dung dịch HCl 0,75M; H2SO4 xM. a. Tính x. b. Tìm khối lượng kết tủa thu được. Giải a. Đặt công thức chung của hai bazơ có dạng: AOH Đặt công thức chung của 2 axit có dạng HX Số mol của AOH: 0,2.1,5 2.0,2.1 0,7(mol) Số mol của HX: 0,4.0,75 2.0,4.x 0,3 0,8x(mol)
File đính kèm:
mot_so_dang_bai_tap_hon_hop_danh_cho_hoc_sinh_gioi_hoa_hoc_t.docx



