skkn-dung14-15 (2)

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT MỤC LỤC A PHẦN MỞ ĐẦU I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG: .2 Lý chọn đề tài: 2 Mục đích nghiên cứu : .2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN .3 Cơ sở lý luận: Cơ sở thực tiễn: .3 B NỘI DUNG ĐỀ TÀI I CƠ SỞ LÝ THUYẾT : II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI: III NỘI DUNG CỤ THỂ: IV KẾT QUẢ THỰC HIỆN CÓ ĐỐI CHỨNG: 26 Kết mặt nhận thức: .26 Kết cụ thể: .26 C PHẦN III-KẾT LUẬN 27 Về phía giáo viên: 27 Về phia học sinh: 27 Với nhà trường phòng giáo dục: .28 1/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT A PHẦN MỞ ĐẦU I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG: Tên đề tài: " Phân loại phương pháp giải tập tự chọn lượng chất" Lý chọn đề tài: Ngày nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước ln đặt u cầu việc dạy học cần phát huy tính tích cực, tự giác chủ động sáng tạo học sinh, phương pháp giảng - dạy phải phù hợp với đặc điểm lớp, môn học, giúp xây dựng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh Hoá học môn khoa học quan trọng nhà trường phổ thơng Mơn hố học cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, thiết thực hoá học, nên giáo viên mơn hố học cần hình thành em kỹ bản, phổ thơng thói quen học tập , làm việc khoa học làm tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển lực nhận thức, lực hành động Có phẩm chất thiết cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, xác, yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với thân, gia đình, xã hội hồ hợp với mơi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh học lên vào sống lao động Bài tập hoá học phương tiện để dạy học sinh tập vận dụng kiến thức vào sống thực tế nghiên cứu khoa học Hiện việc giải tập nói chung, đặc biệt tập tự chọn lượng chất nói riêng học sinh cịn gặp nhiều khó khăn, em thi học sinh giỏi lớp Chính lý chọn đề tài “ Phân loại phương pháp giải tập tự chọn lượng chất " nhằm khắc phục tình trạng học sinh góp phần nâng cao chất lượng kết thi học sinh giỏi hóa học em lớp Mục đích nghiên cứu : - Giúp học sinh nắm số dạng chùm tự chọn lượng chất - Giúp học sinh biết cách phân loại định hướng cách giải gặp dạng - Góp phần nâng cao chất lượng kết kì thi học sinh giỏi mơn hóa học em đặc biệt với em lớp Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng: Học sinh khối 2/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT - Phạm vi nghiên cứu: Đề tài đề cập đến cách phân loại phương pháp giải tập tự chọn lượng chất thường gặp bậc trung học sở - Thời gian nghiên cứu: hai năm học 2013-2014 2014-2015 - Ngồi ra, tơi sử dụng đề tài giảng dạy bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi mơn Hố trường Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp thực nghiệm - Phương pháp tham khảo tài liệu: nghiên cứu số tài liệu phương pháp giải tốn có liên quan đến phạm vi nghiên cứu, định luật hóa học - Phương pháp trao đổi kinh nghiệm: Tiến hành trao đổi kinh nghiệm, học hỏi từ đồng nghiệp, kiến thức có liên quan đến việc nghiên cứu tích lũy qua tiết dự đồng nghiệp - Phương pháp phân tích, tổng hợp II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN Cơ sở lý luận: - Để giải tốt dạng tập, đòi hỏi học sinh phải nắm vững điểm lí thuyết quan trọng hóa học cấp bậc THCS, đồng thời phải ứng dụng linh hoạt lí thuyết vào dạng toán cụ thể - Phải nắm vững số cơng thức tính tốn định luật - Ngồi việc giải tốn hóa học đòi hỏi học sinh phải hiểu chất phản ứng, biết cách viết phương trình hóa học phản ứng xảy cách lập giải phương trình bậc ẩn số, giải hệ phương trình bậc hai ẩn số, …để tìm nghiệm phù hợp với đề Cơ sở thực tiễn: - Từ thực tế giảng dạy thấy học sinh lúng túng việc giải toán dạng này, gặp em thường giải sai, kết lại khơng biết cách trình bày giải thích, đặc biệt học sinh giỏi khối lớp gặp phải đa số lúng túng, không định hướng cách giải Nhận thấy mảng kiến thức quan trọng chương trình em thi học sinh giỏi khối 9, lên trung học phổ thông - Trước áp dụng đề tài, nhận thấy đa số em sợ gặp phải dạng toán Khi gặp, đa số em thường không làm không hiểu bài, cách làm tập dạng này, số làm ít, số em khác có làm kết lại khơng biết cách trình bày cho logic hợp lý Vì vậy, tiến hành kiểm tra khảo sát phần kiến thức có liên quan tới dạng tốn kết thu thấp, cụ thể : 3/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT + Năm học 2013-2014: Khối Tổng Giỏi % số HS TS Trước 102 20 19,6 Khá TS % 22 21,6 Trung bình TS % 32 31,4 Yếu TS % 28 27,4 + Năm học 2014-2015: Khối Tổng Giỏi % số HS TS Trước 106 22 20,7 Khá TS % 24 22,6 Trung bình TS % 40 37,7 Yếu TS % 20 19 * Nguyên nhân do: - Học sinh chưa nắm kiến thức bản, sai, nhầm nhiều - Chưa nắm tính chất chất - Kiến thức mơn cịn q hẹp * Những biện pháp thực hiện: - Ơn tập cho học sinh tính chất chất vô cơ( kim loại, phi kim, oxit, axit, bazo, muối) chất hữu - Tổng hợp tập dạng tài liệu : SGK, SBT, sách tham khảo, đề thi học sinh giỏi, đề thi vào chuyên - Với tập trước giải cần hướng dẫn học sinh cách phân tích yêu cầu đề bài, định hướng cách giải - Lưu ý sau giải tập: + Khắc sâu vấn đề trọng tâm, điểm khác biệt + Nhắc lại, giảng lại số phần mà học sinh hay nhầm, khó hiểu phương trình phản ứng gặp khó + Mở rộng tổng qt hóa tập Chính tơi chọn đề tài nghiên cứu với nội dung: “Phân loại phương pháp giải dạng tập tự chọn lượng chất " với mong muốn giúp em hiểu, nắm vững mặt lý thuyết lẫn cách giải cụ thể dạng tập góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi hóa học 4/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT B NỘI DUNG ĐỀ TÀI I CƠ SỞ LÝ THUYẾT : - Trong phản ứng hóa học, chất tác dụng với theo tỉ lệ định lượng chất là: + Về số mol + Về khối lượng + Về thể tích - Khi ta cho chất lượng cụ thể chất khác tác dụng theo lượng cụ thể mà không làm sai lệch kết tính tổng quát toán II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI: - Dựa vào yêu cầu bài, ta lựa chọn đại lượng tổng quát lượng chất cụ thể - Từ yêu cầu cụ thể toán, ta chia tập lựa chọn lượng chất thành ba dạng: Dạng 1: Đại lượng tự chọn mol Dạng 2: Đại lượng tự chọn quy 100 Dạng 3: Đại lượng tự chọn phụ thuộc vào cho nhằm sau tính tốn triệt tiêu biểu thức toán học để thu số cụ thể III NỘI DUNG CỤ THỂ: Dạng 1: Đại lượng tự chọn mol: Phương pháp giải: + Chọn số mol chất hỗn hợp chất mol + Chọn mol nguyên tử, phân tử mol hỗn hợp chất phản ứng + Lựa chọn thể tích mol ( tốn chất khí) 1.Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hồ tan muối cacbonat kim loại M hóa trị n lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ta thu dung dịch muối sunfat 14,18% Xác định kim loại M ? * Nhận xét: Vì đầu chưa cho biết khối lượng cụ thể muối cacbonat kim loại M ta chưa biết khối lượng cụ thể axit phản ứng muối sunfat thu nên ta giả sử số mol muối M2(CO3)n phản ứng mol * Hướng dẫn giải Trước hết giả sử số mol muối M2(CO3)n phản ứng mol 5/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Theo đề ta có phương trình hóa học: M2(CO3)n + nH2SO4  M2(SO4)n + nCO2 + nH2O Theo phương trình phản ứng thì: Cứ (2M + 60n) gam cần 98n gam axit  (2M + 96n) gam muối sunfat 98n 100  1000n gam 9,8  m dd H 2SO4   m dd muèi  m M (CO3 )n  m dd H2SO4  m CO2 = 2M + 60n + 1000.n  44.n = (2M + 1016.n) gam C%dd muèi    2M  96 100  14,18 M = 28.n n M  2M  1016n 28 (loại) 56 (Fe) 84 (loại) n = ; M = 56 phù hợp M kim loại Fe Ví dụ 2: Hịa tan x gam kim loại M y gam dung dịch HCl 7,3% (lượng axit vừa đủ) thu dung dịch A có nồng độ 12,05% Xác định tên kim loại M? Bài làm * Nhận xét: Nhìn vào đề ta nhận thấy: khối lượng kim loại M( chưa rõ hóa trị) dung dịch HCl 7,3% phản ứng chưa biết (ẩn x, y) , theo đề dung dịch A thu sau phản ứng có nồng độ 12,05% Vậy với tập giải theo cách thơng thường ta nhận thấy có nhiều ẩn phép toán phức tạp Để đơn giản dễ hiểu ta lựa chọn cách giải tự chọn lượng chất: giả sử có mol kim loại M phản ứng từ tính tốn khối lượng axit, dung dịch sau phản ứng dựa vào phương trình hóa học * Hướng dẫn giải Giả sử có mol kim loại (hóa trị n, n 3 ) tham gia phản ứng: PTPƯ: 2M + 2nHCl 2MCln + nH2   Số mol n 0,5n Khối lượng (gam) M 36,5n M + 35,5n n Theo giả thiết ta có: mdd HCl  36,5n 100 500n (g) 7,3 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 6/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT mddMCln  mM  mddHCl  mH  M  500n  n mddMCln  M  499n  C % MCln   M  35,5n 100  12, 05 % M  499n => M = 28n Nếu n =   M = 28 ( loại) Nếu n =   M = 56 ( nhận) Nếu n =   M = 84 ( loại) Vậy M Sắt (Fe) Ví dụ 3: Cho dung dịch axit axetic có nồng độ x% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 10% thu dung dịch muối có nồng độ 10,25% Vậy x có giá trị sau đây? A 20% B 16% C 15% D.13% * Nhận xét: Với tập hữu ta thấy đề chưa cho biết khối lượng chất cụ thể , nhiên chất phản ứng có mối quan hệ tương quan nồng độ ta giả sử số mol CH3COOH phản ứng mol * Hướng dẫn giải Giả sử số mol CH3COOH phản ứng mol Phương trình hóa học: CH3COOH + NaOH  CH3COONa + H2O Theo p/ư: 60 gam  40 gam m dd CH3COOH   82 gam 60  100 gam x 40 100  400 gam 10 60 100 82 100   400  gam x 10,25 m ddNaOH  m dd muèi  x = 15%.(Đáp án C) Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm N2 có H2 có tỉ khối so với H2 3,6 Sau tiến hành phản ứng tổng hợp hỗn hợp Y có tỉ khối so với H Hiệu suất phản ứng tổng hợp là: A 10% B 15% C 20% D 25% * Nhận xét: Với tập hỗn hợp khí có liên quan đến khối lượng mol trung bình hỗn họp khí, học sinh thường lúng túng tháo gỡ vấn đề từ đâu, đặc biệt với tâp ví dụ em thường khơng biết cách tìm số 7/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT mol khí hỗn hợp Để dễ dàng cho việc tính tốn mà vân xác ta giả sử hỗn hợp khí ban đầu có mol * Hướng dẫn giải Xét mol hỗn hợp X, ta có: mx =1 M X = 7,2 gam Đặt n N  a mol , ta có n H 1  a mol 2 mx = 28a + 2(1  a) = 7,2  a = 0,2  n N  0,2 mol n H  0,8 mol N2 Ban đầu: Phản ứng: Sau phản ứng: +  H2 dư o xt, t   2NH3 3H2   p 0,2 0,8 x 3x (0,2  x) (0,8  3x) 2x 2x nY = (1  2x) mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mX = mY mY MY  nY     2x   7,2  x = 0,05 Hiệu suất phản ứng tính theo N2 0,05 100  25% (Đáp án D) 0,2 Qua ví dụ, nhận thấy vận dụng phương pháp giải tập hóa vơ cơ, hóa hữu tập hỗn hợp khí phức tạp Hướng dẫn phương pháp giải số tập cụ thể: Bài tập 1: Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH) lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu dung dịch muối trung hồ có nồng độ 27,21% Xác định kim loại M ? Hướng dẫn giải Xét mol M(OH)2 tham gia phản ứng M(OH)2 + H2SO4  MSO4 + 2H2O Cứ (M + 34) gam  98 gam  (M + 96) gam 98 100  490 gam 20  m dd H2SO4   m dd MSO4   M  34  490    M  96  100 27,21 8/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT  M = 64  M kim loại Cu Bài tập 2: Hỗn hợp A gồm Anken hiđro có tỉ khối so với H 6,4 Cho A qua niken nung nóng hỗn hợp B có tỉ khối so với H2 (giả thiết hiệu suất phản ứng xảy 100%) Công thức phân tử anken A C2H4.B C3H6 C C4H8 D C5H10 Hướng dẫn giải Xét mol hỗn hợp A gồm (a mol CnH2n (1a) mol H2) Ta có: 14.n.a + 2(1  a) = 12,8 (1) Hỗn hợp B có M  16  14n (với n  2)  hỗn hợp B có H2 dư Ni, t CnH2n + H2   CnH2n+2 a mol (1a) mol o Ban đầu: Phản ứng: a  a  a mol Sau phản ứng hỗn hợp B gồm (1  2a) mol H2 dư a mol C nH2n+2  tổng nB =  2a Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có mA = mB  nB  mB  MB   2a   12,8 16  a = 0,2 mol Thay a = 0,2 vào (1) ta có 140,2n + 2(1  0,2) = 12,8  n =  anken C4H8 (Đáp án C) Bài tập 3: Hịa tan a gam oxit kim loại có hóa trị II (khơng đổi) lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 4,9% thu dung dịch muối có nồng độ 5,88% Xác định tên kim loại Hướng dẫn giải Cách 1: Tính tốn bình thường theo u cầu theo số liệu cho Gọi công thức oxit có hóa trị (II) MO n MO  a (mol) M  16 Phương trình phản ứng: MO + H2SO4   (mol) a M  16 a M  16 MSO4 + a M  16 Khối lượng dung dịch axit cần dùng: m dd H SO4  98 100 a 2000a  ( gam) 4,9 ( M  16) M  16 9/30 H2O PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có khối lượng dung dịch muối sau phản ứng: m dd MSO4 = moxit + maxit = a + 2000a (gam) M  16 Khối lượng muối thu được: m MSO4  (96  M ) a M  16 (gam) Nồng độ phần trăm dung dịch muối thu được: ( M  96) a 2000a : (a  )} 100  5,88 M  16 M  16 ( M  96)a M  16   100 5,88 M  16 M  2016 M  96  100  5,88 M  2016  M  24 ( M Magie) C % ( MSO4 )  { * Với cách giải học sinh thường hay nhầm lẫn dẫn đến không giải kết giải sai phép toán phức tạp Cách 2: Giải theo phương pháp tự chọn lượng chất với đại lượng tự chọn mol Giả sử có mol MO phản ứng tương ứng với ( M + 16) (gam) Phương trình phản ứng: MO + H2SO4   MSO4 + H2O (mol) 1 1 Khối lượng dung dịch axit cần dùng: m dd H SO4  98 100  2000 ( gam) 4,9 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có khối lượng dung dịch muối sau phản ứng: m dd MSO4 = M + 16 + 2000 = M + 2016 (gam) M  96 100  5,88% M  2016 => M  24 ( M Magie) C % ( MSO4 )  Chú ý: Ngồi cách giải ta cịn giải tập theo phương pháp tự chọn lượng chất với đại lượng tự chọn 100 gam( giới thiệu phần sau) Bài tập 4: Hỗn hợp A gồm Anken hiđro có tỉ khối so với H 6,4 Cho A qua niken nung nóng hỗn hợp B có tỉ khối so với H (giả thiết hiệu suất phản ứng xảy 100%) Công thức phân tử anken là: A C2H4.B C3H6 C C4H8 D C5H10 10/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT dung dịch FeCl2 10% vừa đủ ( chất tác dụng hết) ta quy ước khối lượng dung dịch 100 gam tính tốn khối lượng dung dịch lại khối lượng muối tạo thành theo quy ước mà kết xác * Hướng dẫn giải: Giả sử có 100 gam dung dịch NaOH tham gia phản ứng n NaOH   100 20  0,5 mol 100 40 Phương trình phản ứng: FeCl2 + 2NaOH Mol 0,25 0,5 4Fe(OH)2 + O2 + Mol   Fe(OH)2 0,25 2H2O   0,25 0,0625 0,25 + 2NaCl 0,5 4Fe(OH)3 0,25 Theo giả thiết ta có: mdd FeCl2  0,25 126 100  315( gam) (MFeCl2 = 127 -> mdd =317,5 gam) 10 Số gam kết tủa: m Fe (OH )3  0,25 107  26,75 ( gam) Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mdd NaCl  mdd FeCl2  mdd NaOH  mO2  m Fe (OH )3 mdd NaCl = 317,5 + 100 + 32 0,0625 - 26,75 = 392,25 gam Khối lượng muối dung dịch sau phản ứng: mNaCl = 0,5 58,5 = 29,25 gam C %( NaCl )  29,25 100 7,5% (7,45%) 390,25 Ví dụ 2: Cho hỗn hợp A gồm CaCO3, Al2O3, Fe2O3, Al2O3 chiếm 10,2%; Fe2O3 chiếm 9,8% Nung hỗn hợp nhiệt độ cao thu hỗn hợp chất rắn B có khối lượng 67% khối lượng A Tính phần trăm khối lượng chất B * Nhận xét: Cũng tương tự ví dụ trên, với ví dụ ta quy ước khối lượng hỗn hợp A ban đầu 100 gam tính tốn khối lượng chất khác theo liệu đề dựa vào phương trình phản ứng Tuy nhiên dạng quy 100 ta cần ý xem phản ứng xảy có hồn tồn hay khơng, khơng xảy hồn tồn ta cần áp dụng khéo léo thêm 16/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT định luật như: Định luật bảo toàn khối lượng để việc tính tốn thuận lợi xác * Hướng dẫn giải: Giả sử khối lượng hỗn hợp A ban đầu 100 gam: m Al2O3  10,2 ( gam) => m Fe O  9,8 ( gam) mCaCO3  80 ( gam) PTPƯ: CaCO3 t  CaO + CO2 (1) Theo giả thiết, khối lượng chất rắn B 67 gam Theo phương trình (1): Độ giảm khối lượng = mCO = 100 – 67 =33 gam Theo phương trình (1): nCO2 nCaO nCaCO3 Vậy ( pu )  33  0,75 mol 44 mCaCO3 (phân hủy) = 0,75 100 = 75 (gam) mCaCO3 (dư) = 80 - 75 = (gam) mCaO = 56 0,75 = 42 (gam) Phần trăm theo khối lượng chất B là: 10,2 100  15,22%; 67  100  7,4%; 67 %m Al2O3  %m CaCO3 %m Fe2 O3  %m CaO  9,8 100 67 42 100 67  14,63%  62,69% Ví dụ 3: Nung mẫu đá vơi X có lẫn tạp chất MgCO 3, Fe2O3, Al2O3 đến khối lượng không đổi chất rắn A có khối lượng 59,3% khối lượng X Cho A vào nước lấy dư, khuấy kĩ thấy phần khơng tan B có khối lượng 13,49% khối lượng A Nung nóng B dịng khí CO dư đến phản ứng xảy hoàn toàn lượng chất rắn D có khối lượng 85% khối lượng B Tính phần trăm theo khối lượng CaCO3 X * Nhận xét: Cũng tương tự ví dụ trên, với ví dụ ta quy ước khối lượng hỗn hợp X ban đầu 100 gam tính tốn khối lượng chất khác theo liệu đề dựa vào phương trình phản ứng Tuy nhiên ví dụ ta cần đặt thêm ẩn tương ứng với số mol chất hỗn hợp ban đầu sau dựa vào đề thiết lập hệ phương trình gồm phương trình đại số ; giải tìm ẩn tính tốn % theo khối lượng CaCO3 X * Hướng dẫn giải: Giả sử ta nung 100 gam hỗn hợp X Đặt x, y, z, t số mol CaCO3, MgCO3, Fe2O3, Al2O3 17/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Phương trình phản ứng: CaCO3 t  CaO + CO2 o (1) MgCO3 t  MgO + CO2 Chất A có CaO, MgO, Fe2O3, Al2O3 (2) o mA  59,3 x100 59,3 (gam) 100 Cho A tác dụng với H2O dư: CaO + H2O   Ca(OH)2 (3) Ca(OH)2 + Al2O3   Ca(AlO2)2 Chất B gồm có MgO, Fe2O3 mB  59,3 13,49  ( gam) 100 Fe2O3 + 3CO t  2Fe + mD  Chất rắn D có MgO Fe: + H2O (3) 3CO2 85 8  6,8 ( gam) 100 Vậy ta có hệ phương trình sau: m X 100 x  84 y  160 z  102t 100 m A 56 x  40 y  160 z  102t 59,3 mB  40 y  160 z mD  40 y  56 z => 8 6,8 x 0,825 y 0,1 z 0,025 t 0,05 Khối lượng CaCO3 X là: mCaCO3 0,852 100 82,5 => %mCaCO  82,5 100 82,5% 100 Ví dụ 4: Hai kim loại giống ( nguyên tố R có hóa trị II) có khối lượng Cho thứ vào dung dịch Cu(NO 3)2 thứ hai vào dung dịch Pb(NO3)2 Sau thời gian, số mol hai muối nhau, lấy hai kim loại khỏi dung dịch thấy khối lượng thứ giảm 0,2%; khối lượng thứ hai tăng 28,4% Xác định nguyên tố R? * Nhận xét: Với tập ta dễ dàng nhận thấy tập tăng giảm khối lượng kim loại đem ngâm dung dịch muối Tuy nhiên khối lượng kim loại ban đầu ta chưa biết, bên cạnh đề cho biết mối quan hệ tăng giảm khối lượng kim loại sau nhấc khỏi dung dịch muối so với ban đầu (thí nghiệm 1: giảm 0,2%; thí nghiệm 2: tăng 28,4%) áp dụng cách làm thơng thường chưa thể giải tốn mà ta cần kết họp giải phương pháp tự chọn lượng chất cụ thể quy 100 18/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT * Hướng dẫn giải: Trước hết ta giả sử khối lượng kim loại R ban đầu thí nghiệm 100 gam - Thí nghiệm 1: R + Cu(NO3)2   R(NO3)2 + Cu  (1) - Thí nghiệm 2: R + Pb(NO3)2   R(NO3)2 + Pb  (2) Theo đề số mol muối R(NO3)2 hai thí nghiệm nên ta gọi n R ( NO ) thí nghiệm (1), (2) x mol Khối lượng kim loại R giảm thí nghiệm (1) là: 0,2 Rx  64 x  100 100 Rx  64 x 0,2 (*)  Khối lượng kim loại R tăng thí nghiệm (2) là: 28,4 100 100 207 x  Rx 28,4 (**) 207 x  Rx   Giải hệ phương trình gồm (*) (**) x=0,2; R= 65 Vậy R kim loại Zn Hướng dẫn phương pháp giải số tập cụ thể: Bài tập 1: Cho x gam dung dịch H2SO4 nồng độ y% tác dụng hết với lượng dư hỗn hợp Na, Mg Lượng khí H2 (khí nhất) thu 0,05x gam Viết phương trình phản ứng tính nồng độ phần trăm dung dịch H2SO4 Hướng dẫn giải: Giả sử khối lương dung dịch H2SO4 ban đầu 100 gam => nH  0,05 100 2,5 (mol ) Phương trình phản ứng: H2SO4 + 2Na   Na2SO4 H2SO4 + Mg   MgSO4 Do Na Mg cồn dư nên có phản ứng: 2Na + 2H2O   2NaOH + 2NaOH + MgSO4   Na2SO4 + Theo phương trình (1), (2) => n H Theo phương trình (3) => nH 2 ( pt 3) ( pt 1 ) n H SO4  + + H2 H2 (1) (2) H2 (3) Mg(OH)2 (1) y (mol ) 98 1 100  y 100  y  n H 2O    (mol ) 2 18 36 19/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Vậy tổng số mol H2 thu phương trình là: n H  y 100  y   2,5 98 36 => y = 15,81 => C %( H SO4 )  15,81% Bài tập Hòa tan a gam oxit kim loại có hóa trị II (khơng đổi) lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 4,9% thu dung dịch muối có nồng độ 5,88% Xác định tên kim loại Hướng dẫn giải: Giả sử có 100 gam dung dịch H2SO4 4,9% tham gia phản ứng n H SO4  4,9 100  0,05 (mol ) 100 98 Phương trình phản ứng: MO + H2SO4   MSO4 + H2O (mol) 0,05 0,05 0,05 Khối lượng oxit ban đầu: a = m MO  0,05 ( M  16) ( gam) Khối lượng muối thu được: m MSO  0,05 ( M  96) ( gam) Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có khối lượng dung dịch muối sau phản ứng: m dd MSO4 = moxit + maxit = 0,05(M + 16) + 100 = 0,05M + 100,8 (gam) 0,05( M  96) 100  5,88 0,05M  100,8  5M  480  0,294 M  592,704 C % ( MSO4 )  => M  24 ( M Magie) Một số tập tự luyện: Bài Cho hỗn hợp NaCl NaBr tác dụng với dung dịch AgNO dư tạo kết tủa có khối lượng khối lượng AgNO3 tham gia phản ứng Tính thành phần % khối lượng muối hỗn hợp ban đầu Đáp số: %m %m NaCl  27,84% NaBr  72,16% Bài 2: Hoà tan a gam M2(CO3)n lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10% thu dung dịch muối có nồng độ 15,09% Xác định cơng thức muối cacbonat Đáp số: CuCO3 Bài 3: 20/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Trung hoà dung dịch NaHSO3 26% cần dung dịch H2SO4 19,6% Nồng đọ phần trăm dung dịch sau trung hoà bao nhiêu? Đáp số 12,12% Bài 4: Khi cho a gam dung dịch H2SO4 nồng đô C% tác dụng với lượng dư hỗn hợp Na, Mg lượng khí H2 4,5% lượng dung dịch axit dùng Tính C% dung dịch H2SO4 Coi lượng nước bay không đáng kể Đáp số: 30% Bài 5: Muối A tạo kim loại M ( hoá trị II) phi kim X (hoá trị I) Hoà tan lượng A vào nước dung dịch A1 Nếu thêm AgNO3 dư vào A1 lượng kết tủa tách 188% lượng A Nếu thêm Na2CO3 dư vào dung dịch A1 lượng kết tủa tách 50% lượng A Xác định công thức muối A Đáp số: CaBr2 Bài 6: Nếu hoà tan a gam hỗn hợp A chứa Fe, FeO, Fe 2O3 dung dịch HCl dư lượng khí 1% khối lượng hỗn hợp ban đầu Nếu khử a gam hỗn hợp A H2 nóng dư thu lượng nước 21,15% khối lượng hỗn hợp ban đầu Tính phần trăm theo khối lượng Fe, FeO, Fe 2O3 hỗn hợp A Đáp số: 28%; 36%; 36% Bài 7: Hỗn hợp CaCO3, CaSO4 hoà tan axit H2SO4 vừa đủ Sau phản ứng đun nóng cho bay nước lọc lượng chất rắn 121,43% lượng hỗn hợp ban đầu Tính phần trăm khối lượng CaCO 3, CaSO4 hỗn hợp đầu Đáp số: 59,52%; 40,48% Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Mg, Fe oxi dư, sau phản ứng thấy khối lượng chất rắn nặng gấp 1,5 lần so với khối lượng chất rắn ban đầu Tìm phần trăm theo khối lượng kim loại hỗn hợp đầu Đáp số 30% 70%; Bài 9: Hịa tan hồn tồn m gam kim loại M dd HCl dư, thu V lít H (đktc) Mặt khác hịa tan hồn tồn m gam M dung dịch HNO loãng, thu muối nitrat M, H2O V lít khí NO (đktc) So sánh hóa trị M muối clorua muối nitrat 21/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Hỏi M kim loại nào? Biết khối lượng muối nitrat tạo thành gấp 1,905 lần khối lượng muối clorua Đáp số: MCl2 M(NO3)3 M kim loại Fe Bài 10 Hòa tan muối cacbonat kim loại M lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ta thu dung dịch muối có C% = 14,18% Xác định cơng thức muối cacbonat Đáp số: M kim loại Fe Bài 11: Khi hòa tan hết lượng kim loại R vào dung dịch H 2SO4 loãng vừa đủ vào dung dịch HNO3 lỗng vừa đủ lượng khí H2 NO tích (ở điều kiện) Đem cạn hai dung dịch sau phản ứng nhận khối lượng muối sunfat 62,81% khối lượng muối nitrat Xác định kim loại R Đáp số: R Fe Bài 12: Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH)2 lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu dung dịch muối trung hồ có nồng độ 27,21% Kim loại M kim loại nào? Đáp số: M Cu Bài 13: X hợp kim gồm (Fe, C, Fe 3C), hàm lượng tổng cộng Fe 96%, hàm lượng C đơn chất 3,1%, hàm lượng Fe3C a% Giá trị a Đáp số 13,5 Bài 14: Nung m gam đá X chứa 80% khối lượng gam CaCO (phần lại tạp chất trơ) thời gian thu chất rắn Y chứa 45,65 % CaO Tính hiệu suất phân hủy CaCO3 Đáp số 75% Bài 15: Hỗn hợp A gồm oxit kim loại hóa trị II muối cacbonat kim loại hịa tan hết H 2SO4 lỗng vừa đủ tạo khí B cịn dung dịch D Đem can dung dịch D thu lượng muối khan 168% lượng A Biết lượng khí B 44% lượng A Xác định kim loại A thành phần phần trăm thao khối lượng chất A Đáp số Kim loại hóa trị II Mg %MgO = 40% %MgCO3 = 60% 22/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Bài 16: Hỗn hợp gồm NaCl KCl tan nước thành dung dịch Thêm AgNO3 dư vào dung dịch tách lượng kết tủa 229,6% so với lượng hỗn hợp đầu Tìm % chất hỗn hợp đầu Đáp số %NaCl = 70,2% %KCl = 29,8% Bài 17: Hỗn hợp A gồm kim loại Al, Mg, Cu Oxi hố hồn tồn m gam hỗn hợp A thu 1,72m gam hỗn hợp oxit với hố trị cao kim loại Hồ tan m gam A dung dịch HCl dư thu 0,952m dm3 khí H2 (ở đktc) Tính % kim loại hỗn hợp A ( biết hoá trị kim loại khơng đổi thí nghiệm trên) Đáp số 30% Mg, 54% Al 16% Cu Bài 18: Nung nóng 1,32a gam hỗn hợp Mg(OH)2 Fe(OH)2 khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu chất rắn có khối lượng a gam Tính % khối lượng oxit tạo Đáp số 60% MgO 40% Fe2O3 Bài 19: Cho m gam hỗn hợp Na Fe tác dụng hết với axit HCl, dung dịch thu cho tác dụng với Ba(OH)2 dư lọc kết tủa nung khơng khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn nặng m gam Tính % theo khối lượng kim loại hỗn hợp đầu Đáp số %Na = 30% %Fe = 70% Bài 20: Cho x gam dung dịch H2SO4 lỗng nồng độ C% tác dụng hồn tồn với kim loại K Fe (dùng dư) sau phản ứng khối lượng dung dịch giảm 0,04694x gam Tính C% dung dịch H2SO4 Đáp số C% = 24,5% Bài 21: Khi nung hỗn hợp CaCO3 MgCO3 khối lượng chất rắn thu sau phản ứng nửa khối lượng ban đầu Tính thành phần % chất hỗn hợp đầu Đáp số %CaCO3 = 28,41% %MgCO3 = 79,59% Bài 22: Một loại đá vơi chứa 80% CaCO3 (phần cịn lại tạp chất trơ) Nung đá vơi tới phản ứng hồn tồn Hỏi khối lượng chất rắn thu sau nung % khối lượng đá trước nung % CaO chất rắn sau nung 23/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Đáp số %CaO = 69,14% Bài 23: Cho lượng oxit kim loại tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 9,8% thu dung dịch muối có nồng độ 14,815% Tìm kim loại Đáp số: Kim loại Cu Bài 24: Cho lượng CuO tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 19,6% thu dung dịch A, nồng độ % muối CuSO4 H2SO4 dung dịch A Xác định nồng độ % chất dung dịch A Đáp số: C %CuSO  C % H SO  11, 46% Bài 25: Cho hỗn hợp A gồm Mg Fe tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 19,6% loãng thu dung dịch B có nồng độ mol FeSO4 7,1% a Tìm nồng độ muối MgSO4 dung dịch B b Lấy 1,92g hỗn hợp A cho tác dụng hoàn toàn với 100ml dung dịch CuSO4 1M Tính nồng độ mol chất thu sau phản ứng, coi thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể Đáp số: a C % MgSO  16, 29% C M (CuSO b C M (MgSO  0, M , C ) ) M ( FeSO )  0,15M  0, 45M Bài 26: Trong cốc đựng muối cacbonat kim loại hóa trị I Thêm từ từ dung dịch H2SO4 10 % vào cốc khí vừa hết thu muối sunfat nồng độ 13,63 % Hỏi muối cacbonat kim loại Đáp số: Muối Na2CO3 - % khối lượng tăng thêm = 37,75(%) - Thể tích dung dịch AgNO3 cần dùng = 250 ml Bài 27: Cho bột sắt tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng 78,4% thu dung dịch A giải phóng khí SO2 Tính nồng độ % chất dung dịch A, biết nồng độ % Fe2(SO4)3 nồng độ % H2SO4 Đáp số: C% = 34% Bài 28: Cho lượng bột CaCO3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl 32,85% Sau phản ứng thu dung dịch X, nồng độ HCl cịn lại 24,20% Thêm vào X lượng bột MgCO sau khuấy cho phản ứng xảy hoàn 24/30 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT tồn thu dung dịch Y, nồng độ HCl cịn lại 21,10%.Tính nồng độ phần trăm muối CaCl2 MgCl2 dung dịch Y Đáp số: C %CaCl  10,53% C % MgCl  3,54% 2 Dạng 3: Đại lượng tự chọn phụ thuộc vào đề cho nhằm triệt tiêu biểu thức toán học phức tạp thành số cụ thể: Phương pháp giải: Đây dạng nâng cao tương đối khó phức tạp, để giải ta cần phải khéo léo lựa chọn giá trị cho thông số, cho ẩn cho phù hợp nhằm giảm bớt phép toán phức tạp đơn giản hóa vấn đề, đưa tốn dạng Sau số ví dụ cụ thể Ví dụ 1: Đốt cháy hồn toàn m gam ancol R, sản phẩm thu cho qua bình đựng dung dịch nước vơi dư thấy khối lượng bình tăng thêm p gam có t m p gam kết tủa Xác định công thức R Biết p = 0,71t; t = 1,02 * Nhận xét: Thông thường ta chọn cho thông số giá trị phù hợp để chuyển phân số phức m p tạp số đơn giản để tính tốn Ở ta nên chọn t = 1,02 = 100 * Hướng dẫn giải: m p Chọn t = 1,02 = 100 = mCaCO => p = 71 gam, m = 31 gam Đặt công thức tổng quát ancol R CxHyOz t0 C x H y Oz + y z ( x   ) O2   CO2 + Ca(OH)2   Theo phương trình (2) => nC nCO2  nCaCO3  xCO2 CaCO3 + H2O  (mol ) Khối lượng bình tăng lên: mH O p = mCO  2 => m H O  71  44  27 ( gam)  n H 2O 1,5 (mol ) Vì n H O  nO  2 nCO2 nên ancol R ancol no 31  (12  1,5 2)  (mol ) 16 25/30  y H 2O (1) (2) ... (6x – 2y)H2O (1) t0 FexOy + y CO t  x Fe + y CO2 (2) (2)t0 Fe + H2SO4   Fe2(SO4)3 Theo phương trình (1) n SO2 ( PT 1)  Theo phương trình (2) (3) Theo giả thiết nSO => ( PT 3) n SO2 ( PT 3)... ứng:   Cl2 + 2R 2RCl (1) Số mol 2   Cl2 + X XCl2 (2) Số mol 1 m M R R Theo giả thiết m  M X X m RCl M R  71  m XCl M X  71 Từ (1) (2) ta có  3,375  2,126  M R  3,375M X  M R ... (1) - Thí nghiệm 2: R + Pb(NO3)2   R(NO3)2 + Pb  (2) Theo đề số mol muối R(NO3)2 hai thí nghiệm nên ta gọi n R ( NO ) thí nghiệm (1), (2) x mol Khối lượng kim loại R giảm thí nghiệm (1) là: