SKKN Mở rộng bài tập phản ứng oxi hóa Khử trong dung dịch chất điện li 1 1 MỞ ĐẦU 1 1 Lý do chọn đề tài Trong dạy học hóa học, mỗi một phần nội dung kiến thức đều vô cùng quan trọng Nó là cơ[.]
1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong dạy học hóa học, phần nội dung kiến thức vơ quan trọng Nó sở, tiền đề để tiếp thu, để phát triển nội dung kiến thức khác Để nâng cao chất lượng dạy học phát triển lực nhận thức cho học sinh ta có nhiều biện pháp, phương pháp khác Trong đó, giải tập hóa học với tư cách phương pháp dạy học có tác dụng tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện phát triển học sinh, thước đo thực chất nắm vững kiến thức kỹ hóa học học sinh Trong chương trình hóa học phổ thơng dung lượng kiến thức phản ứng oxi hóa - khử tương đối lớn, phạm vi sử dụng rộng, xuyên suốt q trình hóa học phổ thơng Khái niệm phản ứng oxi hóa - khử củng cố, hoàn thiện phát triển qua lớp học Ở lớp 10 nghiên cứu phản ứng oxi hóa khử sở lý thuyết chủ đạo cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học cân bằng, phân loại phản ứng oxi hóa – khử, tập bảo toàn electron Đến lớp 11 khái niệm phản ứng oxi hóa khử củng cố mở rộng dung dịch chất điện li qua nghiên cứu nhóm nguyên tố VA, IVA Đến lớp 12 khái niệm phản ứng oxi hóa - khử phát triển mở rộng phần pin điện hóa phản ứng điện phân, nhóm ngun tố nhơm, sắt, crom, đồng Là giáo viên tham gia giảng dạy môn hóa học trường trung học phổ thơng, tơi nhận thấy cần có hệ thống tập cụ thể, đầy đủ, với độ xác cao, nhằm mục đích củng cố, phát triển hồn thiện nội dung kiến thức phần phản ứng oxi hóa - khử cho học sinh nhằm phục vụ tốt cho kì thi THPTQG Vì thế, tơi lựa chọn triển khai đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “MỞ RỘNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI” 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu, xây dựng, tuyển chọn sử dụng tập phản ứng oxi hóa khử xảy dung dịch chất điện li SangKienKinhNghiem.net - Trang bị cho học sinh hệ thống tập nhằm củng cố phát triển kiến thức cho học sinh phản ứng oxi hóa - khử dung dịch chất điện li - Nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học trường THPT 1.3 Đối tượng nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu: Bài tập oxi hóa - khử dung dịch chất điện li + Khách thể nghiên cứu: Những học sinh lớp 11A1, 12A1 Trường PT Nguyễn Mộng Tuân năm học 2018 -2019 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tư liệu sản phẩm hoạt động sư phạm - Phương pháp quan sát thực tế: quan sát cách cân phản ứng oxi hóa khử, cách giải tập bảo toàn electron, tập phản ứng oxi hoá - khử dung dịch điện li học sinh - Phương pháp hỏi đáp: trao đổi trực tiếp với giáo viên, học sinh vấn đề liên quan đến nội dung đề tài 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm - Sử dụng tập hóa học để củng cố phát triển khái niệm phản ứng oxi hóa - khử dung dịch chất điện li - Trích dẫn nhiều tập chuyên sâu phản ứng oxi hóa – khử dung dịch chất điện li có đề thi THPTQG năm gần - Tôi phân thành dạng từ dễ đến khó Ở tập có hướng dẫn học sinh phân tích đề cách vận dụng lí thuyết cho dạng Sau giải xong dạng tập tơi đưa số tập có đáp án khơng có đáp án để học sinh tự giải, tự rèn luyện kĩ tư sáng tạo em SangKienKinhNghiem.net NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN Trong số mơn học tự nhiên Hóa Học mơn khoa học nghiên cứu chất, biến đổi chất ứng dụng đời sống sản xuất Nhưng học sinh THPT, lượng kiến thức lại nhiều, đặc biệt việc vận dụng kiến thức vào giải tập đề thi THPTQG cịn gặp nhiều khó khăn - Bài tập hóa học vấn đề lí thuyết, thực tiễn thuộc ngành khoa học hóa học mơ hình hóa kiện dạng tập nhận thức đặt cho học sinh dạng câu hỏi, tốn tìm lời giải đáp họ tiếp thu kiến thức kĩ hóa học - Như vậy, tập lời giải nguồn tri thức học sinh Để giải tập, học sinh cần tìm kiếm tri thức học, nguồn thông tin bổ sung, sử dụng cách thức tư sáng tạo phương pháp nhận thức khoa học - Bài tập hóa học tạo điều kiện phát triển tư học sinh, giải tập đòi hỏi học sinh phải suy lí, qui nạp, diễn dịch, loại suy Khi kết hợp tập hóa học với hoạt động tự lực sách giáo khoa tài liệu tham khảo, tập hóa học có vai trị kích thích, định hướng nhận thức việc nghiên cứu để tìm tịi, giải vấn đề đặt - Kiến thức lí thuyết tập phần phản ứng oxi hóa – khử nội dung kiến thức vô quan trọng, xuyên suốt q trình mơn hóa học THPT Đặc biệt tập phản ứng oxi hóa – khử chương điện li - Trong tất đề thi THPTQG năm gần có tập dạng lí thuyết tập mức độ thông hiểu hay vận dụng thấp, vận dụng cao thuộc nội dung kiến thức phản ứng oxi hóa – khử, học sinh thường bị vướng mắc kĩ mức độ nắm bắt kiến thức chưa vững - Tôi lựa chọn triển khai đề tài sáng kiến kinh nghiệm “MỞ RỘNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI” với mong muốn em học sinh nắm vững kiến thức phương SangKienKinhNghiem.net pháp giải tốn phản ứng oxi hóa - khử dung dịch điện li Từ giúp em tạo hứng thú học tập mơn hóa học nâng cao chất lượng học tập Nhằm giúp em đạt kết cao kì thi THPTQG 2.2 THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Thuận lợi - Bản thân tơi giáo viên có nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy chương trình hố học cấp THPT - Học sinh nhiệt tình học tập hố học Khó khăn - Kiến thức hố học lớp học sinh chưa chắn đặc biệt kiến thức phản ứng oxi hóa – khử - Học sinh chưa vận dụng thành thạo tập phản ứng oxi hoá khử tập mức độ vận dụng vận dụng cao đề thi THPTQG - Phần lớn học sinh chưa làm tập bảo toàn electron, bảo tồn điện tích 2.3 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 2.3.1 Nêu kiến thức cần nắm chương phản ứng oxi hóakhử 2.3.1.1 Các khái niệm phản ứng oxi hóa- khử Định nghĩa * Phản ứng oxi hóa - khử phản ứng có trao đổi electron nguyên tử chất tham gia phản ứng làm biến đổi số oxi hóa chúng * Qui tắc tính số oxi hóa + Số oxi hóa nguyên tố đơn chất + Tổng số oxi hóa nguyên tử phân tử + Trong hợp chất số oxi hóa nguyên tử H thường +1 (trừ hidrua kim loại),của nguyên tử oxi thường -2 (trừ OF2, peroxit) Của kim loại điện tích ion đơn nguyên tử kim loại SangKienKinhNghiem.net + Tổng số oxi hóa nguyên tử ion điện tích ion Dựa vào thay đổi số oxi hóa nguyên tử phản ứng oxi hóa – khử mà ta xác định cho, nhận electron 2.3.1.2 Các phương pháp lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa - khử Thơng thường ta sử dụng chủ yếu hai phương pháp là: Phương pháp thăng electron phương pháp thăng ion - electron * Phương pháp thăng electron Phương pháp dựa nguyên tắc: Tổng sô electron chất khử nhường phải tổng số electron mà chất oxi hóa nhận ( ne cho = n e nhận) Ví dụ: Lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa - khử theo sơ đồ sau: Fe(NO3)3 + NO + H2O FeO + HNO3 Bước 1: Xác định số oxi hóa nguyên tố có số oxi hóa thay đổi 2 5 3 2 FeO H NO3 Fe(NO3 )3 N O H O Bước 2: Viết trình oxi hóa, q trình khử cân q trình Fe3+ + 1e (1) Fe2+ trình oxi hóa N+2 N+5 +3e q trình khử (2) Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho: ne cho = n e nhận Hệ số (1) 3; Hệ số (2) Bước 4: Đặt hệ số vừa chọn vào cơng thức hóa học tương ứng, hồn thành phương trình hóa học 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3FeO + 10HNO3 Nhận xét: Phương pháp thăng electron không nhữngthiết lập phương trình hóa học mà cịn chất oxi hóa, chất khử, oxi hóa, khử Từ phương pháp thăng electron ta ứng dụng giải tập có nhiều phản ứng oxi hóa - khử sở bảo toàn electron SangKienKinhNghiem.net Tuy nhiên phương pháp thăng electron khơng phân tích rõ chất phản ứng oxi hóa- khử dung dịch chất điện li * Phương pháp thăng ion - electron Phương pháp dựa nguyên tắc: Tổng số e chất khử nhường = Tổng số e chất oxi hóa nhận Ví dụ: Lập phương trình phản ứng hóa học phản ứng oxi hóa - khử NO 2 MnO 4 H NO3 Mn 2 Bước 1: Xác định số oxi hóa nguyên tố có số oxi hóa thay đổi 3 5 7 NO 2 Mn O 4 H NO3 Mn 2 Bước 2: Viết q trình oxi hóa, q trình khử cân trình theo nguyên tắc + Viết dạng tồn dung dịch chất oxi hóa, chất khử, sản phẩm bị khử bị oxi hóa + Xét đến tham gia chất tạo môi trường cách: thêm vào phương trình khử phương trình oxi hóa sau: Thêm vào vế Thêm vào vế dư oxi Thiếu oxi Môi trường axit sinh axit H+ H2O Môi trường bazo sinh bazo H2O OH- Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho: ne cho = n e nhận sau cộng q trình oxi hóa q trình khử vào phương trình ion phản ứng cho 5 NO 2 H O N O3_ 2e 2H 7 MnO 4 8H 5e Mn 2 4H O 5NO 2 2MnO 4 6H 5NO3 2Mn 2 3H O Nhận xét: Đây phương pháp khoa học để lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa khử xảy dung dịch chất điện li Phương pháp phân tích rõ: SangKienKinhNghiem.net + Chất oxi hóa - khử; chất khử- oxi hóa + Vai trị mơi trường phản ứng oxi hóa - khử + Bản chất phản ứng oxi hóa - khử dung dịch chất điện li 2.3.2 Phát triển kiến thức phản ứng oxi hóa - khử dung dịch chất điện li chương trình hóa học 11 Ở chương trình lớp 11, sở thuyết điện li nghiên cứu nhóm nguyên tố: Nhóm nitơ, Nhóm cacbon Khái niệm phản ứng oxi hóa - khử củng cố phát triển chất phản ứng oxi hóa - khử xảy dung dịch chất điện li Từ kiến thức mở rộng, đào sâu khái niệm phản ứng oxi hóa - khử mà học sinh vận dụng giải vấn đề học tập như: Ví dụ: Vì kim loại Cu khơng tan dung dịch HCl dung dịch NaNO3, lại tan hỗn hợp dung dịch HCl, NaNO3? Phân tích Cu đứng sau H dãy hoạt động hoá học kim loại nên Cu không tan HCl không tác dụng với dd NaNO3 đơn lẻ, hỗn hợp HCl, NaNO3 Cu tan tạo dung dịch màu xanh khí khơng màu bay lên hố nâu ngồi khơng khí NO3- có tính oxi hố mạnh mơi trường axit H+ Cu có tính khử Trong dung dịch chất điện li xảy phản ứng oxi hóa - khử sau: CuCl2 + NaCl + 2NO + H2O 3Cu + HCl + 2NaNO3 2NO + O2 (Không màu) 2NO2 ( nâu đỏ) Bản chất phản ứng là: Cu2+ + NO + H2O 3Cu + H+ + NO3 Nhờ có tiếp xúc đồng thời chất khử (Cu) chất oxi hố (có NaNO3 với chất tạo môi trường: H+ từ HCl mà phản ứng oxi hóa – khử xảy ra, thành phần khác như: Na+, Cl- thực chất không tham gia vào phản SangKienKinhNghiem.net ứng hoá học Như khái quát: muối Nitrat có khả oxi hố Cu mơi trường axit Ví dụ: Thêm dung dịch H2SO4 lỗng vào dd Fe(NO3)2 thấy bọt khí khơng màu dung dịch khơng màu đổi thành màu vàng Viết phương trình hố học dạng ion xác định vai trò chất phản ứng? Phân tích 3Fe3+ + NO + 2H2O 3Fe2+ + NO3 + H+ Phương pháp cân ion – electron Vận dụng kiến thức học sinh hiểu rõ chất trình oxi hoá- khử xảy dung dịch chất điện li có ảnh hưởng mơi trường, thường gặp mơi trường axit 2.3.3 Phát triển kiến thức phản ứng oxi hóa - khử phản ứng điện phân hóa học lớp 12 * Khái niệm điện phân: Điện phân thực q trình oxi hóa - khử bề mặt điện cực tác dụng dòng điện chiều bên * Cơ chế điện phân Tại catot: Xảy khử chất oxi hóa R Rn+ + ne Nếu catot có mặt đồng thời nhiều chất oxi hóa thuộc cặp oxi hóa khử khác với điện điện phân thích hợp, chất oxi hóa thuộc cặp oxi hóa khử điện cực cao hơn, tức có tính oxi hóa mạnh bị khử trước Thứ tự khử gần từ dễ đến khó quy ước sau: (1) Ưu tiên trước hết khử cation từ cuối dãy điện hóa Ví dụ: Au3+, Ag+, Fe3+, H+, Fe2+, Zn2+ H2 + 2OH(2) Khử H2O: 2H2O +2e (3) Khử : Al3+, Mg2+, K+ Các cation kim loại mạnh không bị khử điện phân dung môi nước(trừ trường hợp sử dụng catot vật liệu đặc biệt) Tại anot: Xảy oxi hóa chất khử SangKienKinhNghiem.net Rn+ + ne R - Nếu anot có mặt đồng thời nhiều chất khử thuộc cặp oxi hóa - khử khác chất khử thuộc thuộc cặp oxi hóa – khử điện cực thấp hơn, tức có tính khử mạnh bị oxi hóa trước - Nếu anot kim loại thơng thường anot bị oxi hóa, ta có tượng anot tan - Nếu anot trơ cách gần xếp thứ tự oxi hóa xảy anot điện phân dung dịch nước từ dễ đến khó là: (1) Các anion gốc axit khơng có oxi: S2-,, I-, Br-, Cl(2) Khử H2O: O2 + 4H+ +4e 2H2O (3) Khử OH-: O2 +2H2O +4e 4OH- (4) Ion F- anion gốc axit có oxi NO3 ; SO24 nói chung khơng bị oxi hóa điện phân dung dịch (trừ trường hợp đặc biệt) * Phân loại điện phân - Điện phân nóng chảy: Dùng để điều chế kim loại có tính khử mạnh Na, Ca, Al…… - Điện phân dung dịch chất điện li với điện cực trơ (hay anot trơ) Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl2 Sơ đồ điện phân: 2+ O CuCl2 H Cu + 2Cl Anot có: Cl-, H2O 2e + Cl2 oxi hóa: 2Cl- Catot có: Cu2+, H2O Cu khử: Cu2+ +2e Cu + Cl2 Phương trình điện phân: CuCl2 dpdd Ví dụ: Điện phân dung dịch AgNO3 H O Ag NO3 Sơ đồ điện phân: AgNO3 Anot có: NO3 , H O 4e +O2 +4H+ oxi hóa: 2H2O Catot có: Ag , H O Ag+ khử: Ag+ + 1e 4Ag +4HNO3 + O2 Phương trình điện phân: 4AgNO3 +2 H2O dpdd SangKienKinhNghiem.net * Biểu thức định luật Faraday Số mol electron trao đổi điện cực: n e It 9600 I(ampe): cường độ dịng điện; t thời gian điện phân Ví dụ: Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol CuSO4 0,12 mol HCl điện cực trơ, I= 1,433 A Tính thề tích khí anot Phân tích n CuSO4 0,2, n HCl n Cu2 0,2 0,12 n H 0,12 , n 0,12 Cl ne It 1,344.4.60.60 0,2 96500 96500 Ta thấy Cu2+> H+ tính oxi hóa nên catot ion Cu2+ bị khử trước Phản ứng xảy catot Cu Cu2+ + 2e 0,1 0,2 Ta thấy Cu2+ chưa khử hết, dư( 0,2 - 0,1=0,1) Vậy H+ chưa diện phân Phản ứng xảy anot: Thứ tự xảy sau: Cl2 2Cl- - 2e 012 0,12 0,06 Ta nhận thấy 0,12 < 0,2 ( số mol electron điện cực) chứng tỏ có H2O điện phân 4e 2H2O + O2 (0,2- 0,12) + 4H+ 0,02 Thể tích khí anot : VCl O 0,08.22,4 1,792(lit) 2 2.3.4 BÀI TẬP PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI VÀ CÁCH SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC 2.3.4.1 Bài tập hóa học giúp định hướng hoạt động học sinh nhằm xây dựng phát triển kiến thức mới, kỹ cho học sinh Sử dụng nghiên cứu muối nitrat 10 SangKienKinhNghiem.net Vì kim loại Cu không tan dung dịch HCl, dung dịch NaNO3, lại tan hỗn hợp dung dịch HCl, NaNO3? Phân tích Cu đứng sau H dãy hoạt động hố học kim loại nên Cu khơng tan HCl không tác dụng với dung dịch NaNO3 đơn lẻ, hỗn hợp HCl, NaNO3 Cu tan tạo dung dịch màu xanh khí khơng màu bay lên hố nâu ngồi khơng khí do: NO3- có tính oxi hố mạnh mơi trường axit H+ Cu có tính khử Trong dd chất điện li xảy phản ứng oxi hóa – khử sau: CuCl2 + NaCl + 2NO + H2O 3Cu + HCl + 2NaNO3 2NO 2NO2 + O2 (Không màu) ( nâu đỏ) Bản chất phản ứng Cu2+ + NO + H2O 3Cu + H+ + NO3 Đến học sinh củng cố kiến thức cũ: Phản ứng Cu axit nitric lỗng Qua học sinh thấy vai trị ion NO3 môi trường axit Vậy kiến thức hình thành phát triển Sử dụng nghiên cứu tínhchất hóa học hợp chất sắt Fe(II) Thêm dd H2SO4 lỗng vào dd Fe(NO3)2 thấy bọt khí khơng màu dung dịch khơng màu đổi thành màu vàng Viết phương trình hố học dạng ion xác định vai trò chất phản ứng? Phân tích Tính chất hóa học đặc trưng hợp chất Fe(II) tính khử là: Fe3+ Fe2+ - 1e 3Fe3+ + NO + 2H2O 3Fe2+ + NO3 + H+ Fe3+ Fe2+: chất khử Fe2+ - 1e NO + 2H2O NO3 + H+ + 3e NO3 chất oxi hóa Qua kiến thức cũ học sinh củng cố: 11 SangKienKinhNghiem.net - Lập phương trình phản ứng oxi hóa- khử phương pháp thăng ion – electron - Vận dụng kiến thức học sinh hiểu rõ chất trình oxi hố – khử xảy dung dịch chất điện li có ảnh hưởng mơi trường, thường gặp môi trường axit 2.3.4.2 Bài tập nhằm phát triển lực vận dụng, củng cố kiến thức kỹ cho học sinh Hòa tan hỗn hợp gồm 0,01 mol FeO 0,02 mol Fe2O3 dung dịch có chứa 0,14 mol HCl thu dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch KMnO4 dư axit hóa dung dịch H2SO4 lỗng thu khí B Viết phương trình hóa học tính thể tích khí B (ở đktc) Phân tích n FeO 0,01 0,14 molHCl / H SO ddA ddKMnO Khí B n , 02 Fe2O3 4 FeCl2 + H2O FeO + 2HCl 0,01 0,02 0,01 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 +6HCl 0,02 0,12 0,04 HCl phản ứng hết FeCl 0,01(mol) Dung dịch A chứa , sau FeCl2 bị oxi hóa KMnO4 FeCl 0,04(mol) mơi trường axit H2SO4 Phương trình hóa học phản ứng: 10FeCl2 + 6KMnO4 + 24 H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 10Cl2 + 24H2O 5Fe2(SO4)3 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 10FeCl3 + 6KMnO4 + 24 H2SO4 15Cl2 + 24H2O Vậy n Cl 0,07(mol) VCl 1,568(lit) 2 12 SangKienKinhNghiem.net 2.3.4.3 Bài tập sử dụng hiệu định luật bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố để củng cố phát triển kiến thức phản ứng oxi hóa - khử Hịa tan hết 8,56 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 CuO 400ml dung dịch HNO3 1M, kết thúc phản ứng thu dung dịch Y 0,01 mol NO( sản phẩm khử nhất) Điện phân dung dịch Y(điện cực trơ, không màng ngăn, hiệu suất 100%) với cường độ dịng điện khơng đổi 5A, 1giờ 20 phút 25 giây Khối lượng catot tăng lên tổng thể tích khí ra(đktc) hai điện cực kết thúc điện phân A 2,4 gam 1,4 lít B 2,4 gam 1,848 lít C 1,28 gam 1,4 lít C 1,28 gam 2,744 lít Phân tích Phương trình hóa học phản ứng Cu(NO3)2 + H2O CuO + 2HNO3 0,02 0,04 0,02 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 0,03 0,28 0,09 0,01 Cu ( NO3 ) Dung dịch Y sau phản ứng có Fe( NO3 ) HNO du ne n Cu2 0,02 n Fe3 0,09 n 0,31 NO3 n 0,08 H It 5(3600 20.60 25) 0,25 96500 96500 Điện phân dung dịch Y( Cu2+, Fe3+, H+, NO3 , H2O) Phản ứng xảy anot: 4H+ + O2 2H2O – 4e 0,25 0,25 0,0625 Các phản ứng xảy catot: Thứ tự điện phân catot: Fe3+> Cu2+>H+>Fe2+ Fe2+ Fe3+ + 1e 13 SangKienKinhNghiem.net 0,09 0,09 Cu Cu2+ + 2e 0,02 0,04 Ta dễ nhận thấy: 0,09 + 0,04 < 0,25 suy Fe2+ Cu2+ điện phân hết H+ điện phân (bao gồm lượng ban đầu lượng anot) điện phân n H 2H+ 0,25 0,08 0,33 H2 + 2e 0,12 0,12 0,06 Vậy H+ dư, Fe2+ chưa điện phân: Khối lượng catot tăng lên khối lượng Cu bám lên mCu= 64.0,02= 1,28 gam V (0,06 0,0625).22,4 2,744(lit) Chọn đáp án D 2.3.4.4 Một số dạng toán vận dụng phản ứng oxi hóa – Khử mở rộng tham khảo Bài tập trắc nghiệm khách quan có lời giải Bài Hịa tan 5,6 gam bột Fe 300 ml dung dịch HCl 1M, sau phản ứng thu dung dịch X khí H2 Cho lượng dư dung dịch AgNO3 vào dung dịch X thu m gam chất rắn Giá trị m A 28,7 B 39,5 C 53,85 D 45,75 Phân tích nFe=0,1 mol; nH+= 0,3 mol Phương trình hóa học phản ứng FeCl2 +H2 Fe + 2HCl 0,1 0,2 0,1 n H du 0,1 Dung dịch X chứa n Fe2 0,1 n 0,3 Cl 14 SangKienKinhNghiem.net Khi Cho AgNO3 vào dung dịch X ta có phản ứng oxi hóa - khử ion Fe 2 ion NO3 mơi trường axit Phương trình hóa học: 3Fe3+ + NO + 2H2O 3Fe2+ + 4H+ + NO3 0,075 0,1 AgCl Ag+ + Cl- 0,3 0,3 0,3 Ta thấy Fe2+ dư ( nFe dư= 0,1- 0,075= 0,025) nên Fe2+ tác dụng với Ag+: Fe3+ + Ag Fe2+ + Ag+ 0,025 0,025 Chất rắn thu là: AgCl Ag mrắn sau phản ứng = 0,3.143,5 + 0,025.108= 45,75 gam Chọn đáp án D Bài 2: Hịa tan hồn tồn 1,5 mol Cu mol Fe dung dịch NaNO3 có pha thêm dung dịch H2SO4, biết sau phản ứng sinh khí NO2 sản phẩm khử Số mol NaNO3 tối thiểu cần dùng A B.10 C.11 D.12 Phân tích Cần ý ion NO3 có tính oxi hóa mơi trường axit tương tự axit nitric HNO3 Vì Cu Fe bị oxi hóa tạo thành Fe3+ Cu2+ Lượng NO3 tối thiếu để đủ oxi hóa hết Fe phần Cu Sau lượng Cu dư tan dung dịch Fe3+ Kết cuối dung dịch có chứa Fe2+ Cu2+ Đến thực phản ứng bán oxi hóa – khử để giải toán Fe2+ Fe – 2e Cu2+ Cu – 2e 1,5 NO2 + H2O NO3 + 2H+ + e 5 Vậy n NaNO Chọn đáp án A 15 SangKienKinhNghiem.net Bài 3: Tính thể tích (lít) dung dịch HNO3 1M (lỗng) tối thiểu để hịa tan hoàn toàn hỗn hợp chứa 0,15 mol Fe 0,15 mol Cu ( biết NO sản phẩm khử nhất) A B 0,6 C.0,8 D 1,2 Phân tích Tính khử Fe > Cu nên Fe tham gia phản ứng trước Cu, thể tích dùng HNO3 tối thiểu toàn lượng Cu phản ứng với ion Fe3+ Fe2+ Fe - 2e 0,15 Cu 0,3 Cu2+ - 2e 0,15 0,3 4H+ + NO3 + 3e NO +2 H2O Vậy: ne nhận = 0,3 + 0,3 = 0,6 nH+= 0,8 n HNO 0,8 VHNO3 0,8 0,8 Chọn đáp án C Bài 4: Cho 0,03 mol Fe vào dung dịch HCl dư, sau thời gian thểm KNO3 vào dung dịch sau phản ứng Thể tích khí thu ( biết N+5 bị khử N+2) ? A 0,224 B 1,008 C 0,672 D 0,896 Phân tích Phương trình hóa học phản ứng Fe + 0,03 FeCl2 2HCl 0,06 0,03 + H2 0,03 Dung dịch thu chứa H+ dư, Fe2+ Khi cho thêm dung dịch KNO3 vào dung dịch xảy oxi hóa ion Fe2+ 3Fe3+ + NO + 2H2O 3Fe2+ + 4H+ + NO3 0,03 0,01 Vkhi (0,03 0,01).22,4 0,896 Chọn đáp án D 16 SangKienKinhNghiem.net Bài 5: Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 0,15 mol HCl có khả hòa tan tối đa số gam Cu (Biết NO sản phẩm khử nhất) A 2,88 B 3,92 C 3,2 5,12 Phân tích Ta thấy Cu tham gia phản ứng với Fe3+ đồng thời Cu bị oxi hóa ion NO3 mơi trường axit Ta có phương trình ion thu gọn sau Cu2+ + 2Fe2+ 2Fe3+ + Cu 0,01 0,005 3Cu2+ + 2NO +4H2O 3Cu + 8H+ + NO3 0,045 0,12 0,03 mCu tối đa = (0,045 + 0,005).64 = 3,2 gam Chọn đáp án C Bài 6: Cho 17,8 gam bột Fe vào 0,8 lít dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 H2SO4 0,25M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu m gam hỗn hợp bột kim loại NO( sản phẩm khử nhất, đktc) A 16,8 B17,8 C 13,48 D 10,68 Phân tích Đối với tập nhiều học sinh trung bình cho Fe tác dụng trực tiếp với H2SO4 lỗng, giải phóng khí H2 mà khơng để ý đến vai trị ion nitrat mơi trường axit dẫn đến học sinh mắc phải sai lầm n 2 0,16 n Cu( NO3 )2 0,16 Cu ; n NO3 0,32 n H 2SO4 0,2 n H 0,4 Phương trình hóa học phản ứng 3Fe3+ + NO + 4H2O 3Fe + 8H+ + NO3 0,15 Fe 0,16 0,4 0,1 Fe2+ + Cu + Cu2+ 0,16 0,16 m= 17,8 - (0,31.56) +(0,16 64) = 10,68 gam Chọn đáp án D 17 SangKienKinhNghiem.net Bài 7: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO4 có nồng độ x mol/l, kết thúc điện phân catot bắt đầu có bọt khí Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 16 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị x A 1,25 B 0,5 C D Phân tích Sơ đồ điện phân dung dịch CuSO4 catot: anot Cu Cu2+ + 2e 0,2x 0,4x 2H2O 4H+ + O2 - 4e 0,2x 0,4x 0,1x Khi catot bắt đầu có khí Cu2+ điện phân hết Khối lượng dung dịch giảm khối lượng Cu khỏi dung dịch khí O2 mgiảm = 0,2x.64 + 0,1x.32 = 16 x= Bài 8: Điện phân 300 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,105M NaCl 0,2M cho catot bắt đầu có bọt khí dừng lại Dung dịch sau điện phân có giá trị pH A B.2 C.7 D.8 Phân tích n Cu( NO3 )2 0,0315 ; n NaCl 0,06 Điện phân hỗn hợp dung dịch Cu(NO3)2 NaCl Catot anot Cu2+, Na+, H2O Cl-, NO3 , H2O Cu2+ Cu 2e Cl2 2Cl- - 2e 0,063 0,06 + 0,0315 0,06 Ta nhận thấy: 0,06 < 0,063 Chứng tỏ anot H2O bị điện phân Q trình oxi hóa H2O anot: 2H2O 4H+ + O2 - 4e 0,003 Vậy [H+] = 0,003 0,003 0,01M 102 M pH = Chọn đáp án B 0,3 18 SangKienKinhNghiem.net Bài 9: Điện phân dung dịch có hịa tan 13,5 gam CuCl2 14,9 gam KCl( có màng ngăn điện cực trơ) thời gian 5790 giây với cường độ dòng điện 5A Dung dịch sau điện phân trung hịa vừa đủ V lít dung dịch H2SO4 1M Giá trị V A 0,15 B 0,05 C 0,2 D 0,1 Phân tích n CuCl2 0,1 ; n KCl n Cu2 0,1 0,2 ; n Cl 0,4 ; n 0,2 K ne It 5.5790 0,3 96500 96500 Điện phân hỗn hợp dung dịch muối Catot anot Cu Cu2+ + 2e 0,1 2Cl- 0,2 Cl2 - 2e 0,3 0,3 2OH- + H2 2H2O + 2e 0,1 0,1 Vậy Cl- điện phân chưa hết dư: 0,4 – 0,3 = 0,1 Phương trình phản ứng trung hịa: OH- H2O + H+ 0,1 VH 2SO4 0,05 0,05 0,1 Chọn đáp án B Bài 10: Điện phân 200 ml dung dịch Y gồm KCl 0,1M Cu(NO3)2 0,2M với cường độ dòng điện 5A thời gian 1158 giây, điện cực trơ, màng ngăn xốp Giả sử H2O bay không đáng kể Độ giảm dung dịch sau điện phân A 3,59 gam B 2,31 gam C 1,67 gam D 2,95 gam Phân tích n KCl 0,02 ; n Cu( NO3 )2 n K 0,02 n 0,02 Cl 0,04 ; ; n 0,04 Cu2 n NO 0,08 ne It 5.1158 0,06 96500 96500 19 SangKienKinhNghiem.net Điện phân hỗn hợp dung dịch muối Catot Cu2+ 0,03 anot Cu + 2e 0,06 2Cl- Cl2 - 2e 0,03 0,02 2H2O 0,01 4H+ + O2 - 4e 0,04 0,01 Khối lượng dung dịch giảm: mgiảm = mCu mO mCl 0,03.64 0,01.32 0,01.71 2,95 Chọn đáp án D 2 Bài tập trắc nghiệm khách quan khơng có lời giải Bài 1: Cho hỗn hợp Fe, Cu vào dung dịch AgNO3 dư sau phản ứng kết thúc dung dịch thu có chất tan A Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 B Fe(NO3)3, Cu(NO3)2, AgNO3 C Fe(NO3)3, Cu(NO3)2 D Fe(NO3)2, Cu(NO3)2, AgNO3 Bài 2: Điện phân hỗn hợp dung dịch gồm CuSO4, Fe2(SO4)3 thu dung dịch chứa hai chất tan Dung dịch gồm A H2SO4 CuSO4 B H2SO4, Fe2(SO4)3 C.H2SO4 FeSO4 D FeSO4, CuSO4 Bài 3: Muối Fe2+ làm màu dung dịch KMnO4 mơi trường axit tạo ion Fe3+ Cịn ion Fe3+ tác dụng với I- tạo I2 Fe2+ Sắp xếp chất oxi hóa ion Fe3+, I2, MnO4- theo thứ tự mạch dần A MnO4- < Fe3+< I2 B MnO4-