Skkn áp dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh các bài toán hóa học trung học cơ sở

1 Phần mở đầu 1 1 Lý do chọn đề tài Trong quyển những vấn đề chung về đổi mới giáo dục trung học cơ sở môn Hóa học phần đổi mới phương pháp dạy học có viết “ Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tí[.]

1 Phần mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài Trong vấn đề chung đổi giáo dục trung học sở mơn Hóa học phần đổi phương pháp dạy học có viết: “ Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư sáng tạo người học; bồi dưỡng cho người học lực tự học, khẳ thực hành, lịng say mê học tập ý chí vươn lên” (luật giáo dục 2005 Điều quy định) Cũng viết: Mục đích đổi phương pháp dạy học trường phổ thông thay đổi lối dạy học truyền thụ chiều sang dạy học theo “ phương pháp dạy học tích cực”… Vì nâng cao chất lượng dạy học nói chung chất lượng dạy học Hóa học nói riêng nhiệm vụ quan trọng giáo viên Hóa học trường THCS Làm để em học sinh khơng cịn “sợ hãi” trước tập nhiều chất tác dụng với nhau, nhiều phương trình phản ứng phức tạp; nhiều phương trình tốn học? Câu hỏi ln hữu đầu tơi Việc bồi dưỡng học sinh có lực học tập khá, giỏi đòi hỏi giáo viên phải định hướng phân loại dạng tập cho học sinh, với dạng trước hết em phải tìm phương pháp tối ưu để giải tập nhanh, gọn, xác Chính thế, q trình giảng dạy, tìm tịi, nghiên cứu tơi mạnh dạn viết sáng kiến kinh nghiệm: ‘‘Áp dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh tốn hóa học trung học sở’’ Sáng kiến tài liệu tham khảo dễ hiểu, giúp em có nhìn đơn giản tốn phức tạp đồng thời giải chúng cách nhanh hiệu 1.2 Mục đích nghiên cứu  Qua nghiên cứu đề tài sáng kiến kinh nghiệm vận dụng vào ôn tập cho học sinh lớp 8-9 ôn thi học sinh giỏi, giúp em áp dụng thành thạo phương pháp quy đổi để giải nhanh tập mà phương pháp truyền thống giải lâu hiệu Việc làm có tác dụng nâng cao hiệu dạy thầy học trị giúp em đạt kết cao kì thi học sinh giỏi kì thi THPT Quốc gia sau 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Đề tài đề cập số ví dụ minh họa áp dụng học sinh khá, giỏi lớp - trường THCS Thạch Cẩm - Vận dụng vào nội dung cụ thể giải tốn có nhiều thay đổi số oxi hóa tập hỗn hợp nhiều chất có tính chất tương tự 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tư liệu để xây dựng sở lí luận đề tài nghiên cứu - Khảo sát thực tiễn qua thông tin mạng qua thực trạng học mơn Hóa học trường THCS mà tơi dạy để có nhìn khái qt thực trạng dạy học mơn Hóa học phần giải tập hỗn hợp nhiều chất skkn - Phương pháp trao đổi kinh nghiệm: Tiến hanhg trao đổi kinh nghiệm,học hỏi từ đồng nghiệm có kiến thức liên quan đến việc nghiên cứu Nội dung 2.1 Cơ sở lí luận Trong hóa học, dạng tập phản ứng oxi hóa khử phổ biến đa dạng, có nhiều đề thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh năm gần Với phương pháp thông thường phương pháp đại số, đặt ẩn, lập hệ gồm nhiều phương trình, thời gian khó khăn để học sinh tìm kết cho dạng tập Với tập có nhiều chất tham gia phản ứng thay đổi số oxi hóa q nhiều học sinh cần biết cách đưa tập phức tạp dạng đơn giản Như vậy, em giải mà làm nhanh Để giúp cho giáo viên học sinh giải khó khăn trên, tơi xin trình bày sáng kiến phương pháp giải tốn Hóa rút ngắn thời gian, nâng cao tư có đáp án tốn nhanh nhất, xác cao Đây phương pháp nguyên tắc phương pháp là: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất thành hỗn hợp chất hơn(thường quy đổi só chất hỗn hợp số kiện đề cho)hoặc quy đổi chất giả định Phương pháp giúp học sinh thiết lập mối liên hệ dễ dàng, giải dạng tập gồm nhiều chất phản ứng kim loại hỗn hợp oxit sắt, đồng, muối đồng hỗn hợp oxit kim loại kiềm, kiềm thổ 2.2 Thực trạng vấn đề Qua thực tế giảng dạy, nhận thấy học sinh làm tập có hai chất phản ứng có thay đổi số oxi hóa Các em thường bế tắc giải tốn hóa học mà có nhiều chất thay đổi số oxi hóa Đa phần học sinh chưa xác định thay đổi số oxi hóa nguyên tố hợp chất chứa nhiều nguyên tố, em thường sợ giải tốn hóa học thuộc loại em khơng biết xác định Có số phương pháp sử dụng phương pháp trung bình hay bảo tồn số mol ngun tố cho làm học sinh hay bị nhầm lẫn cách xác định số oxi hóa Cịn phương pháp quy đổi đưa hỗn hợp nhiều chất số lượng chất phản ứng học sinh dễ dàng xác định số oxi hóa thiết lập hệ phương trình đơn giản để giải Trước chưa áp dụng đề tài kết bồi dưỡng học sinh giỏi huyện phụ trách thấp, cụ thể năm học 2016 – 2017; 2017-2018 sau: Năm học 2016-2017: TT Họ tên học sinh Điểm thi HSG Điểm thi chọn Điểm thi huyện ĐT tỉnh HSG tỉnh Lê Nguyên Thực 11,5 Nguyễn Thị Huyền Trang 10,5 Điểm bình quân 11 skkn Năm học 2017-2018: TT Họ tên học sinh Điểm thi HSG Điểm thi chọn Điểm thi huyện ĐT tỉnh HSG tỉnh Nguyễn Thị Vũ Hà 13 Nguyễn Thị Thảo 12 Điểm bình quân 12,5 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Trên sở lí luận thực trạng vấn đề phân tích trên, thấy để giải vấn đề cần phải rèn luyện cho học sinh phương pháp giải toán hóa học cách đơn giản tư Vì tơi cần nghiên cứu mặt ưu, nhược phương pháp thật kĩ lưỡng, định luật bắt buộc học sinh phải nắm vững phương pháp quy đổi, cần soạn giải toán Hóa theo phương pháp theo nhiều hướng quy đổi khác để giáo viên học sinh áp dụng hiệu Cần ý tới lực học sinh tiếp thu phương pháp này, tiến hành thực nghiệm đánh giá kết học sinh sử dụng phương pháp quy đổi để giải tốn hóa gồm nhiều chất phản ứng phức tạp 2.3.1 Các định luật vận dụng a Định luật bảo toàn khối lượng: Nội dung: Khối lượng chất tham gia phản ứng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng Trong cần vận dụng hệ quả: Hệ 1: Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng, ms khối lượng chất sau phản ứng Dù phản ứng xảy với hiệu suất ta có: mT = mS Hệ 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo hợp chất ta ln có: Khối lượng chất = khối lượng cation+khối lượng anion Khối lượng cation anion ta coi khối lượng nguyên tử cấu tạo thành b Định luật bảo toàn nguyên tố: Nội dung định luật: Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng tổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng Nội dung định luật hiểu tổng số mol nguyên tố bảo toàn phản ứng c Định luật bảo tồn điện tích: Ngun tử trung hịa điện nên phân tử ln trung hịa điện ta có: Hay:  2.3.2 Các hướng quy đổi giải tốn hóa học skkn a Quy đổi 1: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất nguyên tử tương ứng( phù hợp với học sinh THPT) Khi gặp toán hỗn hợp nhiều chất chất gồm nguyên tố ta quy đổi thẳng hỗn hợp nguyên tử tương ứng Ví dụ 1: Hỗn hợp đầu gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 quy đổi nguyên tử Fe O Ví dụ 2: Hỗn hợp ban đầu gồm Cu, CuS, Cu2S, S quy đổi nguyên tử Cu S Ví dụ 3: Hỗn hợp ban đầu gồm Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, Cu2S, S quy đổi Fe, Cu, S b Quy đổi 2: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất hỗn hợp hai chất(đây hướng quy đổi phù hợp với học sinh THCS) Ví dụ 1: Hỗn hợp đầu gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 quy đổi hai chất hỗn hợp đầu: (Fe, FeO), (Fe, Fe3O4), (Fe, Fe2O3), (FeO, Fe3O4), (FeO, Fe2O3), (Fe3O4, Fe2O3) FexOy Ví dụ 2: Hỗn hợp Y ban đầu gồm Cu, CuS, Cu 2S, S quy đổi về: (Cu,CuS), (Cu, Cu2S), c Quy đổi 3: Quy đổi tác nhân oxi hóa- khử( phù hợp với học sinh THPT) 2.3.3 Ngun tắc quy đổi: Một tốn quy đổi theo nhiều hướng khác nhau, nhiên cần thỏa mãn số điều kiện sau: - Không làm thay đổi nguyên tố hỗn hợp - Hỗn hợp sau quy đổi phản ứng phải cho sản phẩm giống sản phẩm hỗn hợp ban đầu - Khối lượng hỗn hợp ln bảo tồn, số mol hỗn hợp thay đổi tùy theo cách quy đổi - Quy đổi giả định nên số mol sản phẩm giá trị âm, nhiên tổng số mol dương Lưu ý: - Phương pháp đặc biệt phát huy tác dụng toán hỗn hợp sắt oxit sắt, hỗn hợp hợp chất sắt, đồng, - Hướng quy đổi cho lời giải nhanh hay áp dụng học sinh THPT - Hướng quy đổi tính xác cao gặp sai lầm, phù hợp với đối tượng học sinh THCS - Hướng quy đổi khó sử dụng - Trong trình làm thường kết hợp với phương pháp khác: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, - Các giá trị giả định sau quy đổi, giải nhận giá trị âm 2.3.4.Bài tập áp dụng Bài Bài 1: Nung giải: m gam bột sắt oxi, thu 3,0 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 dư, thoát 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử nhất) Xác định giá trị m skkn Quy đổi 1: Quy đổi hỗn hợp X thành Fe(x mol) Fe2O3(y mol) Ta có: mX = 56x + 160y = 3,0 (I) Các PTHH: Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (2) Theo PTHH (1) ta có: x = 0,025 (II) Từ (I) (II) x = 0,025; y = 0,01 Theo bảo toàn nguyên tố Fe: Quy đổi 2: Quy đổi hỗn hợp X thành Fe(x mol) FeO(y mol) Ta có: mX = 56x + 72y = 3,0 (III) Các PTHH: Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 3FeO + 10 HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (3) Theo PT (1) (3) ta có: x + y/3 = 0,025 (IV) Từ (III) (IV) 56x + 72y = 3,0 x = 0, 015 x + y/3 = 0,025 y = 0,03 Theo bảo toàn nguyên tố Fe: Hoặc quy đổi hỗn hợp X thành: FexOy PTHH: 3FexOy + (12x – 2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x – 2y)NO + (6x - y)H2O Theo PTHH ta thấy: nFexOy = 3/(3x-2y)nNO = 0,075/(3x-2y) (V) Mặt khác: nFexOy = 3/(56x + 16y) (VI) Từ (V) (VI) ta có: 3/(56x+16y) = 0,075/(3x-2y) x/y = 3/2 nFe3O2 = 3/200 = 0,015 nFe ban đầu = 3.0,015 = 0,045 mol m = 2,52 gam Lưu ý: Trong trường hợp ta quy đổi hỗn hợp X ban đầu hỗn hợp đơn giản sau (FeO Fe2O3; Fe3O4 Fe2O3; Fe Fe3O4; FeO Fe3O4) chí chất FexOy Tuy nhiên, học sinh nên quy đổi hai chất mà có số oxi hóa trước sau phản ứng số nguyên để việc cân phản ứng hóa học nhanh dễ Bài 2: Hịa tan hoàn toàn 30,4 gam chất rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S S HNO3 dư, thoát 20,16 lít khí NO (đktc) dung dịch Y Thêm Ba(OH) dư vào Y thu m gam kết tủa Tính m skkn Bài giải: Quy đổi Quy đổi hỗn hợp X thành Cu(x mol) S(y mol) Phương trình hóa học: 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O S + 2HNO3 H2SO4 + 2NO Cu(NO3)2 + Ba(OH)2 Cu(OH)2 + 2HNO3 H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2H2O Theo PTHH ta có: 64x + 32y = 30,4 x = 0,3 2x+ 6y = 2,7 y = 0,35 (1) (2) (3) (4) nBaSO4 = nH2SO4 = nS = 0,35 (mol); nCu(OH)2 = nCu(NO3)2 = nCu = 0,3(mol) m = 0,3.98 + 0,35.233 = 110,95 gam Quy đổi Quy đổi hỗn hợp X thành: Cu: (x mol) CuS: (y mol) Phương trình hóa học: 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) 3CuS + 14HNO3 3Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 8NO + 4H2O (2) Cu(NO3)2 + Ba(OH)2 Cu(OH)2 + 2HNO3 (3) H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2H2O (4) Theo phương trình hóa học ta có: 64x + 96y = 30,4 x = - 0,05 2x+ 8y = 2,7 y = 0,35 Theo bảo toàn nguyên tố Cu S ta có : nCu(OH)2 = ∑ nCu=n Cu+ nCuS=−0,05+0,35=0,3(mol) nBaSO4 = nS = nCuS = 0,35 (mol) m = 0,3.98 + 0,35.233 = 110,95 (gam) Lưu ý: Chúng ta quy đổi hỗn hợp X thành (Cu CuS) (CuS Cu2S) thu kết Sử dụng phương pháp giúp học sinh rèn luyện tư giải toán nhanh, xác khoa học Bài 3: Hịa tan 21,9 gam hỗn hợp A gồm Na, Na 2O, Ba, BaO vào nước dư, phản ứng hoàn toàn thu dung dịch B chứa 20,52 gam Ba(OH) có 1,12 lít khí Giải:ra (đktc) Tính khối lượng NaOH có dung dịch B thoát skkn Bài giải : Quy đổi Quy đổi hỗn hợp A thành Na, Na2O BaO PTHH : 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1) Na2O + H2O 2NaOH (2) BaO + H2O Ba(OH)2 (3) Theo (1), (2) , (3) ta có: nNa = nNaOH(1) = 2nH2 = 2x0,05 = 0,1 mol mNa = 0,1.23 = 2,3 (g) nBaO = nBa(OH)2 = 0,12 (mol) Vì mNa + mNa2O + mBaO = 21,9 mBaO = 0,12x153 = 18,36 gam mNa2O = 21,9 – 18,3 – 2,3 = 1,24 (g) Vì nNaOH(2) = 2nNa2O = 2x0,02 = 0,04 mol (mol) nNaOH(B) = 0,1 + 0,04 = 0,14 mNaOH(B) = 0,14x40 = 5,6 (g) Quy đổi Quy đổi hỗn hợp A thành Ba, Na2O BaO PTHH : Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 (1) Na2O + H2O 2NaOH (2) BaO + H2O Ba(OH)2 (3) Theo PTHH ta có: nBa(1) = nBa(OH)2(1) = nH2 = 0,05 mol nBaO(3)= nBa(OH)2(3) = 0,12 – 0,05 = 0,07 mol Vì mNa2O + mBa + mBaO = 21,9 nên mNa2O = 21,9 – 0,05x137 – 0,07x153 = 4,34 gam nNa2O = 4,34/62 = 0,07 mol nNaOH(B) = 2nNa2O = 2x0,07 = 0,14 (mol) mNaOH(B) = 0,14x40 = 5,6 (g) Bài 4: Nung m gam bột Cu oxi thu 24,8 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Cu, CuO Cu2O Hịa tan hồn tồn X H2SO4 đặc nóng 4,48 lít khí SO2 (đktc) Tính m Bài giải: nSO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol Quy đổi Quy đổi hỗn hợp X thành Cu CuO ta có : Phương trình hóa học : skkn Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O (1) CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (2) Theo PTHH (1) ta có: nCu = nSO2 = 0,2 mol mCu = 0,2x64 = 12,8 gam mCuO = 24,8 – 12,8 = 12 gam nCuO = 12/80 =0,15 mol Bảo toàn số mol nguyên tố Cu ta có : Quy đổi Quy đổi hỗn hợp X thành CuO Cu2O ta có : Phương trình hóa học : Cu2O + 3H2SO4 2CuSO4 + SO2 + 3H2O (1) CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (2) Theo PTHH (1) ta có: nCu2O = nSO2 = 0,2 mol mCu2O = 0,2x144 = 28,8 gam mCuO = 24,8 – 28,8 = -4 gam nCu = -4/80 = -0,05 mol Bảo tồn số mol ngun tố Cu ta có : nbđ = nCu(X) = nCu(CuO) + nCu(Cu2O) = -0,05 + 2x0,2 = 0,35 mol m = mCu(bđ) = 0,35x64 = 22,4 gam Quy đổi Quy đổi hỗn hợp X thành Cu(x mol) Cu2O(y mol) ta có : Phương trình hóa học : Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O (1) Cu2O + 3H2SO4 2CuSO4 + SO2 + 3H2O (2) Theo PTHH ta có : x + y = 0,2 x = 0,05 64x + 144y = 24,8 y = 0,15 Bảo toàn số mol nguyên tố Cu ta có : nbđ = nCu(X) = nCu + nCu(Cu2O) = 0,05 + 2x0,15 = 0,35 mol m = mCu(bđ) = 0,35x64 = 22,4 gam Bài 5: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Tính m Bài giải: skkn nNO = 1,344/22,4 = 0,06 mol Quy đổi hỗn hợp đầu hỗn hợp hai chất Fe Fe2O3: Phương trình hóa học: Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (2) Theo PTHH (1), (2) ta có: nFe = nFe(NO3)3(1) = nNO = 0,06 mol mFe = 0,06x56 = 3,36 gam mFe2O3 = 11,36 – 3,36 = gam nFe2O3 = 8/160 = 0,05 mol nFe(NO3)3(2) = 2.nFe2O3 = 2x0,05 = 0,1 mol 0,1 = 0,16 mol nFe(NO3)3(1;2) = 0,06 + m = mFe(NO3)3(X) = 0,16x242 = 38,72 gam Bài 6: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 2O3 Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl (dư) Sau phản ứng xảy hoàn toàn, dung dịch Y; cô cạn Y thu 7,62 gam FeCl2 m gam FeCl3 Tính m Bài giải: nFeCl2 = 7,62/127 = 0,06 mol Quy đổi hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 thành FeO Fe2O3 Phương trình hóa học: FeO + 2HCl FeCl2 + H2O (1) Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2) Theo PTHH ta có: nFeO = nFeCl2 = 0,06 mol mFeO = 0,06x72 = 4,32 gam mFe2O3 = 9,12 – 4,32 = 4,8 gam 0,06 mol nFeCl3(Y) = 2.nFe2O3 = 2x4,8/160 = m = mFeCl3(Y) = 0,06x162,5 = 9,75 gam Bài 7: Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Na, Na 2O, Ba, BaO vào nước, thu 0,3 mol khí H2 dung dịch X Hấp thụ 0,64 mol CO vào dung dịch X, thu dung dịch Y chứa muối kết tủa Z Chia dung dịch Y làm phần nhau: - Cho từ từ phần vào 200 ml dung dịch HCl 1,2M 0,15 mol khí CO2 - Cho từ từ 200 ml dung dịch HCl 1,2M vào phần 2, 0,12 mol khí CO2 Biết phản ứng xảy hoàn toàn, HCl phản ứng hết hai thí nghiệm Tính giá trị m Bài giải: 10 skkn nHCl = 0,2.1,2 = 0,24(mol); nH2 = 0,3(mol); nCO2 = 0,64(mol) Vì nCO2(P1) = 0,15 mol ≠ nCO2(P2) = 0,12 mol nên dung dịch Y chứa hai muối( muốt trung hòa muối axit) Ba chuyển hết vào kết tủa BaCO3; dung dịch Y chứa NaHCO3 Na2CO3, không chứa Ba(HCO3)2 Xét phần 2: Vì đổ từ từ HCl vào Y nên thứ tự phản ứng xảy sau: NaCl + NaHCO3 (1) Na2CO3 + HCl Do có khí nên Na2CO3 hết NaCl + CO2 + H2O (2) NaHCO3 + HCl Mol: 0,12 0,12 Theo (2) nHCl(2) = nCO2(2) = 0,12(mol) Theo (1)nNa2CO3 = nHCl(1) = 0,24 – 0,12 = 0,12(mol) nNa2CO3(Y) = 0,12.2 = 0,24 (mol) Xét phần 1: Vì đổ từ từ dung dịch Y vào HCl nên phản ứng xảy đồng thời: 2NaCl + CO2 + H2O (3) Na2CO3 + 2HCl Mol: a 2a a NaCl + CO2 + H2O NaHCO3 + HCl Mol: b b (4) b Gọi a, b số mol tương ứng Na2CO3 NaHCO3 phản ứng Ta có: a=0,09 {2a+b=0,15 { a+b=0,24 b=0,06 Vì nNa2CO3(đã PƯ) = 0,09 mol < nNa2CO3(1/2 dung dịch Y) = 0,12 mol nên muối dư, axit hết nNa2 CO 0,09 Ta lại có: nNaHCO = 0,06 = (mol) Nên nNaHCO3(Y) = 2/3.nNa2CO3 = 0,16 Bảo toàn số mol nguyên tố C, Na, Ba ta có: nCO2 = nNa2CO3 + nNaHCO3 + nBaCO3 nBaCO3 = 0,24 (mol) 0,64(mol) 0,24 + 0,16 + nBaCO3 = 0,64 nNaOH(X) = 2nNa2CO3 + nNaHCO3 = Quy đổi hỗn hợp Na, Na2O, Ba, BaO thành hỗn hợp Na, Na2O BaO 2NaOH + H2 (5) PTHH: 2Na + 2H2O Na2O + H2O 2NaOH (6) BaO + H2O Ba(OH)2 (7) Theo PTHH(5; 6; 7) ta có: nNa = nNaOH(5) = 2.nH2 = 0,6(mol) 11 skkn nNa2O = 1/2nNaOH(6) = 0,64−0,6 =0,02( mol) nBaO = nBa(OH)2 = nBaCO3 = 0,24(mol) m = 0,6×23 + 0,02×62 + 0,24×153 = 51,76(gam) Bài 8: Nung x mol Fe 0,15 mol Cu khơng khí thời gian thu 63,2 gam hỗn hợp chất rắn X Hịa tan hồn tồn hỗn hợp chất rắn H2SO4 đặc nóng,dư thu dung dịch Y 6,72 lít khí SO 2(đktc) Tính giá trị x Bài giải: Quy đổi 63,2 gam hỗn hợp chất rắn chất: FeO(x mol); Cu(y mol) CuO(z mol); nSO2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol Ta có phương trình hóa học: 2FeO + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O (1) Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O (2) CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (3) Theo phương trình hóa học ta có: nSO2(1) = 1/2nFeO = 0,5x mol nSO2(2) = nCu = y mol Vì: nSO2 = 0,3 mol 0,5x + y = 0,3 x= 0,7 mX = 63,2 gam 72x + 64y + 80z = 63,2 y = -0,05 Bảo toàn số mol Cu: y + z = 0,15 z =0,2 Vậy x = 0,7 mol 12 skkn Bài 9: Để m gam phôi bào sắt khơng khí thời gian thu hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho khí CO qua X nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn Y hỗn hợp khí Z Cho toàn Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hoàn toàn, thu gam kết tủa Mặt khác, hịa tan hồn tồn Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu 1,008 lít khí SO (đktc, sản phẩm khử nhất) dung dịch chứa 18 gam muối Tìm giá trị m Bài giải: Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp chứa Fe Fe2O3 nSO2 = 1,008/22,4 = 0,045 mol; nCO2 = 4/100 = 0,04 mol; nFe2(SO4)3 = 18/400 = 0,045 mol Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 (1) 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (2) Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (3) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (4) Theo PTHH ta có: nFe = 2/3nSO2 = 0,03 mol; nFe2(SO4)3(2) = 1/3nSO2 = 0,015 mol nFe2(SO4)3(3) = 0,045 – 0,015 = 0,03 (mol) nFe2O3 = nFe2(SO4)3 = 0,03 mol mY = 56.0,03 + 160.0,03 = 6,48 (g) Mặt khác: nO(bị tách) = nCO2 = nCaCO3 = 0,04 mol Ta có: mX = mO(bị tách) + mY = 0,04.16 + 6,48 = 7,12 (g) Lưu ý: Ngồi ta quy đổi X hỗn hợp chất: FeO Fe 2O3 Fe2O3 Fe3O4 cho kết quả, không quy đổi X chất Fe FeO FeO Fe 3O4 hỗn hợp có tính chất khác so với hỗn hợp X ban đầu Bài 10: Hỗn hợp X gồm Mg, MgO, Zn, ZnO S Nung 56,4 gam X bình kín (khơng chứa khơng khí) sau thời gian, thu hỗn hợp Y Chia Y thành phần nhau: - Cho phần vào dung dịch H2SO4 loãng(dư) đến phản ứng xảy hồn tồn, thu 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí - Hịa tan hồn tồn phần dung dịch H2SO4 đặc, nóng(dư), thu 11,2 lít(đktc) khí SO2(sản phẩm khử nhất) dung dịch Z Tính % khối lượng S hỗn hợp X Bài giải: Quy đổi hỗn hợp X thành: M, MO S Nung X: M + S MS (1) Hỗn hợp Y chứa: MO, MS, M(dư), S(dư) Phần 1: 13 skkn M + H2SO4 MS + H2SO4 MO + H2SO4 MSO4 + H2 MSO4 + H2S MSO4 + H2O (2) (3) (4) 4,48 Theo phương trình hóa học(1,2,3) nkhí = nM(P1)= 22,4 =¿0,2(mol) 11,2 Xét phần 2: nSO2 = 22,4 = 0,5(mol); nM(p2) = nM(p1) = 0,2(mol) SO2 tạo phần thực tế M S hỗn hợp đầu phản ứng với H 2SO4 đặc, nóng tạo M + 2H2SO4 MSO4 + SO2 + H2O (5) Mol: 0,2 0,2 S + 2H2SO4 3SO2 + 2H2O (6) Mol: 0,1 0,3 Phần % khối lượng S hỗn hợp ban đầu là: %mS = 0,1×32 ×2 ×100 %=11,35 % 56,4 Bài 11: Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCl2, FeCl3 axit H2SO4 đặc nóng, 4,48 lít khí SO2 ( sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch Y Thêm NH3 dư vào dung dịch Y thu 32,1 gam kết tủa Tính giá trị m Bài giải: Quy đổi hỗn hợp X hỗn hợp gồm chất: Fe FeCl3 4,48 32,1 nSO2 = 22,4 = 0,2 mol; nFe(OH)3 = 107 =0,3 mol Phương trình hóa học: 2Fe + 6H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) 2FeCl3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 6HCl (2) Fe2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O  2Fe(OH)3 + 3(NH4)2SO4 (3) Theo phương trình hóa học ta thấy: nFe(1) = 2/3nSO2 = 0,4/3 = 2/15 mol nFe2(SO4)3(1) = 1/3nSO2 = 0,2/3 = 1/15 mol nFe2(SO4)3(3) = 1/2nFe(OH)3 = 0,15 mol nFe2(SO4)3(2) = 0,15 – 1/15 = 1/12 mol 14 skkn nFeCl3(2) = 2nFe2(SO4)3(2) = 1/6 mol mX = mFe + mFeCl3 = 2/15x56 + 1/6x162,5 = 34,55 gam Lưu ý: Hỗn hợp X quy đổi hỗn hợp hai chất Fe FeCl hỗn hợp hai chất có tính chất khác so với hỗn hợp ban đầu Bài 12: Cho 17,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, S , FeS , FeS tan hoàn toàn 130 gam dung dịch H2SO4 98% (đặc), đun nóng, thu 20,16 lít SO2 (đktc) dung dịch Y Cho Y tác dụng với dung dịch Ba(OH) dư, lọc nung kết tủa khơng khí đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn Tính m Bài giải: Quy đổi hỗn hợp X thành: Fe(x mol), S(y mol) 98 ×130 =127,4 (g) 100 20,16 nSO2 = 22,4 =0,9( mol) mH2SO4 = 127,4 nH2SO4 = 98 =1.3(mol), Phương trình hóa học: 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O S + 2H2SO4 3SO2 + 2H2O Theo PTHH ta có: (1) (2) y=17,6 x=0,2 {561,5x+32 { x +3 y=0,9 y=0,2 Ta thấy nH2SO4(đã PƯ) = 3nFe + 2nS = 1(mol) ¿1,3(mol) nH2SO4(dư) = 0,3 (mol) Vậy dung dịch Y có nFe2(SO4)3 = nFe=0,1 ( mol ) H2SO4 dư 0,3 mol Cho Y tác dụng với Ba(OH)2 dư: H2SO4 + Ba(OH)2 (3) BaSO4 + 2H2O Fe2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 3BaSO4 + 2Fe(OH)3 (4) Kết tủa thu gồm: nBaSO4(3, 4) = nH2SO4(3) + 3nFe2(SO4)3 = 0,6(mol) nFe(OH)3 = 2nFe2(SO4)3 = 0,2(mol) Lọc kết tủa nung: 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O (5) Chất rắn thu gồm: 0,6(mol) BaSO4 nFe2O3 = 1/2nFe(OH)3 = 0,1(mol) Vậy m = 0,6×233 + 0,1×160 = 155,8(g) Lưu ý: Ta quy đổi hỗn hợp X thành: Fe FeS FeS FeS 2, ta quy đổi X chất FeS ta thu kết Bài 13: Khử hoàn toàn gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 H2 thu 5,04 gam Fe Mặt khác cho gam X tác dụng với H2SO4 đặc nóng, dư, thu V lít khí SO2 (ở đktc, sản phẩm khử H2SO4) Tính V 15 skkn Bài giải: Quy đổi hỗn hợp X thành: Fe(x mol), Fe2O3 (y mol) Khử X H2: Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O Cho X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư: 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O Theo PTHH (1) (2) ta có: nFe(1) = 2nFe2O3 = 2y(mol), nSO2 = 1,5nFe = 1,5x(mol) { 5,04 =0,09 56 56 x +160 y=6 x+2 y= (1) (2) (3) {x=0,05 y=0,02 nSO2 = 1,5x = 0,075(mol) VSO2(đktc) = 0,075×22,4=1,68 ( lít ) Lưu ý: Ta quy đổi hỗn hợp X thành: Fe FeO; Fe Fe 3O4; FeO Fe3O4 cho kết Bài 14: Hòa tan hết m gam X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 dung dịch HNO3 đặc, nóng dư thu 4,48 lít khí NO 2(đktc, sản phẩm khử nhất) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu 145,2 gam muối khan Tính m Bài giải : Quy đổi hỗn hợp X thành FeO Fe2O3 145,2 nFe(NO3)3 = 242 =0,6 mol Phương trình hóa học : FeO + 4HNO3 Fe2O3 + 6HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O (1) 2Fe(NO3)3 + 3H2O (2) Theo PTHH (1;2) ta có: nFe(NO3)3(1) = nFeO = nNO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol 0,6−0,2 =0,2 mol nFe2O3 = 1/2nFe(NO3)3(2) = Vậy m = 0,2x72 + 0,2x160 = 46,4 gam Lưu ý: Ta quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp Fe Fe2O3 Bài 15 a Hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 với tỷ lệ số mol lần lượt là 1:5:9:13 tác dụng với H2SO4 đặc nóng thu được 2,24 lit khí SO2 ở đktc (không còn sản phẩm khử nào khác) Tính khối lượng của hỗn hợp A b Hỗn hợp B gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 Để khử hoàn toàn 15,84 gam hỗn hợp B thành kim loại Fe thì dùng hết 0,22 mol H2 Nếu cho 15,84 gam hỗn hợp B tác dụng hết H2SO4 đặc nóng thì thu được lit SO2 ở đktc (không còn sản phẩm khử nào khác) Tính khối lượng của hỗn 16 hợp B skkn Bài giải : nFe 1+ 5+9 ×2+13 ×3 a.Ta nhận thấy nO = 5+9 ×3+13 × = nên ta quy đổi hỗn hợp A chất Fe3O4 Phương trình hóa học : 2Fe3O4 + 10H2SO4 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O 2,24 Theo PTHH ta thấy nFe3O4 = 2nSO2 = 2× 22,4 =0,2mol Vậy mA = mFe3O4 = 0,2×232=46,4 gam b Khi cho H2 khử O oxit ln có nO(oxit) = nH2 = 0,22 mol mO(oxit) = 0,22×16=3,52 gam mFe(oxit) = 15,84 – 3,52 = 12,32 gam 12,32 nFe(oxit) = 56 =0,22mol Vì A có nFe :nO = 1 :1 nên quy đổi A thành FeO Phương trình hóa học : 2FeO + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 1 15,84 Theo PTHH ta thấy: nSO2 = nFeO= × 232 =0,11 mol Vậy VSO2 = 0,11×22,4=2,464 lít Lưu ý: Bài hỗn hợp A quy đổi hỗn hợp gồm Fe Fe3O4 Fe Fe2O3 cho kết 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 2.4.1 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục Khi áp dụng đề tài kết bồi dưỡng học sinh giỏi huyện phụ trách năm học 2020-2021, 2021-2022 sau: Năm học 2020-2021: Điểm thi HSG Điểm thi chọn Điểm thi TT Họ tên học sinh huyện ĐT tỉnh HSG tỉnh Trịnh Khánh Linh 20 18 18 Năm học 2021-2022 Điểm thi HSG Điểm thi chọn Điểm thi TT Họ tên học sinh huyện ĐT tỉnh HSG tỉnh Vũ Minh Quân 15 15 17 So sánh kết năm ta thấy điểm trung bình tăng đáng kể, điều cho thấy việc hướng dẫn học sinh lựa chọn cách giải cho phù hợp yếu tố quan trọng làm nên chất lượng giải kì thi Như vậy, việc ứng dụng đề tài vào thực tiễn bước đần đem lại kết khả quan Việc giải dạng tốn hóa học em học sinh rút ngắn nhiều thời gian, em trình bày khoa học hơn, lựa chọn phương pháp giải tập đắn nên kết làm em cao Vì lẽ lực em học sinh giỏi nâng lên 17 skkn 2.4.2 Hiệu với thân đồng nghiệp nhà trường Đối với thân Khi nghiên cứu đề tài thân cững đức rút nhiều học kiến thức hoàn thiện dễ dàng hướng dẫn học sinh lựa chọn phương pháp để giải toán Đối với đồng nghiệp thơng qua trao đổi phát triển lực chun mơn từ tăng cường mối đồn kết tổ nhóm nhà trườnghọc sinh giỏi nhà trường, tạo động lực cho đồng nghiệp làm việc Đối với nhà trường Từ kết đề tài góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Kết luận, kiến nghị: 3.1 Kết luận: Đề tài viết dành cho đối tượng học sinh khá, giỏi mơn Hóa học cấp THCS Qua q trình áp dụng tơi thấy phát huy lực của học sinh, rèn luyện tốt tư sáng tạo cho học sinh, học sinh tự tin làm tập hóa học Đề tài cịn tạo cho học sinh niềm đam mê lớn mơn Hóa học Tuy nhiên giáo viên cần cần hướng dẫn học sinh vận dụng kỹ cách hợp lý biết kết hợp linh hoạt mảng kiến thức hóa học khác, lực của học sinh mới thực sự được phát huy và kết bồi dưỡng học sinh giỏi đạt hiệu quả cao Trên số kinh nghiệm nâng cao lực của học sinh giỏi trao đổi với đồng nghiệp để biên soạn đề tài Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót mong góp ý đồng nghiệp 3.2 Kiến nghị Phòng giáo dục nên triển khai sáng kiến có hiệu cao vận dụng rộng rãi tất nhà trường Phát động trao đổi tài liệu ôn thi học sinh giỏi đặc biệt môn hóa XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thạnh Hóa, tháng 05 năm 2022 Tôi xin cam đoan SKKN thân, không chép nội dung người khác Quách Văn Tùng Nguyễn Thị Nguyệt 18 skkn ... phương pháp thật kĩ lưỡng, định luật bắt buộc học sinh phải nắm vững phương pháp quy đổi, cần soạn giải tốn Hóa theo phương pháp theo nhiều hướng quy đổi khác để giáo viên học sinh áp dụng hiệu... tới lực học sinh tiếp thu phương pháp này, tiến hành thực nghiệm đánh giá kết học sinh sử dụng phương pháp quy đổi để giải tốn hóa gồm nhiều chất phản ứng phức tạp 2.3.1 Các định luật vận dụng a... viên học sinh giải khó khăn trên, tơi xin trình bày sáng kiến phương pháp giải tốn Hóa rút ngắn thời gian, nâng cao tư có ? ?áp án tốn nhanh nhất, xác cao Đây phương pháp nguyên tắc phương pháp là: