Skkn kinh nghiệm dạy học sinh sử dụng các định luật bảo toàn và quy đổi chất

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT BA ĐÌNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM DẠY HỌC SINH SỬ DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VÀ QUY ĐỔI CHẤT Người thực hiện Đồng Văn Phác Chức vụ Giáo viên SKKN[.]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT BA ĐÌNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM DẠY HỌC SINH SỬ DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VÀ QUY ĐỔI CHẤT Người thực hiện: Đồng Văn Phác Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc mơn: Hóa học THANH HĨA NĂM 2022 skkn MỤC LỤC Nội dung Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứa 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Giải pháp Các định luật bảo toàn a) Định luật bảo toàn nguyên tố b) Định luật bảo toàn khối lượng c) Định luật bảo toàn điện tích d) Định luật bảo tồn electron Giải pháp Quy đổi chất 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị skkn Trang 1 1 1 2 2 11 18 18 18 18 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Hình thức thi thời gian làm môn học kì thi vơ quan trọng học sinh Mơn Hóa học chuyển sang thi trắc nghiệm khách quan nhiều năm nay, nhiên học sinh lúng túng trước đề thi với số lượng câu hỏi nhiều mà thời gian làm lại Vì việc để giải nhanh tập Hóa học kì thi trung học phổ thông quốc gia vấn đề đơng đảo thầy trị quan tâm Việc dạy hóa học có vai trị quan trọng việc hình thành phát triển tư khoa học kĩ thực hành học sinh Có nhiều phương pháp để giải tập hóa học, sử dụng cách giải thông minh, làm cho lời giải ngắn gọn hơn, rút ngắn thời gian làm bài, phù hợp với việc giải tập trắc nghiệm khách quan tạo hứng thú học tập cho học sinh Chính sáng kiến kinh nghiệm muốn trao đổi “Kinh nghiệm dạy học sinh sử dụng định luật bảo toàn quy đổi chất ” 1.2 Mục đích nghiên cứu Hiện có nhiều học sinh khơng muốn học mơn Hóa học, mơn học kiến thức rộng, khó nhớ địi hỏi tư phải tốt Do tơi chọn đề tài nhằm phần giúp học sinh có phương pháp học mơn Hóa dễ dàng hơn, kích thích tính chủ động sáng tạo giải tập Hóa học Tạo hứng thú học tập cho học sinh 1.3 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu thực lớp 12K 12D trường THPT Ba Đình Lớp 12K lớp thực nghiệm lớp 12D lớp đối chứng Lớp thực nghiệm tác động phương pháp trên, lớp đối chứng không tác động phương pháp 1.4 Phương pháp nghiên cứu Trước hết yêu cầu học sinh phải sử dụng thành thạo công thức tính số mol, khối lượng, nồng độ mol/lít, nồng độ %, khối lượng riêng… công thức suy diễn Nắm vững lí thuyết tính chất hóa học, điều chế chất viết phương trình phản ứng, cân nhanh phản ứng Biết tính tốn theo phương trình phản ứng hóa học Đây phương pháp quan trọng việc hình thành kĩ giải tốn hóa học học sinh Tiếp tơi trang bị cho học sinh điểm lưu ý sử dụng định luật bảo toàn cách quy đổi chất, đến ví dụ áp dụng cuối tập tự luyện Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Hóa học mơn học tương đối khó học sinh chun nghiên cứu chất biến đổi chất Vả lại lại tiếp cận muộn so với số môn khác (lớp bắt đầu nghiên cứu nó) Chính mà nhiều học sinh cho Hóa học môn phụ, nên chủ quan đầu tư thời gian vào mơn học Hơn số tiết/tuần lại chủ yếu học lí thuyết, khơng có thời gian nhiều cho việc làm tập, dẫn đến kĩ làm tập Hóa em nhiều hạn chế skkn 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Học sinh bối rối lúng túng trước nhiều tập phản ứng oxi hóa – khử có nhiều phương trình phản ứng nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hóa Thời gian mà áp dụng phương pháp truyền thống cấp lại tốn nhiều thời gian chưa giải Từ thực trạng qua trình học chuyên đề bồi dưỡng thường xuyên, qua học hỏi đồng nghiệp qua trình tự học, tự bồi dưỡng sử dụng định luật bảo toàn quy đổi chất để hướng dẫn học sinh giải toán Hoá học cho ưu việt 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Giải pháp Các định luật bảo toàn a) Định luật bảo toàn nguyên tố Các điểm lưu ý sử dụng định luật - Trong phản ứng hóa học ngun tố khơng sinh khơng đi, chuyển hóa từ chất thành chất khác - Tổng số mol nguyên tử nguyên tố trước nghiệm tổng số mol ngun tử ngun tố sau nghiệm, nghĩa ngun tố hóa học bảo tồn - Cần xác định thành phần số mol nguyên tố trước sau phản ứng hóa học - Đối với trắc nghiệm đáp án ln giả thiết có giá trị nhiều tập Các ví dụ áp dụng Ví dụ Cho a (mol) Fe phản ứng với khí oxi thời gian thu hỗn hợp chất rắn X gồm (0,1 mol Fe, 0,2 mol FeO, 0,1 mol Fe 2O3 0,05 mol Fe3O4) Vậy giá trị a A 0,65 B 0,55 C 0,75 D 0,45 Hướng dẫn: Bảo toàn nguyên tố Fe a.1 = 0,1.1 + 0,2.1 + 0,1.2 + 0,05.3 a = 0,65 (mol) Đáp án A Ví dụ Hịa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,12mol FeS2 a (mol) Cu2S vào dung dịch HNO3 đủ, thu dung dịch X chứa hai muối sunfat khí NO Giá trị a A 0,06 B 0,6 C 0,05 D 0,5 Hướng dẫn: Ta có + NO Bảo tồn ngun tố Fe 0,12.1 = 2.x x = 0,06 (mol) Bảo toàn nguyên tố Cu 2.a = y.1 y = 2a (mol) Bảo toàn nguyên tố S 0,12.2 + a.1 = x.3 + y.1 0,24 + a = 0,06.3 + 2a a = 0,06 (mol) Đáp án A Ví dụ Este E tạo thành ba nguyên tố C,H,O Lấy 1,22 gam E cho tác dụng vừa đủ với 0,02 mol KOH dung dịch Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu phần bay có nước phần rắn 2,16 gam hỗn hợp muối skkn Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp muối thu 0,06 mol CO 2; 0,03 mol nước a gam K2CO3 Giá trị a A 0,38 B 1.38 C 2,38 D 3,38 Hướng dẫn: nước + 2,16 gam muối 0,06 mol CO2 + 0,03 mol nước + a gam K2CO3 hay x mol Bảo toàn K 0,02.1 = x.2 x = 0,01 (mol) = 0,01.138 = 1,38 (gam) Đáp án B Ví dụ Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol sắt 0,2 mol nhôm phản ứng với oxi thời gian ta thu hỗn hợp chất rắn X Hịa tan hồn tồn X dung dịch H2SO4 loãng dư thu dung dịch Y Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Z Đem kết tủa Z nung không khí đến khối lượng khơng đổi m gam chất rắn T Vậy giá trị m A.4 B 16 C 32 D Hướng dẫn: Vì Al(OH)3 bị tan dung dịch NaOH dư nên không thu kết tủa Al(OH)3 Gọi số mol Fe2O3 = x (mol) bảo toàn nguyên tố Fe 0,1.1 = 2.2 x= = 0,05 (mol) = 0,05.160 = (gam) Đáp án D Các tập tự luyện Bài Hỗn hợp A gồm C2H2, C3H6, C4H10 (trong số mol C2H2 số mol C4H10) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A oxi hấp thụ hoàn toàn sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư, sau phản ứng khối lượng dung dịch giảm 27 gam Giá trị m A 1,8 B 3,8 C.0,8 D 2,8 Bài Đốt cháy hoàn toàn 54 gam hỗn hợp X gồm axit fomic, axit axetic, axit acrylic, axit oxalic axit ađipic thu 39,2 lít CO (ở đktc) m gam nước Mặt khác, cho 27 gam hỗn hợp X phản ứng hoàn toàn với dung dịch NaHCO3 dư, thu 10,64 lít CO2 (ở đktc) Giá trị m A 23,4 B 2,34 C 234 D 3,24 Bài Cho V lít (ở đktc ) khí CO hấp thụ vào 300 ml dung dịch chứa NaOH 0,5M Na2CO3 0,4M, thu dung dịch X chứa 29,97 gam hỗn hợp muối Giá trị V A 5,40 B 5,04 C 4.05 D 4.50 skkn Bài Cho luồng CO qua ống sứ đựng hỗn hợp A gồm 0,01 mol FeO 0,03 mol Fe2O3 Sau thí nghiệm thu chất rắn B gồm chất nặng 4,784 gam Hòa tan B dung dịch HCl dư 0,6272 lít H (ở đktc) Biết B số mol Fe3O4 tổng số mol FeO Fe 2O3 Tổng số mol chất B A 0,052 B 0, 502 C 0,025 D 0,520 b) Định luật bảo toàn khối lượng Các điểm lưu ý sử dụng định luật - Vì có bảo tồn ngun tố hóa học thí nghiệm nên dẫn đến bảo toàn khối lượng chất thí nghiệm - Tổng khối lượng chất trước thí nghiệm tổng khối lượng chất sau thí nghiệm hóa học - Nếu thí nghiệm thực dung dịch → Tổng m dd sau thí nghiệm = Tổng mcác chất trước thí nghiệm – mkết tủa - mbay có - Để làm dạng tập ta cần tìm mối tương quan hệ số tỉ lượng phương trình phản ứng hóa học Các Ví dụ áp dụng Ví dụ Hịa tan hồn tồn 15 gam hỗn hợp X gồm (Na, Mg, Fe Al) dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu m gam muối 4,48 lít H2 (ở đktc) Giá trị m A 29,20 B 28,20 C 30,20 D 19,20 4,48 Hướng dẫn: Ta có số mol H2 = 22,4 = 0,2 mol Với kim loại M hóa trị n ta có phản ứng 2M + 2n HCl → 2MCln + nH2↑ → số mol HClpứ = số mol H2 = 0,4 mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mkim loại + mHClpư = mmuối + m ↔ 15 + 0,4.36,5 = mmuối + 0,2.2 →mmuối = 29,20 gam →Đáp án A Ví dụ Hịa tan hồn tồn 23,8 gam hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại hóa trị I muối cacbonat kim loại hóa trị II dung dịch axit HCl dư, thu 0,2 mol khí CO2 dung dịch X Cơ cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m A 13 B 52 C 26 D 36 Hướng dẫn: Gọi công thức muối cacbonat kim loại M hóa trị n M2(CO3)n Ta có phương trình hố học M2(CO3)n + 2nHCl → 2MCln + nCO2↑ + nH2O ← 0,2 → 0,4 0,2 mol Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng, ta có mmuối cacbonat + mHClpư = mmuối clorua + m + m ↔ 23,8 + 0,4.36,5 = mmuối clorua + 0,2.44 + 0,2.18 → mmuối clorua = 26 gam = m → Đáp án C skkn Ví dụ Xà phịng hóa hồn tồn 89 gam chất béo trung tính X dung dịch NaOH vừa đủ thu 9,2 gam glixerol m gam xà phòng Giá trị m A 9,18 B 81,9 C 91,8 D 71,8 Hướng dẫn: Số mol glixerol = Ta có phương trình phản ứng (RCOO)3C3H5 + 3NaOH 3RCOONa + C3H5(OH)3 89 (gam) 0,3 (mol) m (gam) 0,1 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mchất béo + mNaOH = mxà phịng + mglixerol 89 + 0,4.40 = mxà phòng + 9,2 mxà phòng = 89 + 0,3.40 - 9,2 = 91,8 (gam ) Đáp án C Ví dụ Hỗn hợp A gồm 0,1 mol etylen glicol 0,2 mol hợp chất hữu X Đốt cháy hết A cần 21,28 lít O (ở đktc) thu 35,2 gam CO 19,8 gam nước Vậy phân tử khối X (gam/mol) A 92 B 46 C 102 D 82 Hướng dẫn: Số mol O2 = Ta có sơ đồ phản ứng sau Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có mA + 0,1.62 + 0,2.MX + 30,4 = 35,2 + 19,8 MX = 92 (gam/mol) Đáp án A Các tập tự luyện Bài Cho 4,5 gam amin đơn chức X phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl, thu 8,15 gam muối Vậy số đồng phân amin X A B C D Bài Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu 24,5 gam chất rắn Công thức hai ancol A CH3OH C2H5OH B C2H5OH C3H7OH C C3H7OH C4H9OH D C4H9OH C5H11OH Bài Cho 2,81 gam hỗn hợp A gồm ba oxit MgO, ZnO, Fe 2O3 tan vừa đủ 300 ml dung dịch H2SO4 0,1M, thu m gam hỗn hợp muối Giá trị m A 3,21 B 4,21 C 5,21 D 6,21 Bài Hòa tan hoàn toàn 23,2 gam oxit kim loại dung dịch H 2SO4, thu 1,12 lít khí SO2 (ở đktc sản phẩm khử Công thức oxit kim loại A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 c) Định luật bảo tồn điện tích Một số điểm lưu ý sử dụng định luật skkn ) 60 gam muối D Al2O3 6 - Trong hệ lập điện tích bảo tồn - Trong dung dịch, tổng lượng điện tích dương tổng lượng điện tích âm - Phải xác định dung dịch có ion điện tích - Trong phân tử trung hòa điện tổng số oxi hóa ngun tử - Điện tích dương kết hợp với nhiều loại điện tích âm có lượng điện tương đương Các Ví dụ áp dụng Ví dụ Dung dịch A có chứa 0,1 mol Na+, 0,2 mol Fe3+, x mol Cl- y mol SO42- Mối liên hệ x y A x + 2y = 0,7 B x + 2y = 0,3 C x + y = 0,3 D x – y = 0,3 Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có 0,1.1 + 0,2.3 = x.1 + y.2 Đáp án A Ví dụ Một dung dịch X có chứa 0,1 mol Na+, 0,2 mol Ba2+, x mol OH- y mol NO3- Để trung hòa dung dịch X cần vừa đủ 200 ml dung dịch HCl 1M Giá trị x y A 0,3 0,2 B 0,2 0,3 C 0,1 0,2 D 0,2 0,1 + Hướng dẫn: Ta có nHCl = 0,2.1 = 0,2 (mol) = số mol H Áp dụng định luật bảo tồn điện tích 0,1.1 + 0,2.2 = x.1 + y.1 x + y = 0,5 (1) Ta có phản ứng trung hịa OH- + H+ H2O 0,2 0,2 (mol) Vậy x = 0,2 (mol) thay vào (1) y = 0,3 (mol) Đáp án B 2+ + Ví dụ Dung dịch X có chứa ion Ca , Na , HCO3- Cl-, số mol Cl- 0,1 mol Cho dung dịch X phản ứng với NaOH dư thu gam kết tủa Cho dung dịch X phản ứng với Ca(OH) dư thu gam kết tủa Mặt khác đun sơi đến cạn dung dịch X thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 6,99 B 8,79 C 10,77 D 7,47 Hướng dẫn: Từ phản ứng với Ca(OH)2 suy số mol HCO3 = 0,03 mol Xét phản ứng với NaOH ta có < Vậy = 0,02 mol Vậy X gồm Khi cạn dung dịch xảy phản ứng skkn 2HCO3- t→ CO32- + CO2↑ + H2O↑ 0,06 0,03 mol → Khối lượng chất rắn = khối lượng (Ca2+ + Na+ + Cl- + CO32-) = 0,04.40 + 0,1.35,5 + 0,08.23 + 0,03.60 = 8,79 gam Đáp án B Ví dụ Hịa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 đủ, thu dung dịch X chứa hai muối sunfat khí NO Giá trị a A 0,06 B 0,6 C 0,05 D 0,5 Hướng dẫn: Bảo toàn nguyên tố Fe, Cu, S ta có sơ đồ phản ứng số mol chất sau Bảo tồn điện tích dung dịch X + NO 0,12.3 + 2a.2 = 2.(0,24 + a ) a = 0,06 (mol) Đáp án A Các tập tự luyện Bài Cô cạn dung dịch có chứa 0,2 mol Mg 2+, 0,1 mol Al3+ x mol NO3- thu m gam muối khan Giá trị m A 50,9 B 40,9 C 25,4 D 90,5 Bài Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp gồm Na 2O Al2O3 vào nước, thu dung dịch X Thêm từ từ dung dịch HCl 1M vào X, hết 100 ml bắt đầu xuất kết tủa; hết 300 ml 700 ml thu a gam kết tủa Giá trị a m A 23,4 35,9 B 15,6 27,7 C 23,4 56,3 D 15,6 55,4 Bài Hòa tan hoàn toàn m gam ZnSO4 vào nước dung dịch X Nếu cho 110 ml dung dịch KOH 2M vào X thu 3a gam kết tủa Mặt khác cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thu 2a gam kết tủa Giá trị m A 16,10 B 1,61 C 32,20 D 3,22 Bài Dung dịch X gồm NaOH x (mol/l) Ba(OH)2 y (mol/l); dung dịch Y gồm NaOH y (mol/l) Ba(OH) x (mol/l) Hấp thụ hết 0,04 mol CO vào 200 ml dung dịch X, thu dung dịch M 1,97 gam kết tủa Nếu hấp thụ hết 0,0325 mol CO2 vào 200 ml dung dịch Y, thu dung dịch N 1,4775 gam kết tủa Biết hai dung dịch M N phản ứng với dung dịch KHSO sinh kết tủa trắng Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị x y A 0,1 0,2 B 0,2 0,3 C 0,05 0,1 D 0,1 0,3 d) Định luật bảo toàn electron Một số điểm lưu ý sử dụng định luật skkn - Trong q trình hóa học, tổng số mol electron mà hệ chất khử nhường phải bẳng tổng số mol electron mà hệ chất oxi hóa nhận - Định luật bảo toàn electron trường hợp riêng định luật bảo tồn điện tích - Áp dụng chủ yếu để giải tập hóa vơ phản ứng oxi hóa - khử - Không cần viết cân phản ứng mà cần lập sơ đồ phản ứng cho q trình thí nghiệm (gồm chất tham gia phản ứng chất sau phản ứng) - Xác định số oxi hóa nguyên tố điểm đầu điểm cuối trình phản ứng hóa học Khơng cần xác định số oxi hóa nguyên tố phản ứng trung gian - Xác định chất khử chất oxi hóa (chất khử chất nhường electron hay chất khử chất có số oxi hóa tăng chất oxi hóa chất nhận electron hay chất có số oxi hóa giảm phản ứng hóa học) - Viết trình khử q trình oxi hóa Các Ví dụ áp dụng Ví dụ Cho 11,2 gam kim loại M hóa trị n tan hết dung dịch HCl thu 4,48 lít khí H2 (ở đktc) Kim loại M A Cu B Mg C Al D Fe Hướng dẫn: số mol H2 = = 0,2 (mol) nM = (mol) Ta có phản ứng Q trình oxi hóa + ne (mol) Q trình khử + 2e H2 0,4 0,2 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có tổng số mol (e) nhường = tổng số mol (e) nhận = 0,4 M = 28n Do kim loại có hóa trị 1,2,3 nên nghiệm phù hợp n = M = 56 (Fe) phù hợp Đáp án D Ví dụ Cho luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nhiệt độ cao thời gian thu 13,44 gam hỗn hợp X gồm chất rắn khác Đem hoà tan hỗn hợp vào dung dịch HNO3 dư thấy tạo thành 0,896 lít NO (là sản phẩm khử ) Giá trị m A 14,4 B 14,2 C 14,6 Hướng dẫn: Gọi số mol CO phản ứng x (mol) 0,896 Ta có nNO = 22,4 = 0,04 (mol) Sơ đồ phản ứng: skkn D 14,8 9 o ⃗ t + Từ trình ta thấy Số oxi hoá Fe, O, H trạng thái đầu trạng thái cuối Nên xem , không tham gia nhường nhận electron Số oxi hoá C tăng từ +2 lên +4 Vậy Số oxi hoá N giảm từ +5 xuống +2 Vậy Ta có q trình oxi hố, q trình khử: +2 Q trình oxi hố: C +2e x 2x (mol) ⇒ Số mol electron nhường = 2x (mol) → (3) +2 N + 3e (4) 3.0,04 0,04 (mol) ⇒ Số mol electron nhận = 3.0,04 = 0,12 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta được: 2x = 0,12 → x = 0,06 (mol) Theo (1), số mol CO2 = số mol CO phản ứng = 0,06 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho trình (1) ta được: m + 0,06 28 = 13,44 + 0,06 44 m = 14,4 (g) → Đáp án A Ví dụ Cho m gam hỗn hợp gồm Mg, Al, Zn phản ứng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3 1M thu hỗn khí gồm 0,025 mol NO 0,05 mol N 2O (dung dịch sau phản ứng không chứa muối amoni) Vậy giá trị V A 0,6 B 0,5 C 0,7 D 0,8 Hướng dẫn: Ta thấy có kim loại nitơ thay đổi số oxi hóa nên ta có sơ đồ phản ứng sau Q trình khử: N chất oxi hoá +4 → C +5 chất khử Ta có Q trình nhường ( e ): x + 2e 2x (mol) + y 3e 3y (mol) skkn 10 + 2e z 2z (mol) Quá trình nhận ( e ): + 3e 0,075 0,025 (mol) + 8e 0,4 0,05 ( mol ) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có tổng số mol (e) nhường = tổng số mol (e) nhận 2x + 3y + 2z = 0,075 + 0,4 = 0,475 Bảo toàn nguyên tố N V = 2x + 3y + 2z + 0,025 + 0,05.2 = 0,475 + 0,025 + 0,05.2 = 0,6 (lít) Đáp án A Ví dụ Hỗn hợp X gồm Mg (0,1 mol), Al (0,04 mol), Zn (0,15 mol) Cho X tác dụng với dung dịch HNO3, sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng 13,23 gam Số mol HNO3 tham gia phản ứng A 0,62 mol B 1,24 mol C 0,6975 mol D 0,775 mol Hướng dẫn: Ta thấy, khối lượng hỗn hợp X = 0,1.24 + 0,04.27 + 0,15.65 = 13,23 (gam) độ tăng khối lượng dung dịch sau phản ứng, nên suy phản ứng khơng tạo khí mà tạo sản phẩm khử muối NH4NO3 (a mol) Ta có sơ đồ phản ứng Q trình oxi hố: o +2 Mg 0,1 → Mg + 2e 0,2 (mol) Al → + 3e 0,12 (mol) o 0,04 o Zn (1) +3 (2) Al +2 → Zn + 2e (3) 0,15 0,3 (mol) Theo (1), (2) (3), tổng số mol electron nhường = 0,2 + 0,12 + 0,3 = 0,62 (mol) Quá trình khử: + 8e + 10H+ 8a 10a → a + 3H2O ( mol) skkn (4) 11 Theo (4), tổng số mol electron nhận = 8a (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron, ta có: 8a = 0,62 a = 0,0775 (mol) + Theo (4), số mol H = 10.0,0775 = 0,775 (mol) Suy ra, số mol HNO3 phản ứng = số mol H+ phản ứng = 0,775 (mol) → Đáp án D Các tập tự luyện Bài Hịa tan hồn tồn 4,55 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Fe dung dịch HCl dư thu 3,92 lít khí hiđro (ở đktc) Mặt khác hịa tan hoàn toàn 4,55 gam hỗn hợp X dung dịch HNO dư thu dung dịch khơng chứa muối amoni 2,8 lít khí NO (ở đktc) Phần trăm khối lượng Fe X A 30,77% B 20,77% C 40,77% D 50,77% Bài Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa x mol HNO3 thu hỗn khí gồm 0,01 mol NO 0,04 mol NO m gam muối kim loại Giá trị m x A 6,59 0,12 B 5,69 0,12 C 5,69 0,02 D 6,59 0,02 Bài Hịa tan hồn toàn 19,2 gam kim loại M dung dịch HNO dư thu 8,96 lít (ở đktc) hỗn hợp khí NO NO có tỉ lệ thể tích tương ứng 3:1 Kim loại M A Cu B.Fe C Al D Mg Bài Để 10,08 gam phoi bào sắt ngồi khơng khí thời gian biến thành hỗn hợp B gồm chất rắn khác có khối lượng 12 gam Cho hỗn hợp B tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thấy giải phóng V lít khí SO sản phẩm khử (ở đktc) Giá trị V A 4,48 B 6,72 C 2,24 D 3,36 Giải pháp Quy đổi chất Các điểm lưu ý áp dụng - Đối với tập hỗn hợp cho nhiều chất ta nên quy đổi chúng chất chất đơn giản để giải toán, lúc viết phương trình phản ứng ngắn gọn đặt ẩn mol so với hỗn hợp ban đầu Và để ý quy đổi cần bảo toàn số mol nguyên tố bảo toàn khối lượng hỗn hợp Chẳng hạn: + Đối với tập hỗn hợp gồm kim loại M oxit M ta quy đổi M O + Đối với tập hỗn hợp gồm oxit sắt ta quy đổi FeO Fe2O3 một oxit FexOy hay Fe O + Đối với tập hỗn hợp gồm kim loại M, muối sufua M lưu huỳnh ta quy đổi M S skkn 12 + Đối với hỗn hợp gồm axit cacboxylic, ancol, este, peptit, α - amino axit no mạch hở, có nhóm NH2 nhóm COOH ta dùng phương pháp đồng đẳng hóa este hóa hay thủy phân hóa hiđro hóa để quy đổi về: chất đầu dãy đồng đẳng + nhóm CH2 + H2O + H2 + Đối với hỗn hợp hiđrocacbon xem chúng có dạng công thức tổng quát, số nguyên tử H hay số ngun tử C hay khơng: ví dụ hỗn hợp gồm propan, propen, propin ta quy chất dạng C3Hn (do có số nguyên tử C) + Đối với loại hợp chất hữu có nhóm chức -OH, -COOH tác dụng với Na, K ta quy chất có dạng R-OH Cịn đốt cháy quy cơng thức tổng qt: ví dụ hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat axit oleic ta quy chất CnH2n -2O2 - Trong q trình tính tốn ta nhận kết âm số mol, khối lượng Đó bù trừ khối lượng chất hỗn hợp - Cần áp dụng triệt để bốn định luật việc giải tập loại Các Ví dụ áp dụng Ví dụ Hỗn hợp X gồm etilen, metan, propin vinyl axetilen có tỉ khối so với hiđro 17 Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hợp X hấp thụ tồn sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch nước vơi dư, khối lượng bình tăng thêm m gam Giá trị m A 5,85 B 3,39 C 6,30 D 7,30 Hướng dẫn: Hỗn hợp X gồm (C2H4, CH4, C3H4, C4H4) có 4H phân tử nên quy hỗn hợp X thành CnH4 = 0,05 (mol) ta có = 17.2 = 34 (g/mol) 12n + = 34 n = 2,5 C2,5H4 Phản ứng cháy 2C2,5H4 + O2 5CO2 + 4H2O 0,05 0,125 0,1 (mol) Khối lượng bình tăng khối lượng CO2 H2O = 0,125.44 + 0,1.18 = 7,3 (gam) Đáp án D Ví dụ Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm (Fe oxit sắt) tác dụng hết với dung dịch HNO3 đặc, nóng dư Sau phản ứng thu dung dịch A V lít khí NO2 (sản phẩm khử đktc) Mặt khác khử hồn tồn X khí CO dư sau phản ứng thu 9,52 gam sắt Giá trị V A 11,2 B 4,48 C 6,72 D 5,6 9,52 Hướng dẫn: Ta có số mol Fe = 56 = 0,17 mol → khối lượng O 11,6 2,08 gam hỗn hợp 11,6 – 9,52 = 2,08 gam → nO = 16 = 0,13 mol V Số mol NO2 = 22,4 ( mol ) Quy đổi hỗn hợp X → ta có sơ đồ phản ứng skkn 13 Ta có: Q trình nhường (e) 0,17 0,51 mol Quá trình nhận (e) + 0,13 2e + 1e 0,26 mol Áp dụng định luật bảo tồn (e ) ta có: 0,51 = 0,26 + V = 5,6 lít Đáp án D Ví dụ Cho X,Y hai chất thuộc dãy đồng đẳng axit acrylic M X < MY; Z ancol có số nguyên tử cacbon với X; T este tạo X,Y,Z Đốt cháy hoàn toàn 11,16 gam hỗn hợp E gồm X,Y,Z,T cần vừa đủ 0,59 mol oxi thu khí CO2 0,52 mol nước Mặt khác 11,16 gam E tác dụng tối đa với 0,04 mol Br2 dung dịch Khối lượng muối thu cho E tác dụng với dung dịch KOH dư A 4,68 (g) B 5,04 (g) C 5,44 (g) D 5,8 (g) Hướng dẫn: Do axit đơn chức ancol chức nên este chức 11,16 gam E + 0,59 mol O2 CO2 + 0,52 mol H2O Bảo toàn khối lượng ta khối lượng CO = 20,68 gam số mol CO2 = 0,47 mol Vậy n > n kết hợp với đề ta suy ancol phải no nhị chức Do axit acrylic (có 3C phân tử) chất dãy đồng đẳng axit cacboxylic khơng no có liên kết pi mạch cacbon Z ancol có số nguyên tử cacbon với axit X ancol Z phải có 3C phân tử Z C3H6(OH)2 + kCH2 (k nguyên dương) Vì chất dãy đồng đẳng hay nhiều nhóm CH2 có phản ứng thủy phân: este + nước ancol + axit Quy hỗn hợp E Bảo tồn khối lượng ta có: mhỗn hợp E = mhỗn hợp sau 72.0,04 + 76a + 14b -18c = 11,16 (1) Bảo toàn cacbon = 0,04.3 + 3a + b = 0,47 (2) skkn 14 Bảo toàn hiđro = 0,04.2 + 4a + b – c = 0,52 (3) Giải (1), (2) (3) ta a = 0,11 b = 0,02 c = 0,02 Ghép CH2 Nếu ghép CH2 với ancol khơng số mol CH = 0,02 mol gấp k lần C3H6(OH)2 = 0,11 mol Vậy CH không nằm ancol ancol Z C3H6(OH)2 nhóm CH2 phải nằm muối hỗn hợp muối gồm mmuối = 0,04,110 + 0,02.14 = 4,68 (gam) Đáp án A Ví dụ Hịa tan hoàn toàn 216,55 gam hỗn hợp KHSO Fe(NO3)3 vào nước dung dịch X Cho m gam hỗn hợp Y gồm Mg, Al, MgO, Al 2O3 (trong = ) tan hết vào X Sau phản ứng kết thúc, thu dung dịch Z chứa muối trung hịa 2,016 lít (ở đktc) hỗn hợp khí T có tổng khối lượng 1,84 gam (trong H2 chiếm thể tích ngun tố oxi chiếm khối lượng hỗn hợp) Cho BaCl2 dư vào dung dịch Z thu 356,49 gam kết tủa Giá trị m A 20,0 B 22,0 C 22,5 D 20,5 Hướng dẫn: Quy m gam hỗn hợp Y (Mg, Al, MgO, Al2O3) m gam (Mg, Al, O) ta có sơ đồ phản ứng + Ta có nT = + = 0,09 (mol) 0,09 = 0,04 (mol) mO T = 1,84 = 0,64 gam 0,04 (mol) O mN T = 1,84 – = 1,84 – 0,04.2 – 0,64 = 1,12 (gam) mol Bảo toàn S số mol Fe(NO3)3 = Bảo toàn N 0,08 (mol) N số mol KHSO4 = 1,53 (mol) = số mol SO42- = 0,035 (mol) Z có số mol = 0,035.3 - 0,08 = 0,025 (mol) skkn 15 Bảo toàn H = = 0,675 (mol) Bảo toàn O Tổng số mol O Y = 1,53.4 + 0,04 + 0,675 – 1,53.4 – 0,035.3.3 = 0,4 (mol) khối lượng O Y = 0,4.16 = 6,4 (gam) mY = = 20,5 (gam) Đáp án D Ví dụ Hỗn hợp T gồm (hai axit đơn chức X,Y ancol hai chức Z, este E tạo X,Y,Z) Đốt cháy hoàn toàn 24,16 gam T thu 0,94 mol CO 0,68 mol H2O Mặt khác hỗn hợp T cho phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư/NH3 đun nóng thu 0,32 mol Ag Biết tổng số mol chất T 0,26 mol Vậy % khối lượng ancol Z T gần với giá trị sau ? A 5% B 6% C 4% D 7% Hướng dẫn: Do có phản ứng tráng bạc nên T có HCOOH axit thứ hai chưa biết nên ta dùng phương pháp đồng đẳng hóa hiđro hóa đưa CH3COOH CH2 , (- H2) Ta có khối lượng O2 T = mhỗn hợp – mC – mH = 24,16 – 0,94.12 – 0,68.2 = 11,52 gam số mol O2 T = = 0,36 (mol) Do axit đơn chức nên số mol O2 = naxit = nancol (do ancol hai chức) este lệch oxi Bảo toàn O ta có số mol O2 hỗn hợp = naxit + nancol + 2neste = 0,36 (mol) Mặt khác nhỗn hợp = naxit + nancol + neste = 0,26 mol neste = 0,1 (mol) Vì HCOO 2Ag 0,16 0,32 (mol) Bảo tồn gốc HCOO- este có gốc HCOO- = 0,1 mol nên HCOOH = 0,16 – 0,1 = 0,06 (mol) Axit thứ hai chưa biết nên ta dùng phương pháp đồng đẳng hóa hiđro hóa quy hỗn hợp T (0,26 mol ) 0,94 mol CO2 + 0,68 mol H2O Ta có: 0,06 + x + y + 0,1 = nhỗn hợp T = 0,26 ( ) z + t = Bảo toàn C số mol CO2 = 0,06 + 2x + 2y + 0,1.5 + z = 0,94 (2) Giải (1) (2) ta skkn + O2 16 Bảo toàn H số mol H2O = 0,06 + 2x + 3y + 0,1.4 + z + t = 0,68 2x + 3y + t = 0,04 (3) Với k số liên kết π trung bình hỗn hợp T Ghép CH2: Để ý hợp chất hỗn hợp T este có số liên kết π lớn > Từ công thức este HCOO – C 2H4 – OOCCH3 ta thấy bên trái gốc axit có liên kết π nên phía bên phải gốc axit phải khơng no có liên kết π phía bên phải gốc axit phải thêm 1CH2 gốc ancol -C2H4- thêm CH2 Nhưng ta thêm 2CH2 tổng số mol CH2 = 2neste = 2.0,1 = 0,2 (mol) Trong tổng CH2 = z = 0,18 (mol) < 0,2 mol nên gốc ancol khơng thể thêm CH gốc axit phía bên phải thêm 1CH2 đồng thời tách 2H 1H2 Bảo toàn CH2 gốc axit thứ = x + 0,1 = 0,18 x = 0,08 mol, thay vào x + y = 0,1 y = 0,02 (mol), thay hết vào (3) ta t = - 0,18 (mol) Vậy % Đáp án A Ví dụ Đốt cháy hồn toàn x mol peptit X mạch hở tạo thành từ amino axit no Y chứa nhóm NH nhóm COOH thu b mol CO c mol H2O Biết b – c = 3,5x Số liên kết peptit X A B C 10 D Hướng dẫn: Công thức X H-(HN-CH(R)-CO-)nOH = x mol Quy đổi X Bảo toàn C Số mol CO2 = 2nx + y = b (1) Bảo toàn H số mol H2O = =c 1,5nx + y + x = c (2) Lấy (1) – (2) ta được: 0,5nx – x = b - c Bài có b – c = 3,5x 0,5nx – x = 3,5x n=9 Vậy số liên kết peptit n – = – = Đáp án B Ví dụ Đun nóng 0,1 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở T1,T2 (T1 T2 liên kết peptit, tạo thành từ X,Y hai amino axit có dạng H2N – CnH2n – COOH MX < MY) với dung dịch NaOH vừa đủ, thu dung dịch chứa 0,42 mol muối X 0,14 mol muối Y Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 13,2 gam T cần vừa đủ 0,63 mol O2 Phân tử khối T1 (g/mol) A 402 B 303 C 359 D 387 Hướng dẫn: skkn 17 Quy hỗn hợp T CONH + 0,75O2 CO2 + 0,5H2O + 0,5N2 0,56 0,75.0,56 (mol) CH2 + 1,5O2 CO2 + H2O t 1,5t (mol) Cứ (43.0,56 + 14t + 0,1.18) gam T cần (0,75.0,56 + 1,5t) mol O2 Vậy 13,2 gam T cần 0,63 mol O2 0,63(43.0,56 + 14t + 0,1.18) = 13,2(0,75.0,56 + 1,5t) Số (C) trung bình muối = = 2,75 Có muối Gly – Na (0,42 mol) Vậy muối lại Y – Na (0,14 mol) Bảo toàn C 0,42.2 + 0,12.CY = 0,56 + 0,98 CY = Y Val Số nguyên tử N trung bình = peptit có 5N peptit cịn lại có 6N (do peptit liên kết peptit) T1 pen CxHyO6N5 XnY5-n = a (mol) T2 hex Cx’Hy’O7N6 XmY6-m = b (mol) Ta có: a + b = 0,1 bảo tồn nguyên tố N 5a + 6b = 0,6 Giải hệ ta a = 0,04 mol b = 0,06 (mol) nGly = 0,04.n + 0,06.m = 0,42 2n + 3m = 21 với n m ta có cặp nghiệm n = m = T1 Gly3Val2 = 3MGlyxin + 2MValin - = 3.75 + 2.117 – 4.18 = 387 (g/mol) Đáp án D Các tập tự luyện Bài Hỗn hợp X gồm etilen, etan axetilen có tỉ khối so với hiđro 13,25 Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X hấp thụ toàn sản phẩm cháy qua bình (1) đựng dung dịch nước vơi dư bình (2) đựng dung dịch H2SO4 đặc khối lượng bình (1) tăng thêm m gam bình (2) tăng m gam Giá trị m m1 A 17,6 4,5 B 4,5 17,6 C 1,76 0,45 D 0,45 1,76 Bài Hỗn hợp X gồm vinyl axetat, metyl axetat etyl fomat Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam X thu 2,16 gam nước Phần trăm số mol vinyl axetat X A 75% B 25% C 50% D 30% Bài Cho 5,24 gam hỗn hợp gồm axit axetic, phenol crezol phản ứng vừa đủ với 60 ml dung dịch NaOH 1M, thu m gam hỗn hợp muối khan Giá trị m A 6,87 B 6,78 C 6,56 D 6,65 skkn 18 Bài Cho hỗn hợp X gồm ancol metylic, etylen glicol glixerol Cho m gam X tác dụng với Na dư thu tối đa 3,36 lít H (ở đktc) Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X thu V lít CO2 (ở đktc) Giá trị V A 3,36 B 6,72 C 4,48 D 1,12 Bài Cho m gam hỗn hợp M (có tổng số mol 0,03 mol) gồm đipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z pentapeptit T (đều mạch hở) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu hỗn hợp Q gồm muối Gly, Ala Val Đốt cháy hoàn toàn Q lượng oxi vừa đủ, thu lấy toàn khí đem hấp thụ vào dung dịch nước vôi dư, thấy khối lượng tăng 13,23 gam có 0,84 lít khí (ở đktc) Giá trị m gần với giá trị sau đây? A 6,00 B 6,90 C 7,00 D 6,08 Bài Hòa tan hết 25,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeS, FeS S dung dịch HNO3 dư, V lít khí NO (ở đktc sản phẩm khử ) dung dịch Y Thêm dung dịch Ba(OH) dư vào dung dịch Y thu 126,25 gam kết tủa Giá trị V A 17,92 B 19,72 C 27,58 D 26,64 Bài Hịa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm Na, Na2O, Ba BaO (trong oxi chiếm 10,435% khối lượng hỗn hợp) vào nước, thu 500 ml dung dịch Y có pH = 13 0,224 lít khí (ở đktc) Sục từ từ đến hết 1,008 lít CO (ở đktc) vào dung dịch Y thu khối lượng kết tủa A 0,985 gam B 0,895 gam C 0,598 gam D 0,958 gam 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Thực tế cho thấy với cách làm làm cho giáo viên giảng dạy cách khoa học học sinh nắm vững kiến thức hố học, có kỹ nhanh nhạy giải toán hoá học, rút ngắn thời gian làm Đó điều quan trọng làm tập trắc nghiệm khách quan So sánh lớp 12K, 12D năm học 2021 - 2022, ta có kết sau Lớp Sĩ Loại giỏi Loại Loại TB Loại yếu Loại số SL % SL % SL % SL % SL % 12D 45 11,1% 28 62,2% 12 26,7% 0% 0% 12K 38 12 31,6% 24 63,2% 5,2% 0% 0% Kết luận kiến nghị 3.1 Kết luận Trong trình dạy học, giáo viên cần thường xuyên cập nhật thông tin, tự học, tự bồi dưỡng để nâng cao trình độ chuyên môn, thường xuyên đổi phương pháp dạy học làm cho học trở nên sinh động hơn, đơn giản hơn, học sinh dễ tiếp cận với nội dung kiến thức, từ tạo hứng thú học tập học sinh Đối với thể loại kiến thức giáo viên biết tìm sở lý thuyết biết kết nối cách hợp lý vấn đề lý thuyết với tập tương ứng tạo điều kiện cho học sinh củng cố hiểu sâu kiến thức, việc học tập học sinh nâng lên skkn ... định luật bảo toàn quy đổi chất để hướng dẫn học sinh giải toán Hoá học cho ưu việt 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Giải pháp Các định luật bảo toàn a) Định luật bảo toàn nguyên tố Các. .. việc giải tập trắc nghiệm khách quan tạo hứng thú học tập cho học sinh Chính sáng kiến kinh nghiệm muốn trao đổi ? ?Kinh nghiệm dạy học sinh sử dụng định luật bảo toàn quy đổi chất ” 1.2 Mục đích... toàn a) Định luật bảo toàn nguyên tố b) Định luật bảo toàn khối lượng c) Định luật bảo tồn điện tích d) Định luật bảo toàn electron Giải pháp Quy đổi chất 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động