BỘ MÔN HÓA HỌC TỔ BỘ MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ LÝ TỰ TRỌNG NGƯỜI THỰC HIỆN NGUYỄN DUY ĐỨC ĐIỆN THOẠI 0976032520 EMAIL Duyduc128@gmail com BÌNH XUYÊN, THÁNG 03 NĂM 2014 skkn C[.]
BỘ MÔN: HÓA HỌC TỔ BỘ MÔN: KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRƯỜNG: TRUNG HỌC CƠ SỞ LÝ TỰ TRỌNG NGƯỜI THỰC HIỆN: NGUYỄN DUY ĐỨC ĐIỆN THOẠI: 0976032520 EMAIL: Duyduc128@gmail.com BÌNH XUN, THÁNG 03 NĂM 2014 skkn CHUN ĐỀ BỜI DƯỠNG HSG MỘN HÓA MỤC LỤC Nội dung tra cứu Trang PHẦN I GIỚI THIỆU CHUYÊN ĐỀ .3 I- PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 II- ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: PHẦN II NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ KHỐI LƯỢNG .4 II PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG III PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH 12 IV PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH .15 V PHƯƠNG PHÁP DÙNG PHƯƠNG TRÌNH ION RÚT GỌN 22 VI PHƯƠNG PHÁP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT 25 Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA PHẦN I GIỚI THIỆU CHUYÊN ĐỀ Trong năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh phòng giáo dục đào tạo đặc biệt quan tâm, nhà trường bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ Giáo viên phân cơng dạy bồi dưỡng có nhiều cố gắng việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ giao Nhờ số lượng chất lượng đội tuyển học sinh giỏi huyện đạt cấp tỉnh cao Tuy nhiên thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều khó khăn cho thầy trị Là giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, được tiếp xúc với số đồng nghiệp đồng môn, khảo sát từ thực tế thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển nhiều học sinh lúng túng, giải toán biện luận Trong loại tập năm có đề thi tỉnh Từ khó khăn vướng mắc tơi tìm tịi nghiên cứu tìm ngun nhân (nắm kỹ chưa chắc; thiếu khả tư hóa học, …) tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt toán Với lý tơi tìm tịi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài:“MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC” cho học sinh giỏi nhằm giúp cho em HS giỏi có kinh nghiệm việc giải tốn hóa học Qua nhiều năm vận dụng đề tài hệ HS giỏi tự tin giải có hiệu gặp dạng tốn hóa khác I- PHẠM VI NGHIÊN CỨU Do hạn chế thời gian nguồn lực nên mặt không gian đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi huyện Bình Xuyên, tỉnh Vĩnh Phúc Về mặt kiến thức, kỹ năng, đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tập hóa học (chủ yếu tập trung vào hợp chất vô ) Đề tài thực nghiệm từ năm 2008 đến - Năm học 2008 – 2009 trực tiếp tham gia bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi trường, trình nghiên cứu giảng dạy nảy sinh vấn đề nghiên cứu rồi từ đó thu thập tài liệu, xây dựng đề tài bước đầu thử nghiệm - Năm học 2009 – 2010 hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy - Từ năm học 2010 – 2011 đến tiếp tục chỉnh lý bổ sung hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy II- ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tập hóa học 2- Khách thể nghiên cứu : Khách thể nghiên cứu học sinh giỏi lớp 8, đội tuyển HSG Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA PHẦN II NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ KHỐI LƯỢNG 1/ Nguyên tắc: Trong phản ứng hoá học, các nguyên tố và khối lượng của chúng được bảo toàn Trong mọi quá trình biến đổi hoá học: Số mol mỗi nguyên tố các chất được bảo toàn Từ đó suy ra: + Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành + Tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng 2/ Phạm vi áp dụng: Trong các bài toán xảy nhiều phản ứng, lúc này không cần thiết phải viết các phương trình phản ứng và chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol giữa các chất cần xác định và những chất mà đề cho BÀI TẬP MINH HỌA Bài Cho một luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I và muối kim loại đó Hướng dẫn giải: Đặt M là KHHH của kim loại hoá trị I 2MCl PTHH: 2M + Cl2 2M(g) (2M + 71)g 9,2g 23,4g ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71) suy ra: M = 23 Kim loại có khối lượng nguyên tử bằng 23 là Na Vậy muối thu được là: NaCl Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,344 lit hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối Tính m? Hướng dẫn giải: MSO4 + H2 PTHH chung: M + H2SO4 1,344 nH SO = nH = = 0,06 mol 22,4 áp dụng định luật BTKL ta có: mMuối = mX + m H SO - m H = 3,22 + 98 * 0,06 - * 0,06 = 8,98g Bài 3: Có lá sắt khối lượng bằng và bằng 11,2g Một lá cho tác dụng hết với khí clo, một lá ngâm dung dịch HCl dư Tính khối lượng sắt clorua thu được Hướng dẫn giải: PTHH: 2FeCl3 2Fe + 3Cl2 (1) FeCl2 + H2 (2) Fe + 2HCl Theo phương trình (1,2) ta có: Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA 11,2 11,2 nFeCl = nFe = 56 = 0,2mol nFeCl = nFe = 56 = 0,2mol Số mol muối thu được ở hai phản ứng bằng khối lượng mol phân tử của FeCl3 lớn nên khối lượng lớn mFeCl = 127 * 0,2 = 25,4g mFeCl = 162,5 * 0,2 = 32,5g Bài 4: Hoà tan hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị II và III bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu được gam muối khác nhau? Hướng dẫn giải: Gọi kim loại hoá trị II và III lần lượt là X và Y ta có phương trình phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) Số mol CO2 thoát (đktc) ở phương trình và là: 0,672 nCO2 0,03mol 22,4 Theo phương trình phản ứng và ta thấy số mol CO2 bằng số mol H2O n H 2O nCO2 0,03mol n HCl 0,03.2 0,006mol và Như vậy khối lượng HCl đã phản ứng là: mHCl = 0,06 36,5 = 2,19 gam m m Gọi x là khối lượng muối khan ( XCl YCl3 ) Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 10 + 2,19 = x + 44 0,03 + 18 0,03 => x = 10,33 gam Bài 5: Cho 7,8 gam hỗn hợp kim loại Al và Mg tác dụng với HCl thu được 8,96 lít H (ở đktc) Hỏi cô cạn dung dịch thu được gam muối khan Hướng dẫn giải: Ta có phương trình phản ứng sau: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 Số mol H2 thu được là: 8,96 nH 0,4mol 22,4 Theo (1, 2) ta thấy số mol HCL gấp lần số mol H2 Nên: Số mol tham gia phản ứng là: n HCl = 0,4 = 0,8 mol Số mol (số mol nguyên tử) tạo muối cũng chính bằng số mol HCl bằng 0,8 mol Vậy khối lượng Clo tham gia phản ứng: mCl = 35,5 0,8 = 28,4 gam Vậy khối lượng muối khan thu được là: 7,8 + 28,4 = 36,2 gam Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài Người ta cho từ từ luồng khí CO qua một ống sứ đựng 5,44 g hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3,CuO nung nóng, kết thúc phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn B và hỗn hợp khí C Sục hỗn hợp khí C vào dung dịch nước vôi dư thấy có g kết tủa và khí D bay Khối lượng chất rắn B thu được là bao nhiêu? Bài Cho mg hỗn hợp A gồm ba muối XCO3, YCO3 và M2CO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, phản ứng xảy hoàn toàn thu được 4,48 lít CO2 (đktc), dung dịch B và chất rắn C Cô cạn dung dịch B thu được 20 g muối khan Nung chất rắn C đến khối lượng không đổi thấy có 11,2 lít khí CO2 (đktc) bay và chất rắn D có khối lượng 145,2 g m có giá trị là bao nhiêu? Bài Hòa tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được V lít H2 (đktc) và dung dịch chứa m g hỗn hợp muối Y Cho toàn bộ lượng H2 ở từ từ qua ống sứ đựng g hỗn hợp gồm Fe2O3, CuO nung nóng, thu được 3,04g hỗn hợp kim loại m có giá trị là bao nhiêu? Bài Nung nóng m g hỗn hợp X gồm ACO và BCO3 thu được m g hỗn hợp rắn Y và 4,48 lít khí CO2 Nung nóng Y đến khối lượng không đổi thu thêm được khí CO và hỗn hợp rắn Z Cho toàn bộ khí CO2 thu được nung Y qua dung dịch NaOH dư, sau đó cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch thì thu được 19,7 g kết tủa Mặt khác cho CO dư qua hỗn hợp Z nung nóng thu được 18,4 g hỗn hợp Q và 4,48 lít khí CO2 (đktc) m có giá trị là bao nhiêu? Bài Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol FeO, 0,3 mol Fe2O3, 0,4 mol Fe3O4 vào dung dịch HNO3 2M vừa đủ, thu được dung dịch muối và 5,6 lít khí hỗn hợp khí NO và N 2O4 (đktc) có tỉ khối so với H2 là 33,6 Thể tích dung dịch HNO3 đã tham gia phản ứng là bao nhiêu? Bài Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa muối sunfat) và một khí nhất là NO Giá trị của a là bao nhiêu? Bài Thổi từ từ hỗn hợp khí X gồm CO và H2 qua ống đựng 16,8 g hỗn hợp Y gồm oxit gồm CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng Sau phản ứng hoàn toàn thu được m g chất rắn Z và một hỗn hợp khí T, hỗn hợp T nặng hỗn hợp X là 0,32 g Giá trị của m là bao nhiêu? Bài Khử hoàn toàn m g hỗn hợp CuO, Fe 3O4 bằng khí CO ở nhiệt độ cao, thu được hỗn hợp kim loại và khí CO2 Sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu được 20 g kết tủa và dung dịch A, lọc bỏ kết tủa, cho Ba(OH)2 dư vào dung dịch A thu được 89,1 g kết tủa nữa Nếu dùng H khử hoàn toàn m g hỗn hợp thì cần lít khí H2 (đktc) ? Bài Để khử hoàn toàn 27,2 g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 cần vừa đủ 6,72 lít CO (đktc) Khối lượng Fe thu được là bao nhiêu? Bài 10 Cho từ từ một luồng khí CO qua ống sứ đựng m g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 nung nóng, kết thúc phản ứng thu được 64g sắt, khí gồm CO và CO2 cho sục qua dung dịch Ca(OH)2 dư được 40g kết tủa Vậy m có giá trị là bao nhiêu? Bài 11 Khử hoàn toàn 24 g hỗn hợp CuO và FexOy bằng H2 dư ở nhiệt độ cao thu được 17,6 g hỗn hợp hai kim loại Khối lượng nước tạo thành là bao nhiêu? Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Bài 12 Để tác dụng hết 5,44 g hỗn hợp CuO, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4 cần dùng vừa đủ 90ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, nếu khử oàn toàn 5,44 g hỗn hợp bằng khí CO ở nhiệt độ cao thì khối lượng sắt thu được là bao nhiêu? Bài 18 Thổi rất chậm 2,24 lít (đktc) hỗn hợp X gồm CO và H2 (lấy dư) qua ống sứ đựng 24 g hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe2O3 và e3O4 đun nóng Sau kết thúc phản ứng, khối lượng chất rắn còn lại ống sứ là bao nhiêu? Bài 13 Cho hỗn hợp gồm : FeO (0,01 mol), Fe2O3 (0,02 mol), Fe3O4 (0,03 mol) tan vừa hết dung dịch HNO3 thu được ung dịch chứa một muối và 0,448 lít khí N2O4 (đktc) Khối lượng muối và số mol HNO3 tham gia phản ứng là bao nhiêu? Bài 14 Cho 1,1 g hỗn hợp Fe, Al phản ứng với dung dịch HCl thu được dung dịch X, chất rắn Y và khí Z, để hoà tan hết Y ần số mol H 2SO4 (loãng) bằng lần số mol HCl ở trên, thu được dung dịch T và khí Z Tổng thể tích khí Z (đktc) sinh rong cả hai phản ứng là 0,896 lít Tổng khối lượng muối sinh hai trường hợp là bao nhiêu? Bài 15 Cho 2,48 g hỗn hợp kim loại Fe, Al, Zn phản ứng vừa hết với dung dịch H 2SO4 loãng thu được 0,784 lít khí H2 (đktc).Cô cạn dung dịch, khối lượng muối khan thu được là bao nhiêu? Bài 16 Hoà tan 2,57g hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 loãng thu được 1,456 lít khí X (đktc), 1,28g chất rắn Y và dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu được m g muối khan, m có giá trị là bao nhiêu? Bài 17 Cho 17,5 g hỗn hợp gồm kim loại Fe, Al, Zn tan hoàn toàn dung dịch H 2SO4 loãng thu được 5,6 lít khí H2 (ở 0oC, atm) Cô cạn dung dịch, khối lượng muối khan thu được là bao nhiêu? Bài 18 Cho 35g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa hết với dung dịch BaCl Sau phản ứng thu được 59,1g kết tủa Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m g muối clorua Vậy m có giá trị là bao nhiêu? Bài 19 Cho 4,48g hỗn hợp chất rắn Na2SO4, K2SO4, (NH4)2SO4 tan vào nước được dung dịch A Cho A tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch Ba(NO3)2 0,1M Kết thúc phản ứng thu được kết tủa B và dung dịch C Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch C thu được m(g) muối nitrat Vậy m có giá trị là bao nhiêu? Bài 20 Hoà tan hoàn toàn 3,72g hỗn hợp kim loại A, B dung dịch HCl dư thấy tạo 1,344 lít khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được muối khan có khối lượng là bao nhiêu? Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA II PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG 1/ Nguyên tắc: So sánh khối lượng của chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lượng của nó, để từ khối lượng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol giữa chất này mà giải quyết yêu cầu đặt 2/ Phạm vị sử dụng: Đối với các bài toán phản ứng xảy thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng giữa kim loại mạnh, không tan nước đẩy kim loại yếu khỏi dung sịch muối phản ứng, Đặc biệt chưa biết rõ phản ứng xảy là hoàn toàn hay không thì việc sử dụng phương pháp này càng đơn giản hoá các bài toán BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Nhúng một sắt và một kẽm vào cùng một cốc chứa 500 ml dung dịch CuSO Sau một thời gian lấy hai kim loại khỏi cốc thì mỗi có thêm Cu bám vào, khối lượng dung dịch cốc bị giảm mất 0,22g Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol của ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol của FeSO4 Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi , thu được 14,5g chất rắn Số gam Cu bám mỗi kim loại và nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là bao nhiêu? Hướng dẫn giải: PTHH (1) FeSO4 + Cu Fe + CuSO4 (2) ZnSO4 + Cu Zn + CuSO4 Gọi a là số mol của FeSO4 Vì thể tích dung dịch xem không thay đổi Do đó tỉ lệ về nồng độ mol của các chất dung dịch cũng chính là tỉ lệ về số mol Theo bài ra: CM ZnSO = 2,5 CM FeSO Nên ta có: nZnSO = 2,5 nFeSO Khối lượng sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g) Khối lượng kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g) Khối lượng của hai kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g) Mà thực tế bài cho là: 0,22g Ta có: 5,5a = 0,22 a = 0,04 (mol) Vậy khối lượng Cu bám sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g) và khối lượng Cu bám kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g) Dung dịch sau phản ứng và có: FeSO4, ZnSO4 và CuSO4 (nếu có) Ta có sơ đồ phản ứng: NaOH dư FeSO4 a t Fe(OH)2 a , kk Fe2O3 a (mol) Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA a mFe O = 160 x 0,04 x = 3,2 (g) NaOH dư CuSO4 b t Cu(OH)2 CuO b b (mol) mCuO = 80b = 14,5 - 3,2 = 11,3 (g) b = 0,14125 (mol) Vậy nCuSO CM CuSO = ban đầu = a + 2,5a + b = 0,28125 (mol) 0,28125 = 0,5625 M 0,5 Bài 2: Nhúng một sắt nặng gam vào 500 ml dung dịch CuSO 2M Sau một thời gian lấy lá sắt cân lại thấy nặng 8,8 gam Xem thể tích dung dịch không thay đổi thì nồng độ mol/lit của CuSO4 dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x = (mol) PTHH (1) FeSO4 + Cu Fe + CuSO4 mol mol 56g 64g làm sắt tăng thêm 64 - 56 = gam Mà theo bài cho, ta thấy khối lượng sắt tăng là: 8,8 - = 0,8 gam 0,8 Vậy có = 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, thì cũng có 0,1 mol CuSO4 tham gia phản ứng Số mol CuSO4 còn dư : - 0,1 = 0,9 mol 0,9 Ta có CM CuSO = 0,5 = 1,8 M Bài 3: Dẫn V lit CO2 (đktc) vào dung dịch chứa 3,7 gam Ca(OH) Sau phản ứng thu được gam kết tủa Tính V? Hướng dẫn giải: Theo bài ta có: 3,7 Số mol của Ca(OH)2 = = 0,05 mol 74 Số mol của CaCO3 = = 0,04 mol 100 PTHH CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 - Nếu CO2 không dư: Ta có số mol CO2 = số mol CaCO3 = 0,04 mol Vậy V(đktc) = 0,04 * 22,4 = 0,896 lít - Nếu CO2 dư: CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 0,05 mol 0,05 0,05 Ca(HCO3)2 CO2 + CaCO3 + H2O Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA (0,05 - 0,04) mol 0,01 Vậy tổng số mol CO2 đã tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol V(đktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lít Bài 4: Hoà tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị I và II bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch X và 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lượng muối khan thu được ở dung dịch X Hướng dẫn giải: Gọi kim loại hoá trị và lần lượt là A và B ta có phương trình phản ứng sau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2) Số mol khí CO2 (ở đktc) thu được ở và là: 4,48 nCO2 0,2mol 22,4 Theo (1) và (2) ta nhận thấy cứ mol CO2 bay tức là có mol muối cacbonnat chuyển thành muối Clorua và khối lượng tăng thêm 11 gam (gốc CO3 là 60g chuyển thành gốc Cl2 có khối lượng 71 gam) Vậy có 0,2 mol khí bay thì khối lượng muối tăng là: 0,2 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lượng muối Clorua khan thu được là: M(Muối khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam) Bài 5: Hoà tan 10gam hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị II và IIIbằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc) Hỏi cô cạn dung dịch A thu được gam muối khác nhau? Hướng dẫn giải: Một bài toán hoá học thường là phải có phản ứng hoá học xảy mà có phản ứng hoá học thì phải viết phương trình hoá học là điều không thể thiếu Vậy ta gọi hai kim loại có hoá trị và lần lượt là X và Y, ta có phản ứng: XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1) Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2) Số mol chất khí tạo ở chương trình (1) và (2) là: 0,672 n CO2 = 0,03 mol 22,4 Theo phản ứng (1, 2) ta thấy cứ mol CO2 bay tức là có mol muối Cacbonnat chuyển thành muối clorua và khối lượng tăng 71 - 60 = 11 (gam) ( mCO3 60 g ; mCl 71g ) Số mol khí CO2 bay là 0,03 mol đó khối lượng muối khan tăng lên: 11 0,03 = 0,33 (gam) Vậy khối lượng muối khan thu được sau cô cạn dung dịch m (muối khan) = 10 + 0,33 = 10,33 (gam) Bài 6: Nhúng một kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M Sau một thời gian phản ứng, khối lượng M tăng lên 0,40g nồng độ CuSO4 còn lại là 0,1M a/ Xác định kim loại M Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 10 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA 3,36 = 0,3 (mol) (I) 22,4 8,5 M trung bình: M = 0,3 = 28,33 ta có: a + b = Ta thấy 23 < M = 28,33 < 39 Giả sử MA < MB thì A là Na, B là K hoặc ngược lại mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II) Từ (I, II) ta tính được: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol Vậy mNa = 0,2 * 23 = 4,6 g, mK = 0,1 * 39 = 3,9 g Bài 2: Hoà tan 115,3 g hỗn hợp gồm MgCO3 và RCO3 bằng 500ml dung dịch H2SO4 loãng ta thu được dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít CO2 (đktc) Cô cạn dung dịch A thì thu được 12g muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lượng không đổi thì thu được 11,2 lít CO (đktc) và chất rắn B1 Tính nồng độ mol/lit của dung dịch H2SO4 loãng đã dùng, khối lượng của B, B1 và khối lượng nguyên tử của R Biết hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3 Hướng dẫn giải: Thay hỗn hợp MgCO3 và RCO3 bằng chất tương đương M CO3 PTHH M SO4 + CO2 + H2O (1) M CO3 + H2SO4 0,2 0,2 0,2 0,2 4,48 Số mol CO2 thu được là: nCO = 22,4 = 0,2 (mol) Vậy nH SO = nCO = 0,2 (mol) 0,2 CM H SO = = 0,4 M 0,5 Rắn B là M CO3 dư: M O + CO2 (2) M CO3 0,5 0,5 0,5 Theo phản ứng (1): từ mol M CO3 tạo mol M SO4 khối lượng tăng 36 gam Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 115,3 = mB + mmuối tan - 7,2 Vậy mB = 110,5 g Theo phản ứng (2): từ B chuyển thành B1, khối lượng giảm là: mCO = 0,5 * 44 = 22 g Vậy mB = mB - mCO = 110,5 - 22 = 88,5 g Tổng số mol M CO3 là: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol 115,3 Ta có M + 60 = 164,71 M = 104,71 0,7 Vì hỗn hợp đầu số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MgCO3 24 *1 R * 2,5 R = 137 Nên 104,71 = 3,5 Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 13 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Vậy R là Ba Bài 3: Để hoà tan hoàn toàn 28,4 gam hỗn hợp muối cacbonat của kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM và tạo 6,72 lit khí (đktc) Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu được m(g) muối khan Tính giá trị a, m và xác định kim loại Hướng dẫn giải: 6,72 nCO = 22,4 = 0,3 (mol) Thay hỗn hợp bằng M CO3 M Cl2 + CO2 + H2O (1) M CO3 + 2HCl 0,3 0,6 0,3 0,3 Theo tỉ lệ phản ứng ta có: nHCl = nCO = * 0,3 = 0,6 mol 0,6 CM HCl = = 2M 0,3 Số mol của M CO3 = nCO = 0,3 (mol) 28,4 Nên M + 60 = = 94,67 0,3 M = 34,67 Gọi A, B là KHHH của kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II, MA < MB Ta có: MA < M = 34,67 < MB để thoả mãn ta thấy 24 < M = 34,67 < 40 Vậy hai kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II đó là: Mg và Ca Khối lượng muối khan thu được sau cô cạn là: m = (34,67 + 71)* 0,3 = 31,7 gam BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài 4: Hòa tan 16,8 gam hỗn hợp hai muối cacbonat và sunfit của cùng một kim loại kiềm vào dd HCl dư, thu được 3,36 lít hỗn hợp khí (đktc) Xác định CTHH của hai muối? Đ/S: Na2CO3 và Na2SO3 Bài 5: Dung dịch X chứa 8,36g hỗn hợp hiđroxit của hai kim loại kiềm Để trung hòa dd X cần dùng tối thiểu 500 ml dd HNO3 0,55M Biết hiđroxit của kim loại có nguyên tử khối lớn chiếm 20% số mol hỗn hợp Xác định CTHH của hia kim loại Đ/S: Li và K Bài 6: Cho 12,78g hỗn hợp muối NaX và NaY (X và Y là hai halogen ở hai chu kì liên tiếp, X đứng trước Y) vào dd AgNO3 dư thu được 25,53g kết tủa Xác định CTPT của hai muối và % khối lượng của muối NaX hỗn hợp đầu Đ/S: NaCl và NaBr; %NaCl = 27,46% Bài 7: Hỗn hợp A có khối khối lượng 8,7g gồm hai kim loại X, Y Hòa tan hoàn toàn A dd H2SO4 loãng, dư thấy thoát 6,72 lít (đktc) khí không màu Mặt khác đốt cháy hoàn toàn A khí quyển Cl2 dư thu được 30g hh rắn B Xác định X, Y? Đ/S: Al và Ca Bài 8: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (đktc) hh khí X gồm NO và NO2 và dd Y (chỉ chứa hai muối và axit dư) Tỉ khối của X so với H2 là 19 Hãy xác định V Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 14 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Đ/S: 5,6 lit Bài 9: Cho 1,7 gam hh gồm Zn và kim loại X thuộc nhóm IIA tác dụng với dd HCl dư, sinh 0,672 lít H2 (đktc) Mặt khác, cho 1,9g X tác dụng với dd H2SO4 loãng, dư thì thể tích khí H2 sinh chưa đến 1,12 lít (đktc) Hãy xác định X Đ/S: Ca + 2Bài 10: Hợp chất X tạo thành từ cation M và anion A Mỗi ion đều nguyên tử của nguyên tố tạo nên Tổng số proton M+ là 11, còn tổng số electron A2- là 50 Xác định CTPT của X Đ/S: (NH4)2SO4 Bài 11: Nhiệt phân hoàn toàn 20g hỗn hợp MgCO3, CaCO3, BaCO3 thu được 0,22mol khí X Xác định thành phần % khối lượng của MgCO3 Đ/S: 52,5% < MgCO3 < 86,75% Bài 12: Cho 7,02 gam hh Al và kim loại kiềm thổ thuộc hai chu kì kế tiếp vào dd HCl dư thu được 6,496 lít khí (đktc) Nếu lấy riêng lượng Al hỗn hợp đó cho vào dd NaOH dư thu được V lít khí (đktc) Biết 3,136< V < 3,584, các pư xảy hoàn toàn Xác định CTPT hia kim loại Đ/S: Mg và Ca IV PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN ĐIỆN TÍCH 1) Ngun tắc: Trong phản ứng oxi hóa – khử thì tổng số mol e mà các chất khử cho bằng tổng số mol e mà các chất oxi hoá thu vào : necho nenhËn Nếu bài toán có nhiều chất oxi hoá và nhiều chất khử tham gia sơ đồ phản ứng, hoặc quá trình phản ứng phải qua nhiều giai đoạn thì áp dụng phương pháp này để giải sẽ rất nhanh và kết quả thu được chính xác 2) Các bước áp dụng phương pháp bảo toàn electron sau : – Phải xác định được từ các chất ban đầu tham gia phản ứng đến các chất sản phẩm có chất cho electron và số mol từng chất,có chất nhận e và số mol từng chất (có thể phải đặt ẩn số) – Viết các quá trình cho electron để tính tổng số mol e mà các chất khử cho ( n e cho ) – Viết các quá trình nhận electron để tính tổng số mol e mà các oxi hoá nhận vào ( nenhËn ) – Áp dụng định luật bảo toàn electron : necho nenhËn Đối với những hệ trung hoà điện: Nếu hệ tồn tại đồng thời các hạt mang điện thì ta có: n đt(+) = n đt(–) Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 15 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Với nđt = số mol ion số đơn vị điện tích của ion đó BÀI TẬP MINH HỌA Bài Hoà tan hết 7,5 g hỗn hợp Al và Mg HNO loãng thu được dung dịch A gồm muối và 3,36 lít (ở đktc) hỗn hợp khí NO và N 2O, khối lượng của hỗn hợp khí là 5,2 g Hãy tính khới lượng của Al Mg hỡn hợp Lời giải Đặt nNO a(mol) ; nN2O b(mol) 3,36 0,15 a 0,1mol a b 22,4 b 0,2mol 30a 44b 5,2 Sơ đồ phản ứng : Al Mg + HNO3 Al(NO3)3 Mg(NO3)2 + NO N2O + H2O Các chất cho electron : Al : x (mol) ; Mg : y (mol) 3+ Al0 Al + 3e x 3x necho 3x 2y (mol) 2+ Mg0 Mg + 2e y 2y Chất nhận electron là HNO3 có hai quá trình nhận e : N+5 + 3e N+2 (NO) nenhËn 0,7 (mol) 0,3 0,1 0,1 N +5 + + 4e (N2O) N 0,4 0,1 0,05 Áp dụng sự bảo toàn electron ta có : 3x + 2y = 0,7 Phương trình khối lượng : 27x + 24y = 7,5 x 0,1(mol) mAl 2,7g Giải hệ (1, 2) y 0,2(mol) mMg 4,8g (1) (2) Bài Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,06 mol FeS2 và x mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ) thu được dung dịch A (chỉ chứa hai ḿi sunfat) và khí nhất NO Tính x Lời giải FeS2 Fe3 2SO24 0,06 0,06 0,12 Cu2S 2Cu2 SO24 a 2a a Theo định luật bảo toàn điện tích n đt(+) = n đt(–) 3.0,06 2.2a 2.0,12 2.a a 0,03(mol) Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 16 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Bài Hoà tan 3,81 g hỗn hợp Zn và Fe vào dung dịch HNO3 thu được dung dịch A và 1,12 lít hỗn hợp khí D (ở đktc) gồm NO và NO2 (giả thuyết NO2 tồn tại ở đktc) Tỉ khối của hỡn hợp D so với hiđro là 16,75 Tính khới lượng kim loại Fe và Zn đã phản ứng Lời giải nNO a(mol) ; nNO2 b(mol) 1,12 0,05 a 0,04(mol) a b 22,4 b 0,01(mol) 30a 46b 1,675 NO Fe(NO3)3 Fe + HNO3 + + H2O NO2 Zn(NO3)2 Zn Các chất cho electron Al : x (mol) ; Zn : y (mol) Fe Fe3+ + 3e x 3x necho 3x 2y Zn Zn2+ + 2e y 2y Chất nhận electron : HNO3 N+5 + 3e N+2 (NO) 0,12 0,04 0,04 nenhËn 0,12 0,01 0,13 N+5 + e N+4 (NO2) 0,01 0,01 0,01 Áp dụng sự bảo toàn electron ta có : 3x + 2y = 0,13 (1) Phương trình khối lượng : 56x + 65y = 6,5 – 2,69 = 3,81 (2) mAl 0,56g Giải hệ (1, 2) mMg 3,25g Bài Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M hóa trị không đổi Hòa tan hết 2,51 g X dung dịch HCl thấy có 0,896 lít H2 (đktc) bay Nếu hòa tan cũng lượng hỗn hợp X vào dd HNO3 thu được 0,672 lít NO nhất (đktc) Xác định kim loại M Lời giải Gọi nFe x(mol) ;nM y(mol) Ta có : 56x + My = 2,51 (I) Các chất cho e là Fe ; M Fe Fe2 2e x 2x M M n ne y ny ne(cho) 2x ny Chất nhận e : 2H 2e H2 ne(nhËn) 0,08 0,08 0,04 Ta có 2x + ny = 0,08 (II) Tương tự ta có phương trình : 3x + ny = 0,09 (III) Giải và biện luận hệ (I), (II) và (III) ta được MM = 65 M lµ Zn Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 17 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Bài Hoà tan hoàn toàn 24,3 g Al vào dung dịch HNO loãng dư thu được hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối so với H2 là 20,25 và dung dịch B chỉ chứa mợt ḿi Tính thể tích khí thoát ở đktc Lời giải Sơ đồ phản ứng N2O Al + HNO3 Al(NO3)3 + + H2O NO 24,3 0,9(mol) 27 Chất cho electron là Al có số mol Al Al3+ + 0,9 necho 2,7mol 3e 2,7 Chất nhận electron là HNO3 N +5 + 3e 3x 2N+5 + 8e N +2 NO x x 2N+ N 2O 8y 2y y 3x 8y 2,7 x 0,1 V 0,4.22,4 8,96 (lít) Ta có 30x 44y 40,5.(x y) y 0,3 Bài Khi cho m g Fe tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3 thu được dung dịch muối, 0,1 mol khí NO và 0,3 mol khí NO2 Tính m Lời giải Chất cho e Chất nhận e Fe Fe3 3e m m 56 56 N 5 3e N 2 NO 0,3 N 5 0,1 0,1 e N 4 NO2 0,3 0,3 0,3 3m Áp dụng ĐLBT e = 0,6 m 11,2g 56 Bài Hoà tan 8,45g Zn vào lít dung dịch HNO3, thu được dung dịch A và 2,688 lít hỗn hợp NO và N2O4 (đktc) Tính khới lượng của lít hỡn hợp khí ở đktc Lời giải NO Zn HNO3 Zn(NO3)2 Đặt nNO x mol ; nN2O4 y mol H2O N2O4 Chất cho electron : Zn (0,13 mol) Chất nhận electron : HNO3 Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 18 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA Zn Zn2 2e 0,13 0,26 N 5 3e N 2 3x x N 5 e N 4 2y ne(cho) 0,26 3x 2y nenhËn (NO) x (N2O4) 2y y (1) Tổng số mol khí x y 0,12 (2) tõ (1) vµ (2) x =0,02 mol ; y =0,2 mol mhỗn hợp = 0,02.30 + 0,2.92 = 19 (g) ứng với 2,688 lít 19.1 7,068g Vậy lít hỗn hợp có khối lượng là 2,688 Bài Cho 15,5g hỗn hợp kim loại Al, Cu tác dụng với HNO3 vừa đủ thu được 6,72 lít hỗn hợp hai khí NO, NO2 ( nNO : nNO2 : 1) và hỗn hợp hai ḿi Tính thành phần % khới lượng Cu và Al hỗn hợp A Lời giải Gọi nAl x(mol) ; nCu y(mol) Ta có 27x + 64y = 15,5 (I) Theo giả thiết ta tìm được nNO 0,2(mol) ; nNO2 0,1(mol) Chất cho e Chất nhận e Al Al3 3e x 3x N 5 3e N 2 (NO) 0,6 0,2 Cu Cu2 2e N 5 e N 4 (NO2) y 2y 0,1 0,1 Áp dụng định luật bảo toàn e : 3x + 2y = 0,7 (II) Giải hệ (I) và (II) thu được x = 0,1 (mol) ; y = 0,2 (mol) %mAl = 17,42% ; %mCu = 82,58% Bài Hoà tan 11,2 g Fe bằng dung dịch H2SO4 (loãng, dư) thu được dung dịch X và 5,6 lít khí bay ở đktc Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,5M Tính V Lời giải Chất cho e Chất nhận e Fe Fe3 3e 0,2 0,6 2H 2e H2 0,5 0,25 Mn7 5e Mn2 0,1 0,6 0,5 VKMnO4 0,1 0,2(lit) 0,5 Bài 10 Để m g Fe ngoài không khí một thời gian nên bị gỉ (giả sử gỉ sắt chỉ toàn là oxit sắt) cân nặng 10 g Lượng gỉ sắt làm mất màu hoàn toàn 200 ml dung dịch KMnO 0,5M dung dịch H2SO4 dư Hãy tính m Lời giải Sơ đờ phản ứng : Fe +O2 FeOa KMnO4 H2SO4 Fe2(SO4)3 MnSO4 H2O Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 19 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG MỘN HÓA – Chất cho electron : Fe : Fe Fe3+ m 56 m (mol) 56 + 3e m 56 necho m 56 10 m (mol) và KMnO4 : 0,1 (mol) 16 O + 2e O2– 10 m 10 m 16 16 +7 Mn + 5e Mn+2 0,1 0,5 10 m ne nhËn 0,5 16 Áp dụng sự bảo toàn electron : 10 m m 0,5 m 9,8(g) 16 56 BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài Thổi luồng không khí qua m(g) bột sắt nung nóng sau một thời gian biến thành hỗn hợp A có khối lượng 30g gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Cho A phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thấy giải phóng 5,6 lít khí NO nhất (đktc) Tính m Bài Nung nóng 5,6 g bợt sắt bình đựng O thu được 7,36 g hỗn hợp X gồm Fe, Fe2O3 và Fe3O4 Cho X tan hoàn toàn dung dịch HNO3 thu được V lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO và N2O4, tỉ khối của Y so với H2 là 25,33 Tính V Bài Cho 6,64 g hỡn hợp A gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được V lít hỗn hợp khí B (ở 30oC, atm) gồm NO, NO2 (với nNO : nNO2 ) Mặt khác cho luồng khí H2 dư qua hỗn hợp A nung nóng, sau phản ứng hoàn toàn thu được 5,04 g Fe Tính thể tích hỡn hợp khí B Bài Cho luồng khí H2 qua ống sứ đựng m g oxit Fe 2O3 ở nhiệt độ cao một thời gian, người ta thu được 6,72 g hỗn hợp A gồm chất rắn khác Đem hoà tan hoàn toàn hỗn hợp này vào dung dịch HNO dư thấy tạo thành 0,448 lít khí B ở đktc (duy nhất) có tỉ khối so với hiđro là 15 thì m có giá trị là bao nhiêu? Bài Trộn 60g bột Fe với 30g bột lưu huỳnh rồi đun nóng (trong điều kiện không có không khí) thu được chất rắn X Hoà tan X bằng dung dịch axit H 2SO4 loãng, dư được dung dịch B và khí C Đốt cháy C cần V lít O2 (đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn thì V có giá trị là bao nhiêu? Bài Hỗn hợp X gồm FeS2 và MS có số mol (M là kim loại hóa trị II) Cho 6,51g X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HNO đun nóng, thu được dung dịch Y (chỉ chứa muối sunfat) và 13,216 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm NO và NO2 có khới lượng 26,34g Tìm M Bài Hoà tan hoàn toàn 12,8g kim loại Cu vào dung dịch HNO3 loãng, tất cả khí NO thu được đem oxi hoá thành NO2 rồi sục vào nước có dòng oxi để chuyển hết thành HNO Thể tích khí oxi ở đktc đã tham gia vào quá trình là bao nhiêu? Bài Chia 5,56 g hỗn hợp gồm Fe và kim loại A (có hoá trị n) làm hai phần bằng : – Chất nhận electron O : Người biên soạn: Nguyễn Duy Đức - Trường THCS Lý Tự Trọng skkn 20 ... năng, đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tập hóa học (chủ yếu tập trung vào hợp chất vô ) Đề tài thực nghiệm từ năm 2008 đến - Năm học 2008 – 2009 trực tiếp tham gia bồi dưỡng đội tuyển học. .. sung hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy II- ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu số phương pháp giải tập hóa học 2- Khách thể... học, …) tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt tốn Với lý tơi tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài:“MỢT SỚ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HĨA HỌC” cho học sinh giỏi nhằm giúp cho