Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Trang 1 Mở đầu 2 1 1 Lý do chọn đề tài 2 1 2 Mục đích nghiên cứu 2 1 3 Đối tượng nghiên cứu 3 1 4 Phương pháp nghiên cứu 3 2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 3 2 1 Cơ sở lý luận 3 2 2 Thực trạng[.]
MỤC LỤC Trang Mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận 2.2 Thực trạng vấn đề 2.3 Giải pháp tổ chức thực để giải vấn đề 2.4 Hiệu việc triển khai đề tài 20 Kết luận kiến nghị 21 3.1 Kết luận 21 3.2 Kiến nghị 21 Tài liệu tham khảo 24 Một số kí hiệu dùng đề tài 24 Danh mục đề tài sáng kiến kinh nghiệm hội đồng đánh giá xếp loại cấp phòng GD&ĐT, cấp sở GD&ĐT cấp cao xếp loại từ C trở lên 25 skkn PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Đất nước ta bước vào giai đoạn định thời kì cơng nghiệp hóahiện đại hóa đất nước, với phát triển vũ bão khoa học – kĩ thuật, bùng nổ công nghệ cao, xu tồn cầu hóa, việc chuẩn bị đầu tư vào người nhằm tạo người có đủ lực trình độ để nắm bắt khoa học kĩ thuật, đủ lĩnh để làm chủ vận mệnh đất nước vấn đề sống quốc gia “ Nâng cao dân trí – Đào tạo nhân lực – Bồi dưỡng nhân tài” nhiệm vụ trung tâm giáo dục - đào tạo Trong việc phát bồi dưỡng học sinh có khiếu mơn học bậc học phổ thơng bước khởi đầu quan trọng để góp phần đào tạo em thành người đầu lĩnh vực khoa học đời sống Vì lẽ nên cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi nhiệm vụ tất yếu trường học, giáo viên Việc phát bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa nằm nhiệm vụ phát bồi dưỡng nhân tài chung giáo dục phổ thơng; nhiệm vụ then chốt nhà trường công việc thường xuyên giáo viên dạy hóa học Có làm tốt điều đáp ứng yêu cầu ngày cao chất lượng giáo dục, tiếp cận với chương trình dạy học Và sử dụng tập Hóa học phương pháp dạy học quan trọng để nâng cao chất lượng môn Đối với học sinh, giải tập hóa học phương pháp học tập tích cực Vì giáo viên cần tự biên soạn tài liệu dùng để ôn thi học sinh giỏi Làm để học sinh phân loại hiểu phương pháp giải từ sử dụng linh hoạt vào giải vấn đề quen thuộc, tiết kiệm thời gian Từ năm học 2017-2018 thi học sinh giỏi tỉnh tỉnh Thanh Hóa lại thi đối tượng học sinh lớp 11 Trong chương trình lớp 11, tập “Tính oxi hóa NO3trong môi trường axit” thuộc chương Nito – Photpho vô quan trọng, hay khó, tơi nhận thấy học sinh lúng túng giải số tập loại này, đặc biệt tập vô tổng hợp Trong đó, tập “Tính oxi hóa NO3- mơi trường axit”, thuộc chương Nito - Photpho có nhiều đề tốt nghiệp, đề thi THPT QG, đặc biệt đề thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh 11 Vì vậy, chọn đề tài “ Giúp học sinh phân dạng giải nhanh tập tính oxi hóa NO3- mơi trường axit, chương Nito – Photpho, để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học 11 trường THPT” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn số dạng tốn vơ “Tính oxi hóa NO3- mơi trường axit”, chương Nito- Photpho hay gặp, từ đề xuất phương pháp giải nhanh phù hợp với tư để HS, nhằm nâng cao chất lượng dạy học đội tuyển học sinh giỏi Hóa học 11 skkn Xây dựng hệ thống tập giải tốn “Tính oxi hóa NO 3- mơi trường axit” thuộc nhóm Nito - Photpho để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học khối 11 theo hướng phát triển tư cho HS Đánh giá tính khả thi thơng qua khả nhận thức HS hiệu đề tài thơng qua dạng tập hóa học 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3.1.Đối tượng Một số dạng tốn “Tính oxi hóa NO3- mơi trường axit” chương Nito – photpho lớp 11 1.3.2 Khách thể Học sinh lớp 11 - THPT 1.3.3 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu số dạng tập “Tính oxi hóa NO3- mơi trường axit” chương nito - photpho khó đề xuất phương pháp giải nhằm phát triển khả tư đạt hiệu cao 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Nghiên cứu lí thuyết Đọc, nghiên cứu dạng tập “Tính oxi hóa NO3- mơi trường axit” chương Nito - photpho phức tạp Đọc, tìm hiểu nghiên cứu tài liệu viết phương pháp giải dạng tốn “Tính oxi hóa NO3- mơi trường axit” 1.4.2 Nghiên cứu thực tiễn Tìm hiểu, quan sát trình học tập, giải BTHH học sinh Khảo sát đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh tỉnh Thanh Hoá đề thi thử HSG , đề giao lưu khảo sát chất lượng học sinh giỏi trường năm học 2019-2020 Chọn 02 tốp học sinh lớp 11 có 01 tốp học ban A không áp dụng đề tài, 01 tốp học A triển khai đề tài Qua tơi so sánh, đối chiếu kết trước sau thực đề tài để rút kết luận NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1 Tính chất hóa học HNO3 2.1.1.1 Tính axit: HNO3 số axit mạnh nhất, dung dịch: HNO3 H + + NO3– - Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối axit yếu CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O skkn Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O 2.1.1.2 Tính oxi hóa : Kim loại hay phi kim gặp axit HNO bị oxi hóa trạng thái oxi hóa cao Tùy vào nồng độ axit chất chất khử mà HNO bị khử đến: N2, N2O, NO, NO2, NH4NO3 a) Với kim loại: HNO3 oxi hóa hầu hết kim loại (trừ Au Pt), khơng giải phóng khí H2, ion NO3- có khả oxi hóa mạnh H+ Khi kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hố cao - Với kim loại có tính khử yếu như: Cu, Ag…thì HNO3 đặc nóng bị khử đến NO2 ; HNO3 lỗng bị khử đến NO Ví dụ: Cu + 4HNO3(đặc nóng Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H 2O 3Cu + 8HNO3(loãng) 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H 2O - Khi tác dụng với kim loại có tính khử mạnh như: : Mg, Zn, Al… + HNO3 đặc nóng bị khử đến NO2 + HNO3 lỗng bị khử đến N2O , N2 NH4NO3 + Fe, Al, Cr bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc nguội b) Với phi kim: Khi đun nóng HNO3 đặc tác dụng chủ yếu với: C, P, S…(trừ N2 halogen) Ví dụ: S + 6HNO3(đặc nóng) H2SO4 + 6NO2 + 2H2O C + 4HNO3(đặc nóng) CO2 + 4NO2 + H2O Thấy thoát khí màu nâu có NO2, nhỏ dung dịch BaCl2 thấy có kết tủa màu trắng, chứng tỏ có ion SO42- c) Với hợp chất: - H2S, HI, SO2, FeO, Fe3O4, muối sắt (II)… tác dụng với HNO3, nguyên tố bị oxi hoá hợp chất chuyển lên mức oxi hố cao Ví dụ : 3FeO + 10HNO3(đặc) 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3H2S + 2HNO3(đặc) 3S + 2NO + 4H2O 2.1.2 Tính chất hóa học anion NO32.1.2.1 Anion gốc axit NO3- mơi trường trung tính Trong mơi trường trung tính anion NO3- khơng có tính oxi hố Ví dụ: Cho mảnh kim loại Cu vào dd KNO3 không xảy phản ứng 2.1.2.2 Anion gốc axit NO3- môi trường axit Trong mơi trường axit, anion NO 3- có tính oxi hố mạnh axit HNO Khi oxi hố chất có tính khử như: kim loại, phi kim số hợp chất có tính khử Đồng thời dung dịch hỗn hợp (NO 3-, H+) có đầy đử tính chất hóa học (H+) axit mạnh skkn Ví dụ 1: Khi cho mảnh kim loại Cu vào dung dich KNO sau thêm tiếp vào lượng dư dung dịch axit HCl lại thấy dung dịch chuyển màu xanh có bọt khí PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO33Cu2+ + 2NO + 4H2O Ví dụ 2: Rót lượng dung dịch FeCl vào cốc đựng dung dịch NaNO 3, khơng thấy có tượng gì, nhỏ thêm dung dịch H 2SO4 lỗng vào thi thấy có khí thoát dung chuyển sang màu vàng nâu muối sắt III PTHH: 3Fe2+ + 4H+ + NO33Fe2+ + NO + 2H2O Ví dụ 3: Khi cho kim loại Fe tác dụng với dung dịch hỗn hợp hai axit (H 2SO4 loãng HNO3) hay dung dịch hỗn hợp axit (HCl, H2SO4 loãng muối nitrat) thấy Fe tan có khí PTHH: Fe + 4H+ + NO3Fe3+ + NO + 2H2O 2.1.2.3 Anion gốc axit NO3- môi trường bazơ Trong môi trường bazơ ion NO3- có tính oxi hố yếu Những kim loai Al, Zn bị oxi hố ion NO3- mơi trường bazơ N+5 bị khử xuống N-3 NH3: 8Al + 5OH- + 3NO3- + 2H2O 8AlO2- + 3NH3 4Zn + NO3- + 7OH4ZnO22- + NH3 + 2H2O 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Qua điều tra, khảo sát phía học sinh, qua nghiên cứu chương trình giảng dạy, qua kết làm đội tuyển HSG lớp 11, qua trao đổi trực tiếp với đồng nghiệp thực tế trực tiếp giảng dạy trường THPT Thọ Xuân 4, rút số nhận xét thực trạng vấn đề nghiên cứu cụ thể sau: 2.2.1.Về phía học sinh: Khi giải tập vơ phức tạp “Tính oxi hóa NO3- mơi trường axit”, nhiều HS ngại khó, chưa tự giác tích cực, chưa phát huy khả tư sáng tạo; học sinh thiếu kiến thức kĩ làm tập khó, nên gặp khó học sinh thường gặp lúng túng khơng giải 2.2.2.Về phía giáo viên - Giáo viên, phần khơng có đủ thời gian rèn luyện kĩ cho học sinh nhiều lớp, phần dạy truyền thụ theo phương pháp truyền thống dạy sơ sài qua loa nghĩ học sinh khơng thích học phần khó nên chẳng cần phải đầu tư Trong khâu rèn kĩ cho học sinh, trọng cho học sinh làm tập đơn giản để dễ gỡ điểm 2.2.3.Về phía phụ huynh: Sự quan tâm số phụ huynh đến việc học tập em cịn hạn chế 2.3 Giải pháp tổ chức thực để giải vấn đề Dạng tập 1: Vận dụng linh hoạt định luật bảo tồn qua tốn: kim loại hỗn hợp kim loại tác dụng với NO3- môi trường axit (H+) Bản chất phản ứng kim loại hỗn hợp kim loại tác dụng với NO3trong mơi trường H+ phản ứng kim loại hỗn hợp kim loại với skkn dung dịch chứa (a mol H+ b mol NO3-), tương tự HNO3 * Khi giải cần ý số điểm sau: + Sau phản ứng có khí H2 dung dịch khơng cịn ion NO3+ Nếu hỗn hợp kim loại có Fe, Cu cịn dư dung dịch sau phản ứng thu muối Fe2+ + Nếu H+, NO3- dư tạo muối sắt III (Fe3+) + Kim loại ban đầu tham gia phản ứng có Al, Mg, Zn sau phản ứng thường có sản phẩm khử NH4+ tạo thành dung dịch, nên đặt số mol NH 4+ lượng x (mol) ( với x ≥ 0) + Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu sau phản ứng thu chất rắn, chất rắn thường muối, chứa ion: Ion chưa phản ứng; ion phản ứng dư; ion vừa sinh + Nếu ion sau phản ứng dư H+, mà dung dịch sau phản ứng có ion Cl - NO3- cạn dung dịch sau phản ứng HCl, HNO3 bay + Với kim loại có tính khử trung bình yếu (thường kim loại từ Fe trở đi: Fe, Cu, Pb, Ag ) sản phẩm khử thường NO * Phương pháp giải: - Đối với loại toán thường phải viết phương trình ion rút gọn có tham gia ion H+, NO3-, kim loại Sau so sánh số mol chất khử (kim loại M) với tổng số mol H+ tổng số mol NO3- để xem chất hay ion phản ứng hết, tính tốn số mol hết - Khi giải thường kết hợp linh hoạt định luật bảo toàn: + Bảo toàn khối lượng: mCác chát trước phản ứng = mCác chất sau phản ứng mChất rắn sau phản ứng = m Các ion dương + mCác ion âm mPhân tử = m Khối lượng nguyên tố phân tử + Bảo toàn Electron: nSố mol e nhường kim loại = nSố mol e nhận NO3- + nsố mol e nhận H+ + nsoosmol e nhận O(oxit) + Bảo toàn nguyên tố N, H, O, kim loại Bảo toàn nguyên tố N: Bảo toàn nguyên tố H: Bảo toàn nguyên tố O: Bảo toàn nguyên tố kim loại: nKim loại ban đầu = nIon kim loại dung dịch + nKim loại dư + Bảo tồn điện tích: Trong dung dịch nĐiện tích dương = nĐiện tích âm * Một số ví dụ minh họa skkn Ví dụ 1: (1) Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M NaNO3 0,2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X khí NO (sản phẩm khử nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X lượng kết tủa thu lớn Tính giá trị tối thiểu V Hướng dẫn giải ; ; nFe= 0,2 mol ; nCu= 0,3 mol Fe → Fe3+ +3e Cu → Cu2+ + 2e Mol PƯ: 0,02 0,02 0,06 0,03 0,03 0,06 Tổng số mol e nhường = 0,12 mol NO3- + 3e + 4H+ → NO + 2H2O Mol ban đầu: 0,08 0,24 ne nhận > ne nhường Fe tan hết Mol PƯ: 0,04 0,12 0,16 nH+ dư = 0,4 - 0,16 = 0,24 mol Lượng dung dịch NaOH tối thiểu cần cho vào dung dịch X, để thu lượng kết tủa lớn OH- tác dụng vừa hết với H+ dư, Fe3+, Cu2+ H+ + OH- → H2O Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2 Ví dụ 2: (2) Hịa tan 1,12 gam Fe 300 ml dung dịch HCl 0,2 M, thu dung dịch X khí H2 Cho dung dịch AgNO3 dư vào X, thu khí NO (sản phẩm khử N+5) m gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 10,23 B 8,61 C 7,36 D 9,15 Hướng dẫn giải Vì cho dung dịch AgNO3 dư dung dịch X thấy khí NO chứng tỏ H+ dư X , Ta có sơ đồ sau: 2+ Fe + 2H+ → Fe + H2 3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O skkn Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag Ag+ + Cl- → AgCl Áp bảo tồn electron cho q trình trên: Với: Khối lượng kết tủa: Đáp án: D Ví dụ 3: (1) Cho 13,36 gam hỗn hợp gồm Mg Cu(NO3)2 tan vừa đủ dung dịch hỗn hợp chứa 0,98 mol HCl x mol NaNO3 Sau phản ứng thu dung dịch Y chứa muối clorua 0,04 mol khí N2 Biết sau phản ứng không thu chất rắn Cô cạn cẩn thận Y thu m gam muối khan Biết phản ứng hồn tồn Tìm m Hướng dẫn giải Gọi a, b số mol Mg Cu(NO3)2 => 24 a + 188b = 13,36 (1) Ta có q trình nhường e: Mg Mg2+ + 2e Mol PƯ: a a 2a + Quá trình nhận e: 12H + 2NO3 + 10e N2 + 6H2O 0,48 0,08 0,4 0,04 Vì sau phản ứng thu dung dịch Y chứa muối clorua nên NO3- H+ phản ứng hết Do đó, có tiếp phản ứng: 10H+ + NO3- + 8e NH4+ + 3H2O Mol PƯ: (0,98 - 0,48= 0,5) 0,05 0,4 0,05 Ta có (2) Vì sau phản ứng khơng thu chất rắn, khơng có Cu tạo thành , nên Cu2+ khơng phản ứng với Mg Áp dụng định luật bảo toàn electron, cho q trình oxi hóa – khử trên, ta có: ne nhường = ne nhận => a = 0,8 => a = 0,4 Thay a vào (1), (2) => b = 0,02, x = 0,09 => Dung dịch sau phản ứng chứa: 0,4 mol Mg2+; 0,02 mol Cu2+; 0,09 mol Na+; 0,05 mol NH4+ 0,98 mol Cl- Vậy khối lượng muối khan thu cô cạn dung dịch Y là: Ví dụ 4: (1) Cho 31,15 gam hỗn hợp bột Zn Mg (tỷ lệ mol 1:1) tan hết dung dịch hỗn hợp gồm NaNO3 NaHSO4 thu dung dịch A chứa m gam hỗn hợp muối 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí B gồm N2O H2 Khí B có tỷ khối so với H2 11,5 Tính m? Hướng dẫn giải skkn Đặt số mol Zn Mg a b, ta có hệ phương trình sau Theo đề ta có: Ta có sơ đồ chuyển hóa: Bảo tồn ngun tố N ta có: Đặt x số mol NaHSO4 Áp dụng định luật bảo tồn điện tích với dung dịch A: Vậy: m = 240,1 (gam) * Một số tập tự luyện Bài 1: Dung dịch A có chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 0,15 mol HCl có khả hồ tan tối đa gam Cu kim loại (Biết NO sản phẩm khử nhất) A 2,88g B 3,92g C 3,2g D 6,4g Bài 2:Cho 1,92g Cu vào 100ml dd hỗn hợp có chứa KNO 0,16M H2SO4 0,4M, thấy sinh chất khí có tỷ khối so với H 15 dung dịch A Thể tích dung dịch NaOH 0,5M tối thiểu cần dùng để kết tủa hết ion Cu 2+ dung dịch A A 0,128 lit B 0,218lit C 1,28 lit D 0,182 lit skkn Bài 3: Hoà tan hết 10,32g hỗn hợp Ag, Cu lượng vừa đủ 160ml dung dịch gồm HNO3 1M H2SO4 0,5M thu dung dịch X sản phẩm khử NO Cô cạn dung dịch A thu khối lượng muối khan là: A 22,96g B 18,00g C 27,92g D 29,72g Bài 4: (3) Hòa tan hết 2,04 gam kim loại M dung dịch X gồm HNO3 0,1M H2SO4 0,3M, thu dung dịch Y (không chứa muối amoni) 0,784 lít (đktc) hỗn hợp Z gồm ba khí Biết hỗn hợp khí Z chứa 0,28 gam N2, 0,6 gam NO nguyên tố nitơ Z chiếm 62,92% khối lượng Xác định kim loại M (Đáp số: M Mg) Dạng tập 2: Xử lí tinh tế toán kim loại oxit kim loại tác dụng với NO3- môi trường H+ Đây dạng toán tổng hợp thường đề thi trung học phổ thông quốc gia, đề thi học sinh giỏi hóa học 11 khai thác để làm câu hỏi phân loại * Phương pháp giải: Khi giải loại toán cần ý đến kỹ thuật tư chủ đạo gồm: *Kỹ thuật thứ nhất: Tư phân chia nhiệm H+ Tương tự dạng tập 1, H + thường làm nhiệm vụ: H + kết hợp với NO3- sinh sản phẩm khử sau: NO, NO2, N2, N2O, NH4+, H2 Ngoài khác với dạng tập 1, H+ tác dụng với O2- oxit thành H2O - Để áp dụng tốt tư phân chia nhiệm vụ H+, cần nhớ phương trình Ionelectron sau: (1) 4H+ + NO3- + 3e NO + 2H2O (2) 2H+ + NO3- + 1e NO2 + H2O (3) 10H+ + 2NO3- + 8e N2O + 5H2O (4) 2H+ + O2- H2O (5) 12H+ + 2NO3- + 10e N2 + 6H2O (6) 2H+ H2 + + (7) 10H + NO3 + 8e NH4 + 3H2O *Kỹ thuật thứ hai: Kĩ thuật tư “Đi tắt đón đầu” - Theo hóa học, tư “ Đi tắt đón đầu”, thực chất trả lời câu hỏi sau + Sản phẩm sau phản ứng gồm chất nào? + Cuối nguyên tố ban đầu, chất ban đầu chạy vào đâu, chuyển hóa vào chất nào? + Trong q trình, ngun tố có số oxi hóa tăng, giảm? + Dung dịch sau phản ứng gồm ion nào, số mol bao nhêu? + Chất khí, chất kết tủa, chất rắn gồm chất nào, số mol bao nhiêu? Sau trả lời câu hỏi sẽ: Thường quy đổi hỗn hợp – kim loại oxit kim loại – thành đơn chất kim loại O, từ biến tốn thành: hỗn hợp kim loại O tác dụng với NO3- mơi trường H+ 10 skkn Từ ta có số mol H+ dư = 0,7 – 2y – 0,4 – 2a = 0,3 – 2y – 2a - Khi cho phần tác dụng với 0,2 mol KOH, ta có KOH + H+ H2O + K+ Fe3+ + 3OHFe(OH)3 Tổng số mol OH = 0,15 – y – a + 0,05 x = 0,2 y + a = 0,1 (3) Giải hệ (1), (2), (3) ta x = 0,16; y = 0,08; a = 0,02 H+ dư nên sau phản ứng tạo muối sắt Fe3+ Điều giả sử - Vậy cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào phần hai có kết tủa: Fe(OH)3,BaSO4 Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 0,08 0,08 Ba2+ + SO42- → BaSO4 0,05 0,05 Vậy: m = 20,21 gam Ví dụ 3: (1) Cho m gam hỗn hợp H gồm Fe xOy, Fe, Cu tác dụng hết với 200 gam dung dịch chứa HCl 32,85% HNO3 9,45%, sau phản ứng thu 5,824 lít khí NO (đktc) sản phẩm khử dung dịch X chứa (m + 60,24) gam chất tan Cho p gam Mg vào dung dịch X, kết thúc phản ứng thấy khí Y gồm khí, có khí hóa nâu khơng khí; tỉ khối Y He 4,7 (m - 6,04) gam chất rắn T Tìm giá trị p? Hướng dẫn giải Hỗn hợp khí Y có khí hóa nâu khơng khí NO, Mà: Y gồm NO H2: Quy đổi hỗn hợp H (FexOy, Fe, Cu) thành (Fe, Cu, O) Ta có sơ đồ chuyển hóa Áp dụng bảo tồn khối lượng: 13 skkn Bảo toàn khối lượng với hỗn hợp chất tan dung dịch X: => m(Cu + Fe) = (m + 60,24) - ( 0,26.1+0,04.62 - 1,8.35,5) = (m – 6,4) gam < mT Vậy T phải có Mg dư m Mg dư = (m – 6,4) - (m – 6,04) = 0,36 g Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố N, H ,O: Áp dụng định luật bảo tồn điện tích cho dung dịch X: => p = 0,895.24 + 0,36 = 21,84(g) Vậy p = 21,84 gam * Một số tập tự luyện Bài 1: (5) Hòa tan hết 40,4 gam hỗn hợp X gồm Fe Fe 3O4 dung dịch chứa 0,7 mol H2SO4 0,7 mol HNO3 thu dung dịch Y hỗn hợp gồm 0,1 mol NO a mol NO2 (khơng có sản phẩm khử khác) Cho dung dịch Y tác dụng với 500 ml dung dịch KOH 1M thu 10,7 gam chất kết tủa Mặt khác, cho Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu m gam kết tủa Biết phản ứng xảy hồn tồn Tính m ( Đáp số: m = 221,95g) Bài 2: (5) Cho m gam hỗn hợp X gồm Cu Fe3O4 vào 200 ml dung dịch chứa H2SO4 2M NaNO3 1M, thu dung dịch Y thấy 1,12 lit khí NO.Thêm dung dịch HCl (dư) vào dung dịch Y, lại thấy 0,336 lit khí NO Biết NO sản phẩm khử NO3- thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Xác định giá trị m ( Đáp số: m = 21,24g) Bài 3: (6) Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Al, Mg MgO dung dịch hỗn hợp chứa 0,34 mol HNO3 KHSO4 Sau phản ứng thu 8,064 lit hỗn hợp khí Y(ở điều kiện tiêu chuẩn) gồm NO, H2 NO2 với tỉ lệ mol tương ứng 10 : : dung dịch Z chứa muối Cho dung dịch NaOH dư vào Z thấy có 2,28 mol NaOH phản ứng, đồng thời có 17,4 gam kết tủa xuất Tính phần trăm khối lượng MgO hỗn hợp ban đầu ( Đáp số: %MgO = 29,41%) Bài 4: (5) Cho 5,6 gam hỗn hợp X gồm Mg MgO có tỉ lệ mol tương ứng 5: tan vừa đủ dung dịch hỗn hợp chứa HCl KNO3 Sau phản ứng thu 0,224 lít khí N2O (đktc) dung dịch Y chứa muối clorua Biết phản ứng 14 skkn xảy hồn tồn Cơ cạn cẩn thận Y thu m gam muối Tìm m (Đáp số: m = 21,24g) Dạng tập 3: Xử lí nhanh tốn hỗn hợp nhiều loại chất vô tác dụng với NO3- môi trường axit (H+) * Phương pháp giải: - Trong môi trường axit, anion NO3- có tính oxi hố mạnh axit HNO Do đó, dung dịch hỗn hợp (NO3-, H+ ) có đầy đủ tính chất hóa học axit mạnh như: dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối; ngồi có tính oxi hóa mạnh: oxi hố hầu hết kim loại, nhiều phi kim số hợp chất có tính khử - Tương tự dạng tập 2, giải loại toán vận dụng kỹ thuật tư phân chia nhiệm H+, kĩ thuật tắt đón đầu vận dụng định luật bảo toàn - Nếu hỗn hợp gồm nhiều chất khác nhau, quy đổi hỗn hợp gồm nhiều chất thành đơn chất tác dụng với NO3- mơi trường H+ giải tốn tương tự dạng tốn 2: * Viết sơ đồ chuyển hóa chất phản ứng, sản phẩm cho trình; xác định chất khử, chất oxi hóa, điền lượng chất biết vào sơ đồ * Sau vận dụng linh hoạt định luật bảo toàn như: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố (N, H,O, C, S, kim loại…), bảo tồn điện tích… dạng tập 2, để lập phương trình đại số, kết hợp giải hệ, tìm ẩn số tốn, tìm ẩn số tốn tìm đáp án * Một số ví dụ minh họa Ví dụ 1: (1) Hòa tan 10,92 gam hỗn hợp X chứa Al, Al2O3 Al(NO3)3 vào dung dịch chứa NaHSO4 0,09 mol HNO3, khuấy cho phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch Y chứa chất tan có khối lượng 127,88 gam 0,08 mol hỗn hợp khí Z gồm khí khơng màu, khơng hóa nâu ngồi khơng khí Tỉ khối Z so với He Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch Y, phản ứng biểu diễn theo đồ thị sau: 15 skkn Tính phần trăm khối lượng khí có khối lượng phân tử lớn hỗn hợp Z Hướng dẫn giải: Vì: , mà hỗn hợp khí Z gồm khí khơng màu, khơng hóa nâu ngồi khơng khí, nên Z gồm H2, N2, N2O Đặt số mol N2, N2O, NaHSO4 a, b, x Ta có sơ đồ phản ứng: Từ đồ thị, ta thấy dung dịch Y chứa H+ dư, (đặt ) tính (Bảo tồn ngun tố Al) Bảo tồn điện tích với dung dịch Y: x + y + z + 0,3.3 = 2x (1) Từ đồ thị ta có: (2) MY = 0,2.27 + 23x + 18y + z + 96 x = 127,88 (3) Giải hệ phương trình (1), (2), (3) ta có: x = 1; y = 0,04 ; z = 0,06 Bảo tồn khối lượng với q trình: Bảo tồn nguyên tố H: 16 skkn Xét hỗn hợp khí Z ta có: Vậy phần trăm khối lượng N2O là: Ví dụ 2: (1) Cho 12,55 gam hỗn hợp rắn X gồm FeCO3, MgCO3 Al2O3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 NaNO3 (trong tỷ lệ mol H2SO4 NaNO3 tương ứng 19:1) thu dung dịch Y (không chứa ion NO ) 2,464 lít khí Z (đktc) gồm NO; CO2; NO2 có tỷ khối so với H2 239/11 Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH đến thu kết tủa cực đại thấy có 0,37 mol NaOH tham gia phản ứng Mặt khác, cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư đun nóng khơng thấy khí bay Tính phần trăm khối lượng FeCO3 hỗn hợp X Hướng dẫn giải: Vì cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư đun nóng khơng thấy khí bay ra, nên Y khơng có NH4+ tạo thành Ta có sơ đồ tốn Dung dịch Y ,Vì dung dịch Y thu Na2SO4 Bảo toàn mol Na: 19a.2 = 0,37 + a a = 0,01 - Ta có: nkhí Z = 0,11 mol, mà bảo tồn ngun tố N ta có (1) mkhí Z = = 4,78 gam (2) Giải hệ phương trình (1) (2), ta được: - Áp dụng bảo toàn electron cho trình: 17 skkn Tổng số mol NaOH phản ứng với dung dịch Y là: 3×2z + 2y + 3×0,02 + 2(x – 0,02) = nNaOH = 0,37 6z + 2y + 2x = 0,35 (I) Bảo toàn nguyên tố C: (II) Mà: (III) Giải hệ phương trình: (I), (II) (II) , ta có: x = y = 0,05; z = 0,025 - Vậy phần trăm khối lượng FeCO3 hỗn hợp X Ví dụ 3: (1)Hịa tan hết 15,0 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeCO3 Fe(NO3)2 dung dịch chứa NaHSO4 0,16 mol HNO3, thu dung dịch Y hỗn hợp khí Z gồm CO2 NO (tỉ lệ mol tương ứng 1: 4) Dung dịch Y hòa tan tối đa 8,64 gam bột Cu, thấy 0,03 mol khí NO Nếu cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào Y, thu 154,4 gam kết tủa Biết phản ứng xảy hồn tồn khí NO sản phẩm khử trình Tính phần trăm khối lượng Fe đơn chất hỗn hợp X Hướng dẫn giải: - Vì dung dịch Y hịa tan Cu thấy khí NO nên dung dịch Y chứa: H+, NO3-, Fe3+, Na+ SO42- (dung dịch Y khơng chứa Fe 2+, không tồn dung dịch chứa Fe 2+, H+, NO3-) Khi cho dung dịch Y tác dụng với 0,135 mol Cu, bảo tồn electron ta có Sơ đồ phản ứng: - Khi cho dung dịch Y tác dụng với Ba(OH) dư, Bảo tồn nhóm SO 42- ta có: - Xét dung dịch Y, bảo tồn điện tích cho dung dịch Y có: 18 skkn Bảo tồn khối lượng ta có: Bảo tồn ngun tố H: - Xét hỗn hợp khí Z, đặt - Bảo tồn khối lượng Xét hỗn hợp rắn X: Bảo toàn nguyên tố N, C Bảo toàn H, O: mà Vậy: %Fe =37,33% Ví dụ 4: (1)Cho 38,55 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, ZnO Fe(NO3)2 tan hoàn toàn dung dịch chứa 0,725 mol H 2SO4 loãng Sau phản ứng xảy hoàn dung dịch chứa 0,725 mol H 2SO4 loãng Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y chứa 96,55 gam muối sunfat trung hịa 3,92 lít (đktc) khí Z gồm khí có khí hóa nâu khơng khí Biết tỉ khối Z so với H2 Tính phần trăm theo khối lượng Mg X Hướng dẫn giải: Khí hóa nâu NO, mà Khí cịn lại H2 19 skkn Ta có sơ đồ phản ứng: B ảo tồn khối lượng: 38,55 + 98.0,725 = 96,55 + 3,15 + 18 Bảo tồn ngun tố H, ta có: => sản phẩm phải có NH4+ Bảo tồn ngun tố N: Bảo toàn nguyên tố O: Đặt số mol Mg, Al a, b Bảo toàn khối lượng với X: => mMg + mAl = 24a + 27b = 38,55- 81.0,2- 180.0,075 = 8,85 (1) Vì có H2 tạo thành nên sau phản ứng dung dịch Y chứa Fe2+ chưa phản ứng Bảo toàn electron cho q trình: (2) Từ (1) (2) ta có: a = 0,2; b = 0,15 Vậy phần trăm theo khối lượng Mg hỗn hợp X là: 12,45% * Một số tập tự luyện Bài 1: (1) Cho 13,36 gam hỗn hợp gồm Mg Cu(NO3)2 tan vừa đủ dung dịch hỗn hợp chứa 0,98 mol HCl x mol NaNO3 Sau phản ứng thu dung dịch Y chứa muối clorua 0,04 mol khí N2 Biết sau phản ứng khơng thu chất rắn Cô cạn cẩn thận Y thu m gam muối khan Biết phản ứng hồn tồn Tính giá trị m ? (Đáp số: m = 48,64g) Bài 2: (1) Nung nóng m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe(NO3)2 FeCO3 bình kín (khơng có khơng khí) Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu chất rắn Y khí Z có tỉ khối so với H2 22,5 (giả sử khí NO2 sinh không tham gia phản ứng khác) Cho Y tan hoàn toàn dung dịch gồm 0,02 mol KNO3 0,125 mol H2SO4 (loãng), thu dung dịch T chứa hai muối trung hoà kim loại (khơng chứa muối Fe3+) hỗn hợp hai khí (trong có NO) có tỉ khối so với H2 Tính m (Đáp số: m = 10,405 gam ) 20 skkn ... chương Nito - Photpho có nhiều đề tốt nghiệp, đề thi THPT QG, đặc biệt đề thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh 11 Vì vậy, tơi chọn đề tài “ Giúp học sinh phân dạng giải nhanh tập tính oxi hóa NO3- ... hoạt vào giải vấn đề quen thuộc, tiết kiệm thời gian Từ năm học 2017-2018 thi học sinh giỏi tỉnh tỉnh Thanh Hóa lại thi đối tượng học sinh lớp 11 Trong chương trình lớp 11, tập ? ?Tính oxi hóa NO 3trong. .. NO3- mơi trường axit, chương Nito – Photpho, để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học 11 trường THPT? ?? làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn số dạng tốn